居民區NR2.1G40M 與3.5G 協同優化方案研究

孫建軍 汪能淵

中國電信股份有限公司南通分公司

0 引言

電信和聯通在3.5G 頻段已經共建共享，2.1G 頻段各有20M 帶寬，通過充分的融合組建一張40M 的2.1GNR 網絡，其基本性能與3.5G100M 基本相當，甚至2.1G 的穿透率和上行速率好于3.5G。但是城區宏站使用3.5G，低流量居民區和高層（18 層以上）居民區使用2.1G，就存在2.1G 和3.5G 插花組網，有切換、感知問題。本研究在對NR2.1G40M 和3.5GHz頻段的覆蓋性能、業務承載等方面進行對比分析，為后續居民區2.1G40M 組網參數提供重要參考依據。

1 理論分析

1.1 3.5GNR 理論速率

以100M 帶寬、子載波30KHz 為例：

（1）資源塊PRB 數目。最多傳輸的PRB 數目為273 個。

（2）符號Symbol 數目。每個slot 時隙的OFDM 符號是14 個，每個slot 時隙占用的時間是0.5ms，假設其中3 個符號用于發送參考信號、控制信號等開銷信號，剩下11 個符號用于數據傳輸。

（3）幀結構。2.5ms 雙周期幀結構，如圖1 所示，每5ms里面包含5 個全下行時隙，3 個全上行時隙和2 個特殊時隙。Slot3 和Slot7 為特殊時隙，配比為10：2：2。

圖1 電信聯通2.1G 頻率

（4）上行理論峰值速率計算。上行基本配置：2 流，64QAM（一個符號6bit）。

由2.5ms雙周期幀結構可知，在特殊子幀時隙配比為10：2：2 的情況下，5ms 內有（3+2*2/14）個上行slot，則每毫秒的上行slot 數目約為0.657 個/ms。

上行理論峰值速率=273RB*12 子載波*11 符號*0.657/ms*6bit*2 流=271Mbps。

（5）下行理論峰值速率計算。下行基本配置：4 流，256QAM（一個符號8bit）。

由2.5ms雙周期幀結構可知，在特殊子幀時隙配比為10：2：2 的情況下，5ms 內有（5+2*10/14）個下行slot，則每毫秒的下行slot 數目約為1.28 個/ms。

下行理論峰值速率=273RB*12 子載波*11 符號*1.28/ms*8bit*4 流=1.37Gbps。

1.2 2.1GNR 理論速率

電信在2.1G 頻段擁有2110-2130MHz，聯通擁有2130-2155MHz，共45MHz 頻段。將電信和聯通的各20M 合并，組成40M 的NR，聯通保留5M 用于3G 業務，如圖1 所示。

以40M 帶寬、子載波15KHz 為例：

（1）符號Symbol 數目

2.1GNR 子載波間隔為15KHz，每個slot 時隙的OFDM 符號是14 個，每個slot 時隙占用的時間是1ms。假設其中3 個符號用于發送參考信號等開銷信號，剩下11 個符號用于數據傳輸。

（2）資源塊PRB 數目

根據3GPP 協議，N1 頻段（2.1G）、基站（BS）和手機（UE）均支持40M 帶寬，占用216 個RB。

（3）上行理論峰值速率計算

上行基本配置：2 流，64QAM（一個符號6bit）。

上行理論峰值速率=216RB*12 子載波*11 符號*1/ms*6bit*2 流=326Mbps。

（4）下行理論峰值速率計算

下行基本配置：4 流，256QAM（一個符號8bit）。

下行理論峰值速率=216RB*12 子載波*11 符號*1/ms*8bit*4 流=870Mbps。

由此可見，2.1NR40M 的上行峰值速率＞3.5NR100M 的上行峰值速率；2.1NR40M 的下行峰值速率低于3.5NR100M 下行峰值速率。

2 確定速率拐點

城區的居民小區，小區外面是3.5G 宏站，小區內部是2.1G滴灌。按照現有的參數：3.5G的優先級高于2.1G，且3.5G切2.1G的條件比較嚴格，導致雖然小區內建有2.1G 滴灌，但是基于優先級策略，用戶很難占上2.1G，導致部分用戶感知速率不好。

通過對居民區2.1G 40M 和3.5G 的測試數據進行分析，統計不同信號強度下的下行和上行速率情況，通過實際測試數據來遴選出合適的業務感知拐點，由業務體驗拐點來指導多頻段互操作參數的門限設置。

2.1 測試方法

分別選取NR3.5 的64TR 宏站和NR2.1 40M 的4TR 滴灌小區進行拉遠測試，測試次數不同業務各10 次。（1）測試方法：終端鎖頻段，從電平RSRP 在-80dBm 以上開始測試，測試至-115dBm 左右或者切換至4G。（2）測試業務：下載業務、上傳業務（3）統計數據：統計不同頻段下RSRP 和上下行速率的變化趨勢。（4）注意點：周邊同頻段小區電平強的情況下臨時閉鎖，減少對測試速率的影響。

