0? 前言

隨著LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷深入，進(jìn)入到下半場(chǎng)，互聯(lián)網(wǎng)套餐的普及，用戶數(shù)量與流量爆發(fā)式增長(zhǎng)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷改變，無線環(huán)境日趨復(fù)雜等諸多因素，LTE網(wǎng)絡(luò)面臨著深度覆蓋不足、容量和用戶速率不斷下降等一系列網(wǎng)絡(luò)問題，針對(duì)這個(gè)問題，湖南聯(lián)通改變傳統(tǒng)單調(diào)以宏站建設(shè)來滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋的思路，積極探索宏微協(xié)同的分層立體組網(wǎng)模式，基于場(chǎng)景特點(diǎn)，分業(yè)務(wù)類型，從用戶實(shí)際需求出發(fā)，從網(wǎng)絡(luò)分層、頻率規(guī)劃、宏微協(xié)同立體建設(shè)，并結(jié)合宏微覆蓋協(xié)同，干擾消除優(yōu)化、負(fù)荷均衡等協(xié)同優(yōu)化策略，打造高品質(zhì)匠心網(wǎng)絡(luò)，低成本滿足用戶“深度覆蓋”和“熱點(diǎn)容量”的需求，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)用戶立體感知和投資效益雙提升。

1? 研究背景

1.1? 深度覆蓋不足，制約用戶感知的提升

通過大數(shù)據(jù)對(duì)本省用戶行為分析數(shù)據(jù)表明，超過70%的3G語音和80%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，因此，深度覆蓋質(zhì)量是用戶感知提升的重要因素。同時(shí)，隨著城區(qū)結(jié)構(gòu)層網(wǎng)絡(luò)的逐步建設(shè)完善，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及優(yōu)化在向基于場(chǎng)景化、重深度覆蓋的精細(xì)模式轉(zhuǎn)變，然而城區(qū)建筑物種類多、密集，傳統(tǒng)宏站建設(shè)難度大，效果不佳，這都制約著深度覆蓋的進(jìn)一步提升。

1.2??移動(dòng)業(yè)務(wù)爆發(fā)性增長(zhǎng)，但業(yè)務(wù)嚴(yán)重分布不均

隨著提速降費(fèi)的推進(jìn)和創(chuàng)新性2I2C業(yè)務(wù)的發(fā)展，用戶的流量需求得以爆發(fā)性增長(zhǎng)，湖南聯(lián)通4G業(yè)務(wù)量從2017年6月的600 TB/天快速增長(zhǎng)到2018年2月的2 400 TB/天。同時(shí)，不同地區(qū)/年齡層用戶/場(chǎng)景對(duì)于移動(dòng)業(yè)務(wù)需求存在較大差異，青少年人口聚集區(qū)域（如校園）需求旺盛，流量爆發(fā)性增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷持續(xù)走高，用戶感知下降。然而傳統(tǒng)宏站載波擴(kuò)容手段受限于中國(guó)聯(lián)通可用頻譜不足，效果一般，小區(qū)分裂擴(kuò)容難度大，干擾難以控制，Massive?MIMO、高階調(diào)制受限于無線環(huán)境、終端支持情況，容量提升有限，難以滿足實(shí)際用戶需求。

1.3? 網(wǎng)絡(luò)持續(xù)演進(jìn)，未來5G需要密集化部署

為了解決未來5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量增大1 000倍以及用戶體驗(yàn)速率提升10~100倍的需求，除了增加頻譜帶寬和利用先進(jìn)的無線傳輸技術(shù)提高頻譜利用率外，提升無線系統(tǒng)容量最為有效的辦法依然是通過加密小區(qū)部署提升空間復(fù)用度，然而隨著小區(qū)覆蓋范圍的進(jìn)一步縮小，小區(qū)分裂將很難進(jìn)行，需要在室內(nèi)外熱點(diǎn)區(qū)域密集部署低功率小基站，形成超密集組網(wǎng)。因此積極探索宏微密集立體化組網(wǎng)方案，將給未來向5G演進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

2? 主要做法和成果

2.1? 構(gòu)建“金字塔式層級(jí)網(wǎng)絡(luò)提升體系”

構(gòu)建金字塔式層級(jí)網(wǎng)絡(luò)提升體系（見圖1），基于網(wǎng)絡(luò)分層異構(gòu)組網(wǎng)，結(jié)合宏微多元建設(shè)手段，實(shí)現(xiàn)密集化宏微立體組網(wǎng)，輔以覆蓋增強(qiáng)和干擾抑制新技術(shù)，打造精品網(wǎng)絡(luò)，精準(zhǔn)解決用戶不斷增長(zhǎng)的覆蓋和容量需求，提升用戶立體感知。

