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2016/03/DTPT
——————————
收稿日期:2016-01-22
U900与U2100不同场景下性能对比研究
关键词:U900;U2100;覆盖性能;业务性能;深度覆盖;广
覆盖
doi:10.16463/j.cnki.issn1007-3043.2016.03.009中图分类号:TN929.5
文献标识码:A
文章编号:1007-3043(2016)03-0040-06
摘 要:研究了城区和农村的深度覆盖与广度覆盖的不同场景类型,依据U900与
U2100不同的特性和建网目标,选取不同场景类型对U900与U2100在各类
场景下的覆盖性能和业务性能进行了详细的对比测试与分析,总结了U900
和U2100在不同类型场景下的覆盖性能及业务性能差异,提出了在不同类型
场景下U900与U2100的建设及优化建议,为U900与U2100网络在不同场
景下的建设优化策略提供参考。
Abstract:It defines the different scenario type of depth coverage and width coverage of urban area and rural area. Based on the charac-
teristic and construction target of U900 and U2100,it conducts comprehensive comparison analysis of coverage performance
and service performance between U900 and U2100 under different scene,summarizes coverage and service performance dif-
ference. Therefore it provides suggestion and reference of 3G network construction and optimization for U900 and U2100 un-
der different type of scene.
Keywords:U900;U2100;Coverage performance;Service performance;Deepness coverage;Broadness coverage
0 前言
近年来,随着中国联通 3G业务的快速发展,城区
深度覆盖和农村广度覆盖不足问题,逐渐成为制约中
国联通用户发展的瓶颈。为了更好地完善3G网络,加
强深度和广度覆盖,提升用户数据业务体验,有必要
对U900/U2100在深度和广度场景下的覆盖及业务能
力进行研究,了解U900/U2100在不同的场景下覆盖及
业务能力的差异,为U900的引入和协同建设、优化提
供参考。
1 U900与U2100特性对比
U900是指通过Refarming,将G900频段 6 MHz的
带宽进行频谱压缩,UMTS使用 3.8 MHz,GSM系统使
用剩余2 MHz。U900频谱分配方式如图1所示。
U900与U2100相比,存在以下的特点。
a)U900相比U2100具有更好的无线传播特性。
根据无线电波的传播特性,载波频率越低,无线信号传
播得越远,这意味着运营商部署一个站点可以覆盖更
大的面积,可有效减少运营商广覆盖网络建设投资。
盛 璟,叶 青,李 荣(中国联通网络技术研究院,北京 100048)Sheng Jing,Ye Qing,Li Rong(China Unicom Network Technology Research Institute,Beijing 100048,China)
图1 中国联通U900频谱分配示意图
1 MHz3.8 MHz1 MHz
GSM UMTS GSM
Performance Contrast of U900 andU2100 Under Different Scenario
盛 璟,叶 青,李 荣U900与U2100不同场景下 性能对比研究
无线通信Radio Communication
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邮电设计技术/2016/03
b)U900相比U2100具有更好的信号传播性。低
频率的信号绕射能力更强,在穿透建筑物墙壁时可以
减少损耗,这样U900网络可以更好地用于室内覆盖,
从而提升室内业务服务质量,增强用户的业务体验。
