大型场馆TDLTE覆盖优化指导意见.docx
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大型场馆TDLTE覆盖优化指导意见
大型场馆TD-LTE覆盖优化指导意见2015年03月
中国移动大型场馆TD-LTE覆盖优化指导意见（征求意见稿）
中国移动通信集团公司网络部
1
前言
大型场馆具有单体面积大、空间开阔、功能分区多等建筑特点，在举办体育赛事、演唱会情况下，用户分布密度高，短时间内大量用户同时发起语音呼叫，或进行图片、视频上传等数据业务，对LTE网络造成冲击。
如果场馆内LTE设计方案没有对现在及未来LTE业务发展情况进行充分预测，高业务量将导致用户业务体验下降，情况严重时将导致无线接通率急剧下降。
为了保证大型场馆用户的接入性能以及业务感知，特撰写本指导手册。
本手册从用户数/容量预测、信源配置、覆盖控制及分区、新技术引入以及关键监控指标等五个方面入手，介绍大型场馆的LTE覆盖优化解决方案。
2用户数/容量预测
大型场馆的话务需求主要来自观看文体活动的观众、参加活动的人员及相关工作人员，其中观众的话务比例最高。
不同文体活动的话务量随时间有不同的变化。
体育活动的业务需求存在明显的高峰期和平缓期，演唱会则业务需求变化不会像体育活动那么剧烈，相对平缓，但也会有业务高峰期。
大型场馆的LTE用户数量预测需要综合考虑场馆的功能、本地市场份额、LTE业务渗透率并考虑用户远期发展规模。
大型场馆容量预测主要是在用户数预测的基础上，考虑基于单载波接入用户受限和基于用户感知受限两种计算方式，场馆内容量需求则是在两种方案计算的载波数量中的较大值。
2.1总用户数估算
大型场馆用户数预测的目标是估算场馆内使用中国移动LTE网络并处于RRC连接态的用户数，计算过程如下：
RRC连接态的用户数K=X×α×β×γ
有效RRC连接用户数=K×ω
其中：
X：
场馆内总人数；
α：
移动用户占比；
β：
移动LTE用户渗透率；
γ：
RRC连接态用户比例，指RRC连接用户在所有LTE用户（包括连接态或空闲态）中的比例；
ω：
用户业务并发率。
网管中定义在100ms内有数据传输的RRC连接为有效RRC连接。
用户业务并发率指有效RRC连接用户占所有RRC连接用户的比例。
1、场馆内总人数：
场馆内总人数为坐席数加其他人员数，按座席数的一定倍数（考虑工作人员等无坐席用户）计算。
如果有内场临时性座位，则内场的临时性座位也要计算在内。
2、移动用户占比：
场馆内总人数中移动用户比例，数据来源为当地市场部门统计。
3、移动LTE用户渗透率：
移动用户中LTE用户比例，可参考各地现网统计数据并根据文体活动的用户渗透率情况适当放大。
对于大型场馆的LTE覆盖方案，渗透率取值应考虑远期规划满足最高需求，做到一步到位，避免反复整改。
4、RRC连接态用户比例：
处于RRC连接态的用户数与LTE用户数的比值。
该比例要结合大型场馆的特殊场景及文体活动的业务模型特殊性进行适当放大。
5、用户业务并发率的计算方式为：
ω=N3/N2
其中：
N3：
有效RRC连接数；
N2：
RRC连接数。
N3，N2均为网管统计值，此处ω取值要结合大型场馆的特殊场景及文体活动的业务模型特殊性进行适当放大。
2.2基于接入用户数受限的容量预测
基于接入用户数受限的容量预测是通过主设备单小区最大RRC连接数估算场馆内需要的总小区数量。
三期设备招标要求中，要求单小区支持有效RRC连接数不小于400，RRC连接数不小于1200个。
各省在场馆的通信保障中，根据不同设备的支持能力，并在预留一定余量的情况下，自行决定单小区可支持的最大有效RRC连接数N。
所需小区数量建议按照有效RRC连接数来进行计算，过程如下：
小区数=K×ω/N；
K：
场馆内总RRC连接数；
ω：
用户业务并发率；
N：
