LTE技術在大話務創意產業園的應用研究

蘇亮

摘要：蘇州創意產業園由蘇州工業園區政府投資興建的一個主打軟件園，已成為江蘇省乃至全國重要的軟件外包和集成電路設計基地、創新型人才、研發機構和高科技企業的集聚和輻射地。蘇州創意產業園內用戶集中，白領群體追求時尚，品牌歸屬感強，是高端優質客戶的主力。提升軟件園內用戶的nps，對于4G運營商來說，具有不可估量的戰略意義。軟件園規劃優化思路，積累軟件園的規劃經驗，選取典型場景進行規劃研究，并輸出了相應的經驗。

關鍵詞：軟件園；創意產業園；LTE；規劃；覆蓋容量

1覆蓋類優化

1.1室內覆蓋提升

1.1.1 Lampsite的應用

（1）Lampsite技術分析。Lampsite可部署多制式的室內網絡；BBu具有基帶資源共享功能，僅通過一根光纖就能承載多個小區，最大可節省87%的光纖資源；其樓內部署采用PoE供電，僅需一根網線，就能實現供電和數據傳輸功能，有效降低了施工難度和部署成本。Lampsite具備簡潔高效的擴容能力：在網絡建設初期，pRRU之間通過小區合并可減少小區切換、降低干擾；當網絡負載較高時，可以分裂成多個邏輯小區，并通過Adaptive SFN（自適應單頻點組網）技術，實現干擾與容量的平衡，無需任何工程改造，僅升級軟件就能提升網絡容量。

（2）采用Lampsite后改善情況如圖1所示。

1.1.2 Easymacrocell在室內的應用

（1）Easymacro技術分析。EasyMacro解決方案相比傳統宏站，具備體積小、重量輕、多頻多模、高容量、外形美觀、部署快速等優勢，是城區新建加密站的首選。EasyMacro解決方案采用AAS技術，將天線和射頻集成，采用了“軟件定義頻段技術”，可以支持1.8～2.1 GHz超寬工作帶寬，同時支持大功率輸出（1.98G+2.1 G：2×20 W+2×20 W，總功率：2×40 W），靈活匹配運營商的覆蓋場景，關鍵規格如圖2所示。

（2）采用Easymacro后改善情況，對比如圖3所示。

1.1.3 Femto的應用

（1）Femto技術分析。目前Femto為解決室內弱覆蓋的有力手段之一，Femto技術的優勢在于不僅能夠利用固網資源，吸收4G業務，減輕4G宏網的業務流量壓力；還能夠彌補網絡覆蓋的不足，提高室內覆蓋的質量和用戶的業務體驗，增強用戶的黏性。在大規模應用后，Femto的推廣成本、以及業務的運營成本（比宏網絡更低）能夠得到降低，成為運營商贏得用戶的利器。

目前集團采購的Femto型號為TDD-LTEEN1800皮基站。規格如表1所示和圖4所示。

TDD-LTE企業級家庭基站與UE、寬帶接入網、安全網關、Femto網關、WLAN AC等網絡側設備形成一個完整的通信系統，該通信系統的結構以及Femtocell在整個通信網中的位置如圖5所示。

（2）采用Femto后改善情況如圖6所示。

1.2室外覆蓋提升

室外道路指標為傳統的KPI考核指標，VOLTE指標為下階段考核的重點，考慮到VOLTE業務相比FTP業務所要求的RSCP和SINR都相對更高，所以本次對創意產業園周邊道路的覆蓋率進行重點優化，采取的手段為Easymacro小基站增補和六扇區天饋調整兩種方案進行優化。

六扇區天饋調整作為基礎覆蓋，小基站作為補忙手段，點面相結合，優化后指標提升明顯。

1.2.2 Easymacro覆蓋場景

居民區商業區域深度覆蓋居民區外街道，城市支路覆蓋主干道、廣場、景區覆蓋

創意產業園的實際情況與應用。新平路為創意產業園西面支路，由于周邊樓宇阻擋，該道路上RSRP強度在-90～100dBm間，SINR持續質差，對高清語音業務的mos和用戶感知影響較大。

