中国电信LTE 800M在农村覆盖中的应用

陈秀娟

【摘 要】为了实现农村、偏远乡镇和小城镇等区域的4G网络高质量覆盖并减少基站重复建设，中国电信需在农村LTE中引入800 M频段覆盖，通过阐述800 M频率的重耕方案、探讨LTE 800M和CDMA之间的干扰分析，最后提出 LTE 800M在农村覆盖应用中的组网干扰规避举措和退频原则。

【关键词】LTE 800M 频率重耕 农村覆盖 干扰分析

1 引言

中国农村地区面积大，用户稀疏且分散，农村地区要实现信息化，固定光纤宽带网络建设周期长，资金需求量大，而利用LTE 4G宽带无线网络提供接入是十分合适的。但在农村投入高频段建设LTE将会导致重复建站，浪费资源，而800 M频段相比高频段而言损耗率较低，可以覆盖农村区域，C网800 M的容量有冗余，可被充分利用到LTE的覆盖中，因此用800 M频段在农村建设LTE网络可以帮助中国电信在保持CDMA语音覆盖优势基础上，快速实现数据覆盖优势，满足低成本的农村建网需求，快速推进村乡镇全覆盖。

为实现中国电信LTE网络在广域上的覆盖，提高在4G时代的网络竞争力，发挥中国电信在农村区域4G网络部署采用800 M频段重耕方案的明显优势，有必要探讨LTE 800M系统在农村区域的频率重耕方案和频率干扰解决方案。

2 800 M频率重耕

2.1 800 M频率资源现状

800 M频段已分配用于CDMA的频段为：上行：825 MHz—835 MHz；下行：870 MHz—880 MHz。

目前频点使用状况为：共2个频点，DO自下而上使用；1X自上而下使用，农村都有空余频点。

频率重耕隔离计算过程如下：

（1）计算条件为：

1）LTE边界下行速率要求为2 Mbps，SINR为0 dB。

2）LTE基站发射功率为20 W×2，带宽为5 MHz；CDMA基站发射功率为20 W，带宽为1.25 MHz。

3）郊区站址天线高度假设为35 m。

（2）电波传播公式Hata Model为：

LP=69.55+26.16lgf-13.82lghb-a（hm）+（44.9-

6.55lghb）lgd （1）

（3）隔离分析：

1）LTE等效1.25 MHz带宽的功率为：40 dBm；CDMA等效功率为43 dBm。

2）假设SINR允许降低为-1 dB（对应速率为2 Mbps），CDMA干扰信号应小于LTE原有系统底噪为7 dB，则：

SeNodeB=Nt+Nf+10lg（Bw）+y （2）

通过以上理论计算，对应隔离距离约为一个扇区距离，考虑电波的传播与公式计算的偏离度，建议以两个扇区距离（即一个基站）作为隔离，两个扇区距离（即一个基站）作为缓冲区。LTE 800M与CDMA的隔离区如图1所示。

2.2 频率重耕原则

如图2所示，频率重耕目前有三文治方案和靠边方案两种配置，目前各设备厂家已进行了各种方案的测试验证，且考虑到产业链的成熟度和目前频谱的申请情况，目前倾向于夹心方案，农村部署无需清频，对CDMA网络影响较小，短期内易于快速实施。

