淺談FDD LTE目標網快速部署的探索

黃華錚

（中國移動通信集團廣東有限公司清遠分公司，清遠 511500）

1 TDD LTE現狀分析

中國移動4G覆蓋網采用的頻段為D頻段（2575-2635 MHz）和F頻（1885-1915MHz），共90M。下行和上行的容量比約為4：1，當前的網絡的下行與上行的業務比為9：1（＞＞4：1），目前還是下行容量受限。D頻段和F頻段覆蓋由于所處的頻段較高，與低頻段的900M頻段相比，D頻段路徑損耗相差9-16dB，F頻段路徑損耗相差6-10dB，覆蓋能力存在一定的不足，要滿足較好的4G覆蓋水平，需要投入建設較多的基站。TDD LTE深度覆蓋存在不足，市區道路拉網測試電平≥-100dBm的比例不足90%，經過墻體阻擋約10-20dB的損耗，室內電平大部分在＜-110dBm以下，用戶感知較差；海量CQT測試表明D頻點和F頻點信號經過阻擋后在室內信號電平較低，不能滿足室內業務需求，需要大量增加室內4G覆蓋建設，需要海量的工程建設及漫長的建設周期。中國移動擁有覆蓋特性較好的GSM900頻段，3GPP已經把GSM900頻段劃分給FDD LTE使用，因此，通過對GSM900頻率進行重耕，快速引入FDD LTE（900）網絡，利用900MHz良好的頻率特性和FDD上下行的獨立帶寬，并且和TDD LTE融合組網，可以同時滿足中國移動4G覆蓋和容量的需求。

2 快速部署FDD LTE網絡的可行性分析

2.1 FDD LTE網獨立新建的難點分析

中國移動無線網絡藍圖（圖1）描繪未來會形成7個頻段、5個系統的多層的無線網絡，建設及運營挑戰大：

圖1

在現有TDD LTE網絡上新建一套FDD LTE（900）網絡，首先無線射頻單元會增加，機房建設投入加大，機房耗電量增加；另外多系統網絡已經造成天面位置緊張，若新增天線，需要增加物業協商的時間成本和可能增加租金成本；最后由于新加射頻設備和新建天面，工程量和建網時間進一步增加，不利于快速部署FDD900網絡

2.2 FDD/GSM共模建設方案分析

2.2.1 GSM共模建設方案

共模是指同一射頻單元同時發射不同模式的網絡信號，實現多個模式的系統共用同一射頻單元RRU以及天線饋線等資源，不增加天面資源的占用，如圖2所示。

圖2

2.2.2 共模建設方案和FDD獨立新建方案優勢對比

優勢1：建網難度與時長優勢顯著

共模建設時，可充分復用現有GSM天線，極大降低部署難度。特別是對于現有GSM RRU已經具備支持NB-IoT/FDD能力的情況下，僅需增加一塊基帶板，一根光纖（用于連接基帶和射頻單元），即可完成共模升級，工程用時小于一個小時。

圖2

優勢2：大幅節約成本支出

（1）大幅節約鐵塔租金：每新增一套系統（3副天線+3個RRU）加收單站租金30%。如果使用多端口天線利舊抱桿，只新增3個RRU的情況加收租金20%，以中國移動現網平均單站年租金～3萬元測算。相比共模建設方案，純新建方案每年要多交租金6000～9000元/年/站，共模建設方式由于不需要付額外的鐵塔租金，相比獨立新建方式，每個基站可以節省3萬～4.5萬（5年）的運維費用。

（2）電費大幅下降：每個基站3個RRU的功耗是基站能耗最大的部分，其中凈功耗（無業務發射時的功耗）在共模方式下可多個系統共享，比獨立新建方式節省大量基站能耗和電費。

圖4

根據現網基站功耗情況及NB-IoT設備功耗計算，采用共模方案每年可節省電費約8000～12000元/站（電費按1元/度計算），5年可節省4萬～6萬元。因此，采用共模建設方式，單站的鐵塔租金和電費的節省可達7萬～10.5萬（5年）。

