LTEFDD2T6S解决方案在高容量场景应用研究.docx

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LTEFDD2T6S解决方案在高容量场景应用研究

LTE_FDD_2T6S解决方案在高容量场景应用研究

第一章创新背景

随着LTE用户增长和不限量套餐业务发展对网络容量的需求迅速提升，出现空口PRB资源受限。

为了应对网络容量成倍增长趋势，积极探索2T6S解决方案，该方案是采用六扇区+2T2R技术来实现网络扩容，在不增加频谱资源条件下可以有效增加单站和区域的容量，是解决网络容量瓶颈的有效手段之一。

图1：

不限量套餐

第二章创新总体思路

创新点：

LTE多扇区解决方案

在现有4G网络已无法满足用户容量需求的大前提下，采用双频4T4R（1.8G+2.1G）一体化RRU，结合定制的四端口劈裂天线，从而实现一个双频4T4R模块开通4个小区，该方案创新采用独有算法降低覆盖重叠区干扰，实现站址及频谱的充分利用，实现超现网（单频）3倍的容量增益，有效缓解口碑场景的容量压力。

图2：

LTE扇区分裂

LTE多扇区是一个RF解决方案，通过扇区分裂技术，采用窄波束高增益天线提升网络覆盖；通过小区分裂技术，增加小区数目从而增加网络空口容量。

LTE多扇区可以分裂为4、5、6扇区甚至更多扇区，是一种有效提升网络覆盖和容量的扩容解决方案之一。

覆盖增益：

劈裂天线的天线增益（约19.5dBi）明显大于普通3扇区天线增益（18dBi），从而能够获得一定的覆盖增益。

图3：

劈裂天线增益

容量增益：

从小区数来看，LTE多扇区相比普通3扇区增加了小区数目，如6扇区相比3扇区增加了一倍的小区数目，空口资源加倍，从而能够获得容量增益。

图4：

2T6S解决方案示意图

第三章创新方案和实施过程

3.1创新试点实施方案

3.1.1方案部署场景

2T6S选站原则如下：

1忙时平均PRB利用率≥70%，且用户体验速率≤5Mbps（具体参考各局点扩容标准）。

2交叠区用户比例（劈裂后新增交叠区用户与整个区域所有用户的比例）≤20%。

3左右劈裂波束用户分布尽量均衡，左波束占整体比例[0.3,0.7]。

4劈裂前扇区间方位角的夹角≥90度。

⑤尽量避开特殊场景（如高铁、高速公路）。

图5：

2T6S部署场景说明

本次多扇区劈裂天线高容量方案研究试点选择在安徽医科大学临床学院校园内，基站名称为“HF-市区-合肥安医临床学院”如下：

表1：

试点小区关键指标

小区名称

方向角

最大值项:

流量（GByte）

最大值项:

下行PRB利用率（%）

最大值项:

小区内的最大用户数

HF-市区-合肥安医临床学院-HFTA-907356-53

350

12.0434

98.3079

162

HF-市区-合肥安医临床学院-HFTA-907356-54

90

11.0988

98.7748

156

HF-市区-合肥安医临床学院-HFTA-907356-55

240

19.4031

98.9901

412

“合肥安医临床学院”基站满足试点条件，空口资源PRB利用率大于70%、单扇区每小时最大流量19GB且小区内最大用户数最大能达到412。

为了使各个小区用户分布平均，小区覆盖（基站在3#女生宿舍楼顶）方向为第一小区覆盖1#、2#宿舍中间位置，第二小区覆盖4#、5#宿舍楼中间位置，第三小区覆盖教学楼位置。

如下：

图6：

试点基站位置

3.1.2设备组网改造

硬件上，采用3个宽频4T4RRRU（RRU5501）替换原先2T4R单频1.8G部署2T6S。

具体硬件方案为2块基带板（UBBPd6）+3个宽频4T4RRRU模块+3个4端口劈裂天线。

图7：

改造前组网拓扑图

图8：

单扇区改造后网络拓扑图

3.1.3网元数据配置

1）小区收发模式配置为2T2R

图9：

2T6S配置

2）小区数据配置为L1.8G&L2.1G（1个RRU对应2个扇区4个小区）

图10：

小区配置

3）修改小区下行算法参数

图11：

MIMO最大复用层数配置

3.2实施效果评估

利用华为Mate8测试手机在凌晨5点左右用户数最少时段锁频1800M进行数据业务DT覆盖、质量和下载速率对比验证。

利用性能指标分析下行PRB利用率VS流量（GB）、单站频谱效率、MR覆盖率、每用户下行承载感知速率、用户数及流量的增益。

3.2.1室外路测增益

DT测试指标RSRP较劈裂前平均增加1.74dB,增益约2.1%;SINR较劈裂前平均降低0.36dB,在RSRP为-80dBm时恶化约2dB；对于单用户，改造前后可用RB差别不大，劈裂后下行下载速率略优于劈裂前。

3.2.1.1L1.8GDT闲时锁频测试指标均值

RSRP劈裂前后平均分别为-82.62dBm和-80.88dBm，增益1.74dB，提升幅度2.1%，由于劈裂天线增益为19.5dBi大于普通天线增益（约18dBi），带来覆盖强度提升。

