16T16R技术在农村TD-LTE网络中的应用研究

谭利平（中国移动通信集团河北有限公司邯郸分公司，邯郸 059000）

16T16R技术在农村TD-LTE网络中的应用研究

谭利平
（中国移动通信集团河北有限公司邯郸分公司，邯郸 059000）

摘 要本文通过对农村地区TD-LTE基站与GSM900基站共站址的可行性进行研究，对于部分农村山区，GSM站间距过大，TD-LTE与GSM共站无法保证有效覆盖，增加新站点又会加大投资成本的情况进行了分析，提出了16T16R方案并对其进行了研究。通过实验证明16T16R方案的优势和可行性。进而向现网推行，增强农村网络覆盖能力和服务能力，提升边缘用户感知。

关键词LTE；网络覆盖；共站址；16T16R

随着TD-LTE网络建设工程的进行，满足农村地区TD-LTE网络覆盖的要求势在必行。本文通过对农村地区TD-LTE基站与GSM900基站共站址的可行性进行研究，对于部分农村山区，GSM站间距过大，TD-LTE与GSM共站无法保证有效覆盖，增加新站点又会加大投资成本的情况进行了分析，为了最大化的挖掘当前共站模式的潜力，提升广覆盖能力及边缘用户感知，提出了16T16R方案并对其进行了研究。

1　16T16R方案

1.116T16R原理

两个8T8R的RRU3168e在同一站点相同扇区朝向，实际上需要实现两个8T8R RRU的小区合并， 每扇区中一个RRU主发TD-SCDMA信号（该RRU上的TD-LTE信号降功率发射），一个RRU主发TDLTE信号（该RRU上的TD-SCDMA信号降低到最小功率发射，目前是不发射TD-SCDMA信号），下行TD-SCDMA和TD-LTE可以尽可能最大化利用每个RRU的功率（下行：TD-SCDMA只在一个RRU发射，TD-LTE可以在两个RRU联合发射），从而提升下行覆盖能力。上行，TD-SCDMA和TD-LTE都按照16个天线来解调，从而提升上行覆盖能力。

小区合并原理是将多个RRU合并为一个小区，在该小区中，所有RRU使用相同的PCI。该小区采用RRU联合调度，即下行物理信道采用多RRU联合发送，上行物理信道采用全部接收和选择接收，使得原先彼此干扰的多个小区信号变成多径叠加增强的信号，提升了小区边缘的SINR，减少了相邻小区数量，明显减小了小区间同频干扰，从而改善用户在小区边缘的业务体验。

多RRU合并的小区，下行物理信道采用联合发送，联合发送是指小区内多个RRU通过联合调度在相同的时频资源上同时发送相同的数据。相比普通情况下每个

RRU各自为一个小区的组网方式，多RRU合并的小区内各RRU控制信道没有了干扰，反而可以通过联合发送获得增益。

多RRU合并的小区，上行PRACH和SRS采用全部接收，PUSCH和PUCCH采用选择接收。全部接收是指小区中的RRU均进行数据接收；选择接收是指只在目标RRU（eNode B根据测量到用户的信道质量，选择一个最好的RRU作为目标RRU，进行PUSCH/ PUCCH接收）进行数据接收。

1.2方案介绍

16T16R方案是一种TD-SCDMA/TD-LTE双模创新解决方案，其技术核心是在原基站设备上增加一个RRU，并级联两个RRU设备。具体操作是将基站的一个小区采用2个8通道的RRU，理论上16R相对于8R上行提升SINR约3 dB，上行覆盖半径提升20%左右，而且16T相对8T有更大的下行发射分集增益，下行覆盖半径提升20%左右。16T16R系统BBU与RRU连接图，如图1所示。

下行采用两个8 通道RRU，其中一个RRU下行主发射TD-LTE，另一个RRU下行只发射TDSCDMA，TD-SCDMA的剩余功率可以给TD-LTE使用，下行单制式可以最大化使用每个RRU的功率，TD-LTE可以实现下行16通道发射，以满足农村广覆盖场景下行功率的需求。

上行采用16通道双模接收来同时提高TD-SCDMA/ TD-LTE上行覆盖能力：同一个小区使用两个RRU进行联合收发；两个RRU和两幅天线分别并排集中放置；16通道最大比合并接收，理论上比8通道可以获得最大3 dB的增益。

单小区场景下，16R相对8R上行提升SINR约3 dB，上行覆盖提升20%左右；16T相对8T有更大的下行发射分集增益，下行覆盖提升20%左右。

1.3方案改造施工要求

（1） 一个8T16R小区包含两副8T8R天线和两个8T8R的RRU，RRU型号一致。

（2） 两副天线型号要一致（与8T8R时一致），天线并排安装，在同一平面内，保证同覆盖。

（3） 两个RRU到两副天线之间的馈线尽量保持一致。（4） 两副天线的方位角和下倾角保持一致。

（5） 两副天线的水平间距最好在50～80 cm。

（6） 改造的难点在于要使两幅天线并排安装在同一平面上，信号塔上有6个抱杆，均匀安装在平台上，每两个抱杆之间距离过大。如果改造成16T16R组网，需要额外增加抱杆，以保证16T16R的性能。

