高速TDDFDD融合组网评估报告.docx
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高速TDDFDD融合组网评估报告
丽水高速4Ｇ融合组网评估报告
1.背景
春节将至,大量外出务工人员返乡过年,加之春节期间高速免费,导致高速上的话务量显著增加。
根据17年国庆期间高速业务量统计,数据业务增加近 ７5%。
如此大话务的增长，势必会影响高速用户的业务感知。
针对春节期间的话务增长，可采用通过增加D频段的方式对网络进行扩容，但该方案需要订购D频段设备并重新安装天馈、RRＵ等设备，扩容周期长,难以满足临时保障需要。
目前丽水全网已经完成900M的清频,高速宏站已被爱立信设备的替换,爱立信设备可采用只增加LTEBBU，与G９00共RＲU的方式,快速部署FDD900。
FDＤ９０0上下行共10M,与F2带宽一样，但是上行优势明显。
基于上述因素考量，决定通过高速ＴDＤ＋FDD融合组网的方式，对高速网络进行扩容。
2.互操作参数策略分析
为保证FDD能够合理的分担TDD话务，同时确保用户在TＤD与FDＤ网络之间能平滑重选和切换。
从终端渗透率、系统容量和实际覆盖三个维度考虑，来对TDD/FDＤ之间的互操作参数进行规划。
２.1终端渗透率分析
根据SEQ高速终端渗透率统计，约3７%的终端同时支持ＦDD900和ＴＤＤ网络，具体终端渗透情况如下:
机型
渗透率（％）
支持ＦDD900渗透率
Ipｈone
27.41
22．5８
OＰＰO
２0.11
６.33
vivｏ
19.６２
3.06
华为
７．64
３．54
荣耀
5.８５
０.２9
小米
4.71
1．14
金立
3.０７
0
其他
11.59
预计不超过1%
汇总
100
＞36．94
目前TDＤ20M带宽，上下行子帧及特殊子帧配比为1:
３：
１，下行近似换算成FDD的１2M（２0Ｍ*下行子帧的比例0.6）,上行近似换算成FDD的4Ｍ（20M*上行子帧的比例０.2）。
开通5M带宽FDＤ9０0小区相当于在原有下行带宽下增加4１.67%的容量，再结合终端渗透率统计,将TＤD上37%的业务全部分担给FDＤ网络理论上是可行的。
2.2容量分析
目前FDD的PDCCH符号数为2，每个无线帧120个CCE资源,而TDD在20Ｍ的情况下,为500个CCE。
同时,900M的传播性能较TDD好，会吸收大量的边缘用户,导致CCＥ的聚合比例较高，ＣＣE资源消耗更快。
因此，在大话务终端扎堆的场景下，FDD900M会更快于TDＤ20M达到CＣE资源不足的情况，导致用户调度不及时,影响用户使用感知。
因此建议FDD的占用优先级不高于TDD网络;
2.3覆盖分析
2月８日前丽水开通５31个FDD小区中的２52个用来调试验证TＦ融合组网策略，以温丽高速的龙泉－丽水-青田段通过锁FDD、TＤD测试评估为例:
Ø温丽高速龙泉-丽水－青田段 TDD与FDD覆盖对比：
TDD覆盖
ＦDＤ覆盖
RSRP的分区间统计
区间
ＴDD
ＦＤD
CDＦ（TDＤ）
CDF（FＤD）
（-ＩＮＦ,-11０]
0.24％
3.１５%
0.２４％
3．15％
（-11０,-１05］
0.９8%
4．30％
1.2２%
７.45％
（－10５,-10０]
2.28％
6．６9％
3.50%
14．14%
（-１０0,-95]
5．47%
10．30%
８.97%
２４．44%
（－95,-85]
29.２1％
34．25%
38.18％
５８.69％
（-８5，-7０]
5１.44%
37.0８％
89.62%
95．７7%
（-7０,－50]
１0.３７%
４.２3％
9９.９8%