主设备单小区最大有效RRC连接数。
2.3基于用户感知的容量预测
基于用户感知的容量预测是根据设定场馆内用户上、下行速率需求并考虑用户业务并发率进行总小区数估算的方法，计算过程如下：
总小区数=MAX{K×ω/（L/S）,K×ω/（H/T）}
K：
场馆内总RRC连接数；
L：
平均小区上行吞吐率；
H：
平均小区下行吞吐率；
S：
满足单用户感知的上行带宽；
T：
满足单用户感知的下行带宽；
ω：
用户业务并发率。
满足单用户感知的带宽值为用户使用不同业务过程中可以到达满意感知的速率，建议各省公司通过已有的信测平台数据结合市场需求取定。
满足单用户感知带宽的计算方法是以各项业务的满意速率为基数，以大型场馆的各项业务比例为权重，各业务分别加权计算后求和。
以下行为例，假如某大型活动有两种下行业务，观看视频业务占比为a，网页浏览业务占比为b（a+b=100%），根据表1所建议的各类业务满意速率取值，则可取满足单用户感知的下行带宽为900kbps×a+350kbps×b。
业务大类
满意速率建议值
即时通信
200kbps
网页浏览
350kbps
在线音乐
400kbps
视频
900kbps
游戏
60kbps
应用商店
500kbps
表1各类业务用户满意速率建议值
小区上下行吞吐率可参考各地测试平均值，同时需注意参考网络子帧配比是否与场馆内小区配置相同。
3信源配置
3.1频率配置
根据《工业和信息化部关于分配中国移动通信集团公司LTE/第四代数字蜂窝移动通信系统（TD-LE）频率资源的批复》（工信部无函【2013】517号），中国移动4G网络可用频率包括F频段（1880MHz-1900MHz）、D频段（2575MHz-2635MHz）、E频段（2320MHz-2370MHz）。
其中E频段（2320MHz-2370MHz）仅限于室内网络使用。
对于TD-LTE网络频率的使用总体原则如下：
F频段：
可用频率带宽为20MHz，1个可用频点，用于室外宏基站覆盖或封闭室内场景（如地铁）的覆盖。
D频段:
可用频率带宽为60MHz，3个可用频点。
2个频点用于室外宏基站进行蜂窝组网，1个频点用于补盲、补弱。
由各地根据厂家提供的设备、终端支持情况和无线环境干扰情况自行规划具体频点。
E频段：
可用频率带宽为50MHz带宽。
为了尽可能减少4G网络对WLAN的干扰，4G网络优先使用低端频点2320MHz-2340MHz。
对于大型场馆的频率使用原则如下：
在大型场馆的网络覆盖方案设计中，使用E频段作为主力频段，依据话务预测，在容量能够满足需求的情况下可建议使用E1、E2、E3（10M）异频的组网方式，以降低干扰，提升用户感知。
随着市场的发展，在容量需求增加的情况下，逐步使用E1、E2双频点甚至E1、E2、E3三频点同频组网、以增加网络容量。
在E频段频谱资源紧张的情况下，D频段也可以用作大型场馆建设频段，其中D3频点由于部分终端仍不支持，应根据实际情况，灵活应用。
在容量满足的情况下，建议使用D1、D2异频或者D1、D2、D3异频组网方式。
在容量需求增加的情况下，使用D1、D2同频或者D1、D2、D3同频组网方式。
当E、D频段频谱资源均紧张时，F频段也可作为大型场馆建设频段，采用F频段同频组网方式或者和E、D频段组合的异频组网方式建网。
在大型场馆的一个小区中，最多可用E、D、F三个频段共计7个频点。
3.2BBU配置
在大型场馆建设中，依据各无线厂家BBU负荷能力的不同，每台BBU合理配置1-3个小区，以避免CPU负荷过高。
也可采用C-RAN技术，集中设置BBU，组成基带池，均衡BBU负荷峰值。
确保BBU软件版本为通过大容量压力测试版本或更新版本。
下表是2014年集团网络部组织的大容量压力测试时的版本。
设备厂家
华为
中兴
爱立信
诺基亚
大唐
上海贝尔
eNodeB软件版本
V100R009C00SPC130或之前版本
