面向质量优化的中国移动TD-LTE网络建设中后期频率使用及功率配置方法探讨

朱曦宁，曹 禄，李凤武，赵 林

（1.中国移动通信集团设计院有限公司江苏计划单列分院，南京 210029；2.中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

1 中国移动频率资源

中国移动频率资源相较其他友商更为丰富，拥有F、E、D三个TD-LTE频段，利用好频率资源优势是很关键的。由于三个频段的传播特性、带宽不同，需要结合各自优势分场景使用。此外，TD-LTE由于上行受限，相对FDD-LTE有一定的覆盖劣势，为争取覆盖优势，需在使用场景及参数配置上应当做好优化工作。

2 中国移动TD-LTE频率资源使用场景分析

2.1 可用频率

工信部批复中国移动用于TD-LTE系统的频段总计145MHz，包括F、E、D等三个频段，其中F频段范围为1880-1915MHz，E频段范围为2320-2370MHz，D频段范围为2575-2635MHz。

表1 中国移动TD-LTE频率资源

2.2 频率复用方式

TD-LTE频率复用方式可分为同频组网、同频SFR组网、异频组网等方式。同频组网方式为所有小区使用相同频点，小区间同频干扰相对严重。同频SFR方式为同频组网与ICIC技术相结合的技术，小区边缘用户可使用整个可用频点的一部分，且邻小区相互正交，小区中心用户可使用整个可用频段。异频组网方式为同一基站不同小区采用不同频率，但是不同基站小区间存在同频配置。当前各地网络为了保证网络容量，发挥4G高速网络优势，从最大化频率利用效率出发，主要采取的是同频组网。

2.3 频段使用场景策略

2.3.1 F频段与D频段对比

根据理论估算，室外环境中，在自由空间D频段传播损耗比F频段大2.7dB，在市区宏蜂窝场景D频段传播损耗比F频段大4.6dB。室内环境中两者传播损耗差异将更大，室内深层覆盖（一堵墙），F与D的传播损耗差异将达7.3-9.2dB。

此外，在资源、建设上二者也有区别。具体对比如下表。

表2 F、D频段综合特性对比

通过对比可发现，F频段传播特性较好，有利于实现深度覆盖，但频率资源有限，易受到相邻频段干扰。相对而言，D频段频率资源充足，干扰较少，利于保证网络容量及用户感知，但覆盖能力较弱。

2.3.2 频段使用策略

由于F频段传播损耗小于D频段，适合解决网络连续覆盖问题，D频段由于频率资源丰富，频带内干扰情况相对简单，应用于提升网络容量。因此对于城区内连续覆盖、城区外农村热点覆盖、行政村覆盖、高速公路及高速铁路覆盖，应当采用F频段覆盖，在有容量需求的情况下才引入D频段。城区内由于容量需求大，深度覆盖要求高则可以采取F频段覆盖或F+D双层覆盖。

根据工信部的批复，E频段是用于室内建设的。实际建网中在存在容量需求的相对封闭场景，不对室外造成干扰的情况下，可采用F频段、D频段建设。

由于主流厂家的微小基站设备以D频段为主，因此主要采用D频段建网，对于用于补盲的微站，可与宏站采用同频或异频组网；对于用于补热的微站，可采用异频组网。

2.3.3 频点使用策略

F频段分为F1（1885-1905MHz）、F2（1904.4-1914.4MHz）两个频点，由于F1频点有20M，网络容量大，室外F频段宏站建议优先选择F1频点。此外，1880-1885MHz可作为与电信FDD-LTE的隔离频带。

D频段分为D1（2575-2595MHz）、D2（2594.8-2614.8MHz）、D3（2614.6MHz-2634.6MHz）三个频点，考虑到异构网组网时的宏微干扰控制，以及邻近频率其他运营商频带的干扰较小，室外组网的主体宏站部分可以优先选择D2频点，而异构网补充覆盖的微小基站建议选择D1频点。

E频段分配E1（2320-2340MHz）、E2（2340-2360MHz）、E3（2360MHz-2370MHz）三个频点，为减少对WLAN干扰建议优先使用E1频点。

3 功率配置分析及覆盖提升建议

3.1 TD-LTE发射功率相关参数

TD-LTE系统中，功率分配以每个RE为单位，通过引入PA、PB参数指示基站对发射功率进行控制。其中PA表示不存在RS的PDSCH符号发射功率与RS功率的比值，PB指示存在RS的PDSCH符号发射功率与不存在RS的PDSCH符号发射功率的比值。