由于樓頂協調建筑困難，而且該道路為城市支路，考慮用Easymacrocell路燈桿覆蓋效果較好，相比樓頂站點，路燈桿不僅對道路有良好的覆蓋，還可以吸收鄰街樓宇中用戶的話務。

1.2.3六扇區調整強化覆蓋

六扇區技術分析。蘇州目前站點多是采用GSM：GSM900和DCS1800雙層組網，LTE：LTE-F和LTE-D雙層組網，建網初期采取的三扇區宏蜂窩結構已不能滿足今日的用戶需求。隨著用戶數的增長，業務需求的變化，傳統的三扇區無法做到對用戶的精細化覆蓋。所以隨著LTE三期一階段的建網完成，2G和4G的雙層網結構完善，蘇州全區采取了六扇區方案重新進行網絡結構優化和調整。

六扇區方案的總體思路為：GSM900與LTE-F天線同向覆蓋，覆蓋區域為密集話務需求場景及熱點投訴區域；DCS1800與LTE-D天線同向覆蓋，覆蓋區域主要為道路和一些距基站較近的話務需求區域。

2創意產業園的實際情況與應用

對創意產業園周邊進行DT測試，分析log發現主要弱覆蓋路段為崇文路和崇文路與新平路交叉口以南，RSRP在-90～-110 dBm間，對高清語音業務的mos和感知影響較大。而在創意產業園內的兩個基站：市區創意產業園和市區歐瑞動漫都是F+D雙層網覆蓋，可采用D頻段覆蓋道路，F頻段對創意產業園內部樓宇深度覆蓋的六扇區覆蓋方式。

2.1容量類優化

蘇州創意產業園內人員比較密集，隨著大量軟件公司的入駐，因此軟件園內的白領人員總數很大。

軟件園內人數變化普遍趨勢如下：

（1）每年人數基本穩定，穩步增長；（2）每天早八點至晚八點用戶較多，潮汐效應明顯；（3）周一至周五軟件園內人員較多而周末較少。

2.2合理規劃站點

要保證良好的覆蓋以及容量，合理的站點規劃是必不可少的一環。規劃不合理，覆蓋可能會達標，但必然導致部分容量的浪費，站點負載的不均衡，間接地影響到用戶的感知。如圖10所示，創意產業園內，目前存在的室內分布系統7套，共21個小區，宏站1套，共15個小區，Lampsite一套，共3個小區，Easymacrocell基站2套（室內室外各1套），共5個小區，FEMTO設備3套，共3個小區。目前容量評估高峰人流量在6 000人左右，園內站點容量完全可以滿足目前的負載需求。

園內其他部分均采用室分方式覆蓋，Femto，Lampsite以及室內Easymacrocell覆蓋范圍控制的較小。Femto作用主要用來補盲，Lampsite以及室內Easymacrocell用來作為話務高峰熱點區域的話務吸收。

站點規劃完成之后，在維護的過程中，部分站點進行過垂直分裂或水平分裂。

創意產業園一期的1棟、2棟、3棟為互通型樓宇，中間存在長廊型過道。該種樓宇，若進行垂直分裂勢必會在過道區域產生切換帶，增加不必要的信令開銷，為原本就負荷較高的小區雪上加霜。公司對該樓宇進行了水平分裂，即高低分層的形式。高層層內繼續擴容小區采用雙層網的形式進行負荷分擔的同時，也開啟載波聚合，提升下載速率。

水平分裂之后，樓宇內1/2/3低層與4/5/6高層均采用E1+E2+E3三載波配置的形式，E1+E2開啟載波聚合功能，E3作為VOLTE專用載波，本小區層級使用4。

該種分配方式耗費BBU基帶板資源較多，10臺RRU開通6個小區，需要30個通道，需要使用3塊D4基帶板。

2.3垂直分裂

8號樓以及9號樓都是6層的樓，為蘇州傳視影視傳媒有限公司辦公樓，因公司人員較少，在規劃時，將2棟樓規劃成了同一個小區。后期在實際使用的過程中發現，覆蓋該2棟樓的室分小區蘇州創業產業園二期AL（M）1最大用戶數超過200的頻次較高，為高頻次高負荷小區。