c)U900相比U2100具有较多的干扰。由于目前
中国联通G900无法全部退网,故U900在组网中受到
G900的干扰相对较大。
d)U900相比U2100具有较小的频谱带宽。中国
联通G900网络目前还承载大量用户,需至少2 MHz的带宽保留G900网络,导致U900至多只有3.8 MHz带宽
可以利用,没有进一步扩容的空间。
2 U900与U2100的不同场景划分
由于U900的特性及其建网目的主要为加强3G网
络的城区深度覆盖和农村广度覆盖能力,因此,研究
U900与U2100在不同场景下性能对比,主要选择城区
深度覆盖场景和农村广覆盖2类场景进行对比研究。
2.1 城区深度场景划分
城区深度场景主要为住宅区和未建室分的大型商
办楼宇等。因此,可将城区深度场景划分为以下4类。
a)新式千户型住宅场景:该场景主要为大型新式
住宅小区,建筑物多为中高层框架式结构。小区面积
较大,建筑物之间遮挡较严重。
b)新式百户型住宅场景:该场景主要为中小型新
式住宅小区,建筑物多为多层或高层混合、框架式结
构。小区面积中等,建筑物之间有遮挡。
c)老式百户型住宅场景:该场景主要为老式住宅
小区,建筑物多为6层及6层以下砖混结构。小区面积
较小,但住宅密度相对较大。
d)商办楼宇场景:该场景主要为办公写字楼、商
场等场所。建筑物多为框架式结构,楼宇面积相对较
大,有较大开间和径深,内部有电梯、楼梯等。
2.2 农村广覆盖场景划分
由于农村广覆盖区域涉及范围大,各个区域的地
形地貌、海拔高度、经纬度等都有较大不同,无法系统
地划分不同类型的场景。从网络建设优化的角度,广
覆盖网络的站高是一项重要参数,因此,结合现网中不
同的站高类型,提出按站高划分农村广覆盖场景类别
依据。
a)30 m左右站高场景:该场景内基站高度相对场
景内住宅地面高度为26~35 m。
b)40 m左右站高场景:该场景内基站高度相对场
景内住宅地面高度为36~45 m。
c)50 m左右站高场景:该场景内基站高度相对场
景内住宅地面高度为46~55 m。
3 U900与U2100城区深度场景下性能对比
3.1 新式千户型住宅场景
某市恒福家园居民区为新式千户型住宅场景,楼
宇主要为多层和小高层混合。基站站高约为 55 m,
U900与U2100共站,导频功率2 W。U900与U2100的RTWP值约为-105 dBm。选取距离基站91、144、180 、
220及260 m楼宇,分别进行 ftp、语音及空闲态业务测
试,测试结果见表1、图2和图3。从测试结果看,恒福家园小区U900室内RSCP平均
表1 新式千户型场景U900/U2100室内外场强对比表
图2 新式千户型场景1层U900/U2100业务性能对比
频段
U900U2100U900U2100U900U2100U900U2100U900U2100
与基站距离/m91
144
179
220
260
室外RSCP/dBm-70.82-71.91-62.23-67.62-75.69-84.24-86.22-93.43-97.20
脱网
室内RSCP/dBm-78.60-85.17-71.10-82.44-96.03
-109.68-109.18-115.67-115.23
U2100U90
091 m
U2100U90
0144 m U21
00U900
179 m U2100U90
0220 m U21
00U900
260 m
0
RSCP均值FTP上传平均速率FTP下载平均速率
脱网
脱网
脱网
1 0002 0003 0004 000
速率
/(kbit/
s) -20-40-60-80-100-120
0
RSCP
/dBm
图3 新式千户型场景高层U900/U2100业务性能对比
RSCP均值FTP上传平均速率FTP下载平均速率
脱网
U2100U90
091 m U21
00U900
144 m U2100U90
0179 m
U2100U90
0220 m U21
00U900
260 m
01 0002 0003 0004 000
速率
/(kbit/
s) 5 000 -20-40-60-80-100-120
0
RSCP
/dBm
盛 璟,叶 青,李 荣U900与U2100不同场景下 性能对比研究
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值为-88.73 dBm,U2100室内RSCP平均值为-98.27 dBm,
U900相比U2100平均场强高9.51 dB。覆盖性能上,由于站高相对楼宇较高,高楼层整体
覆盖性能比低楼层好。1层U900有效覆盖达到220 m左右、U2100有效覆盖达到180 m左右,高层U900有效