V3.30.600P04
L13BCP1或之前版本
RL45或之前版本
V6.00.10.00或之前版本
LR13.3CL8或之前版本
表2各厂家大容量压力测试时的版本
3.3RRU配置
从未来用户和容量增长的角度考虑，新建大型场馆应尽量建设双路室分，原有建设单路室分的大型场馆，应尽量改造成双路。
规划时保证RRU通道间的隔离度尽可能高，以利于后续空分复用技术引入，提升单路天馈系统的容量。
应根据小区配置和设备Ir接口支持情况确定BBU与RRU之间采用星形连接或RRU级联方式，并按照BBU与RRU之间的连接方式配置光纤资源。
3.4时隙配置
从大型活动的业务模型来看，用户对于上传的需求远远大于日常，为了均衡上下行的资源，提升上行承载能力和用户感知，建议在大型场馆活动中，E频段全部使用2:
2的上下行子帧配比。
F频段和D频段由于需要和场馆外的宏站进行互操作，避免互相干扰，仍采用1UL:
3DL的上下行子帧配比。
D/E频段特殊子帧按照10:
2:
2配置，F频段特殊子帧依据设备厂家实际支持情况，选择9:
3:
2/6:
6:
2/3:
9:
2配置。
为了减少终端的异频段测量时间，改善客户感知，F频段/D频段/E频段应保持帧同步，即帧头对齐。
4覆盖控制及分区
大型体育场馆内分布系统规划设计时需充分考虑后期扩容的便利性，能做到在不改变分布系统架构的前提下，通过采用小区分裂、增加载波、空分复用等方式实现快速扩容。
为此在设计阶段，在满足覆盖指标的前提下，合理规划每个RRU的覆盖面积，控制各RRU覆盖区域的重叠覆盖，方便后期实现小区分裂。
大型体育场馆覆盖指标要求：
覆盖类型
覆盖指标
RSRP门限（dBm）
RS-SINR门限（dB）
走廊、过道、工作人员休息区域
-105
6
媒体中心、VIP包厢等重点区域
-95
9
4.1大型体育场馆覆盖区域的分类
大型体育场馆的特点是单体面积大、空间开阔、环境简单，分区规划及覆盖控制直接影响场馆的业务体验及极限容量；场馆覆盖区域可以划分为外场区域、看台区域、看台下方室内区域、内场区域，此外还包含媒体中心、VIP包厢等特殊区域，不同的区域采用的覆盖方式和特点有所不同，分区规划的方式也有所不同。
4.2大型体育场馆分区划分方式
场馆看台区域根据场馆的类型常采用竖切及竖切+分层横切两种方式分区：
竖切方式：
延体育场馆圆周方向分区，适用于单层看台的场馆，分区时综合考虑看台下方的室内区域，通常将看台下方的室内区域与看台划分为同一个小区。
竖切+分层横切方式：
适用于多层看台的场馆，延体育场圆周方向采用竖切的方式分区，多层看台间采用分层横切的方式分区。
4.2.1看台区域的覆盖
看台区域是体育场馆覆盖的重点，可分为以下几类：
（1）单层看台、有顶棚的场馆，采用窄波束、旁瓣抑制比高的天线或赋型天线；天线安装于顶棚马道上，安装时天线法线方向垂直于坐席，以提升上方坐席的覆盖并降低信号对对面小区的干扰。
（2）单层看台、无顶棚的场馆，采用窄波束、旁瓣抑制比高的天线或赋型天线；天线安装于看台底部，安装时天线法线方向垂直于坐席，减少对内场的干扰。
（3）多层看台、有顶棚的场馆:
a、采取顶棚马道上安装两面天线分别覆盖顶部看台和底部看台的方式。
覆盖顶部看台的天线法线方向与看台垂直。
覆盖底部看台天线向下打，天线法线方向正对底部看台正中位置，需控制对场内的干扰。
b、采取顶棚马道上安装天线分别覆盖顶部看台，底部看台顶安装天线覆盖底层看台方式。
覆盖顶部看台的天线法线方向与看台垂直，覆盖底部看台天线向下打，天线法线方向正对底部看台正中位置，需控制对场内的干扰。
c、多层看台、无顶棚的场馆:
采用将天线安装于看台中间位置贵宾厅等建筑的屋顶上，分别向上下看台区域进行覆盖。
4.2.2内场区域的覆盖