100.00%
（-５0,+ＩNＦ）
０．02％
0.０0%
１00.０0%
10０.00%
平均RSＲＰ
-8２．14ｄBｍ
-８6.42dBm（-82.5dBm）
根据上表，由于ＦDD不连续覆盖（RSＲP≤-1１０dＢm采样点明显比TDD高）,锁频测试的FＤD的覆盖效果弱于TＤD,但排除隧道ＦDD不连续覆盖的影响因素后,ＦDＤ的平均RSRP在－８2．5ｄBm左右，RSＲP覆盖与TＤD相当。
3.TF互操作策略制定
结合上文三个维度的分析,ＴＤD/FＤD的互操作参数设置遵循如下规则：
Ø丽水存在100个隧道及9个宏站需要GRRU改造，涉及硬件替换且工程施工周期不可控，暂不部署FDＤ，故FＤD不连续覆盖且带宽小于TＤD，建议ＦDD占用优先级不高于TDD网络。
ØTＤD侧,手机应该尽快启动异频测量，让支持FDD900的终端及时驻留到FDD网络。
异频测量会影响用户速率，所以也要避免门限设置过大。
根据RSRP的区间分布，建议在-8５dBm左右（小于－8５dBm的占比为38%）。
ØFＤＤ侧，由于ＦDD的覆盖不连续且保证ＦDD的分流效果,需要终端较晚切出。
所以建议启测门限在-９5~-85dBm之间（小于－9５dBm的占比在2４%左右），切出门限在-100dBm左右（占比在14%左右）。
Ø根据高速话务分布的不同,建议TF互操作策略应在“普通高速场景”及“热点场景”下分别设置不同的网络占用优先级,即“普通高速场景”下为:
E/Ｄ>F＝FDD,“热点场景”下为:
E／Ｄ>F>FDＤ。
3．1普通高速场景
普通高速场景下,FDD优先级与ＴDD－Ｆ相同。
参考上文覆盖分析，大部分终端会优先占用TDD，ＴＤD可以尽早启动异频测量,且降低切换到FDD上的难度,分流一部分流量到FDD上。
同时ＦＤD打开OFFＬOAD功能，确保FDD负荷在合理范围。
切换策略:
场景
各频点对FDD90０的参数配置
制式/频段
TDD＿Ｅ
TＤD_D
TDD_Ｆ
ＦDD9０0
切换策略
连接态优先级
4
4
4
4
A2门限值
保留现网值
-8８dBｍ
－９0dBm
A2迟滞
1
1
Ａ３迟滞
1
1
A3偏置
３
1
A5幅度迟滞
１
1
切换时间类型
A２＋A3
A2+A５
A5门限值1
-100ｄＢm
Ａ5门限值2
-1０5dBm
A４门限值
ＴDＤ的E,D,F频段定义ＦDＤ900连接态优先级为４,与Ｆ频段的优先级一致。
因为高速上的Ｅ,D频段小区较少，所以保留现网值不变。
为了保证FDD能够吸收更过的话务，提升了F频段的异频启测门限，让F频段上的终端更早触发向FＤＤ的切换。
同时，降低了FDD90０的异频启测门限,并且通过A5门限值对FDD和ＴDD的信号进行限制,增加了FDD上终端的切出难度,尽可能让终端驻留在FDD上。
重选策略：
场景
各频点对FDD900的参数配置
制式／频段
TDＤ＿E
TＤD＿D
TDD＿F
FDD900
重选策略
重选优先级
4
4
4
4
最小接收电平
保留原值
-1２8
-１16
异频重选启测门限
－78
-8６
重选迟滞
2ｄB
2dB
低优先级重选门限
高优先级重选门限
服务频点低优先级门限
ＦＤＤ90０覆盖性能较好，为了避免吸收高速周边话务,因此调整FＤD最小接收电平为－116dBm，同时FＤD9０0的重选启测门限低于Ｆ频段,让空闲态的终端更多的驻留在ＦDD。
３.2热点场景
考虑到收费站、服务区等热点场景容易出现车辆拥塞导致终端扎堆及TＤD/FDD终端渗透率不可控,故建议TDD优先级高于FDD，ＴDD通过切换门限调整覆盖范围，分流部分终端到FＤD。
同时FDD打开OFFLOAＤ功能，确保ＦDD负荷在合理范围。
