2.1G FDD NR网络性能及NR-LTE混合组网方案研究

中国电信股份有限公司安徽分公司 陈大明 但德东

为了弥补3.5G频段在上行覆盖方面的不足，降低5G网络建设与运营成本，运营商亟需对现有2.1G频段资源进行重耕，最大限度利用现有资源。目前，我国2.1GHz频段下行2110MHz～2130MHz、2130MHz～2155MHz、45MHz带宽资源已分配使用。基于既有频段，以2×40M（2110MHz～2150MHz） NR为目标，分步推进2.1G NR基础覆盖层建设，本文旨在开展2.1G 40M NR组网方案研究及试点性能评估，进一步总结出指导现网建设的2.1G 40M NR组网策略。

1 2.1G频段组网方式

2.1 GHz组网主要有三种方式，分别是40M NR only、40M DSS和20M NR+20M LTE方式。

40M NR Only：该方案将2×40MHz带宽用于开通5G NR FDD载波，使得整个2.1G频段NR化后频谱利用率较LTE提升约8%。

40M DSS：4G现网频段内通过PRB/TTI级别分配RB资源，可实现4G/5G频谱共享方案，NR占用40M带宽，其中的20M用来和LTE共享频谱。但由于两者在公共信道资源映射上存在冲突，即相同的RB资源上只能存在某一种（4G或5G）的公共信道（如4G的CRS与5G的SSB），导致LTE/NR在进行PRB/TTI级动态频谱共享时，出现公共资源映射冲突。

20M LTE和20M NR：该方案将2×40MHz带宽用于开通20M 5G NR FDD载波和20M 4G LTE FDD载波，它们各自使用独立2.1G 20M带宽资源。该方案可以避免4G/5G间干扰，但20M带宽的NR速率，体验感会大大下降，其可以作为特定区域（如2.1G LTE与NR的边界区域）部署的过渡方案。

2 2.1G NR组网方案测试

为研究2.1G重耕方案，本文在现网部署2.1G 40M NR试验区域开展性能验证。

2.1 覆盖测试

2.1.1 极限覆盖测试

（1）孤立单小区下行

NR 2.1室外相比于NR 3.5有明显的覆盖优势，2.1G NR覆盖最远可达3.76km，比3.5G增加30%；无阻挡的区域2.1G比3.5G电平高3～5dB。

NR 2.1郊区室外拉远高于-105dBm的覆盖距离为2km左右，其对应下行速率100Mbps和上行速率5Mbps；使用更高功率的RRU后覆盖距离增加3%；3.5G拥有带宽优势，下行速率整体优于2.1G；在2.5km以外，2.1G NR体现出覆盖优势，速率开始高于3.5G；结合下行100Mbps边缘覆盖规划需求，2.1G小区半径建议在2km以内。

（2）孤立单小区上行

上行拉远距离低于下行，2.1G NR网络依然是上行受限，2T终端明显优于1T终端；2.1G NR覆盖最远可达3.59km，比3.5G NR增加30%；上行考虑5Mbps边缘，则覆盖半径建议控制在2.3km以内；3.5G终端在RSRP接近情况下，上行速率仅为2.1G的50%。

2.1.2 深度覆盖测试

（1）室外站的室内下行

NR 2.1G室外覆盖室内的能力强于NR 3.5G。2.1G NR在砖混场景下，室内覆盖穿透能力好于3.5G NR 3dB；在钢混结构下，穿透能力差距扩大至10dB；NR 3.5G室外覆盖室内电平大于-105dBm时，NR 3.5G下行速率相比于NR 2.1G有明显优势；由于测试点位楼宇离基站较近，无过低电平采样点体现，因此3.5G NR下行速率在同楼层高于2.1G NR。

