案例NBIoT异频试验组网优化案例.docx

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案例NBIoT异频试验组网优化案例

NB-IOT异频试验组网优化案例

1、概述

随着智慧城市、大数据时代的来临，无线通信将实现万物连接。

很多企业预计未来全球物联网连接数将是千亿级的时代。

为了满足不同物联网业务需求，根据物联网业务特征和移动通信网络特点，3GPP根据窄带业务应用场景开展了增强移动通信网络功能的技术研究以适应蓬勃发展的物联网业务需求。

NB-IoT可以广泛应用于多种垂直行业，如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业，以及后续自动驾驶等等行业。

但由于NB-IoT单频网络由于覆盖广、带宽窄、发射功率高、功率谱密度高、同频情况干扰严重，测试SINR相对差，一定程度上影响覆盖和用户感知。

由于无法对NB-IoT网络进行单独的射频优化，为此计划在特定区域实施异频组网的方式来改善同频间干扰，以达到提升SINR的目的，在增加用户满意度的同时也提高运营商在用户群中的口碑。

2、组网原理

2.1、组网方式

NB网络发射功率每天线为5W（即29.2dbm，大于现网L800M功率），且NB带宽仅180KHz,导致功率谱密度（PSD）超强，引起严重的小区间信号重叠覆盖、干扰，从而影响整体SINR覆盖较差。

无论何种不同的网络组网方式，均应该使网络性能最大化，性能指标良好，用户感知优良比有所提升。

以下为组网的不同方式：

同频：

不同基站小区使用相同频点组成一个整体网络；

同频组网，顾名思义，就是在所划分的小区中，统一使用相同的载波频率F0。

此组网方式，特别适合于运营商频谱资源紧张，通信系统带宽比较宽的情况。

异频：

不同基站小区使用不同的频点组成一个整体网络。

异频组网，优势非常明显，具体表现为：

该方式结合同频组网与异频组网各自特点，频谱利用率最高，在小区边缘位置可以在一定程度上克服干扰问题，提升用户体验。

同频与异频组网优缺点：

2.2、组网配置

中国电信目前NB-IoT采用standalone方式部署，NB-IoT第1载波中心频率879.6MHz，频点号2506，NB-IoT与CDMA的保护带预留395KHz。

以下为当前网络频带划分情况：

从上图频谱资源来看，本次试点多频资源只能从靠近880MHz上端空闲895KHz选取（即879.105-880MHz）。

依据协议规定NB的下行中心频点必须是100KHz的整数倍，为此试点多频资源仅能取879.4MHz（频点号2504）、879.6MHz（频点号2506）和879.8MHz（频点号2508）三个可用频点，如下图所示：

2.3、异频原则

由于导频符号相互之间一定程度上的干扰及现网配置并非全为3个小区的缘故,故多频规划原则可采用PCI规划原则相似，即可采用基于PCImod3值规划规则，即PCI邻小区mod3值不等，NB-IOT异频组网频点亦可选用此原则避免干扰。

依据现网PCI设置规则，分别将mod3值0、1、2对应频点2504、2506、2508，在规划简便的同时又避免同频小区出现干扰，此原则也避免了邻近基站小区采用异频，一定程度上对网络整体性能有所提升。

单频组网规则：

异频组网规则：

根据以上分析，异频组网基于PCImod3值规划原则如下分配：

（1）mod3=0,选取频点2540

（2）mod3=1,选取频点2506

（3）mod3=2,选取频点2508

3、方案实施

3.1、区域划分

为验证本次异频组网与同频组网的差异性，选择固定区域内的固定路线进行测试，测试过程中采用同等条件（时间、车辆、人员、终端型号、终端位置等等），以免其不同的条件造成测试结果差异。

以下为本次验证试验划定的测试区域范围：

3.2、站点选择

依据本次验证选取的区域测试范围，选取划定测试范围周边站点（共计62个站点、163个小区），筛选站点范围需大于测试区域，防止小区超远覆盖导致导致测试过程中出现异常事件，影响相关测试对比。

3.3、参数配置

依据选取区域和站点选择情况，将其参数进行重新配置，按照PICmod3值0、1、2对应频点2504、2506、2508设置，并修改其商用场景参数和终端配置。

主要包含基础参数（修改频点、配置相邻小区异频频点）、商用参数（小区重选时间、异频测量启动触发门限、NB-IoT默认寻呼周期、消息的传输周期等）、终端侧（开启重选功能、关闭eDRX和PSM），参数修改情况如下所示：

依据上述参数修改参数的实际情况，下列为相关主要参数解释：

3.4、脚本输出

依据站点选取及参数修改，输出相关站点清单及脚本，如下所示：

4、效果验证

根据相关数据修改，选择同等条件进行业务验证测试，测试过程中应尽可能保持条件一致，测试完毕后进行相关性能指标对比。

4.1、RSRP验证对比

异频组网前RSRP覆盖图：

异频组网后RSRP覆盖图：

异频组网前后RSRP对比

从异频组网前后的RSRP覆盖图和平均值对比来看，整体差异不大，性能指标整体良好，如下图所示：

4.2、SINR验证对比

异频组网前SINR覆盖图：

异频组网后SINR覆盖图：

异频组网前后SINR对比

从异频组网前后的SINR覆盖图和平均值对比来看，SINR提升明显较大，从异频组网前的6.98提升至异频组网后的11.383，提升4.4db，效果明显。

如下图所示：

4.3、整体验证对比

通过异频组网前后的对比来看，RSRO平均值整体相差不大，但SINR值提升相对明显，提升4.4db左右，进而覆盖率也得到明显提升，重选时延也得到明显下降，对比结果如下所示：

时间

RSRP平均值

SINR平均值

覆盖率（rsrp>=-97&sinr>=-5）

覆盖率（rsrp>=-87&sinr>=-5）

重选时延（ms）

异频组网前

-63.927

6.98

95.04%

94.65%

378.312

异频组网后

-63.321

11.383

98.69%

98.56%

278.65

5、优化总结

NB-IoT无线网络系统优化工作是通过全面、系统网络评估，体现网络存在的主要问题，但因无法对NB-IoT网络进行单独的射频优化且系统内同频干扰情况下，异频组网是相对可行优化的方案,其可在短时间内快速、全面提升网络质量，为市场拓展和客户感知提供必要保证。