中国联通FDD―LTE在农村场景覆盖的策略和方案研究
中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1006-1010（2016）09-0056-04
1 引言
随着互联网+、农村信息化的普及，在农村享受高速通信服务的需求也越来越迫切，4G终端普及进一步加快农村4G用户的快速增长，因此农村市场也将成为运营商激烈竞争的关键场景。农村场景地域广阔、人口密度较低、地形复杂，快速实现农村4G广覆盖以及快速、低成本建设4G网络，将有利于运营商快速抢占农村市场。
目前，中国联通FDD-LTE频段处于1.8 GHz，GSM频段处于900 MHz，如采用1.8 GHz去实现农村场景LTE连续连片覆盖，需要大规模新增基站，增加建设投资。结合行政村现网3G话务量和数据流量来看，农村场景的4G主要以覆盖型为主，目前中兴、华为GSM900 BBU+RRU均支持升级至LTE900，因此建议通过对联通GSM900进行Refaming来部署LTE900。
2 LTE900和LTE1800频段下农村场景覆盖能力对比
对于LTE900系统电播传播预测的模型采用Okumura-Hata模型，对于LTE1800 系统电播预测模型采用COST231-Hata模型。LTE900和LTE1800的覆盖半径对比如表1所示：
在农村场景下LTE900覆盖性能优于LTE1800，在农村部署LTE900基本满足LTE的站址需求，不需要大规模新增物理站址，这减少了站址资源，节约了工程投资，也将加快工程进度。
3 GSM900 Refarming方案
如图1所示，中国联通现网GSM900频率共有6 MHz带宽（上行：909―915 MHz；下行：954―960 MHz），使用频点96～124，共计29个频点。
3.1 联通GL900频率Refarming方案对比
（1）LTE1.4 MHz+GSM4.6 MHz
如图2所示，该方案最多有22频点可用于GSM，按照BCCH 4×3复用、TCH 3×3复用，最大可以实现S222组网，但是1.4 MHz的LTE频率带宽中没有速率优势，并且大多数智能终端不支持。
（2）LTE3 MHz+GSM3 MHz
如图3所示，该方案最多有14个频点可用于GSM，按照BCCH 4×3复用、TCH 3×3复用，最大可以实现S211组网。对中国联通来说，这是一种比较可行的方案。
（3）LTE5 MHz+GSM1 MHz
如图4所示，该方案由于GSM频点太少，900 MHz频段已经不能成片组网。
综上所述：建议从现有6 MHz频率资源中划出3 MHz共15个频点给LTE使用，剩余3 MHz给GSM900使用。
3.2 联通LTE900隔离带设置
LTE900 Refarming通常从农村开始，按照“农村→郊区→城区”的顺序布网。在农村地区：GSM业务量小、站型普遍较小，可以清理出3 MHz用于LTE900，从而充分利用900 MHz频段的覆盖好特性，以较低成本解决农村数据接入的需求；在郊区，GSM业务量也比城区小，农村地区使用的LTE3 MHz频点需要空出来做缓冲。在缓冲地带，如果GSM业务负荷过高，则可以利用GSM1800进行吸收分担，而数据也可以利用更高频段接入。
中国联通LTE900隔离带设置如图5所示：
3.3 UMTS900/LTE900的业务性能对比
相比2G，不管是UMTS和FDD，小区的数据业务都成倍增长，用户体验有质的飞跃；开通MIMO，LTE性能和UMTS相当，频谱占用资源减少21%，数据业务和语音业务性能相当。
图6为中国联通UL900性能对比：
由图6可知：
（1）相比2G，不管是UMTS和FDD，小区的数据业务都成倍增长，用户体验有质的飞跃；
（2）开通MIMO，LTE性能和UMTS相当，频谱占用资源减少21%，数据业务和语音业务性能相当。
3.4 LTE900终端分析
由图7（a）可知，截至2015年6月，全球共3253款LTE终端，手持智能终端的比例在50%以上，达到1783款。由图7（b）可知，47%的FDD终端集中在1800 MHz，21%的FDD终端集中在900 MHz。
4 UMTS900升级LTE900方案分析
4.1 BBU+RRU和天馈改造方案
目前UMTS900方案采用的是多模方案，未来均支持平滑升级至LTE900。BBU新增一块基带板件可以实现。RRU SISO方案可以直接升级至LTE900或者采用MIMO方案，将现网单发RRU新增一套，并实现2T2R LTE或者更换为2T2R RRU。这两种改造方案均不需要对现网天馈部分进行改造。BBU+RRU改造方案如图8所示。
4.2 LTE900试点部署情况
在某地市试点LTE900，采用直接升级LTE900 SISO组网，如图9所示，从测试结果来看，峰值速率达到17.57 Mbps。
5 造价分析
由于LTE900升级解决方案可共享配套，在铁塔租赁费、电费、工程安装费等方面相对新建方案可明显地节省投资。LTE900解决方案与新建方案相比较，每单站可节约6.2万元。
6 结论
通过试验站点开通测试结果来看，可以满足农村市场需求，实现现有网络的利旧最大化，节约建网成本，大幅减少建设时间。但现阶段由于LTE900产业链还不完善，终端渗透率不如UMTS900，当前还不具备规模部署条件，待2G用户逐渐转网，LTE900产业链成熟后可快速升级为GL900双模。
