2.6G 频段频率重耕优化方案探析
作者: 夏宝平
摘要:在新一轮频谱分配中,160M带宽的2.6GHz频谱有很大的优势,另一方面,D频段是目前4G网络承载容量的主力资源,D频段网络重耕将对LTE网络带来了问题:2.6G频段是4G现网主要的容量承载及局部打底资源,将对4G现网带来容量压力; 4G现网大量D频段基站,在D1、D2退频后,承载能力均受到较大影响;4G现网D频段部署D1、D2为主,重耕过程将对4G网络性能带来冲击,为4G质量优化带来挑战。
关键词:D频段;2.6G;频率重耕
中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2023)28-0097-03
1 总体情况
1.1 频率重耕目标
为了更好地使用D频段的频谱资源,同时满足向5G 演进的要求,目前确定D 频段2515~2615MHz 的100MHz(即D4、D5、D6、D1、D2频段)作为5G频段,而2615M~2675M 的60M(即D3、D7、D8 频段)留给LTE 使用。
在新一轮频谱分配中,中国移动分配到160M带宽的2.6GHz频谱,这对中国移动来言有很大的优势:
1) 覆盖能力更好:2.6G频段较3.5G具有更好的覆盖能力,密集城区场景2.6G NR 64TR室外覆盖能力与FDD 1.8G 4TR能力相当。
2) 利旧降低室分部署成本:基于2.6G频段,可利旧现网DAS室分升级支持5GNR,5G NR室分系统部署成本将大幅降低。
3) 同频段部署共站建设:4/5G在同频段部署,便于LTE D频段与5G NR实现频率共享,促进4/5G融合;可实现4/5G共模设备,160MHz宽频AAU产品,支持5G NR同时可支持4G D频段3D-MIMO,使得4G单载波的容量提供能力增强约2.5倍,提升4G网络容量;4/5G共站建设降低建设成本;并利用较成熟4G D 频段,便于预测5G NR网络性能。
为了维护4G网络性能,保证5G演进步伐,需要现有频率进行重新规划,频率演进的整体目标如下:
1) 推进900/1800MHz及A频段频率重耕,提升4G 网络容量及覆盖性能。
2) F/E频段承载4G业务,按需建设/扩容,满足4G 容量需求各频段。
3) 为了保证4G的容量需求,4/5G共享D频段资源,满足4G容量需求基础上,推进D频段资源重耕,满足5G业务感知及竞争需求。
1.2 可行性分析
基于现网频率重耕、业务符合需求不同,重点包括频率置换、4/5G协同两项主要手段。
1) 采用现网频率置换手段,包括900/1800/A/F频段以及D3频点,可实现约4.85个等效D频段20MHz 频点的承载能力,可满足现网一般场景业务增长需求,应对商业区、高校、交通枢纽、居民区高负荷场景负荷增长存在困难。
2) 采用4/5G协同+频率共享多种扩容手段,部署4/5G共模设备(支持4G D频段3D-MIMO能力),网络侧最多可提供最高约12.65个TD-LTE 20MHz等效频点的承载能力,基本可满足重点城市高负荷场景至5G 形成分流能力前,4G 网络约3 倍以上流量增长需求。
3) 频点配置驻留优先级往D8>D7>D3配置,避免容量过度集中于D3频点。
根据整体目标,需要逐步开展相关区域的频率置换、4/5G协同+频率共享工作。基于“统一方法、逐一审核、按需重耕”原则,确保频率重耕前后、重耕过程4G网络性能不受影响。
1.3 频率重耕流程
1) 扇区级容量:保证LTE扇区配置等效载波数不低于移频前,应对未来LTE流量增长需求。
2) 工参分析:基于LTE工参获得区域内整体资源配置情况。
3) 容量现状:基于当前的4G资源配置、容量演进路线,以扇区为单位得出各扇区的容量能力。
4) 容量预测:基于当前话统数据和流量增长预测以及扩容标准,得到每扇区频率资源需求。
5) 扩容方案:容量预测的频率资源/容量需求与容量现状进行匹配,制定各扇区的扩容方案。