采用三明治方式进行800 M频率重耕，3G使用37/1019频点，1x使用283/242号频点，中间5 M频率重耕用于4G。

3G从37号频点开始使用，对于原先为2+2的站点，需将3G第二载频从78号频点调整为1019号频点。三明治方式的800 M频率重耕如图3所示。

2.3 800 M重耕规划

为降低CDMA网络对LTE网络的干扰，规划时在CDMA侧和LTE侧均需设置缓冲区。

在CDMA网缓冲区内设置如下：

（1）尽量少让用户驻留在频点78和201，Channel List 消息中不添加78和201频点。

（2）调整负载均衡机制让新建立的呼叫优先使用37、242和283、37、242，并且让283用满之后，再使用78和201。

（3）正确配置缓冲区的37、242和283频点为相邻小区。

（4）改善Re-farming引起的C网用户体验下降。

在LTE网缓冲区内设置如下：

（1）调整负载均衡机制让新建立的业务优先使用LTE 1800M网络，用满之后，再用LTE 800M网络。

（2）合理设置小区重选门限，让业务优选LTE 1800 M

网络。

800 M规划双向缓冲区如图4所示。

2.4 800 M重耕區域划分

800 M频率重耕时的关键是划分重耕区、非重耕区、隔离区三类区域，各类区域尽量成片，减少800 M与1800 M网络之间的插花布局。

（1）根据前期测试结果，重耕区和非重耕区之间需要设置隔离区（间隔2～3层基站（物理距离约8～10 km），避免重耕区和非重耕区相互之间的同频干扰。

（2）隔离区不是必须的，只有当非重耕区存在连片的C网5个载频及以上站点时才需要隔离区（例如，部分镇中心区虽然属于非重耕区且采用1800 M覆盖，但C网载频小于5个，则此时镇区和外围农村无需隔离区）。

（3）孤站降频：对800 M频率重耕区域内的3G多载波孤岛，采用扇区裂分等手段进行降频，减少隔离区设置（避免为了保留1～2个3G多载波基站而在周边设置十几个隔离站的现象）。

重耕区、非重耕区、隔离区示意图如图5所示：

图5 重耕区、非重耕区、隔离区示意图

重耕区：即LTE 800M的规划区域（农村）；非重耕区：LTE 1800M区域（市区、县城、镇区中心区、重要风景区）；隔离区：LTE 1800M区域，CDMA频点空闲较多的区域（城郊接合部、镇郊结合部）。

3 频率干扰分析

3.1 同频干扰分析

CL同频干扰主要是指在重耕区域边界，LTE 800M和重耕区外围的CDMA 800M站点使用了相同的频率，产生频率冲突，造成同频干扰。

（1）下行干扰是由于在重耕区域边界，终端同时接收到原基站和干扰基站的信号，从而导致被干扰终端的信噪比下降。对于DO和LTE系统，理论上，下行干扰与同系统的邻区干扰相当。

（2）上行干扰是由于在重耕区域边界，终端在向原基站发射功率同时将信号发射到被干扰基站，从而导致被干扰基站底噪抬升，对于上行干扰，关键是要避免越区覆盖。

3.2 邻频干扰分析

CL邻频干扰主要是指重耕区域内的，LTE 800M和CDMA 800M站点之前的干扰，分CL共站场景和CL不共站场景。LTE 800M与CDMA邻频干扰测试场景如图6所示。

（1）CL共站场景

LTE 800M与CDMA 800M之间不会产生干扰，若新增LTE天线，LTE 800M和CDMA 800M天线满足隔离度35 dB即可，保持水平0.5 m、垂直0.2 m的工程安装要求。

（2）CL不共站场景

CL不共站场景下，存在邻频干扰，CDMA对LTE下行干扰最严重。针对5 M带宽采用4个频点时，实验室干扰测试结果如表1所示。路损之差大于18 dB有可能产生干扰，对于3个频点实现3 M带宽时邻频干扰要求没这么高。

表1 不共站场景CL邻频干扰路损的临界值

路损之差 夹心方案 靠边方案

LTE干扰

CDMA CDMA干扰

LTE LTE干扰

CDMA CDMA干扰

LTE

下行/dB 32 18 47 28

上行/dB 28 22 28 27

4 干扰规避举措

4.1 合理划分隔离区规避同频干扰

通过缓冲区的合理设置，避免CDMA 800M和LTE 800M的同频干扰。隔离区划分方法主要有两种：地理划分和切换分析法。

（1）地理划分法：按照一定基站圈数和地理距离进行隔离区划定，优点是只需基站的工程参数、前期工作量少。缺点是城市基站布放往往不规则、数圈数的方法难实施、城市传播条件复杂、隔离的距离或圈数很难得到统一的经验。