2.2 測試結果

本次NR3.5 小區選擇64TR 的室外宏站，NR2.1 小區選擇40M 滴灌小區。

測試結果得出對比數據，其中NR2.1 和NR3.5 的下行速率如圖2 所示。

圖2 NR2.1 40M 和NR3.5 下行速率擬合圖

NR2.1 和NR3.5 的上行速率如圖3 所示。

圖3 NR2.1 40M 和NR3.5 上行速率擬合圖

2.3 測試結論

（1）在相同信號強度下，NR2.1G40M 上行速率高于NR3.5G100M。

（2） 當RSRP＞-99dBm 時，NR3.5G 下行速率高于NR2.1G 40M，而當RSRP＜-99dBm 時，NR2.1G 40M 下行速率較高。

（3）當RSRP 介于-105dBm 和-95dBm 之間時，NR2.1下行速率和NR3.5G 下行速率有時候2.1 高于3.5，有時候3.5高于2.1，且差距在20Mbps 以內，兩者差距不大。

綜合上下行速率拐點，NR3.5 RSRP 低于-95 dBm、NR2.1G RSRP 高于-100 dBm 時，3.5G 向2.1G 切換，NR2.1G RSRP 低于-105 dBm、NR3.5G RSRP 高于-95 dBm 時，2.1G 向3.5G 切換。

3 互操作參數試點方案配置

3.1 參數設置

基于以上的拐點測試分析，選擇合適的居民區場景設置不同的門限，對比不同門限設置下對居民區用戶感知的影響。T0 值參數使用省公司現網建議值，T1 值參數使用根據拐點設置的A5 門限值，T2 參數使用異頻A3 切換。具體方案如表1所示。

表1 參數設置方案

3.2 居民區測試結果

選擇某居民小區如圖4 所示，做CQT 和DT 測試，其中DT 測試涉及小區外圍一圈道路及小區內道路，CQT 測試則選擇小區東南西北中6棟樓宇，分別選擇低、中、高樓層進行測試，終端自由態測試，測試FTP 上傳下載，驗證上下行速率提升及頻段占用情況。

圖4 小區和基站情況

測試結果如表2 所示。T0 由于3.5G 的異頻切換出門限較高，小區內部東北側道路基本全部占用NR3.5 小區，整體RSRP 為-83.06dBm，SINR 為10.68，下載速率256.03Mbps，上傳速率70.55mbps，3.5G 頻段占比47.37%，2.1G 頻段占比52.63%。

表2 DT 測試情況表

T1 修改異頻切換門限后，占用2.1G 小區后切換出門限自身必須小于-105dBm，3.5G 小區需大于-95dBm，異頻切換出難度更高。T1 的DT 測試3.5G 頻段占比9.37%，2.1G 頻段占比90.63%，相比T0 數據RSRP 從-83.06 提升至-74.39，SINR 從10.68 下降至8.67，下載速率由256.03Mbps 下降至190.13Mbps，上傳速率由70.55Mbps 提升至79.92Mbps。整體下行速率有所下降，但覆蓋RSRP 和上行速率有明顯提升。居民區東南側和西北側路段由于距離NR3.5G 站點較近，因此3.5G 小區電平覆蓋較好，未達到門限（-95dbm），所以測試數據占用3.5G 小區。

T2 修改異頻切換方式為異頻A3，T2 的DT 測試3.5G 頻段占比9.34%，2.1G 頻段占比90.66%，相比T1 數據RSRP從-74.39dbm 提升至-73.04dbm，SINR 從8.67 上升至9.05，下載速率由190.13Mbps 上升至205.17Mbps，上傳速率由79.92Mbps 上升至91.43Mbps。相比T1 測試數據，T2 數據在居民區西北側更容易占用NR2.1G 小區，其余數據兩者差別不大。

3.2.2 小區外圍道路DT

測試結果如表3 所示。T0 數據小區外圍道路DT 測試全量占用3.5G 小區。

表3 DT 測試情況表

T1 的DT 測試3.5G 頻段占比60%，2.1G 頻段占比39%，相比T0 數據RSRP 從-85.34 提升至-80.23，SINR 從16.82 下降至12.79，下載速率由437.97Mbps 下降至286.88Mbps，上傳速率由90.81Mbps 提升至99.38Mbps。下行速率有所下降但覆蓋RSRP 和上行速率有明顯提升。

T2 的DT 測試3.5G 頻段占比52%，2.1G 頻段占比48%，相比T1 數據RSRP 從-80.23dbm 提升至-74.75dbm，SINR 從12.79 下降至15.82，下載速率由286.88Mbps 上升至328.28Mbps，上傳速率由99.38Mbps 下降至74.1Mbps。

T1、T2 數據顯示，在居民區滴灌信號和宏站覆蓋信號均較好的情況下，周邊道路上如果占用2.1G 小區后不容易切出，因此建議在部署策略時需控制居民區小區信號覆蓋，或者在居民區靠近道路的外圍小區調整時設置為T0 方案。