SINR劈裂前后分别为15.02dBm与14.66dBm，增益-0.36，下降幅度2.4%。

DL劈裂前后分别为39.75mbps与40.42mbps，增益0.67mbps，在凌晨下载速率表现较平稳。

表2：

L1.8GDT锁频测试指标

场景

ServingRSRP（dBm）

ServingSINR（dB）

DLPDCPThroughput（Mbps）

DT-1.8G-劈裂前

-82.62

15.02

39.75

DT-1.8G-劈裂后

-80.88

14.66

40.42

增益平均值

↑1.74

↓0.36

↑0.67

增益百分比

↑2.1%

↓2.4%

↑1.7%

劈裂前（RSRP）

劈裂后（RSRP）

劈裂前（SINR）

劈裂后（SINR）

劈裂前（DL）

劈裂后（DL）

图12：

RSRP/SINR/下载速率图

3.2.1.2L1.8GDT闲时锁频测试指标分布

vServingRSRPVSServingSINR：

在相同RSRP（-80dBm）时，由于6扇区方案较3扇区增加扇区数量，交叠区增加，导致平均载干比降低3dB，现网DT数据恶化约2dB@-80dBm，如下图所示。

图13：

ServingRSRPVSServingSINR关系图

vServingSINRVSPDCPThroughputDL：

对在相同SINR（15dB）时，对于单用户，劈裂前后可用RB差别不大，劈裂后下行下载速率略优于劈裂前，如下图所示。

图14：

ServingSINRVSPDCPThroughputDL关系图

3.2.2性能指标增益

经过网管数据分析，双频4T4R+LTE多扇区方案可达到现网3倍左右的容量增益,忙时1800M频谱效率提升72%，MR覆盖采样点日均提升22%，忙时1800M每用户下行感知速率提升55%。

注：

劈裂前后性能指标时间段为20180702-20180708，20180714-20180720。

v下行PRB利用率VS流量（GB）

下行PRB利用率10%时，LTE多扇区改造前后的流量提升300%左右，如下图所示：

图15：

下行PRB利用率VS流量关系图

v频谱效率

劈裂前忙时1.8G频谱效率为5.04bps/Hz/站（共3个小区），劈裂后频谱效率为8.7bps/Hz/站（共6个），提升幅度为72%，如下图所示：

图16：

忙时频谱效率图

vMR覆盖率

通过无线网络优化平台采集“HF-市区-合肥安医临床学院-HFTA-907356”基站MR数据，劈裂前后MR采样点提升比例为22%。

此基站由同频3扇区改造为双频6扇区12个小区，异频间切换增加，小区RRC连接建立完成次数增加67%。

如下表：

表3：

MR覆盖率及重定向相关

　前后对比

弱覆盖采样点（小于-110）

总采样点

MR覆盖率

重定向到CDMA2000HRPD的总次数

RRC连接建立完成次数

LTE重定向到3G的比例（%）

劈裂前一周

85177

6975077

98.78%

1741

1481744

0.12%

劈裂后一周

219654

8523486

97.42%

3046

2478195

0.12%

采样点增益

22.20%

1.36%

67.25%

TA采样点分布区间:

546米至1014米范围内采样点增加6.06%，TA分布如下表所示：

表4：

TA分布及用户数

前后对比

TA总采样点

TA0-2区间采样点

TA0-3区间采样点

TA0-2区间占比

TA0-3区间占比

TA2-3区间占比

劈裂前一周

9414019

8573775

9298258

91.07%

98.77%

7.70%

劈裂后一周

10745587

9115678

10593294

84.83%

98.58%

13.75%

采样点增益

14.15%

13.93%

6.24%

6.06%

注：

TA0-2区间对应0-546米范围内，TA0-3区间对应0-1014米范围内。

v每用户下行承载感知速率

通过忙时每用户感知速率对比，1800M劈裂前后忙时平均感知速率分别为6404kbps和9937kpbs,提升55%。

如下图所示：

图17：

每用户下行承载感知速率图

v日均单站下行吞吐量

劈裂前后日均单站下行吞吐量由337GB下降到285GB，下降幅度为15%。

如下图所示：

图18：

日均单站下行吞吐量图

v日均单站平均用户数

劈裂前后日均小区内的平均用户数由4008下降到3224，下降幅度为20%。

如下图所示：

图19：

日均单站平均用户数图

第四章创新成效

安徽电信省无线网络优化中心致力于打造天翼4G+精品网络，引领业界潮流，17年12联合华为公司成功完成4T4R（多MIMO天线）+256QAM（高阶调制）+3CC（三载波聚合）新技术网络应用部署，18年3月联合华为公司成功完成全球首个双频4T4R多场景连片部署，此次在双频4T4R网络的基础上再次叠加劈裂天线方案，快速打造3倍现网的大容量网络。

图19：

4T4R+劈裂天线安装图

快速安装：

双频4T4R四端口直接与劈裂天线的四端口对接，无需其他改造，单RRU实现4个小区。

容量提升：

经过对改造站点的网管数据分析，双频4T4R+LTE多扇区方案可达到现网（单1.8G）大于3倍的容量提升，其中通过扇区劈裂实现的容量增益大于50%。

第五章创新方案推荐场景

LTE多扇区解决方案主要应用于容量提升场景、同时可兼顾提升覆盖，推荐应用场景：

以容量需求为主的复杂密集城区（CDU），容量、深度覆盖需兼顾的密集城区及普通城区

LTE多扇区提升容量方案有如下优势：

Ø不需要新增站址、不需要新增频谱

Ø站点改造周期短、硬件投资成本低

Ø适用于绝大部分场景

采用高性能的劈裂天线，提升覆盖半径或深度覆盖，显著提升上下行空口容量，且经过试点验证，其网络KPI影响可控。