2　16T16R方案试验

2.1实验环境

16T16R方案试验选取站点周边环境为典型的农村场景，站点周围多为农村平房，无高大建筑。

2.2实验方式

DT：选择室外直射场景，对覆盖范围进行DT对比测试，测试项目为上传和下载。找到电平临界点（RSRP=-110， SINR=0）的最远覆盖距离，输出指标、截图；室内进行CQT测试，输出指标、截图。

CQT：选择直射覆盖的居民区域，由近及远选择室内（或有阻挡的位置）共计5个CQT点，对改造前后进行对比测试。

2.3实验站点配置

2.3.1 16T16R站点配置说明（F频段）

（1）场景配置。每个站点包含3个扇区，每个扇

区配置两个8通道双模RRU，即3扇区总共需要6个RRU。

TD-LTE支持F频段20 MHz、10 MHz、20 MHz+ 10 MHz；TD-SCDMA支持FA频段6载波。双模最大支持20 MHz+10 MHz+6 C。

每扇区中一个RRU主发TD-SCDMA信号（该RRU上的TD-LTE信号降功率发射），另一个RRU主发TD-LTE信号（该RRU上的TD-SCDMA不发信号）。下行方向TD-SCDMA和TD-LTE最大化利用每个RRU的功率，从而提升下行覆盖能力，上行方向TD-SCDMA和TD-LTE都按照16个天线来解调，从而提升上行覆盖能力。

（2） 涉及设备。基带板：TD-LTE，UBBPd9；TD-SCDMA，UBBPb、UBBPc。RRU：RRU3168efa、RRU3168-fa。BBU机框：20 MHz场景可采用BBU3900或BBU3910，20 MHz+10 MHz场景只能采用BBU3910。

（3）单板配置。TD-LTE：UBBPd9最大支持两个16T16R小区，所以20 MHz场景需要两块UBBPd9，20 M+10 M场景需要3块UBBPd9。

TD-SCDMA：UBBPb支持3个16T16R物理小区，每小区支持3载波，S666场景需要两块UBBPb；UBBPc支持3个16T16R物理小区，每小区支持两载波，S666场景需要3块UBBPc。

（4） RRU和天线安装要求。一个16T16R小区包含两副8T8R天线和两个8T8R的RRU， 两副天线和两个RRU型号要一致，天线并排安装。两个RRU到两副天线之间的馈线尽量保持一致，两副天线的方位角和下倾角保持一致。两幅天线在满足同覆盖的条件下，水平间距在0.5～0.8 m之间。

2.3.2 16T16R站点配置说明（D频段）

（1）涉及设备。基带板：UBBPd9。RRU：RRU3257、RRU3273、AAU3213，支持不同类型的RRU混用。BBU机框：1D、2D场景可采用BBU3900或BBU3910，3D场景只能采用BBU3910。

（2） 单板配置。UBBPd9最大支持2个16T16R小区。

（3） 组网说明。D频段支持3：1和2：2两种时隙配比，每个站点包含3个扇区，每个扇区配置2个8通道双模RRU。

（4）配套版本。SRAN 3.0/eRAN 8.0，典型场景。

（5）RRU和天线安装要求。一个16T16R小区包含两副8T8R天线和两个8T8R的RRU， 两副天线和两个RRU型号要一致，天线并排安装。两个RRU到两副天线之间的馈线尽量保持一致，两副天线的方位角和下倾角保持一致。两幅天线在满足同覆盖的条件下，水平间距在0.5～0.8 m之间。

2.4试验结果

（1）从定点CQT测试结果看，可以得到如下结论：16T16R小区相对于8T8R小区不光在室外，在室内的增益同样明显，表明16T16R小区可以改善深度覆盖的用户体验。

（2）从拉远测试结果看，可以得到如下结论：将两种方案分别对实验站点进行拉远试验，16T16R方案较8T8R方案有20%左右的增益。测试指标对比如表1所示。

观察表1：16T16R配置，达到-107 dBm的RSRP，距离为1 490 m；8T8R配置，-111 dBm的RSRP距离为1 430 m。

在基站升级16T16R配置后，可以带来4 dB增益，可有效提升原-111 dBm地点达到-107 dBm的RSRP水平。在掉线距离、反向接入距离、业务边缘距离的覆盖都有不同程度的增益；上行覆盖距离增益约为20%。

（3）从组网测试结果看，可以得到如下结论：16T16R小区相对于8T8R小区在RSRP、SINR及上下行吞吐量上都有一定的增益；下行组网吞吐量平均增益，MIFI测试增益约为26.2%，Note2约为32.8%；上行组网吞吐量平均增益，MIFI测试增益约为30%，Note2约为32%；覆盖提升明显，约为3 dB。16T16R小区相对于8T8R小区在边缘覆盖分布方面，不同终端都有明显的增益。