考慮到該2棟樓之間在物理上無任何關聯，2棟樓的RRU綁定在了同一個覆蓋小區下，同一個小區無法同時承載2棟樓的話務負荷，因此采用垂直分裂的形式，將兩棟樓分裂成2個小區。

按照上述形式進行分裂，因未添加任何新的通道，對BBU基帶板的通道需求未增加，因此無需新增基帶板（若該BBU下為D4板，只能支持最大3小區，D9板支持最大6小區配置）。

2.4 MLB算法分流

在按照小區容量進行了相應的擴容之后，為避免小區間話務不均衡，需開啟華為設備負載平衡（Mobility Load Balancing，MLB）特性算法。該算法打開之后，eNodeB判斷小區的負載狀態，當小區處于高負載狀態時，將負載高小區中部分UE轉移到負載低的小區，平衡異頻或異系統小區之間的負載，緩解異頻或異系統小區間負載不平衡狀態，實現網絡資源最大化利用，提升用戶感受。

MLB按照觸發方式，分為基于PRB利用率和基于用戶數兩種。目前我們采用的是基于用戶數觸發的異頻負載均衡，在系統內容量可以承載的情況下，不進行任何系統間均衡。開啟異頻下行數傳用戶數平衡后，eNodeB以每秒為周期測量小區的下行數傳用戶數。

當滿足如下條件時，觸發異頻下行數傳用戶數負載平衡。

3質量類優化

質量類優化工作包括VOLTE語音質量以及數據業務下載速率的提升。目前創意產業園內總體用戶數在6 0003人左右，質量類優化工作對客戶感知有著重要意義。

3.1 VOLTE語音質量提升

VOLTE是指LTE網絡內的主叫和被叫UE和IMS間建立由IP傳輸網絡承載的語音業務。即LTE網絡內的主叫和被叫用戶可以直接使用語音業務。

隨著VOLTE業務的商用，越來越多的用戶開通了高清語音通話功能，VOLTE用戶數量呈現指數型增長。相對于數據業務來說，用戶對語音業務的敏感程度較高，在用戶感知中占有相當大的比重。

目前，我方在創意產業園內采用了如下4種提升語音質量的方式。

3.1.1 VOLTE業務異頻組網的應用

按現網的網絡策略，數據業務和VOLTE業務默認混合承載在同一LTE載波。在大話務壓力測試中發現如果數據業務和VOLTE業務默認混合承載在同一LTE載波，在高負荷場景中由于數據業務用戶對PRB資源（尤其是上行）、CCE資源消耗對VOLTE業務感知產生影響，由于VOLTE語音和數據業務在感知敏感度上存在較大差異，因此這類場景在單純數據業務情況下感知影響不明顯，但對VOLTE語音會出現吞字、注冊困難等感知問題。

出現該問題的主要原因為，數據業務同VOLTE業務混合承載在相同的載波資源內，在高負荷大話務場景下，由于信令調度優先級高于VOLTE業務，雖然VOLTE用戶數相對較少，但是由于高負荷下大量數據用戶的信令調度消耗了CCE資源，在CCE資源受限后，就會導致上/下行報文無法調度的情況發生。如果無法調度的報文是信令消息，就可能會導致RRC/E-RAB建立失敗或者E-RAB掉話。如果無法調度的上行報文是業務報文，就可能導致上行消息丟包。

對于QCI1承載來說，如果包處理時延和丟包率產生惡化，對業務的影響是VOLTE通話時出現較明顯的吞字現象。對于QC15承載而言，由于調度困難引起的ERAB建立失敗會產生無法注冊的情況。

目前針對上述問題，我方在創意產業園利用切換策略實現了異頻組網。具體策略如下：

VOLTE語音承載為QCI1，普通數據業務承載為QC16＼8＼9，因此可以通過基于QCI的切換方式，當用戶發起OCI1業務時切換至VOLTE專用載波，實現VOLTE語音和數據分載波承載。

當VOLTE用戶通話結束后OCI1承載拆鏈，在第二塊載波上通過配置針對OCI6＼8＼9數據業務的基于頻率優先級切換返回到數據業務載波，從而釋放VOLTE專用載波資源。