举办演唱会等活动时，体育场馆的内场人员密度将远超过看台区域，同时，内场更加受限于天线安装位置等因素，覆盖控制更加困难，采用垂直半功率角小的小天线，便于安装，减小对其它区域的干扰，小区划分采用如下图所示的方式：
足球场、室外田径场等场馆，内场在看台下方，有一定的高度差，天线可安装在看台下方的墙上，如下图所示：
篮、排球馆、羽毛球馆等举办室内活动的场馆，内场与看台底层平齐，周边无架设固定天线位置，在内场举行活动时，可将天线安装在临时舞台下方等区域，如下图所示：
4.2.3看台下方室内区域的覆盖
看台下方室内区域包含出入通道、工作人员休息区、功能区等区域，与楼宇的室内覆盖场景类似，主要采用吸顶天线解决覆盖需求。
4.2.4特殊区域的覆盖
大型体育场馆内的特殊区域包含媒体中心、VIP包厢等区域，特点是业务需求高、对业务质量要求高、集中在室内，除采用传统的分布系统方式外，可考虑使用微基站等方式解决覆盖需求。
媒体中心需增加WLAN的覆盖，分担TD-LTE网络负荷。
4.2.5外场区域的覆盖
大型体育场馆的外场区域包含场馆周边广场、出入口及疏散道路等，主要由周边宏站解决覆盖需求，周边小区设置原则如下：
（1）场馆周边广场和外场出入口在入场和散场期间有较高人流聚集，应避免近距离周边宏站单个小区覆盖较多区域，可采用应急通信车覆盖主要出入口区域，作为场内与场外桥接小区。
（2）用户散场疏散道路主要依靠周围宏站覆盖，通过调整站点小区方位角及下倾角，使其分段覆盖场馆周边散场道路，减少用户占用单个小区的时间。
（3）周边较高宏站容易对场馆周边广场及出入口造成重叠覆盖，需及时通过扫频测试等手段，对造成严重干扰的小区调整工参，确保覆盖范围精确控制，降低小区间干扰。
（4）可用覆盖范围相对较小的灯杆站作为周边道路的覆盖手段，起到小区分裂的效果。
4.3天线选择
场馆内观众台和内场使用天线均为全频段天线，2/3/4G三网合路，严格控制每小区覆盖区域，尽量选择前后抑制比高，水平和垂直波瓣比较窄的知名厂家的、性能优秀的天线。
下图两种天线，右侧的天线半功率角小于左侧天线的半功率角，在天线选择时，其它参数相同的情况下，优选波瓣窄的天线。
当天线的半功率角相同的前提下，优选右下图这种大于半功率角后，信号衰减快的天线，即半功率角相同时，-6dB功率角小的天线。
4.4RS功率要求
大型场馆TD-LTERS功率设置需考虑一定的余量，避免出现增加载波后RRU功率不足的情况。
优化过程中，通过调整RS功率精确控制小区覆盖范围和干扰，避免出现过多的重叠覆盖和过覆盖。
4.5双路分布系统天线设置要求
新建大型场馆建议采用双路分布系统建设。
采用MIMO双路分布系统方案时，为了保证MIMO性能，两个单极化天线尽量采用10λ以上间距（约为1.25米），如实际安装空间受限双天线间距不应低于4λ（约为0.5米），组成MIMO天线阵的两个单极化天线的天线口功率，差异值不大于5dB，确保两路分布系统的功率平衡。
4.6TD-LTE与其他系统的协同要求
可通过以下措施，做好TD-LTE与WLAN之间的干扰隔离：
（1）频率协调：
优先选用E频段中的低频点部署TD-LTE；
（2）增加空间隔离：
保证TD-LTE室分天线和WLANAP天线间有4米以上隔离距离；
（3）提高WLAN网络阻塞指标：
提高AP阻塞指标在2370MHz处可抵抗功率-24dBm/20MHz干扰信号，保证TD-LTE室分天线与WLAN放装型AP在间距2米时无干扰，提高WLAN终端阻塞指标至-20dBm/20MHz干扰信号，保证TD-LTE终端与WLAN终端在间距0.5米时无干扰；
（4）适当提高WLAN覆盖电平：
增加WLAN终端接收信号的信噪比，从而提高其抗系统外干扰的能力。
除TD-LTE与WLAN干扰外的其他干扰，各系统之间的干扰规避应通过选择隔离度及其他参数满足要求的分布系统设备与器件，并进行合理方案规划来实现。
5光纤/五类线分布系统在大型场馆建设中的应用