（2）室外站的室内上行

2.1 G NR在RSRP接近情况下，上行速率是3.5G NR的2倍。

2.2 干扰测试

（1）LTE信号对NR下行干扰

本文通过制定测试方案，验证在多小区组网场景下，LTE对NR干扰情况。测试方案如下：如图1所示，从1到6进行循环测试。

图1 LTE基站对NR下行干扰测试方案

通过测试可知，2.1G LTE与NR存在同频干扰，LTE和NR干扰明显大于NR与NR干扰，LTE与NR间隔1层站以上，干扰程度有明显降低。LN边界相比于NN边界，NR速率下降50%：信号拖尾10dB情况下，NR速率下降60%以上；拖尾15～20dB情况下，NR速率下降到0；加载后，干扰进一步上升。关闭第一圈LTE邻区后，LN干扰影响明显下降，NR速率提升2～3倍。LTE与NR干扰时，NR的SSB和DMRS不一定与LTE的CRS冲突，SSSINR、DMRS-SINR甚至CQI不一定能反映干扰情况，这加大了干扰判决和优化难度。

（2）NR信号对LTE下行干扰

参照LTE对NR干扰，我们制定了LTE对NR的干扰测试方案，测试结论：NR对LTE的干扰程度相对较小；LTE对LTE的干扰明显大于NR对LTE的干扰；即便在信号拖尾10dB情况下，NL干扰下的速率仍然高于LL小区边界上的LTE速率。所以，在NL边界，N对现网干扰不会高于LTE网内干扰。关闭第一圈邻区后，不论NL还是LL，干扰影响明显下降，LTE速率明显提升（LL情况下，LTE速率上升1倍；NL情况下，LTE速率上升50%），说明LN边界保留一圈保护带是有必要的；50%加载相比于空载，干扰更大，LTE速率相应下降。

2.3 容量测试

（1）40M NR Only方案

从占用室分信号的上下行业务来看，下行双路明显好于单路配置。由于楼层阻隔，跨层4流的下行业务大于2流的占比只有10%左右，较难实现跨层4流。所以，在现网部署中，根据实际情况考虑综合投入产出比，显示出双层组网性价比最高。

（2）20M NR+20M LTE方案

单路室分改造为双路室分后覆盖+3dB，速率x1.5～2倍。双路室分改造为跨层四路室分后，由于楼层阻隔，其下行业务大于2流的占比只有25%，覆盖和速率增益小；用户5G感知速率较低，适用于低话务、已部署DAS的中低价值区域，便于快速部署5G信号。

2.4 2.1G组网建议

（1）站间距建议：2.1G NR规划建议与1.8G NR按1:1同站址部署；城区室内外连续覆盖站间距建议在500m以内，农村连续覆盖站间距建议在3km以内，郊区/乡镇连续覆盖站间距介于上面两者之间，根据网络实际情况，建议在700m到1.5km之间。

（2）隔离带控制：已有2.1G LTE区域，初期部署LTE20M+NR20M，规避干扰，保障L网用户感知；无2.1G LTE区域，直接部署NR40M；2.1G LTE边缘区域，通过设置NR20M（2130～2150M）隔离带，建议一层基站，从内向外过渡至NR40M。

（3）效益投入：综合考虑投入产出比，双路组网性价比最高。但是，现网LTE室内负荷较高，采用NR20M+LTE20M配置虽然牺牲了一半的NR容量，但可避免LTE宏站干扰，且保证了LTE的室内覆盖，建议在NR建网初期使用。现网LTE具备升级到NR能力的室分系统，建议直接从软件进行升级，以减少建网成本。

结语：本文通过对2.1G组网方式和2.1G 40M组网性能研究，总结出2.1G组网方案及NR 2.1G和NR 3.5G组网建议：（1）室外站建设方面。充分发挥3.5G容量优势、2.1G覆盖优势，高低频协同打造差异化网络；站间距及覆盖控制需要兼顾各类别覆盖场景进行差异化规划部署。（2）LN干扰控制方面。NR 2.1G 40M部署前尽量做好部署区域的LTE 2.1G清频工作，避免NR 2.1G 40M与LTE2.1的同频插花部署。（3）室内站建设方面。现网LTE室内负荷较高，采用NR20M+LTE20M配置虽然牺牲了一半的NR容量，但可以避免LTE宏站干扰，且保证了LTE的室内覆盖，建议在NR建网初期使用；现网LTE具备升级到NR能力的室分系统，建议直接软件进行升级，以减少建网成本。