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2.2? 搭建宏微立體組網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)

核心：分層+異頻組網(wǎng)，從而保證網(wǎng)絡(luò)建設(shè)結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性及延伸層的覆蓋靈活性；結(jié)構(gòu)層與延伸層的異頻組網(wǎng)，減少相互干擾，覆蓋層及結(jié)構(gòu)層的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量得到保障，即便延伸層的覆蓋過強(qiáng)也不會(huì)干擾到宏觀的結(jié)構(gòu)層，即便延伸層的覆蓋弱化一些，也因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)質(zhì)量良好用戶感知才不受影響。

結(jié)構(gòu)層：由樓頂宏站及路面燈桿/鐵塔站（一般在20 m以上）組成，嚴(yán)控站間距和站高，用于保持基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定覆蓋，及吸收大部分網(wǎng)絡(luò)容量。3G結(jié)構(gòu)層F1頻點(diǎn)重耕到2 130~2 135 MHz，4G結(jié)構(gòu)層主頻點(diǎn)繼續(xù)保持1 840~1 860 MHz。

延伸層：針對(duì)深度覆蓋目標(biāo)區(qū)域，通過宏微協(xié)同，靈活覆蓋，與結(jié)構(gòu)層形成互補(bǔ)，定向增強(qiáng)深度覆蓋盲點(diǎn)及局部區(qū)域的容量。3G延伸層頻點(diǎn)可采用2 135~2 140 MHz，4G延伸層新建站點(diǎn)采用UL?SDR利用2.1 GHz（2 140~2 155 MHz）及現(xiàn)有站點(diǎn)重耕到1 830~1 840 MHz與布局層異頻錯(cuò)開組網(wǎng)，保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量與網(wǎng)絡(luò)性能。

通過CQT測(cè)試驗(yàn)證，布局層異頻20/10 MHz與布局層同頻組網(wǎng)相比，異頻組網(wǎng)對(duì)4G下行性能提升明顯，實(shí)際有效覆蓋（邊緣速率覆蓋范圍）得以增強(qiáng)。

2.3? 打造場(chǎng)景化精準(zhǔn)解決方案

構(gòu)建積木式精準(zhǔn)解決方案庫(kù)（見圖3），各類細(xì)分場(chǎng)景建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，各類典型場(chǎng)景用什么信源、用什么天線、多大增益通過試點(diǎn)驗(yàn)證，關(guān)聯(lián)匹配后形成相對(duì)感知優(yōu)效、果最好、成本精準(zhǔn)解決方案。

2.4? 協(xié)同優(yōu)化技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提升

宏微協(xié)同是宏微立體組網(wǎng)中必不可少的部分，旨在解決宏微、微微之間協(xié)同問題，從宏微覆蓋協(xié)同策略、干擾協(xié)同、宏微負(fù)載均衡等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究及策略使用，提升宏微融合網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)，保障用戶立體感知。

2.4.1? 宏微覆蓋協(xié)同優(yōu)化

從精準(zhǔn)覆蓋及干擾控制角度考慮，微基站建設(shè)將會(huì)發(fā)揮越來越大的作用，如何保證大網(wǎng)宏站與微基站在覆蓋區(qū)域能夠及時(shí)合理進(jìn)行無縫的重選與切換，這是一個(gè)新的課題。傳統(tǒng)情況下，為了考慮宏站整個(gè)小區(qū)不會(huì)因?yàn)檫^早的異頻測(cè)量從而引起小區(qū)速率下降，一般會(huì)把宏小區(qū)的異頻啟動(dòng)測(cè)量門限開啟得比較晚，但是這會(huì)影響切換到微小區(qū)上的及時(shí)性。為解決這個(gè)問題，在原有RSRP的異頻測(cè)量啟動(dòng)門限的基礎(chǔ)上，新引入RSRQ的異頻測(cè)量啟動(dòng)門限，既保證宏小區(qū)與微小區(qū)切換性能不受影響，又確保及時(shí)順利切換。

2.4.2? 宏微干擾協(xié)同優(yōu)化

通過采用功率域協(xié)調(diào)，精準(zhǔn)功率參數(shù)優(yōu)化，結(jié)合RF優(yōu)化，控制重疊區(qū)域內(nèi)宏站和小站的信號(hào)強(qiáng)度，其值相差越大，自干擾越小。與此同時(shí)，開啟干擾抑制算法，進(jìn)一步消除干擾，提升整體性能。