通過以上方案可以實現VOLTE語音和數據分載波承載，在高負荷場景避免數據和語音混合承載引起的VOLTE業務感知下降問題。

3.1.2基于上行鏈路質差異頻切換的應用

目前沿海地區省份受到大氣波導干擾嚴重，表現為本地TD-LTE上行底噪抬高，影響到用戶的上行鏈路質量，造成上行鏈路質量惡化，從而引起VOIP業務的掉話以及數據業務的掉線，影響到用戶的感知。

現網中受到大氣波導干擾嚴重的載波為F頻段38400。創意產業園主要影響到的小區為內的38400宏站以及在園內建設的Easymacrocell路燈桿的38400頻點，大氣波導紅色預警時，創意產業園宏站38400頻點的底噪會出現抬升。

為避免在大氣波導嚴重時影響到用戶感知，公司采用了基于上行鏈路質量切換的算法結合基于業務的切換算法以及頻率優先級的切換算法，在上行干擾嚴重導致無線環境惡化時，讓用戶及時切換至受擾程度較小的載波，可避免掉話掉線等問題的發生。

方案采用基于上行鏈路質量異頻切換功能觸發UE對鄰區的測量，用A4事件結合VOIP業務優先級配置將受擾的38400載波上的VOIP用戶引導遷移到異頻38544的F2載波，數據業務采用頻點優先級的方式遷移到37900以及38098的D頻段載波。因基于上行鏈路質量的切換算法無法區分語音以及數據業務用戶，現網中的切換判決依據是RSRP強度，雖然采用了VOIP優先級配置將VO頻點優先下發，但也無法保證語音用戶準確切換至38544載頻，因此，后續結合了基于業務的切換算法，以及基于頻率優先級的切換算法，準確進行分流。后續結合的這兩套算法，在上一步異頻組網中已經應用，因此在開啟基于鏈路質量切換算法時，無需再特殊配置。

基于上行鏈路質量的異頻切換是基于上行信號質量觸發的。eNodeB根據上行信號檢測，發現UE上行鏈路質量受限時，eNodeB下發事件A4的測量控制。

eNodeB下發事件A4測量控制的同時，若發現測量GAP已被激活且包含了其他的測量GAP，則不做任何處理，否則激活測量GAP。

當基于上行鏈路質量的測量GAP進行了一段時間（內部固定為3s），卻沒有觸發切換時，eNodeB將停止基于上行鏈路質量的異頻測量。

當eNodeB發現UE的上行鏈路質量進一步變差，但沒有收到UE上報事件A4測量報告時，eNodeB會判決UE的上行鏈路質量嚴重受限，可能會產生掉話，此時eNodeB將進入盲切換流程。

當上行鏈路質量變好時，則UE停止基于上行鏈路質量的異頻測量。

3.1.3 VOLTE載波小包業務降階技術的應用

目前創意產業園場景內，VOLTE載波屬于專用載波，數據業務用戶已經被遷移至其他載波，VOLTE業務量較低的情況下，RB資源剩余明顯，本算法的應用可以提升PDSCH資源的利用率。

本算法的主要作用是在RB資源有剩余的場景提升PDSCH資源利用率，增加下行吞吐量。在保證調度數據量不變的前提下，采用“增加分配的RB數、降低MCS”的調度策略，提升數據傳輸可靠性，提升用戶感受。

涉及主要參數：優先MCS選擇概率門限（RBPriMcs-SelectRatioThd RB）

3.1.4限制上行RLC最大分段數特性的應用

上行RLC分段主要是由上行調度分配的TBS決定。每次調度的TBS越小，上行RLC分段越多。當信道質量很差時，UE功率受限，上行調度的TBS很小，上行RLC分段很多，這樣會導致：VoLTE包時延大、VoLTE業務上行丟包（UEbuffer中的VoIP包不能得到及時調度，丟包定時器超時）、RLC頭/MAC頭開銷大、VoLTE業務的上行動態調度消耗的CCE資源和RB資源多。