表1　8T8R与16T16R不同RSRP情况下上下行速率、SINR及传播距离统计表

3　16T16R方案总结

3.1方案优势

（1）网络指标，覆盖效果角度。升级8T8R基站为16T16R站点可使覆盖距离增加25%，覆盖面积增加55%。实现农村低成本快速部署TD-LTE网络。可以保证大部分农村地区的有效覆盖。

（2）网络规划角度。16T16R有效传播距离变大，农村建设采用8T8R宏站与GSM共站方式，缓解对网络规划的限制，站址选择更从容。

（3）建网投资角度。有效减少TD-LTE建设站点数目，大幅减少站点建设建设投资。特别是对于农村场景，主要矛盾为TD-LTE覆盖需求的区域，本方案能有效提升“每载波覆盖面积”，减小载波数需求。

（4）工程实施角度。采用16T16R方案，减少施工站点数目，降低工程管理难度。

节省工作量：站址选择、交流引入施工、塔基施工及养护、铁塔安装等工作。可节省工期，加快交付。

（5）网优维护角度。因使用16天线收发，相比传统8天线方案，有4 dB增益，可有效提升小区内的SINR水平，加强农村室内深度覆盖。应对未来网络需求变化，可直接选择现有8T8R站点升级即可，减小网优工作量。

（6）未来的技术升级路径。未来，可为提升广覆盖效果，并兼容农村MBB和WBB用户的容量需求，从载波合理配置、优化天馈参数等方面再加以优化。

3.2方案效果

通过仿真+实测，证明高增益天线、16T16R方案均是有效拓展农村TD-LTE广覆盖的技术手段。邯郸现网测试指标如表2所示，可指导实际建设。

表2　不同天线下倾角对应8T8R、16T16R、高增益天线传播距离与增益对比表

另外，对河北典型农村区域的TD-LTE站点建设规划分析：TD-LTE建设要依靠现有GSM站址进行。用表2的传播距离为基准，结合实际平面地图进行分析，需要使用16T16R的站点，占分析区域GSM站点数的比例约34%；存在较多山区的农村区域，需要使用16T16R的站点，占分析区域GSM站点数的比例约16%。

由此可见，16T16R农村广覆盖方案在平原区域效果较明显。

4　16T16R方案现网推行

广平是邯郸的典型农业县，就无线网络覆盖而言，当地G网已经全覆盖，TD-LTE覆盖水平在邯郸当地处于中游，具备分析规划方法的典型意义（如图2所示）。

图2　广平县16T16R仿真规划图

对广平农村区域进行覆盖评估。评估村庄和乡镇是否有TD-LTE基站覆盖。各选定需要平滑升级40个8T8R小区增强覆盖，在图2中用蓝色三角形标注。而在红色区域内的村庄和乡镇建议通过后续新建TD-LTE站点解决覆盖问题。

峰峰是邯郸的一个市辖区，就无线网络覆盖而言，

当地G网已经全覆盖，TD-LTE覆盖水平在邯郸当地处于中游，具备分析规划方法的典型意义（如图3所示）。

图3　峰峰矿区16T16R仿真规划图

对峰峰农村区域进行覆盖评估。评估村庄和乡镇是否有TD-LTE基站覆盖。各选定需要平滑升级40个8T8R小区增强覆盖，在图3中用蓝色三角形标注。而在红色区域内的村庄和乡镇建议通过后续新建TD-LTE站点解决覆盖问题。

5　结束语

全面提升农村地区TD-LTE网络覆盖能力是后期TD-LTE网络发展的重要要求。16T16R技术既可以提升广覆盖能力及边缘用户的感知，又可以利用当前共站的优势便利、降低网络成本，在技术优势和可行性方面优势明显，值得大力推广。

参考文献

[1] 王映民， 孙韶辉. TD-LTE技术原理与系统设计[M]. 北京：人民邮电出版社，2010.

[2] 虎威. 中国移动TD-LTE农村覆盖方案研究[J]. 移动通信，2014(19).

[3] 吴根生， 王晓凡. LTE城区深度覆盖及农村区域覆盖方案研究[J]. 现代电信科技， 2014(10).

Research on the application of the 16T16R technology in rural TD-LTE network

TAN Li-ping
(China Mobile Group Hebei Co., Ltd. Handan Branch, Handan 059000, China)

AbstractBased on rural areas TD-LTE base stations and GSM900 base station co site feasibility study, in some rural areas, GSM station spacing is too large, TD-LTE and GSM total station can not guarantee effective coverage, increase the new site will increase the cost of investment is analyzed, enhance the coverage ability and edge user perception proposed 16T16R and do some research on the. The advantages and feasibility of 16T16R scheme are proved by experiments. And then to the implementation of the current network, enhance the ability of rural network coverage and service capabilities, enhance the edge of user perception.

KeywordsTD-LTE； network coverage； co-location； 16T16R

收稿日期：2015-07-29

中图分类号TN929.5

文献标识码A

文章编号1008-5599（2015）11-0012-05