切换策略：
场景
各频点对FDＤ90０的参数配置
制式/频段
ＴＤD_Ｅ
TDＤ_D
TDD＿F
ＦDＤ 90０
切换策略
连接态优先级
３
3
3
3
Ａ2门限值
保留现网值
-９0
-８0
A2迟滞
2
２
Ａ３迟滞
1
1
A3偏置
２
2
Ａ5幅度迟滞
2
１
切换时间类型
A2+A5
A2+A5
A5门限值1
－108
－98
A5门限值２
-10５
-1０２
A4门限值
TDD的E,Ｄ，F频段定义FDD９00连接态优先级为３,优先级为最低。
FＤＤ90０早对异频开始起测,TDD-F晚起测,倾向于终端先驻留在TDＤ，通过切换的门限值来控制终端向FDD的切换。
重选策略：
场景
各频点对FDD９00的参数配置
制式/频段
TDD＿E
TDＤ＿D
TDD＿F
FDＤ900（宏站）
重选策略
重选优先级
3
3
3
3
最小接收电平
－1２8
-128
-12８
－11６
异频重选启测门限
-10２
-10０
-90
-86
重选迟滞
2ｄＢ
２dB
2dB
２dＢ
低优先级重选门限
-104
－１04
-10４
高优先级重选门限
FDD９00－>E：
-1０6
ＦＤD９00-＞D:
-104
FDD900－>F：
-10２
服务频点低优先级门限
－110
-1１0
－110
TDＤ的Ｅ，D,F频段定义FDD90０重选优先级为3,其优先级为最低。
FDD9０0早对异频开始起测，TＤD-Ｆ晚起测，倾向于终端先驻留在TDD。
3.３负荷分担
3.3.1负荷分担功能介绍
FＤD5M带宽受限，相对于TDD小区更容易出现高负荷现象,需在FDD 侧开启针对用户数的负荷分担。
ＦDD爱立信设备基于用户数的负荷分担实际是针对不同ＱＣI承载能力的负荷分担。
Iｎtｅｒ-FrequencyOffload是基于小区的EＲＡB数量和相应的QOS等级进行负荷的评估。
通过对不同的QCＩ设置不同的负载权重，可以保证在高负荷场景下特殊业务的性能指标。
3．3．2负荷分担功能验证
前期选择站点南城机动车考试中心（E9８９７17）进行了异厂家之间的负荷分担的功能验证。
通过指标验证，异厂家之间的负荷分担功能够正常的工作。
在开启Ｏｆfload功能之后,对于基于Ofｆｌｏaｄ的切换，切换的原因值为:
ｒedｕce-ｌoaｄ-in－ｓerｖing-cell。
同时在开启功能之后,可以从指标中发现大量的基于Offloａd的异频切换次数，用户数和流量也相应出现减少。
在激活功能之后,基于负载的切换大量出现：
小区平均激活用户数和小区流量在Ofｆlｏad开启之后也出现明显的下降：
实验验证了爱立信的OＦFLoａｄ功能工作正常，能够实现异频异厂家之间的负荷迁移。
该特性通过负荷的迁移,能够提升网络的容量和频谱效率,保证用户体验,同时也为日常维护中的热点区域和重大事件保障,提供了一种优化手段。
3.3.3负荷分担策略制定
高速线路上的负荷分担主要针对数据业务，因此需要获得用户数与下载速率的曲线图,得到影响业务感知的用户拐点。
按照保证用户页面下载感知的最小速率１Mbps来要求。
通过统计FDD的用户数和在相应用户数下的最小单用户速率可知：
在用户数大于7０左右,单用户的速率会大概率小于1Mbps。
考虑一定的余量，确定最大用户数限制为6０。
春节期间为了保证VOLTＥ用户的业务感知,避免大量的数据用户占用大量的无线资源。
因此，针对不同的QCI配置了不同的权重。
对于数据业务的QＣＩ9,设置了较高的权重，避免过多的数据用户驻留。
对于VOＬTE语音业务的QCＩ１和5,占用资源较少,设置的权重较QCＩ9低。
基于此要求OFFLOAD的参数配置如下：
管理对象（MＯ）
参数（pａrameter）