語音業務對端到端時延實時性要求比較高，雖然創意產業園-110dBmMR覆蓋率占比已經達到了97.29%，但仍有2.71%的小部分用戶處于弱場環境下，該部分用戶若使用VOLTE業務，語音質量可能會受到不同程度的影響。為此，我方在創意產業園內開啟了上行RLC分段增強特性以提升弱INVOLTE用戶的感知。該算法只針對OCI1的業務生效。

上行RLC分段增強算法，通過限制上行動態調度的TBS來限制VoLTE語音包的上行RLC分段數，以提高信道質量很差時的語音質量。在信道條件較好時，上行RLC分段數小于上限，該算法不生效。在信道條件很差時，上行RLC分段數大于上限，算法生效。根據VoLTE語音包大小和設置的最大RLC分段數，限制單次上行動態調度的TBS最小值，從而限制一個VoLTE語音包的上行RLC分段數不超過上限。

3.2數據業務下載速率提升

3.2.1室分系統改造MIM0雙流占比提升

多入多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技術是一種能成倍提升系統頻譜效率的技術。MIMO是對單發單收（Single Input Single Output，SISO）的擴展，泛指在發送端或/和接收端采用多根天線，并輔助一定的信號處理技術完成通信的一種技術。MIMO不僅提升系統容量，還能提高系統覆蓋，帶來更高的用戶速率和更優質的用戶體驗。MIMO的增益主要包括：功率增益、復用增益、分集增益、陣列增益。功率增益可以在噪聲受限場景下，提高接收端信噪比，從而提升信號接收質量。

假設每根天線的發射功率相等，則采用MR天線發射相對單天線發射可獲得的功率增益為10 log（M）dB。

創意產業園內LTE室內分布系統都是在前期23G室內分布系統的基礎上直接通過更換3161RRU擴充LTE BBU主控板、基帶板的方式升級上來的。該種升級方式施工靈活簡單，但基站側為單天線收發，無法實現多發多收的MIMO雙流，創意產業園內室分系統雙流占比為0%。為此，對創意產業園進行了室內分布系統的錯層改造。

3.2.2載波聚合業務的應用

3GPP在ERelease 10（TR 36.913）階段引入了CA（Carrier Aggregation，載波聚合），通過將多個連續或非連續的載波聚合成更大的帶寬（最大100 MHz），以滿足3 GPP的要求。同時載波聚合可以提高離散頻譜的利用率。

載波聚合是通過將多個連續或非連續的載波聚合成更大的帶寬（最大100 MHz），終端可以同時接入多個載波，并同時在多個載波上進行下行數據傳輸，終端的數據傳輸速率得到提高，獲得更好的用戶感知。

載波聚合功能的增益如下：

（1）資源利用率最大化：通過載波聚合，CA UE可以同時利用兩載波上的空閑RB（Resource Block），以實現資源利用率最大化，避免整體資源利用率的浪費。

（2）有效利用離散頻譜：通過載波聚合，運營商的一些離散的頻譜可以得到充分利用。

（3）更好的用戶體驗：通過下行載波聚合，CA UE相對非CA UE下行峰值速率可以提升100%（CA UE支持Category 6的情況下）。在實際商用網的多用戶場景下，CAUE激活SCell（Secondary Cell）后可以更好利用空閑資源，提升整網非滿負載時CA UE的吞吐量，給用戶帶來更好的體驗。

考慮到創意產業園內高端白領人群較多，公司對創意產業園內宏站以及室分小區均開通了CA功能。

4結語

目前蘇州工業園區熱點產業園相對較多，該部分區域的用戶大部分為白領，LTE終端數量較多，發展潛力非常大，在網絡建成后，需要根據實際網絡情況和業務的發展不斷進行優化。通過此次研究，初步得出了LTE網絡在產業園中現階段的規劃、優化思路，為后續LTE在大話務場景下的應用輸出了經驗。

后續建議如下：

（1）目前產業園內集中的VOLTE語音用戶以及小流量（QQ、微信、網頁瀏覽等）用戶較多，目前設備商的部分特性算法無法區分語音以及數據用戶，需要在后期版本中完善。

（2）目前Femto產品切換策略上相比大網來說，不夠靈活，VOLTE用戶越來越多，需要在后期的軟件版本中完善基于業務的切換策略。