覆盖超过260 m、U2100有效覆盖超过220 m。整体上,
U900深度覆盖场景有效覆盖比U2100要多覆盖1栋楼
宇。
业务性能上,低楼层在 144 m以内(2栋住宅)时,
U900与U2100的业务性能表现相近,超过 220 m时,
U900仍可以进行低速率业务,U2100已脱网;高楼层
在 180 m 以内(3 栋住宅)时,U900 的业务性能相比
U2100 稍差;超过 180 m 时,U900 的业务性能相比
U2100明显较好;超过220 m时,U900仍可以满足低速
率业务需求,U2100已脱网。
3.2 新式百户型住宅场景
某市毓秀园居民区为新式百户型住宅场景,住宅楼
主要为小高层。基站站高约25 m,小区导频功率2 W。
U900与U2100的RTWP值约为-105 dBm。分别选取距
离基站210、270及390 m楼宇,进行 ftp、语音及 Idle业务
测试,测试结果见表2、图4和图5。
从测试结果看,毓秀园小区U900室内RSCP平均
值为-80.47 dBm,U2100室内RSCP平均值为-89.15 dBm,
U900相比U2100平均场强高8.68 dB。覆盖性能上,由于站高相对楼宇较低,低楼层整体
覆盖性能比高楼层好。1层U900有效覆盖达到390 m左右、U2100有效覆盖达到 330 m左右(U900比U2100多覆盖1栋楼宇);高楼层U900有效覆盖达到390 m左
右,U2100有效覆盖约为 210 m(U900比U2100多覆盖
3栋楼宇);整体上,U900深度覆盖场景有效覆盖比
U2100要多覆盖1~3栋楼宇。
业务性能上,低楼层在210 m以内(1栋楼宇)时,U900与U2100的业务性能表现相近,大于210 m时,U900的业
务性能表现比U2100较好;高楼层U900相比U2100的业
务性能均较好,U900在站楼间距达390 m时,仍可满足
低速率业务需求,而U2100在站楼间距为270 m时已脱
网,无法有效开展业务。
3.3 老式百户型住宅场景
某城市南门外居民区为老式百户型住宅场景,场景
楼宇主要为多层砖混结构建筑物。基站站高约为30 m,
小区导频功率2W。U900的RTWP值约为-97 dBm、U2100的RTWP值约为-104 dBm。分别选取距离基站120、150、
190及230 m楼宇,进行 ftp、语音及Idle业务测试,测试结
果见表3、图6和图7。
从测试结果看,南门外小区U900室内RSCP平均值
为-76.57 dBm,U2100室内RSCP平均值为-90.59 dBm,
U900相比U2100平均场强高14.06 dB。
表2 新式百户型场景U900/U2100室内外场强对比表
图4 新式百户型场景1层U900/U2100业务性能对比
图5 新式百户型场景高层U900/U2100业务性能对比
频段
U900U2100U900U2100U900U2100U900U2100
与基站距离/m210
270
330
390
室外RSCP/dBm-54.08-62.75-72.31-84.81-74.60-88.82-90.72
脱网
室内RSCP/dBm-61.91-66.27-87.74-99.25-91.75
-101.92-104.13
U2100U900210 m
RSCP均值FTP上传平均速率FTP下载平均速率
U2100U900270 m
U2100U900330 m
U2100U900390 m
01 0002 0003 0004 000
速率
/(kbit/
s) 5 0006 000
-20-40-60-80-100-120
0
RSCP
/dBm
脱网
RSCP均值FTP上传平均速率FTP下载平均速率
U2100U900210 m
U2100U900270 m
U2100U900330 m
U2100U900390 m
脱网
脱网
脱网
-20-40-60-80-100-120
0
RSCP
/dBm
01 0002 0003 0004 000
速率
/(kbit/
s) 5 000
表3 老式百户型场景U900/U2100室内外场强对比表
频段
U900U2100U900U2100U900U2100U900U2100
与基站距离/m120
150
190
230
室外RSCP/dBm-67.82-77.41-67.79-83.55-66.17-84.32-69.20-87.25
室内RSCP/dBm-77.30-84.73-75.05-93.26-74.31-87.89-79.49-96.49