光纤/五类线分布系统解决方案采用了优化的硬件和系统设计，具体架构简单、部署灵活、工程成本低，采用光纤/五类线分布系统（基带拉远）的方式，是一种在室内进行光纤或五类线布线的新型信源系统，比较适合应用在在大型场馆建设中。
图6.1-1基站示意图
光纤/五类线分布系统（基带拉远）为有源系统，由主设备BBU接入合路单元DCU、RHub、pRRU构成，设备之间采用光纤或五类线连接，目前支持4G，远期支持2G/3G/4G三模拼装外加WLAN，可实现多制式功率自动匹配同覆盖，并实现对所有设备的监控。
光纤/五类线分布系统（基带拉远）它比同轴电缆（馈线）易于布放；远端单元可以直接放装、外接天线；不同级数的扩展单元与远端单元相结合，便于灵活构建较大规模的分布系统。
LTE模式可支持多个载波，并且支持多个pRRU进行小区合并。
pRRU由POE供电，输出功率较低，应布放在靠近观众区域。
pRRU可外接天线，满足不同覆盖控制的要求。
6新技术应用
6.1C-RAN技术
C-RAN是根据现网条件和技术进步的趋势提出的新型无线接入网构架。
C-RAN是基于集中化处理（CentralizedProcessing），协作式无线电（CollaborativeRadio）和实时云计算构架（Real-timeCloudInfrastructure）的绿色无线接入网构架（Cleansystem）。
其本质是通过实现减少基站机房数量，减少能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本，高带宽和灵活度的运营，特别在大型场馆，是C-RAN技术理想的应用场景，建设难度相对较小，能够充分发挥C-RAN技术的优势。
与传统的分布式基站不同，C-RAN打破了远端射频单元（RRU）和基带单元（BBU）之间的固定连接关系。
每个远端无线射频单元不属于任何一个基带单元实体。
每个远端无线射频单元上发送或接收的信号的处理都是在一个虚拟的基带基站完成的，而这个虚拟基站的处理能力是由实时虚拟技术分配基带池中的部分处理器构成的。
C-RAN架构主要包含三个组成部分：
1）由远端射频单元（RRU）和天线组成的分布式网络；
2）连接端射频单元和基带单元（BBU）的高宽带低延迟的光传输网络；
3）由高性能通用处理器和实时虚拟技术组成的集中式基带处理池。
大型场馆建设中，BBU都集中设置，RRU拉远到不同位置，所以更容易实现C-RAN技术。
1）通过集中化的方式可以极大减少基站机房数量，减少配套设备特别是空调的能耗；
2）远端无线射频单元到用户的距离由于高密度的射频单元配置而缩小，从而在不影响网络整体覆盖的前提下可以降低发射功率。
低的发射功率意味着用户终端电池寿命的延长和无线接入网络功耗的降低；
3）通过所有虚拟基站共享一个基带池，基带池中的处理资源可以动态调度以处理不同的RRU的基带信号，更适应移动通信系统中的潮汐效应，使得基带处理资源得到了最优利用，能耗自然降低。
6.2Femto/nanocell的应用
在大型场馆建设中，Femto/nanocell可以作为局部覆盖问题的补充解决方法。
Femto是一种小型化、低功率、低功耗的蜂窝技术，通过有线宽带回传到移动核心网，为用户提供移动通信业务。
主要用于中小企业、公共热点、家庭等室内场所，是室内覆盖增强方案之一。
Femto系统主要由Femto基站、安全网关、接入网关、Femto网管系统等部分组成。
Femto基站根据处理能力和应用场景的不同，分为企业级和家庭级两种类别。
Femto技术可用于GSM、TD-SCDMA、TD-LTE网络。
Nanocell是一种集成Femto与WLAN的产品形态，集成电信级WLAN无线接入和Femto蜂窝网移动接入技术是Nanocell区别于Femto的最主要特征。
其系统架构如下图所示。
对于宏站或街道站无法覆盖到的室内深度覆盖场景，Femto/Nanocell主要用于个别点的室内深度覆盖和容量补充。
