浅谈FDD LTE目标网快速部署的探索

黄华铮

（中国移动通信集团广东有限公司清远分公司，清远 511500）

1 TDD LTE现状分析

中国移动4G覆盖网采用的频段为D频段（2575-2635 MHz）和F频（1885-1915MHz），共90M。下行和上行的容量比约为4：1，当前的网络的下行与上行的业务比为9：1（＞＞4：1），目前还是下行容量受限。D频段和F频段覆盖由于所处的频段较高，与低频段的900M频段相比，D频段路径损耗相差9-16dB，F频段路径损耗相差6-10dB，覆盖能力存在一定的不足，要满足较好的4G覆盖水平，需要投入建设较多的基站。TDD LTE深度覆盖存在不足，市区道路拉网测试电平≥-100dBm的比例不足90%，经过墙体阻挡约10-20dB的损耗，室内电平大部分在＜-110dBm以下，用户感知较差；海量CQT测试表明D频点和F频点信号经过阻挡后在室内信号电平较低，不能满足室内业务需求，需要大量增加室内4G覆盖建设，需要海量的工程建设及漫长的建设周期。中国移动拥有覆盖特性较好的GSM900频段，3GPP已经把GSM900频段划分给FDD LTE使用，因此，通过对GSM900频率进行重耕，快速引入FDD LTE（900）网络，利用900MHz良好的频率特性和FDD上下行的独立带宽，并且和TDD LTE融合组网，可以同时满足中国移动4G覆盖和容量的需求。

2 快速部署FDD LTE网络的可行性分析

2.1 FDD LTE网独立新建的难点分析

中国移动无线网络蓝图（图1）描绘未来会形成7个频段、5个系统的多层的无线网络，建设及运营挑战大：

图1

在现有TDD LTE网络上新建一套FDD LTE（900）网络，首先无线射频单元会增加，机房建设投入加大，机房耗电量增加；另外多系统网络已经造成天面位置紧张，若新增天线，需要增加物业协商的时间成本和可能增加租金成本；最后由于新加射频设备和新建天面，工程量和建网时间进一步增加，不利于快速部署FDD900网络

2.2 FDD/GSM共模建设方案分析

2.2.1 GSM共模建设方案

共模是指同一射频单元同时发射不同模式的网络信号，实现多个模式的系统共用同一射频单元RRU以及天线馈线等资源，不增加天面资源的占用，如图2所示。

图2

2.2.2 共模建设方案和FDD独立新建方案优势对比

优势1：建网难度与时长优势显著

共模建设时，可充分复用现有GSM天线，极大降低部署难度。特别是对于现有GSM RRU已经具备支持NB-IoT/FDD能力的情况下，仅需增加一块基带板，一根光纤（用于连接基带和射频单元），即可完成共模升级，工程用时小于一个小时。

图2

优势2：大幅节约成本支出

（1）大幅节约铁塔租金：每新增一套系统（3副天线+3个RRU）加收单站租金30%。如果使用多端口天线利旧抱杆，只新增3个RRU的情况加收租金20%，以中国移动现网平均单站年租金～3万元测算。相比共模建设方案，纯新建方案每年要多交租金6000～9000元/年/站，共模建设方式由于不需要付额外的铁塔租金，相比独立新建方式，每个基站可以节省3万～4.5万（5年）的运维费用。

（2）电费大幅下降：每个基站3个RRU的功耗是基站能耗最大的部分，其中净功耗（无业务发射时的功耗）在共模方式下可多个系统共享，比独立新建方式节省大量基站能耗和电费。

图4

根据现网基站功耗情况及NB-IoT设备功耗计算，采用共模方案每年可节省电费约8000～12000元/站（电费按1元/度计算），5年可节省4万～6万元。因此，采用共模建设方式，单站的铁塔租金和电费的节省可达7万～10.5万（5年）。

优势3：节约大量建设投入

共模方式建设，一方面可以利旧GSM现网已经具备多模能力的RRU，节省设备投资成本，另一方面，实现与GSM复用天线端口，大幅节省天线投资，如表1所示。

表1

采用FDD/GSM共模的方式建设FDD900网络，可以大量节省时间成本和工程成本，使快速部署FDD900网络成为可能。

3 共模建设FDD900网络试点效果

3.1 清远试点共模改造施工时间汇总

方案1，RBS6201升级：升级约需1个小时左右完成，GSM断网大概半小时，只需增加DUS板，增加GPS天线。

新增1套GPS系统或者共享原GPS系统，安装需要半小时。RBS6201机柜增加DUS板、RUS板、设备联线，馈线联接15分钟。 GSM后台改数据开通需要半小时（基站安装与后台改数据同步进行）。激活开通FDD LTE：提前完成DUS本调，联调开通5分钟完成。

方案2，RBS6601升级：升级约需2个小时左右完成（包括布放光纤），GSM断网大概半小时，只需增加DUS板，增加GPS天线，增加一条DUS到RRUS的光纤。新增1套GPS系统或者共享原GPS系统，安装需要半小时。RBS6601新增加DUS板，联接数据线，15分钟完成安装。增加光纤需要根据现场环境，一般1小时至3小时GSM后台改数据开通需要半小时（基站安装与后台改数据同步进行）激活开通FDD：安装提前完成DUS本调，联调开通5分钟完成。

表2

3.2 共模建设对GSM的影响评估

3.2.1 拉网测试评估

清远市区试点区域开通混模FDD900网络后，拉网测试GSM网络覆盖率和语音质量等重要指标保持稳定，如表3及拉网测试图：

表3

图5

3.2.2 后台KPI指标对比评估

试点GSM小区对比开通FDD LTE前后，各项重要指标良好，保持平稳，无恶化情况，无线接通率平均为99.66%，语音掉线率平均为0.96%，切换成功率平均为98.91%。试点小区GSM数据业务总流量微幅下降，数据业务总流量由开通前的一周均值16496M下降为近一周均值15405M，数据业务流量下降6.61%，原因是开通的FDD LTE后4G覆盖深度明显改善，FDD LTE网络吸收了数据流量。

图6

3.3 FDD/TDD融合组网效果

FDD900开通后4G网络道路测试覆盖率（RSRP≥-100dbm且CRS-SINR≥-3dB的比例）从89.26%提高到91.21%，覆盖率提升近2%；上行吞吐率从4.04Mb/s提高到4.59Mb/s，上行速率改善。

表4

3.4 试点区域TDD LTE网络MR指标变化

FDD站点的开启对TDD网络覆盖的有效补充，减少了原来TDD网络边缘弱覆盖区域的采样点，取一周的MR数据，融合组网后试点区域TDD网络MR覆盖率从93.87%提升到94.31%。同时也降低了试点区域TDD网络弱覆盖小区数，从每天182个降低到170个。

图6

4 结束语

采用共模建设的方式快速引入FDD900，可以解决TDD LTE网络覆盖和容量问题。共模建设相对新建方式，从工程量，实施难度，施工时间和建设成本上都有较大的优势。在清远试点方案表明，共模方式符合预期效果，适合中国移动快速部署FDD网络建设，提升4G网络质量。

[1] 程鸿雁，朱晨鸣，王太峰等.LTE FDD网络规划与设计[M].北京：人民邮电出版社，2013.

[2] Deployment Guideline.ERICSSON ALEX.

[3] Radio Wave Propagation Guideline.ERICSSON ALEX.