盛 璟,叶 青,李 荣U900与U2100不同场景下 性能对比研究
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邮电设计技术/2016/03
覆盖性能上,由于站高与楼高差距较小,楼层较
低,场景内楼宇 1层与顶层覆盖效果无较大差别。同
时,区域面积较小,在服务小区主瓣方向上 U900与
U2100均能对楼宇进行有效覆盖,在超过3栋楼宇后,
U900的深度覆盖优势比较明显。由于受限于测试场
景,无法进行更深楼宇测试。从U900的RSCP信号衰
减情况看,U900深度覆盖上至少仍可以有效覆盖3栋或以上楼宇。整体上,U900 深度场景有效覆盖比
U2100要多覆盖3栋或3栋以上楼宇。
业务性能上,该场景U900和U2100均能满足4栋楼宇深度上业务需求,在1~3栋楼宇的覆盖范围内,两
者业务表现差别较小。在超过 230 m时(深度覆盖达
第 4栋楼宇),U900的业务性能逐渐表现比U2100好,
且U2100的业务性能下降明显,U900仍然保持相对较
稳定的业务性能。
3.4 商办楼宇场景
某市凌钢办公楼,共4层,单层约60 m×55 m左右,整
个楼宇面积12 000 m2以上。站楼间距约为434 m,基站
高45 m(基站因地理位置较低,相对该办公楼高差不大),
小区导频功率2 W。U900的RTWP值约为-103 dBm、
U2100的RTWP值约为-106 dBm。选取楼宇1层和4层,
进行 ftp、语音及Idle业务测试,测试结果见表4、图8和图
9。从测试结果看,凌钢办公楼U900室内RSCP平均值
为-60.6 dBm,U2100室内RSCP平均值为-70.64 dBm,
U900相比U2100平均场强高10.02 dB。
覆盖性能上,U900与U2100均可以对办公楼内进
行有效覆盖,U900整个楼宇内覆盖强度较好,U2100在电梯内脱网,其他地方均达到基本覆盖要求。
业务性能上,该场景无论 1层还是 4层,U900和
U2100均满足小流量数据业务需求,但U900的业务性
能与U2100相比具有较大优势。U900在电梯内可进
行语音通话,U2100在电梯内脱网。
4 U900与U2100在农村广覆盖场景性能对比
4.1 30 m左右站高场景
某农村小城子站站高约30 m,基站小区导频功率
为 2 W。U900与 U2100的 RTWP均为-104 dBm。选
取距离基站1 000、1 500、2 000及2 400 m的农村住宅,
进行 ftp、语音及 Idle业务测试,测试结果见表 5和图
10。从测试结果看,小城子站U900室内RSCP平均值
为-90.95 dBm,U2100室内RSCP平均值为-104.01 dBm,U900相比U2100平均场强高13.07 dB。
覆盖性能上,居民楼内U900的有效覆盖距离约为
2 400 m,U2100有效覆盖距离约为 1 500 m,U900比
U2100的室内有效覆盖距离远900 m。
业务性能上,在30 m站高情况下,在1 000 m以内
U900与U2100相差较多;超过1 500 m时,U900的业务
性能开始比U2100好,距离越远,U900的优势体现越
明显。在超过 2 400 m的距离时,室内U900仍可进行
表4 商办楼宇U900/U2100室内外场强对比表
图8 商办楼宇(距基站434 m)1层U900/U2100业务性能对比
图9 商办楼宇(距基站434 m)高层U900/U2100业务性能对比
频段
U900U2100
与基站距离/m434
室外RSCP/dBm-53.53-59.73
室内RSCP/dBm-60.66-70.64
U2100U900RSCP均值FTP上传平均速率FTP下载平均速率
-20-40-60-80-100
0
RSCP
/dBm
01 0002 0003 0004 000
速率
/(kbit/
s) 5 000
01 0002 0003 0004 000
速率
/(kbit/
s) 5 000 -20-40-60-80-100
0
RSCP
/dBm
U2100U900RSCP均值FTP上传平均速率FTP下载平均速率
图6 老式百户型场景1层U900/U2100业务性能对比
图7 老式百户型场景高层U900/U2100业务性能对比
U2100U900120 m
U2100U900150 m
U2100U900190 m
U2100U900230 m
RSCP均值FTP上传平均速率FTP下载平均速率
01 0002 0003 0004 000
速率
/(kbit/
s) 5 000 -20-40-60-80-100-120
