【摘 要】为解决超闲小区资源浪费问题，探索了利用带宽减容优化TD-LTE超闲小区的方法。通过将系统带宽由现用的20MHz降低至10MHz，平衡超闲小区4G用户数和资源利用率的关系，并通过4种分析方法，共分5种场景对比，对方案进行了验证。通过带宽减容可以在满足用户业务需求的前提下，提升TD-LTE频谱利用率，减少超闲小区数量，并可提供更加灵活的组网方式，降低现网频率干扰。在RRU最大发射功率一定的条件下，通过配合RS功率调整，可提升F频段约20%的覆盖。
【关键词】TD-LTE超闲小区 带宽 减容 RS功率调整
doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.05.013 中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2016）05-0060-05
引用格式：李国强，刘珂. TD-LTE超闲小区带宽减容及网络影响研究[M]. 移动通信， 2016，40（5）： 60-64.
1 引言
一般定义上下行日均总流量小于100MB的小区为TD-LTE超闲小区。超闲小区的设备负荷和空口资源利用率远未达到设计要求，对硬件资源和频率资源是一种极大的浪费，过多的超闲小区存在是TD-LTE网络不健康的表现。本次试验区域TD-LTE现网超闲小区127个，占比12%。超闲小区的PRB资源利用率不足5%，RRC日均最大连接用户数小于10。
如果能够在满足用户业务需求的条件下，将用户数极低的小区的系统带宽由现有的20MHz降低至10MHz，预计可以节省15%～20%的频率资源，同时能够提升基站参考信号功率，增强网络连续覆盖，降低频率间的干扰，优化网络质量。
本次研究在于探索超闲小区的减容方法，通过选取现网满足条件的站点进行实际测试验证，分析在不同带宽、不同频点情况下超闲小区带宽减容的可行性以及对网络的影响，为TD-LTE超闲小区减容提供方法和思路。
2 基本原理
TD-LTE信道带宽可变，包括1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MH和20MHz，系统分别使用6个、15个、25个、50个、75个和100个资源块（RB，Resource Block），支持对已使用的频率资源的重复利用，信道带宽的选择可根据运营商拥有的频率范围以及用户的业务量需求来决定，选择最合理的信道带宽来组网。
在中国移动LTE建网中，F频段（1885MHz―1915MHz，现网使用前20MHz）主要用于农村、乡镇场景，F频段处于TDD频谱的最低位置，在进行室外宏蜂窝连续覆盖时具有天然优势，有利于增强广域连续覆盖。偏远的农村及山区4G用户数量相较城市还处在较低水平，可以考虑将特定小区的系统带宽由20MHz降低至10MHz。
3 实施方案
3.1 站点选择
基于满足用户业务需求为前提的验证思路，选取现网用户数极少、流量极少的F频段站点。本次验证选取站点为南湖樵业基站，该站点位于山区，覆盖目标为临近乡村，与周围站点站间距在2km以上，用户数和流量极少。南湖樵业基站地理位置示意图如图1所示：
3.2 验证方案
本次验证方案分别对如表1所示的5种场景进行业务测试、DT测试、拉远测试、指标监控等4项指标验证，分析超闲小区带宽减容对网络的影响。
（1）各场景下进行如表2所示的业务测试，记录实验站点关键指标。
各场景下，选取好点进行业务测试，测试结果如表3所示。由测试结果可见，在好点时，带宽为10MHz场景的上传均值速率相比带宽为20MHz的场景下降了约45%，带宽为10MHz场景的下载均值速率相比带宽为20MHz场景下降了约51%，由于带宽减半，速率性能下降明显。其余指标在两种带宽场景下基本一致，波动在合理范围内，用户视频业务没有受到影响。
（2）在各场景下进行DT测试，记录实验站点关键指标。DT测试内容及记录指标如表4所示：
在场景一、场景三和场景四下，对实验站点及相邻站点周边道路进行DT测试，结果如表5所示。在相同参考信号功率条件下，随着带宽减半，邻区间干扰略有降低，SINR有所提升，但业务速率有所降低；在10MHz场景下，实验站频点设置为38544时较设置为38400时，由于频点与相邻站点错开，邻区干扰进一步降低。由于本次验证只修改一个站点，邻区间干扰降低有限，成片修改的效果幅度有待验证。场景一、场景三、场景四的DT测试截图如图2、图3、图4所示。
在场景二和场景五下，对实验站点进行拉远测试，结果如表7所示。随着带宽减半，带宽为10MHz时的参考信号功率可以比带宽为20MHz时提升3dBm，即功率提升一倍。最大参考信号功率在带宽为20MHz时最大可以设置为152，在带宽为10MHz时最大可以设置为182。如表7所示，场景五比场景二-110dBm的覆盖距离增加了约21.86%。场景二和场景五拉远测试截图如图5所示。
在场景一、场景三和场景四下，网管指标监控结果如表9所示。由网管指标看，带宽减半后对指标无明显影响，小区用户数和流量无明显波动，干扰噪声无明显波动。
在场景二和场景五下，日网管指标监控如表10所示。由网管指标看，带宽减半和最大功率提升3dBm后，虽然实验站点选址较为偏僻，小区用户数和流量仍有提升。
3.3 验证结果
通过上述验证，可以得出如下结论：
（1）小区带宽（F频段）由20MHz降为10MHz后，日均用户数和数据流量不会减少，不会对用户业务感知造成影响。同时带宽减容在一定程度上降低了邻区间干扰，提升了SINR值，改善了用户感知。
（2）小区带宽（F频段）由20MHz降为10MHz后，使用测试软件进行定点上传和下载业务影响严重，速率减半，符合LTE峰值速率规律，对其他指标无影响。 （3）小区带宽（F频段）由20MHz降为10MHz后，参考信号功率可以提升3dBm，小区有效增加覆盖范围约20%左右。本次试验中的选址虽然较为偏僻，但功率提升后小区用户数有所增长，数据流量增长19%。
综上所述，在特定场景下，如用户较少、流量较低的农村区域，LTE超闲小区可以通过带宽减容，提升基站覆盖范围，节省宝贵的频率资源，减少频率干扰，在一定程度上提升用户感知。
4 结束语
随着LTE网络的快速发展，用户对网络的需求不断提高，提高无线资源利用率、优化网络质量是提升用户感知的重要手段。本成果旨在节省频率资源，为超闲小区减容提供优化思路。目前，中国移动对该课题进行试点推广，应用效果良好，对提高超闲小区网络利用率有积极意义。从经济投入和网络增益效果来看，该方法值得在用户数少的农村和山区进行推广使用。
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