2.4.3? 宏微異頻組網(wǎng)下負(fù)荷均衡協(xié)同

對(duì)于高業(yè)務(wù)的熱點(diǎn)區(qū)域，通過微站進(jìn)行精準(zhǔn)吸熱，能最大化地保證熱點(diǎn)區(qū)域的話務(wù)聚焦。如何保證宏微小區(qū)之間的話務(wù)達(dá)到均衡，直接影響到熱點(diǎn)區(qū)域的用戶感知。

諾基亞新的連接態(tài)的負(fù)載均衡算法（AMLE），可以通過X2接口和異頻鄰區(qū)進(jìn)行小區(qū)之間的負(fù)載信息的交互，當(dāng)異頻小區(qū)間的負(fù)載差異超過設(shè)定的deltaCac參數(shù)門限（當(dāng)然還有其他幾個(gè)條件）時(shí)則進(jìn)行小區(qū)間基于AMLE的LB切換，從而實(shí)現(xiàn)小區(qū)間的話務(wù)均衡。

當(dāng)小區(qū)的負(fù)載門限低于Target Load的時(shí)候，小區(qū)會(huì)觸發(fā)和異頻鄰區(qū)的負(fù)載信息交換，當(dāng)主小區(qū)和異頻鄰區(qū)負(fù)載同時(shí)滿足如下條件時(shí)觸發(fā)AMLE的LB切換，使得用戶數(shù)、PRB利用率等基本一致，達(dá)到均衡目的。

a） CACS［CACT （鄰區(qū)的可用容量） - CACS （主小區(qū)的可用容量）］ > AMLEPR：deltaCac。

b） CACS （主小區(qū)的可用容量）

c） CACT（鄰區(qū)的可用容量）≥AMLEPR：cacHeadroom。

d） UE檢測(cè)到的目標(biāo)鄰區(qū)的下行RSRP大于設(shè)定的LNHOIF：thresholdRsrpIFLBFilter參數(shù)門限。

通過開啟負(fù)荷均衡并優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，兩小區(qū)間用戶數(shù)和PRB利用率趨向于均衡，效果良好。

2.5? 不同場(chǎng)景宏微載波融合協(xié)同策略

宏微載波融合可以充分利用運(yùn)營(yíng)商不同制式或系統(tǒng)的頻譜資源，將宏站和微站的資源合并，有效提升整網(wǎng)容量，這也是宏微融合組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在不同場(chǎng)景下，如何讓用戶更好地體驗(yàn)宏微融合效果，是研究的重要方向，通過大量測(cè)試和研究，針對(duì)室內(nèi)外不同場(chǎng)景，制定宏微載波融合的協(xié)同策略，提升用戶感知。

2.5.1? 室外：宏微小區(qū)信號(hào)存在差異

策略一：宏微互配，當(dāng)覆蓋場(chǎng)景中UE分散分布在微站覆蓋區(qū)域內(nèi)，建議使用宏微互配。在該策略配置下：

a） 天線近處及中間區(qū)域UE均可占用CA，更多的用戶可以得到速率保證。

b） 在天線近處切換到微站上，可以分擔(dān)宏站的下行控制信道及上行負(fù)荷。

c） 該場(chǎng)景下對(duì)非CA用戶，在天線近處切換至微站，可以使用較好的信號(hào)。

策略二：微站為主載波，當(dāng)覆蓋場(chǎng)景中UE集中在微站覆蓋區(qū)域近處，同時(shí)非CA區(qū)域UE較少或基本無駐留，例如集會(huì)，建議配置微站為主載波。在該策略配置下：

a） 天線近處用戶占用微站為主載波CA，在UE集中區(qū)域得到速率保證。

b） 非CA區(qū)域用戶較少或無UE長(zhǎng)期駐留，故速率無需太多保證，分配更多資源給重點(diǎn)區(qū)域。

圖5示出的是室外宏微CA部署策略（策略二）。

2.5.2? 室內(nèi)：不同頻段信號(hào)強(qiáng)度基本一致

策略：互配主輔，當(dāng)覆蓋場(chǎng)景為室內(nèi)，不同頻段小區(qū)覆蓋范圍相同，且強(qiáng)度基本一致時(shí)，建議使用互配主輔的方式。在該策略配置下：

a） 當(dāng)UE從外部小區(qū)切入時(shí)，外部小區(qū)信號(hào)一般都較好，但進(jìn)入場(chǎng)內(nèi)迅速衰減，建議采用同頻切換的策略。

b） 開啟基于質(zhì)量主載波選擇功能（PCELL_ SWAP），將大部分CA用戶均衡到2.1 GHz頻段上使用CA。既保證了1.8 GHz頻段的負(fù)荷，也使得UE到2.1 GHz頻段后能繼續(xù)使用CA，保證速率。