優勢3：節約大量建設投入

共模方式建設，一方面可以利舊GSM現網已經具備多模能力的RRU，節省設備投資成本，另一方面，實現與GSM復用天線端口，大幅節省天線投資，如表1所示。

表1

采用FDD/GSM共模的方式建設FDD900網絡，可以大量節省時間成本和工程成本，使快速部署FDD900網絡成為可能。

3 共模建設FDD900網絡試點效果

3.1 清遠試點共模改造施工時間匯總

方案1，RBS6201升級：升級約需1個小時左右完成，GSM斷網大概半小時，只需增加DUS板，增加GPS天線。

新增1套GPS系統或者共享原GPS系統，安裝需要半小時。RBS6201機柜增加DUS板、RUS板、設備聯線，饋線聯接15分鐘。 GSM后臺改數據開通需要半小時（基站安裝與后臺改數據同步進行）。激活開通FDD LTE：提前完成DUS本調，聯調開通5分鐘完成。

方案2，RBS6601升級：升級約需2個小時左右完成（包括布放光纖），GSM斷網大概半小時，只需增加DUS板，增加GPS天線，增加一條DUS到RRUS的光纖。新增1套GPS系統或者共享原GPS系統，安裝需要半小時。RBS6601新增加DUS板，聯接數據線，15分鐘完成安裝。增加光纖需要根據現場環境，一般1小時至3小時GSM后臺改數據開通需要半小時（基站安裝與后臺改數據同步進行）激活開通FDD：安裝提前完成DUS本調，聯調開通5分鐘完成。

表2

3.2 共模建設對GSM的影響評估

3.2.1 拉網測試評估

清遠市區試點區域開通混模FDD900網絡后，拉網測試GSM網絡覆蓋率和語音質量等重要指標保持穩定，如表3及拉網測試圖：

表3

圖5

3.2.2 后臺KPI指標對比評估

試點GSM小區對比開通FDD LTE前后，各項重要指標良好，保持平穩，無惡化情況，無線接通率平均為99.66%，語音掉線率平均為0.96%，切換成功率平均為98.91%。試點小區GSM數據業務總流量微幅下降，數據業務總流量由開通前的一周均值16496M下降為近一周均值15405M，數據業務流量下降6.61%，原因是開通的FDD LTE后4G覆蓋深度明顯改善，FDD LTE網絡吸收了數據流量。

圖6

3.3 FDD/TDD融合組網效果

FDD900開通后4G網絡道路測試覆蓋率（RSRP≥-100dbm且CRS-SINR≥-3dB的比例）從89.26%提高到91.21%，覆蓋率提升近2%；上行吞吐率從4.04Mb/s提高到4.59Mb/s，上行速率改善。

表4

3.4 試點區域TDD LTE網絡MR指標變化

FDD站點的開啟對TDD網絡覆蓋的有效補充，減少了原來TDD網絡邊緣弱覆蓋區域的采樣點，取一周的MR數據，融合組網后試點區域TDD網絡MR覆蓋率從93.87%提升到94.31%。同時也降低了試點區域TDD網絡弱覆蓋小區數，從每天182個降低到170個。

圖6

4 結束語

采用共模建設的方式快速引入FDD900，可以解決TDD LTE網絡覆蓋和容量問題。共模建設相對新建方式，從工程量，實施難度，施工時間和建設成本上都有較大的優勢。在清遠試點方案表明，共模方式符合預期效果，適合中國移動快速部署FDD網絡建設，提升4G網絡質量。

[1] 程鴻雁，朱晨鳴，王太峰等.LTE FDD網絡規劃與設計[M].北京：人民郵電出版社，2013.

[2] Deployment Guideline.ERICSSON ALEX.

[3] Radio Wave Propagation Guideline.ERICSSON ALEX.