地理划分法操作：重耕区和非重耕区之间地理划分隔离区。农村地区间隔2～3层基站，物理距离约8～10 km。

（2）切换分析法：基于切换数据进行隔离区划定，优点是在网管提取切换统计数据操作、前期工作量较少。缺点是直适用于缓冲区的初步筛选，后期需要根据实际情况进行精细修正。

切换划分法操作：把小区间的切换次数进行统计，切换比例高于一定门限的小区认为是干扰小区，需要作为隔离带处理。根据试点同频干扰测试结果，初步建议隔离区按切换比例小于1%设置。

建议以切换分析法为主，兼顾考虑地理实际情况来做好隔离区划分。

4.2 低配站点移频来缓解邻频干扰

农村CL不共站场景下，C网DO单载波和1X单载波配置场景下，为缓解邻频干扰，建议将DO载波从基本频点37移动至1019。

优点：降低不共站部署下CL系统间邻频干扰。

缺点：方案使用场景受限，仅对低配站点有效果。

4.3 少量C網站点同步迁移规避邻频

干扰

农村CL不共站场景产生的主要原因是因为前期部分C网站点站高不足，不利于农村广覆盖。建议邻频干扰严重情况下，个别C网站点与新建L网站点一起迁移，在满足覆盖要求的同时，达到共站部署。

优点：双网覆盖性能最优、共站部署，CL系统间干扰不存在。

缺点：涉及C网站点的迁移，需相应拆装工程费用。

5 C网退频原则

为保证农村覆盖中LTE 800和CDMA的良好协作，需要制定退频原则：

（1）优先调整DO频点，尽量保持1X频点不做调整，降低对语音影响。

（2）制定话务数据原则：现网（重耕区、隔离区）任何一个小区符合以下任一条件时（一周内出现2天以上的天忙时），建议该小区域暂不实施减频上LTE 800M：

1）DO小区呼叫话务量≥10Erl×DO载频数量（减频后）；

2）等效用户数≥4×DO载频数量（减频后）；

3）覆盖区域内存在Qchat（天翼对讲）用户群。

6 LTE 800M在农村应用的建议

尽量采用现网CDMA基站站址，节省投资，在部分确有需求但没有CDMA基站的区域少量补充LTE 800M基站。

（1）成片原则：根据CDMA频点的实际使用情况成片划分重耕区、非重耕区和隔离区，提高效率，稳定拓扑。

（2）同站址原则：采用LTE 800M与CDMA同站址1：1方式建设，具有建设速度快、成本低的优势，同时也可减少呼吸效应类干扰情况。

（3）同站同质原则：为了确保未来VoLTE业务质量不弱于CDMA语音，原则上要求升级后的4G信号上下行无线链路质量到达当前CDMA水平，采用各种覆盖增强手段，实现覆盖能力与C网相当。

（4）线面结合原则：在高铁、高速等线覆盖区域，要求沿线4G覆盖与面覆盖要求结合考虑，保证业务质量连续性，减少连续异频检测和切换的频度。

7 结论

综上所述，为了低成本快速推进村镇全覆盖，采用LTE 800M覆盖手段是十分合适的，要实现LTE 800M在农村中的良好覆盖，必须需重点考虑800 M重耕部署所遇到的问题，特别是LTE和CDMA的同频和邻频干扰。通过合理划分隔离区规避同频干扰、低配站点移频来缓解邻频干扰、少量C网站点同步迁移规避邻频干扰等手段实现来降低网络干扰，提高覆盖能力。

LTE 800M作为中国电信在农村地区（含乡镇）的基础频段，实现了在农村地区的覆盖连续性和覆盖率指标；1800 M作为在农村地区的容量频段，在业务密度高的农村区域进行4G扩容，不追求覆盖指标。中国电信LTE 800M将采用先下乡后进城的策略，逐步把CDMA频率退让给LTE，提高频谱利用率，提升用户体验。

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