2.6? 新技術(shù)應(yīng)用：降干擾、提性能

2.6.1? 下行IS技術(shù)&PRB blanking

下行IS：定義了PDSCH調(diào)度發(fā)生的優(yōu)選區(qū)域，該區(qū)域可以擴(kuò)大或縮小，以適應(yīng)負(fù)載。如果一個(gè)高負(fù)荷小區(qū)與帶有干擾重構(gòu)的小區(qū)相鄰，eNB將會(huì)對(duì)該小區(qū)進(jìn)行抑制，從而提高頻率調(diào)度增益。通過頻率選擇性調(diào)度可以為邊緣用戶分配干擾較少的資源塊。PDSCH重構(gòu)的目的是通過建立一個(gè)靜態(tài)的PDSCH 信道來降低高負(fù)荷小區(qū)的干擾。下行干擾重構(gòu)能夠重新分配資源到最優(yōu)區(qū)域。

PRB blanking功能：它可以永久地排除某些用于下行調(diào)度的 PRB來實(shí)現(xiàn)下行干擾抑制，在每個(gè)子幀調(diào)度階段都需要考慮，根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)PRB資源利用情況周期性更新優(yōu)選RB數(shù)量。

2.6.2? 上行多點(diǎn)協(xié)同（CoMP）和BBU池

在人群密集、集中的聚集區(qū)域，需采用多小區(qū)提升容量，但是不同小區(qū)之間的用戶會(huì)相互干擾，影響用戶感知，實(shí)施上行CoMP技術(shù)成為抑制干擾的有效方案，同時(shí)結(jié)合BBU 池的技術(shù)，可有效解決上行CoMP中對(duì)X2接口帶寬的高時(shí)延要求。

未開啟CoMP時(shí)，UE1對(duì)鄰近小區(qū)都是干擾信號(hào)，開啟了CoMP 后，聯(lián)合接收技術(shù)形成一個(gè)虛擬的天線陣列，在服務(wù)小區(qū)和其他鄰近小區(qū)接收的UE1的信號(hào)都成了有用信號(hào)。在該方案中，定義了2種集合。

a） UL CoMP 集合：可定義6個(gè)小區(qū)。

b） 接收集合：是UL CoMP 集合的子集，從6個(gè)小區(qū)中選取4個(gè)小區(qū)。包含1個(gè)服務(wù)小區(qū)和3個(gè)協(xié)助小區(qū)。上行SINR最高的3個(gè)小區(qū)被選為協(xié)助小區(qū)。

2.6.3? 其他新技術(shù)

2.7? 典型應(yīng)用案例

2.7.1? 密集景區(qū)（鳳凰古城宏微融合組網(wǎng)）

鳳凰古城景區(qū)前期僅靠周邊宏站覆蓋，然而古城核心區(qū)域內(nèi)房屋緊湊、小巷狹窄，深度覆蓋嚴(yán)重不足。景區(qū)新建設(shè)備安裝區(qū)域協(xié)調(diào)部署困難，居民對(duì)于通信設(shè)備極為敏感，傳統(tǒng)建設(shè)方式難以施工部署。

針對(duì)上述問題，因地制宜，充分利用景區(qū)內(nèi)等公共設(shè)施，在核心景區(qū)內(nèi)10個(gè)區(qū)域，采用RRU掛墻或入箱偽裝，部署20面新型雙通道射燈天線/微型天線，延伸層多點(diǎn)密集部署，結(jié)合U&L SDR技術(shù)，和周邊宏微異頻協(xié)同組網(wǎng)，同步解決核心區(qū)域內(nèi)3G/4G深度覆蓋。結(jié)合基于場(chǎng)景異頻宏微協(xié)同參數(shù)優(yōu)化設(shè)置，全面保障用戶立體感知。

通過宏微融合組網(wǎng)和相關(guān)優(yōu)化后，景區(qū)覆蓋率從87.92%提升至97.76%，下行速率從32.6 Mbit/s提升至54.5 Mbit/s，日均流量由21.5 GB提升至95.5 GB，用戶感知明顯提升，整體覆蓋略好于友商，SINR、上下行速率領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)明顯。

2.7.2? 高流量聚集場(chǎng)景（賀龍?bào)w育館宏微融合組網(wǎng)）

賀龍?bào)w育館多次舉辦大型體育比賽、演唱會(huì)等大型活動(dòng)，滿員的情況下4G用戶將在12 000人以上，而3G/2G語音用戶預(yù)計(jì)在10 000人左右，用戶對(duì)于數(shù)據(jù)和語音需求巨大。