此外，还可用于室分建设改造困难或室内局部的补盲或补热覆盖场景。
企业级Femto主要用于大型场馆局部、营业厅、小型写字楼、居民楼（楼道）、小型超市卖场等，以及传统室分建设困难的校园局部（教学楼、宿舍楼）、医院局部（如门诊区）、酒店、交通枢纽等公共热点区域。
家庭级Femto主要用于居民楼（入户部署）、SOHO办公室、商铺等小面积室内弱覆盖场景，有家庭宽带等情况。
6.3负载均衡技术
负载通常定义为被占用的资源与所有可用的资源之间的比值。
在大型场馆覆盖场景中，由于用户分布的不均匀导致不同小区中业务量因负载分布的不均匀，繁忙小区中由于负载较重，无线资源非常紧张，难以接纳新的呼叫，甚至难以保证已有用户的服务质量（QoS）要求；而空闲小区中由于负载较低，未使用的无线资源较多，无线资源利用率很低，造成无线资源的浪费。
目前主要LTE设备厂家都实现了高话务的负载均衡功能，可以通过相关开关参数启动同频、异频或异系统间负载均衡功能。
负载均衡触发模式包括PRB模式和用户数模式，并通邻区间阀值调整实现。
7关键监控指标
大型场馆的指标监控需要关注用户突发期间的接入性能、网络负荷、保持性能和移动性能四个方面的指标，主要指标及定义如下：
指标分类
中文名称
定义
网络负荷
RRC连接平均数
统计同时存在的RRC连接平均数量。
RRC连接最大数
统计同时存在的RRC连接最大数量。
有效RRC连接平均数
有数据传输的RRC连接平均数。
以100ms为周期，记录有效RRC连接数，并取各个周期的平均值。
在每100ms之内，若某RRC相关的任意一个E-RAB有数据传输，则视该RRC连接是有效的。
本测量的定义参考了3GPPTS32.425的性能测量ERAB.SessionTimeUE。
有效RRC连接最大数
有数据传输的RRC连接最大数。
以100ms为周期，记录有效RRC连接数，并取各个周期的最大值。
在每100ms之内，若某RRC相关的任意一个E-RAB有数据传输，则视该RRC连接是有效的。
本测量的定义参考了3GPPTS32.425的性能测量ERAB.SessionTimeUE。
上行业务信道占用PRB平均数
统计PUSCH中DRB所占用的物理资源块（PRB）平均数。
即为统计周期内PUSCH中DRB所占用的物理资源块（PRB）除以上行PUSCH总TTI数。
下行业务信道占用PRB平均数
统计PDSCH中DRB所占用的物理资源块（PRB）平均数。
即为统计周期内PDSCH中DRB所占用的物理资源块（PRB）除以下行PDSCH总TTI数。
上行PUSCHPRB占用平均数
统计上行PUSCH所有（含用户面和控制面）的物理资源块数（PRB）占用平均数。
即为统计周期内上行PUSCH占用的所有的物理资源块数（PRB）除以上行PUSCH总TTI数。
下行PDSCHPRB占用平均数
统计下行PDSCH所有（含用户面和控制面）的物理资源块数（PRB）占用平均数。
即为统计周期内下行PDSCH占用的所有的物理资源块数（PRB）除以下行PDSCH总TTI数。
小区用户面上行字节数
在测量周期内，累加小区用户面通过空口成功接收的PDCPSDU字节数，即小区用户面PDCP层从下层接收到的PDCPSDU字节数，并应该按照承载的QCI类型分类统计。
小区用户面下行字节数
在测量周期内，累加小区用户面通过空口成功发送的PDCPSDU字节数，即小区用户面PDCP层向下层发送的SDU字节数，并按照承载的QCI类型分类统计。
CPU负荷
接入性能
RRC连接建立请求次数
统计RRC连接建立请求的次数（含重发），并区分建立原因分别统计。
分原因的RRC连接建立请求次数
含重发是指RRC层检测成功一次就累加一次。
RRC连接建立成功次数
统计RRC连接建立成功的次数，并区分建立原因分别统计。
分原
升级会员 