1.4 频率调整原则
D频段站点D1/D2频点移频,LTE容量由D3、D7、D8、F/A、FDD等频点承载,部分容量需求超过扇区最大能力的站点通过小微补点解决。
在已部署5G场景,使用4/5G共模协同、频率共享功能,反向开通3D-MIMO,进一步提升LTE 系统能力。
2 退频区域网络
为保证频率重耕的有效落地及效果可控,前期需对划定的5G部署区域和隔离区 内站点,进行网络情况摸底,作为后续站点改造方案的有效输入。摸底的主要目的是梳理5G试验区及隔离区内站点及扇区级拓扑,并对退频区域面积、传播环境、网络现状、设备厂家、终端类型、容量现状进行摸底。
2.1 重耕范围
重耕区域为需要进行4G频率重耕的区域,选择要求如下:
1) NR站点建议连片,避免带状或插花部署或设置隔离带,无其他2.6G TDD频点被使用或干扰。
2) 同站LTE未移频的情况下去激活NR载波。
3) 所有站点均需完成D1/D2频点的移频,避免被专网分割。
2.2 隔离带原则
NR 后40M 频谱与移动现网D1、D2 频点重叠,LTE和NR均为OFDM符号,且功率谱密度和峰均比相同,两者之间的干扰归类于OFDM 的同频邻区干扰[2]。
由于NR是CRS free的,且为窄波束、初期NR用户数少,基本为空载运行,因此NR对LTE的现网的干扰较小,影响不大;反之,LTE发送CRS符号,且为宽波束,LTE大规模商用、用户多、网络负载较重,IOT水平已有一定的抬升,因此LTE网络会对5G NR产生一定干扰。
针对规模试验阶段隔离带范围确定原则[3]:
1) 5G单站测试/演示区域,向外划分两层LTE站点做隔离带。
2) 5G小规模连片测试/演示场景,若追求极致性能测试/演示效果,可适当考虑增加隔离带。5G试验区规模较小(30站点以内),在试验区外围规划两层LTE宏站作为隔离带,并进行D1、D2移频,如:站间距400米左右,原则上在试验区外围延伸800米进行移频,作为隔离带;5G试验区规模较大(100站点以上),测试/演示区选择在试验区中心,在试验区与LTE交界处两层NR宏站不进行测试/演示,如:站间距400米左右,在试验区内部延伸800米以外的区域作为测试/演示区域。
试验区范围在30~100站之间的,向内推两层宏站后,如果面积满足测试/演示的需求,则向内划分隔离带,否则向外划分隔离带。
隔离带合理性仿真分析:需要通过隔离区隔离前后LTE对NR的干扰影响仿真,论证隔离带选取的合理性。LTE和NR的隔离带,可以参考4G网络refarm⁃ing经验;具体评估标准是:异系统邻区功率+余量<本系统邻区功率;在组网情况下,需要评估本系统可以容忍多少的邻区信号带来的噪声抬升,然后计算系统需要的隔离程度;对大带宽系统,通常抗干扰能力较强,不需要太多的隔离。3/4G通过干扰消除技术,目前已经基本实现0缓冲。NR建设前期,各项技术不够成熟,建议预留较大的隔离度(如2层邻区,约0.8km 距离),后续根据实测结果和功能逐渐成熟,逐渐降低隔离区的要求。
2.3 工参收集
1) 站点类型
站点及站型信息收集,主要目的是确认5G示范区及隔离区内可用的物理站点信息,以便于后续5G 设备选型及网络规划,需收集的关键信息需包含。关键要求如下:收集区域主要针对5G重耕区和隔离区;需获取所有5G可用室外发射点的精确站点信息;确定物理站点站型(区分为宏站、微站两种类型即可);站点设备、配套及天面信息。
2) 站点扇区
扇区是指覆盖一定地理区域的无线覆盖区,是对无线覆盖区域的划分。每个扇区使用一个或多个无线载波完成无线覆盖。主要有两个目的:为5G网络规划提供基础拓扑。LTE D频段已经建设优化较长时间,基于D频段的覆盖确认扇区指向,可为2.6G 5G 建设前期规划工作提供有效输入;基于扇区级话务情况,可精确匹配容量解决方案,方便后续站点容量应对方案的制定。
3) 硬件排查