0
RSCP
/dBm
RSCP均值FTP上传平均速率FTP下载平均速率
U2100U900120 m
U2100U900150 m
U2100U900190 m
U2100U900230 m
01 0002 0003 0004 000
速率
/(kbit/
s) 5 000-20-40-60-80-100-120
0
RSCP
/dBm
盛 璟,叶 青,李 荣U900与U2100不同场景下 性能对比研究
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数据业务,但用户体验已较差。
4.2 40 m左右站高场景
某农村大杖子站站高约40 m,基站小区导频功率
2 W,U900的RTWP约为-101 dBm,U2100的RTWP约
为-105 dBm。分别选取距离基站 1 000、1 500、2 000及2 400 m农村住宅,进行 ftp、语音及 Idle业务测试,测
试结果见表6和图11。
从测试结果看,大杖子站U900室内RSCP平均值
为-87.76 dBm,U2100室内RSCP平均值为-105.26 dBm,U900相比U2100平均场强好17.7 dB。
覆盖性能上,U900室内有效覆盖距离超过2 500 m,
U2100室内有效覆盖约1 500 m。在2 500 m的距离时,
U900室内覆盖强度仍较好,U2100在1 500 m的距离时,
室内RSCP平均值已接近-108 dBm,覆盖性能已经非常
差。U900比U2100的室内有效覆盖距离远1 000 m以上。
业务性能上,该场景在站楼间距为 1 000 m以内
时,U900相比U2100的业务性能较差,在站楼间距超
过 1 000 m 的距离,U900 的业务性能逐渐表现比
U2100好,在达到2 500 m时,U900仍可正常业务。在
1 500 m的距离上U2100的 ftp上传/下载业务速率极
低,已无法满足小流量业务应用需求。
4.3 50 m左右站高场景
某农村八里堡站站高约50 m,基站小区导频功率
2 W,U900与U2100的RTWP约为-105 dBm。分别选
取距离基站1 000、1 450、1 950、2 200、2 800及3 000 m农村住宅,进行 ftp、语音及 Idle业务测试,测试结果见
表7和图12。
从测试结果看,八里堡站U900室内RSCP平均值为-81.88 dBm,U2100室内RSCP平均值为-103.40 dBm,U900相比U2100平均场强高21.52 dB。
覆盖性能上,U900室内有效覆盖距离约2 800 m,
U2100室内有效覆盖距离约 1 950 m。在超过 1 000 m站楼间距时,U900 的室内覆盖性能均比 U2100 好,
U2100在站楼间距达 1 500 m时,室内覆盖性能已较
表6 40 m站高场景U900/U2100室内外场强对比表
图11 40 m站高场景U900/U2100业务性能对比
频段
U900U2100U900U2100U900U2100U900U2100
与基站距离/m1 000
1 500
2 000
2 400
室外RSCP/dBm-72.59-84.59-86.39
-102.19-83.76
-102.63-86.74
-106.97
室内RSCP/dBm-76.49-89.83-90.87-108.1-90.67
-110.50-93.02
-112.61
RSCP均值FTP上传平均速率FTP下载平均速率
U2100U9001 000 m
U2100U9001 500 m
U2100U9002 000 m
U2100U9002 400 m
-20-40-60-80-100-120
0
RSCP
/dBm
-14001000200030004000
速率
/(kbit/
s) 5000
脱网
图10 30 m站高场景U900/U2100业务性能对比
RSCP均值FTP上传平均速率FTP下载平均速率
U2100U9001 000 m
脱网
脱网
U2100U9001 500 m
U2100U9002 000 m
U2100U9002 400 m
-20-40-60-80-100-120
0RS
CP/dB
m
01 0002 0003 0004 000
速率
/(kbit/
s)
表7 50 m站高场景U900/U2100室内外场强对比表
频段
U900U2100U900U2100U900U2100U900U2100U900U2100U900U2100
与基站距离/m1 000
1 450
1 950
2 200
2 800
3 000