(6)環境重建指標。環境重建指標是綠色礦山建設中不可忽略的評價指標，環境重建指標中要求企業在礦山開采過程中制定合理的環境管理方案，以防企業再走先污染后治理的老路。根據相關規定，環境重建指標所占的費用應占到礦山企業年銷售額的2%以上。

3.2.3 樓宇CQT

選取圖5 中畫框的6 幢樓，每幢樓選擇高中低3 個點，共18 個點室內CQT 測試。

圖5 CQT 樓宇

其中5 個點策略調整前后占用小區有所變化，主要集中在靠近3.5G宏站的44、39號樓。兩棟樓宇離3.5G宏站約200m遠，44 號樓屬于小區最北側樓宇，NR2.1G 滴管從南往北打覆蓋，測試點位在北邊，因此NR2.1G 信號較弱，策略修改前后，仍以3.5G 為主。39 號樓驗證效果較為明顯，兩個策略均可穩定占用NR2.1。其測試結果如表4 所示。

表4 CQT 測試情況表

3.2.4 測試小結

（1）T1 和T2 策略均可以有效提升NR2.1G 小區占用比例，兩者效果接近，T2 的異頻A3 切換方式會更加容易占用NR2.1。

（2）居民區內部道路T1 的DT 測試調整異頻切換門限，相比T0 數據RSRP 從-83.06dBm 提升至-74.39dBm，SINR 從10.68 下降至8.67，下載速率由256.03Mbps 下降至190.13Mbps，上傳速率由70.55Mbps 提升至79.92Mbps。整體下行速率有所下降但覆蓋RSRP 和上行速率有明顯提升。

（3）居民區內部道路T2 的DT 測試調整異頻切換方式，相比T1數據RSRP從-74.39dBm提升至-73.04dBm，SINR從8.67上升至9.05，下載速率由190.13Mbps 上升至205.17Mbps，上傳速率由79.92Mbps 上升至91.43Mbps。相比T1 測試數據，T2 數據在居民區西北側更容易占用NR2.1G 小區，其余數據兩者差別不大。

（4）在居民區滴灌信號和宏站覆蓋信號同時覆蓋均較好的情況下，周邊道路上如果占用2.1G 小區后不容易切出，建議在部署策略時需控制居民區小區信號覆蓋，或者在居民區靠近道路的外圍小區調整時設置為T0 方案。

（5）CQT 點位測試T1T2 策略下，絕大部分區域可以穩定駐留在NR2.1G 小區上。

3.3 居民區KPI 性能分析

市區完成了44 個居民區2.1G 滴灌擴頻40M，同時實施了多頻協同優化參數，對實施后整體指標進行為期2 個月KPI評估。

3.3.1 業務指標

業務指標如表5 所示。

表5 主要業務指標表

T1 參數實施后相比T0，3.5G 流量占比由67.6%降低至53.2%，2.1G 流量占比由32.04%提升至46.08%，5G 總流量提升了13.93%，5G 分流比由34.79%提升至35.68%。

T2 參數實施后相比T0，3.5G 流量占比由67.6%降低至56.32%，2.1G 流量占比由32.04%提升至43.68%，5G 總流量提升了10.78%，5G 分流比由34.79%提升至35.21%。

從2 套參數實施效果來看，T1 和T2 參數相比T0 均有明顯改善，其中T1 參數相比T2 參數可以使居民區2.1G 吸收更多流量，5G 流量和5G 分流比指標提升也更為明顯。

3.3.2 關鍵性能指標

T1/T2 策略下發后，接通、切換、掉線等指標均有所改善，CQI 優良率由于吸收了更多邊緣用戶指標略有下滑，如表6 所示。

表6 主要關鍵性能指標

4 結束語

速率感知拐點：（1）當RSRP＞-99dBm 時，NR3.5G 下行速率好于NR2.1G 40M，而當RSRP＜-99dBm 時，NR2.1G 40M下行速率較高；（2）當RSRP 介于-105dBm 和-95dBm 之間時，NR2.1G 下行速率和NR3.5G 下行速率差距在20Mbps 以內，兩者差距不大。（3）NR 2.1G 40M 小區測試上行速率整體要優于NR3.5G。

多頻覆蓋協同優化參數。T1 和T2 參數相比T0 均有明顯改善，其中T1 參數相比T2 參數可以使居民區2.1G 吸收更多流量，5G 流量和5G 分流比指標提升也更為明顯，建議整體策略使用T1 參數策略：（1）居民區內部2.1G 往3.5G 基于覆蓋切換A5 門限1 下調至-105，A5 門限2 調整至-95，使得居民區內部用戶能夠穩定占用在2.1G 小區上；（2）居民區外部3.5G 宏站基于覆蓋切換A5 門限1 調整至-95，A5 門限2 調整至-100；（3）居民區靠近道路的2.1G 小區，3.5G 和2.1G 覆蓋重疊的路段，可考慮部署基于頻率優先級的切換，道路覆蓋傾向3.5G 駐留。