射频设备型号排查,收集现网存量设备软扩能力,需整理的信息:扇区标志、射频设备型号、设备厂家、支持最大载波数(等效到TDD 20M载波)、已使用载波数(等效到TDD 20M载波)、可软扩载波数等。
硬件排查是方便D频段移频,以及估算后续扇区级扩容空间,因此需整理扇区级的频点使用情况,需整理信息如下:扇区标志、D4频点数量(0或1) 、D5频点数量、D1频点数量、D2频点数量、D3频点数量、F1 频点数量、F2频点数量、A频点数量、FDD1800频点数量、FDD900频点数量。
4) 工参梳理
小区与扇区映射关系的整理,主要计算扇区级容量现状。扇区话务须包含该扇区覆盖范围下所有LTE小区,尤其是针对各频段分属不同逻辑站点,或同一站点不同频段设备分属不同厂家的场景。
2.4 场景规划
现网区域信息导入地图,结合地物信息及实际环境,将相同类型功能区划分成小区域(如居民区、商业区、交通枢纽、铁路沿线、工厂区等),便于后续场景化容量预测[4]。
常规城区场景:可分为商业区、居民区、工业区等类型,其用户行为、话务模型和增长趋势等可能存在不同,分别进行容量分析;特殊场景:包含交通枢纽、铁路沿线等,其组网方案、产品类型、业务情况等存在一定特殊性,建议单独考虑退频方案。
2.5 容量评估
取4/5G重耕区和隔离区内所有LTE小区一周的流量自忙时指标。
将小区7天自忙时指标取平均,结合LTE扩容标准,计算该小区载波需求个数。
根据小区与扇区映射关系,将扇区下所有小区的载波需求个数求和,得到该扇区载波需求个数。
3 重耕方案
3.1 容量预测
容量预测主要分为2步,做好宏观的整网流量增长预测;同时在整网增长倍数的基础上,结合不同场景历史流量增长幅度差异,评估分场景的场景化流量增长率[5]。
基于视频等高带宽需求类业务发展预测流量增长倍数,视频业务是未来网络流量增长的主要牵引方向,可通过对视频业务流量增长的分析,预测未来流量发展趋势及增长倍数,预估的未来3年流量增长倍数。
3.2 载波预测
根据业务内容的大中小包小区每个指标扩容门限,评估满足每个物理小区负荷下,各个指标需要的总载频数,得到最终需要载频数。
3.3 方案制定
按照能力储备,采用频率置换、4/5G共模、频率共享的重耕,并根据扩容需求,考虑F频段和FDD1800 连续覆盖保障所有终端正常使用4G,再根据每物理扇区需要的最终载频数、终端情况、产品情况等逐小区确定退频方案。
当已部署5G产品且支持4/5G双模及频率共享功能后,可以反向开通4G 3D-MIMO 载波,大幅提升LTE系统能力;当频率共享实现后,对LTE容量不足、5G负荷很低的扇区,可以灵活增加LTE载波资源;原则上不建议在5G部署前,由于4G的容量需求而部署4/5G双模设备,基于F频段/FDD1800连续覆盖的站点方案修正。
4 总结
2.6G频段是4G现网主要的容量承载及局部打底资源,4G现网大量D频段基站,在D1、D2退频后,承载能力均受到较大影响,重耕过程将对4G网络性能带来冲击,为4G质量优化带来挑战。在目前的5G网络大力扶持下,5G站点在大规模建设,目前5G网络通过LTE网络D频段的D1、D2退频达到了100M的带宽配置。待D3、D7、D8完成重耕,D频段160M带宽的2.6GHz频谱有很大的优势,5G可通过CA来进一步提高下载速率。
参考文献:
[1] 中国移动通信集团公司.2.6G频段频率重耕指导手册[S],
2022.
[2] 蓝海涛.5G网络的频率策略研究[J].网络安全技术与应用,
2018(6):61-62.
[3] 张军民.5G网络优化与实践进阶[M].北京:人民邮电出版社,
2021.
[4] 李明欣.LTE无线网络优化实践[M].北京:人民邮电出版社,
2016.
[5] 张阳.LTE学习笔记 网络优化实践进阶与关键技术[M].北
京:机械工业出版社,2017.
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