室外RSCP/dBm-70.27-86.47-75.56-96.60-78.76-96.91-86.83
脱网
-102.31脱网
-97.80脱网
室内RSCP/dBm-75.13-94.63-83.63
-107.91-86.88
-107.65-98.06
-107.57
脱网
表5 30 m站高场景U900/U2100室内外场强对比表
频段
U900U2100U900U2100U900U2100U900U2100
与基站距离/m1 000
1 500
2 000
2 400
室外RSCP/dBm-83.28-88.80-88.96
-102.95-94.60
脱网
-104.47脱网
室内RSCP/dBm-88.91-97.87-92.98
-110.15-98.72
-110.55
盛 璟,叶 青,李 荣U900与U2100不同场景下 性能对比研究
无线通信Radio Communication
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邮电设计技术/2016/03
弱,在2 200 m站楼间距时,U900室内覆盖性能开始变
得较差。整体上看,U900比U2100的有效室内覆盖距
离远750~1 350 m。
业务性能上,在站楼间距1 000 m以内时,U900与U2100的室内业务性能相近;在站楼间距超过1 000 m时,U900的室内业务性能逐渐比U2100好;在站楼间
距超过1 450 m时,U900的室内业务性能相比U2100,已有较大的优势;在站楼间距达 2 200 m时,U2100已无法进行室内业务测试。U900在站楼间距为 2 800~3 000 m时,仍可进行数据业务,但已无法满足小流量
数据业务需求。
5 总结及建议
通过对城区及农村不同场景下的U900与U2100覆盖性能及业务性能的对比分析研究,可初步得出以
下结论和建议。
a)城区深度场景室内深度有效覆盖性能,U900比U2100平均场强要高9~14 dB。
b)城区深度场景中,新式住宅场景室内深度有效
覆盖距离U900比U2100多1~2栋楼宇;老式住宅场景
室内深度有效覆盖距离U900比U2100多3栋及3栋以
上楼宇。
c)城区深度场景中,在覆盖场景的第1~2栋楼宇,
U900室内业务性能相比U2100稍差,超过 2栋及 2栋
以上的楼宇,U900室内业务性能相比U2100好。
d)农村广覆盖场景,室内有效覆盖性能U900比
U2100平均场强要高13~21 dB。e)农村广覆盖不同站高场景下,U900的室内有效
覆盖距离比U2100远750~1 300 m。
f)农村广覆盖场景,站高对覆盖距离有一定影
响,但影响程度不大。通过测试结果可以看出,40 m左右的站高相对较好。
g)农村广覆盖场景,在站楼间距 1 000 m以内的
距离上,U900室内业务性能相比U2100稍差,在超过
1 000 m的距离上,U900室内业务性能逐渐比U2100好。
综上,在城区深度场景下,U900比U2100的覆盖
性能好,业务性能稍差,在不考虑用户容量的前提下,
U900可作为城区深度场景下的补充覆盖建设手段。
在农村广覆盖场景下,U900比U2100的覆盖性能表现
优势明显,可考虑在不影响GSM网络用户的前提下,
优先采用 U900 进行覆盖,建议广覆盖站高 40 m 左
右。当然,由于影响网络规划优化的因素很多,如投
资、干扰、用户数量、业务应用等等,因此,涉及到具体
问题还需结合多方面因素统一考虑。
参考文献:
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作者简介:
盛璟,毕业于东北大学,工程师,学士,主要从事无线网络优化与质量分析工作;叶青,毕
业于北京交通大学,工程师,硕士,主要从事无线网络优化与质量分析工作;李荣,毕业
于北京邮电大学,工程师,硕士,主要从事无线网络优化与质量分析工作。
图12 50 m站高场景U900/U2100业务性能对比
RSCP均值FTP上传平均速率FTP下载平均速率
U2100U900
1 000 m U2100U900
1 450 m U2100U900
1 950 m U2100U900
2 200 m U2100U900
2 800 m U2100U900
3 000 m
脱网
脱网01000200030004000
速率
/(kbit/
s) 50006000 -20-40-60-80-100-120
0
RSCP
/dBm
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