探析农村场景 LTE 900MHZ网络建设部署

探析农村场景 LTE 900MHZ网络建设部署

韦进才

身份证号： 45048119860721**** 广西南宁

【摘 要】当前，4G网络已得到了大力建设和广泛普及，而各大电信运营商仍然对4G网络的广覆盖和深度覆盖持续建设。在农村建设部署LTE 900MHz,不仅可以提升4G网络覆盖水平，提高用户感知和4G网络竞争力，而且为面向5G承载VoLTE和物联网业务打下坚实的基础。本文主要探讨在农村场景LTE 900MHz网络的建设部署，以供大家参考。

【关键词】 农村；LTE 900MHz；网络；部署；

引言

随着4G网络和蜂窝物联网商用的快速发展, 4G网络部署正从城区向郊区,从室外向室内进行广覆盖、深覆盖拓展。由于700MHz、800MHz、900MHz等低频绕射能力强、穿透损耗小等特点,利用低频段建设4G网络成为各电信运营商加强深度覆盖、解决网络弱信号或盲点的首要选择。

一、LTE覆盖农村场景需求分析
　　随着4G网络的广泛建设普及，城市4G覆盖已经较为完善，用户竞争日益激烈。我国农村人口众多，伴随着信息化社会的深度推进，以及国家网络扶贫政策的推动，农村市场越来越受各运营商的重视。比如某运营商，2G/3G/4G网络主要部署在900、1800、2100MHz的不同频段上，在语音业务方面，主要由2G网络GSM900、GSM1800以及3G网络UMTS900、UMT2100共同承载，而4G数据业务则主要由 1800MHz及2100MHz LTE共同承载。因此，由于考虑投资及收益因素，在农村地区的网络较为复杂，多频段多制式网络共存， 碎片化、覆盖率不足等问题亟待解决。再加上农村地区地域较广，地形地势环境复杂，用户分散，LTE 900MHz覆盖能力和覆盖距离均远远大于LTE 1800MHz, 能够改善LTE深度覆盖质量，无疑非常合适在农村场景进行部署。另外，LTE 900MHz网络对流量分流有一定影响，对缓解4G网络容量压力有所帮助。

二、LTE 900MHz在覆盖农村场景中的优势

900MHz在覆盖能力方面具有天然的频谱优势。根据链路预算分析，900MHz的室外信号强度相对于1800MHz的增益为9.55dB, 相对于2100MHz的增益为11.66dB。而900MHz的室外信号质量可提升7至10dB， 室内信号质量提升10至12dB。根据传播模式计算, 900MHz在市区的覆盖距离大约是1800MHz的2倍，而郊区及农村覆盖距离是1800MHz的1.8倍。在农村共站场景下，LTE 900MHz相对于LTE 1800MHz,覆盖距离增益接近70% (掉话距离)、65%(下行1MHz距离)。相比数据业务，VoLTE业务对覆盖电平有更高的要求(-115dBm, RS功率15.2sBm), 而且VoLTE更容易出现弱覆盖问题。非干扰场景下LTE 900MHz VoLTE相对LTE 1800MHz存在巨大增益，尤其是在深度覆盖方面，增益超过12dB，能够带来语音质量的提升，即使在和LTE 1800MHz 2.5:1 组网的情况下，LTE 900MHz室内语音覆盖仍有40% -50%的增益。可见，LTE 900MHz覆盖能力远大于LTE 1800MHz，相同场景下LTE 900MHz比LTE 1800MHz强10dB以上，在现网LTE 1800MHz基本连续覆盖的情况下，LTE 900MHz可作为LTE 1800MHz网络的深度补盲覆盖【1】。

三、LTE 900MHz 在农村场景建设部署对策

1、部署思路。一是偏远区域的农村通过GSM/LTE 900MHz实现低成本扩大覆盖；二是解决容量要求不高且投资效益低， 满足有宽带进入但没有4G网络的行政村覆盖需求；三是择优补齐农村有2G或3G网络，但没有4G网络区域的覆盖差距，通过LTE 900MHz进行2G设备替换或在3G站点进行叠加。

2、LTE 900MHz的组网定位。通常，LTE 900MHz 网络部署用来解决城市深度覆盖和低成本扩大农村广覆盖为目标。在城区，多采取滴灌式部署，实现2G老旧设备替换，满足volte语音连续需求，提升网络用户感知。对于偏远农村和人流量少的交通干线，则通过GSM/LTE 900MHz实现网络覆盖，全面提升网络覆盖能力，打造具有竞争力的4G网络，保障市场业务发展。另外，在低频900MHz只有6MHz带宽资源情况下,遵从3GPP对LTE统一要求,当前LTE 900MHz可使用1.4MHz、3MHz和5MHz三种带宽模式，远期频段拓展LTE 900MHz带宽可达到10M【2】。在6M带宽的情况下，数据业务承载速率方面, LTE 900MHz在1.4MHz 模式，下行速率只有8.7Mbit/s,单点实测速率相比U900并没有优势;而LTE 900MHz在3MHz 2T模式下，下行速率为15 Mbit/s, 实测速率相比U900 略有优势；LTE 900MHz在5MHz 2T模式下，下行速率能达到 30Mbit/s, 优势相对较为明显。视频业务的承载方面, 1.4MHz模式只能承载1个1080P用户，商用价值不大。而3MHz和5MHz带宽下可以承载2和3个1080P的用户,在城区人口密集区域价值不大，但在农村勉强可用。为保证用户的体验感知，建议LTE 900MHz暂按3MHz带宽进行组网，后续根据频谱的拓展情况进行调整组网带宽。