值（Ｖalｕe）
参数说明
EＵtranＣｅlｌＦDD
CｅllSｕbｓcriptiｏｎCapacｉty
３０000
服务小区能够接纳的最大负载
EｘteｒnalEUtｒａnＣellFＤD
ｌｂEＵｔrａnＣelｌOfｆloａｄCapａcity
1000
能够向目标邻区转移的最大负载
ＥＵtranＣellFDD
lｂEUtrａｎTｒiｇgerＯfｆｌoaｄThreｓholｄ
７５
Oｆfload触发门限（门限值75%）
LoａdBalａnｃingＦuncｔｉoｎ
lbceiling
5０0
一次能够转移的最大负载（50%）
QciＴaｂle=deｆaｕlt，QcｉProfｉleＰreｄefineｄ=qci1
ｑｃiＳubscriptionQｕａnta
２00
QCI＝1的权重
QciTable=ｄeｆault,QciProfilePreｄｅfｉｎed=ｑci2
ｑcｉSｕbｓｃriptionQuanta
2００
ＱCI=2的权重
QcｉTable=ｄefauｌｔ,ＱciＰrｏｆｉlePredefinｅd=qｃｉ５
qciSuｂｓcriptionQuantａ
1０0
ＱCＩ＝5的权重
ＱcｉTabｌｅ=default，QcｉPrｏｆｉlｅＰredefiｎed=qci9
qｃｉＳubｓcriptionQuanta
500
QＣI=９的权重
4.效果评估
主要从路测覆盖、指标影响和用户感知三个维度,来评估参数对现网的影响、FDD对TDD的分流作用，效果如下：
Ø参数对TＤD终端的覆盖影响较小,自由模式下FDD覆盖占在4０%～60%。
ØFDD高速站点4G流量的分流约占整个高速的32%；
Ø参数修改前后SEＱ上的Volte综合掉话率、MＯS3.0占比等指标基本保持平稳，对通话感知影响较小。
总的来说,FDD的分流作用达到了理论预期。
4.1前台测试评估
ＴF互操作策略参数调整完成后，同样对温丽高速的龙泉－丽水-青田段进行了自由模式下的ＤT复测,用来评估参数对TDD与ＦDＤ模式用户的影响。
Ø温丽高速龙泉-丽水－青田段
TDＤ覆盖
自由态覆盖
自由模式下TＤＤ/FＤD占比:
制式
自由态覆盖占比
平均RＳＲP
TDD
39.６8%
－8０．4５ｄｂｍ
ＦＤD
60.32%
-76.3dbｍ
共计
100.00%
－７7.9４ｄｂm
经过参数调整之后,TDＤ和ＦＤD信号占比为39.68%和60.32%且FDD的RSRP的覆盖要好于TＤD,故ＴF互操作参数修改对支持TＤD＆FＤD90０的终端覆盖无影响。
参数修改后不同模式下TＤD&ＦDD的ＲＳＲP区间分布统计：
区间
自由态
锁TDD
FDD
TDＤ
（-INＦ,-110]
0.27%
0．２8%
0．1３%
0.14%
（-１10,-105]
0.2１％
0.43%
０.10%
０.11％
（-105,-100]
0.96%
1.３５%
0.5７%
0．39%
（－1０0，-95]
2.９2%
4．13%
1.４8％
1.４4％
（-９5,-8５］
１6.81%
25．3９%
６.92%
９．89%
（-85,-７0］
60.63%
５9.39%
37.5５%
23.０9%
（-70，-50]
18.15%
9.01%
13.55%
4.5９%
（-50,+ＩNF）
0.05%
0.02%
0.04％
0.0１％
平均值
-77.94dBｍ
-81.5dBm
-76．3dＢm
-80.45ｄBm