2.7.2.1? 宏微融合組網(wǎng)和協(xié)同優(yōu)化方案

密集宏微融合組網(wǎng)方案：采用分區(qū)域/活動(dòng)配置，精準(zhǔn)覆蓋不同區(qū)域，并保障容量需求。

VIP區(qū)域（演唱會(huì)）：通過北面頂棚的基站，使用窄波束、高增益的天線來往VIP區(qū)域覆蓋，并控制好覆蓋范圍，避免對(duì)看臺(tái)產(chǎn)生干擾；舞臺(tái)右下側(cè)通過手推車配置小基站+Relay回傳來對(duì)VIP區(qū)域進(jìn)行覆蓋。

看臺(tái)區(qū)域：看臺(tái)區(qū)域采用3個(gè)基站、12臺(tái)RRU配置，配合定向天線精準(zhǔn)覆蓋各看臺(tái)區(qū)域，室內(nèi)包廂區(qū)域采用1個(gè)基站、4臺(tái)RRU配置。

同時(shí)采用CoMP+BBU池技術(shù)，抑制上行干擾；采用IS和PRB blanking技術(shù)，抑制下行干擾。

2.7.2.2? 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提升效果

賀龍?bào)w育館整改優(yōu)化前后指標(biāo)對(duì)比如下：SINR從3.96 dB提升至13.03 dB，平均下載速率從32 Mbit/s提升至42 Mbit/s。

2017年3月23日中韓十二強(qiáng)足球賽保障情況：

3G：峰值用戶數(shù)1 192個(gè)，話務(wù)量高達(dá)347 Erl，流量高達(dá)13.8 GB；RRC建立成功率達(dá)到了99.65%，遠(yuǎn)高于改造前孫燕姿演唱會(huì)的93%，也是歷次活動(dòng)保障最高的。

4G：4G峰值總用戶高達(dá)8 477個(gè)，單小區(qū)最大接入用戶數(shù)673個(gè)，峰值流量160.3 GB；無線接通率維持在99.7%以上。

2.7.3? 高流量聚集場(chǎng)景（長(zhǎng)沙南站候車廳）

長(zhǎng)沙高鐵站候車室屬于超高人流量、超高密度、超高駐留用戶數(shù)的場(chǎng)景。原有2個(gè)室分站點(diǎn)，3G、4G覆蓋良好。因?qū)W生潮和冰雪天滯留的旅客，導(dǎo)致流量暴漲的情況，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無法滿足，急需加強(qiáng)厚度，快速改善用戶感知。

因存量室分站點(diǎn)無法實(shí)現(xiàn)小區(qū)分裂，以現(xiàn)網(wǎng)30 MHz帶寬的1.8 GHz室分小區(qū)打底，將現(xiàn)網(wǎng)2.1 GHz室分的30 MHz帶寬清退，這30 MHz分為前后15 MHz分別用于8個(gè)mRRU，相鄰mRRU錯(cuò)頻，采用垂直波瓣角較小的天線，有效控制波瓣范圍，精確覆蓋目標(biāo)區(qū)域，同時(shí)結(jié)合基于RSRP&RSRQ切換策略，保障微站同室分微微之間切換，確保良好協(xié)同，形成精準(zhǔn)擴(kuò)容方案。

實(shí)施完成后，SINR提升5.86 dB至15 dB，區(qū)域日均流量從541 GB增長(zhǎng)到732 GB，日均流量增幅35%，整體PRB利用率從72.7%降至47.5%。整體容量有效提升，用戶體驗(yàn)明顯改善。

3? 結(jié)束語

湖南聯(lián)通從現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際問題和挑戰(zhàn)出發(fā)，改變傳統(tǒng)以宏基站和傳統(tǒng)室分建設(shè)來滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋的思路，通過構(gòu)建宏基站與微基站的融合組網(wǎng)模式，結(jié)合宏微緊密協(xié)同和宏微干擾消除技術(shù)優(yōu)化解決價(jià)值場(chǎng)景用戶深度覆蓋和熱點(diǎn)容量的需求，用戶立體感知明顯提升。

該模式已在景區(qū)、大型交通樞紐、校園、體育場(chǎng)館等重要場(chǎng)景應(yīng)用，效果顯著，具備很強(qiáng)的推廣價(jià)值。同時(shí)，宏微協(xié)同的分層異構(gòu)密集組網(wǎng)成為了未來5G網(wǎng)的一個(gè)可預(yù)見的演進(jìn)方式和網(wǎng)絡(luò)核心架構(gòu)，湖南聯(lián)通基于宏微融合組網(wǎng)的研究，為未來5G網(wǎng)絡(luò)快速部署打下了堅(jiān)定的基礎(chǔ)。