CRS EPRE、PA，PB与设备发射功率存在对应关系，中国移动单载波发射功率主流配置40W，当PA=0db，PB=0db时，CRS EPRE=12.2dBm。除此之外，设置不同的RRU发射功率和PA、PB也可以改变CRE EPRE，目前常见的设置有以下几种。

表3 常见PAPB设置

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提升发射功率可以提升基站覆盖能力，改善MR覆盖率。但在整体网络运营的角度看，简单增加发射功率将带来明显的负面影响，主要包括以下4个方面。

（1）载波功率提升影响分析。由于厂商按功率license收费，如果提升发射功率，将产生额外费用。

（2）扩展性不足：在现网中，大量RRU最大发射功率为120W/160W，若提高到80W每小区后无法满足后续3载波扩容需求。

（3）干扰抬升：小区功率整体提升后容易产生过覆盖，城区站间距较密，容易造成干扰。

（4）链路预算影响分析。采用40W发射功率可满足上下行链路平衡，下行接收电平为-113dBm、上行目标用户速率为128kb/s时链路预算，上下行最大路损均为134.9dB，上下行业务信道达到链路平衡。采用80W发射功率，下行允许最大路损增加，但由于保障128kb/s速率的上行允许链路最大路损不变，无法达到链路平衡，边缘用户上行速率将无法达到128kb/s。

3.2 功率配置及覆盖增强功能应用建议

根据上述分析，可以看到简单提高发射功率存在诸多问题，将对网络带来不利影响，因此采用单载波40W进行配置是比较合理的。

此外，在标准功率配置不足时，可以考虑引入以下技术提升覆盖水平。其中，CRS Power Boosting、无损广播权值在特定环境下有可能对网络性能带来不良影响，因此有必要根据其试点实测性能进行分析，从而提出使用建议。

（1）CRS Power Boosting：小区覆盖主要取决于CRS发射功率，因此CRS Power Boosting可提升网络覆盖，CRS功率提升技术（表3配置5），在提升覆盖的同时可以保证RRU总功率仍然控制在40W以内，为日后扩容预留功率空间。但在全网同频组网情况下，RS功率提升会对业务信道PDSCH产生干扰，信道质量评估出现偏差，BLER升高、MCS降低、CQI降低、下载速率降低。

为评估Boost功能开启后对现网网络质量的影响，选取某市某片区共12个LTE宏站进行开启CRS Power Boosting功能试验。

从结果看，平均RSRP从-82.77dBm提升到-80.16dBm，但平均下载速率从36.52Mb/s下降至32.76Mb/s。覆盖质量提升，但下载速率下降，说明RS对PDSCH的干扰有所抬升。因此，本技术更适宜应用于农村，客户价值较低，对网络容量及速率不敏感的区域。

（2）下行功率分配：基站灵活调整发给UE的下行信号功率。对于使用QPSK或波束赋形的用户快速调整功率。当某个子帧内同时调度好点用户和差点用户时，借用好点用户的功率给差点用户，提升差点用户业务体验。

（3）载波间功率共享：共RRU的多个载波间动态共享功率，提高功率资源利用率。由于多个载波同时满功率的可能性较小，可借用共RRU的其它载波的剩余功率给功率资源不足的载波，从而提升整体性能。

（4）无损广播权值：智能天线广播波束权值参数对赋形效果有决定性作用，默认天线权值一般为出厂建议值，以控制邻区同频干扰。设置为无损权值可以提升覆盖能力，但对赋型效果有不利影响，会导致干扰加大。因此，在覆盖受限、干扰情况乐观的区域可以考虑使用。为验证无损广播权值的效果，在某经济大省进行试点，结果如表5：

表5 无损广播权值配置试点结果

天线权值调整后后，覆盖率从94.94%提升至97.77%，平均RSRP从-90.72dBm提升至-86.66dBm，平均下载速率从31.67Mb/s提升至33.29Mb/s。在试点中，由于区域站间距较为稀疏，优化手段得当，片区主要问题为覆盖受限而非干扰受限，因此在提升覆盖的同时也提升了SINR，造成了覆盖、容量同步提升。

综上所述，以上4个技术中，Power Boosting、无损广播权值均可能对网络容量产生不利影响，需要在评估网络不是干扰受限的时候才建议使用。

4 结束语

在网络的中后期建设中，覆盖质量是网络建设关注的重点，对频率、功率的使用在提升覆盖能力方面的的讨论是有价值的。未来的网络建设中，应当结合具体的覆盖场景和运营数据优化参数配置，并有选择的开启覆盖增强功能，尽量在保护现有资源下，做到质量更佳的规划优化。