根据上表，其一,针对支持TDD&FDD9０0的终端，该高速的平均RSＲＰ为-77．９4dBm，锁频TDＤ测试的平均RＳRP为-８1．5dBm（稍差于自由态）;其二,自由态下FDD的RSＲP覆盖优于自由态整体RSＲP覆盖,自由态下TDD的RSRP覆盖（-８0．４5dBｍ）也优于锁频TDD测试的RSRP覆盖（-８１.5ｄBm）；故TＦ融合组网策略使得TDD&ＦＤD的RSRP覆盖最优化,说明参数的调整对TDD及TDD/ＦDD终端覆盖影响不大,甚至要好于修改前。
下行速率统计:
序号
区间
自由态
锁TDD
1
（300００,+INF）
34.１４%
５5.7３％
2
（200０0，３0０00]
16.61%
1９.16%
3
（15000,２00０0]
12.1１%
9.７7％
4
（10０00,1５０0０]
15.8６％
7.83%
５
（5000,10000]
１3.95％
４.98%
6
（３000,５000]
３.66%
０.83%
7
（２000,3000]
１.14％
0．30%
8
（1０00,２000］
０.６7%
0.25%
９
（INF，1000］
１.85%
１．1７％
10
平均值
24．2Ｍbpｓ
33.7Mbps
自由模式下，下行速率约为24.2Mbps,较锁TDD测试下行速率33．7Ｍbps低，这是由于测试终端占用了６0.３２%的FDD900５Ｍ导致；在此套参数下,支持TＤD&FＤD９00的终端,相比仅支持TDD的终端,带宽减少了3５.19％（（１２M-（12M＊39．68％＋５M*60．３2%））/1２M）。
按照锁TDD下载的速率来计算，自由模式下的速率理论约为２1．８4Mbps,实测值高于理论值。
上行速率统计：
序号
区间
自由态
锁ＴDD
1
（0~2000]
5.03%
6.6０%
2
（2000～３0０0]
５.25%
5７.２６%
3
（3000～5000]
１4.19%
２0.75％
４
（５000~10000]
68.86%
４.19％
５
（100００~+IＮF]
6.６６%
11．19%
６
平均值
６.４Mbps
５.4Mbpｓ
如上表：
自由模式测试下，上行速率约为6.4Mbｐs，较锁ＴDD测试上行速率5.4Mbpｓ高1Mbps。
再结合上图,TF融合组网后，上行速率2Mbpｓ以下占比优于TＤD网络，上行速率采样点集中区由TＤＤ网络的2～5Ｍbps提升至5～１0Mbpｓ，故TF融合组网的上行感知要明显优于纯TＤＤ网络;
综上,通过前台拉网测试得到的测试数据可知:
Ø参数修改后,对TDD的网络几乎没有影响。
因此，此套参数对TＤＤ终端的性能和感知影响较小。
Ø参数修改后，自由模式下测试出的覆盖及上行速率要优于ＴDＤ网络，下行速率受60.32%的FＤD90０5M带宽限制有所下降,但实测值要与理论值。
因此,此套参数对支持ＴDD&FＤＤ９00终端的感知影响较小。
Ø在提升覆盖占比的同时,也要考虑带宽减少带来的速率降低。
FDD既要能够吸收更多的话务,同时又要保证用户的感知。
4.2后台指标评估
经核查,丽水２月8日前开通252个ＦDD小区用于试验，2月９日531个FDＤ小区全部完成开通，2月11日开启OFFloａｄ功能;
Ø流量分流评估
参数修改之后，对于支持ＴDD/FＤD90０的终端来说,FDD的覆盖占用比例达到了44%~60％,分流效果比较明显。
通过后台统计指标统计，春节期间Offload功能的开通使FＤD流量约占高速总流量的32%。
FDＤ与ＴDD的整体流量情况如下：
日期
FＤD流量（GB）
TDD流量（GＢ）
总流量（ＧB）
FDD流量占比
2０18-2－8
127５．77
5４36.０3
6７11.80
１9.0１％
201８-2-9
32３0.99
4５38.1３
７7６９.12
41.59%
201８-2-10
３24９.７7
4844.３2
8094.09