根据5G网络发展和部署方向来看, Volte将成为后续2G/3G语音迁移和 5G 语音接续的重要承载，结合现有LTE网络的覆盖问题，而900MHz频段只有6M带宽，频谱资源不足，唯有进行高低频组合覆盖，才是拓展和业务覆盖连续性最佳方式，因此，在农村场景进行低频4G网络部署将成为必然。

3、频率使用。(1)现阶段6MHzx900MHz频率使用建议。考虑到目前GSM 900MHz仍大量在网，现阶段统一使用三明治方案：部署3MHz带宽的LTE网络，LTE频点置于中间，NB频点置于上端(只能设置一个频点), GSM 4X3形成S111组网。中兴、华为均有GSM/LTE频率复用技术，三明治方案开通相应功能软件后，可动态调整频率；(2)下阶段11MHzx900MHz频率使用建议。如中国移动提供出949至 954MHz频段，建议根据需求GSM 翻频到 949-XMHz频段，LTE使用X至960MHz频段，使干扰更可控。最终，随着GSM 900MHz退网，部署10MHz LTE+lMHz NB, NB-IoT频点置于上端，可设置三个频点异频组网，有效减少同频干扰。

4、GSM 900MHz翻频。（1）确定翻频目标。如目前现网900MHz频率是上行909至915MHz,下行954至960MHz,共计29个可用频点。根据本阶段三明治频率使用策略，需为LTE 900MHz清出3MHz频率，GSM 900MHz频率使用范围将压缩为2.4MHz带宽、12个频点。可用频点号为96至101、117至122；（2）确定翻频区域。包括LTE 900MHz覆盖区域及缓冲区内所有的GSM 900MHz站点；（3）确定边界协调。对于城际边界、省际边界站点的频率调整，原则上双方方案需保持一致。若重耕方案不一致，则要求空闲频率较多的省/地市边界重耕方案与空闲频率较少的省/地市边界重耕方案保持一致，保证边界平滑。

5、LTE 900MHz外部干扰分析及建议。900MHz外部直放站干扰已经存在多年，无论在900MHz部署哪种制式的网络，都将面临此问题。直放站外部干扰的主要影响是抬升LTE 900MHz上行底噪，缩小LTE 900MH覆盖范围。当相比于LTE 1800MHz网络的底噪抬高15dB左右时，与1800MHz的频段覆盖增益将被抵消； 当底噪抬升1OdB左右时，LTE 900MHz的语音质量将差于U2100MHz。建议高干扰区域(900MHz底噪相比LTE 1800MHz高15dB以上),可暂缓部署LTE 900MHz,联合开展外部直放站的排査和清理工作。目前根据900MHz的频谱使用及组网分析, GSM900组网如维持在2.6M带宽，可与LTE 900MHz的3M带宽完全分配，内部干扰较小。而现网U900的部署方案是在6MHz带宽内采用三明治方案中间抽取3.8MHz，频段上存在交叉，故主要干扰应来自于U900。

6、设备方案。⑴设备端口选择。由于900MHz VoLTE覆盖能力弱于LTE,考虑到VoLTE覆盖要求，建议主设备全部釆用2T4R；(2)SDR设备选择。农村场景新增覆盖区域建议釆用GSM/LTE 900MHz；(3)RRU功率选择。主设备同时考虑了GSM、UMTS、LTE(10MHz),NB-IoT等多个系统的功率需求，设备硬件支持2X60W, GSM/LTE SDR设备包含LTE 2x40W功率License、GSM 20W功率License。

7、传输接入。在行政村宽带持续覆盖的背景下，根据LTE 900MHz基站的建设类型和分布的场景，基站传输建设应充分利用现网资源情况选择合适的方案，接入方式满足基站开通的同时，在满足规范接入的前提下应遵循“快速开通、成本最优”的原则。共址站优先考虑利旧原有站点的纤芯资源接入，原有纤芯资源不足时应采用RRU级联、单芯双向技术进行改造，最大限度减少传输资源新建规模。农村场景如有固移融合情况，优先考虑利旧接入网纤芯接入，本地网仅建设新建站至分光器引接光缆，同时提前做好相关沟通协调。新建农村站点传输接入难度大、成本较高时，可选择釆取IP微波方式接入以降低成本；如新建站与上端站之间视距较远，无法釆取IP微波建设时，应与无线协商在覆盖范围内更换站点至传输资源丰富或路由较好的地址。

四、 结语

总之，LTE 900MHz比较合适在农村场景中部署建设，不仅可以为现网网络简化打下基础，还可以以低成本快速解决当前农村4G网络覆盖问题，同时，还能够在5G网络时代提供语音和物联网的有力保障。

参考文献：

[1]段树侠 张振 燕宾朋.LTE 900MHz解决城区深度覆盖分析[J]电信技术.2019（06）

[2]魏海波 李宗.联通900MHz LTE建设探索[J]信息通信.2019（09）