40．1５%
2018－2-11
2104.95
438７．31
6492.２6
３2.42％
2０18-2-1２
２30９．28
4167．82
6477．１0
35．65%
2０１８-2-１3
２３80.64
4４43.28
６８２3．9２
３4.89％
2０18－２-１４
25０１．51
478９.４１
72９0.91
34.３1％
201８-2-15
27４２.2９
540７.27
81４9．５6
３3.６5%
2018－2-16
30８2.５2
6328.25
94１0.77
32.76%
2018-2-17
3２8２.94
7155.92
104３8.87
31．45％
２０18-2－18
3３00.9９
708４．４5
1０385.44
31.７８%
2018-2-19
3197.13
７031.04
10２28．18
31.26%
２018-2-20
311１.５４
７308.７6
104２0.３0
２9.86％
２01８-２-21
２969．40
7５61．12
105３0.5１
２8.2０%
2０18-2-22
2４01.５３
6１5２.１7
8553.70
28．0８%
高速FDＤ开通后分流流量占比：
FDD开通531个小区
FDD开通252个小区
Ø用户数分流评估
春节期间高速FDD站点平均连接数为25８0,ＴDD站点的平均连接数为6000左右。
FDD的连接用户数约占总的30％（２月１1号开始才能取用户数指标）。
日期
TDD平均连接数
FＤD平均连接数
FDＤ平均连接数占比
201８-2-８
687７.42
\
2018-2-9
5１2２.68
\
2018－２-10
５２95.０2
＼
2018-2－11
4844.6４
3052.8
38.66%
２018-2－12
4４７６．３1
21６8.44
32.63%
2018-2－13
4５19．２８
２2１9．0９
32．9３%
２018-2－1４
4４95.6３
2144.0７
３2．２9%
201８-2-1５
493８.94
2４24.６7
32.93%
2018-2-16
5259．63
２4８８.６５
3２.12%
2０18-2－1７
6656．63
27７９．5３
2９.46％
２０１8-2－1８
7002.4
2804.98
28.6０%
20１8－2-１9
70０2.４4
2705.24
27.8７%
2０18－2-20
７４12．5５
2６１０.26
26.０４%
20１８-2－21
8982.４6
289６.8３
2４.３9%
2018－2-22
72２4.77
2５６1.4６
26.１7%
ＴＤD&FDD平均连接数对比图:
ØVＯLTE话务分流评估
春节期间高速FDD站点VｏLTE语音话务量为1094.0９Erｌ左右,TDD站点的VoLTＥ语音话务量为２9５7.４6Erl。
FDＤ的VOＬTE话务量约占开通后整体的２7%,趋势与流量及用户数一致，分流效果明显,如下：
日期
TDD VoLTＥ语音话务量（Ｅrl）
ＦDDVoLTE语音话务量（Erl）
FDD ＶoLTE语音话务量占比
2018-2-8
３８79.69
７84.43
16.８2%
２018－２-９
3066．62
１８２７.20
37.３4％
2０1８-2－10
31１6.86
182０.1３
36.87%
20１8-２-11
326６.86
12２9.26
２7.34％
2018－2-12
3２58.63
1２36.７１
27.5１%
2０18-２－１３
32７8．
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