NBIoT网络覆盖性能评价与优化

N B I o T网络覆盖性能评

价与优化

This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

NB-IoT网络覆盖性能评估与优化

周红岗1郭宝1张阳2

（1中国移动通信集团山西有限公司，太原 030032；2 中国移动通信集团公司，北京 100033）摘要：NB-IoT由于其功率谱密度、重传的技术特点，可实现较GSM系统20dB的覆盖

增强能力，但是相应的终端芯片能力弱、单天线设置以及窄带宽设置，导致其抗干扰能力较差。本文主要阐述NB-IoT网络覆盖性能的评估及优化方法，针对现网发现的弱覆盖、重叠覆盖现象给出功率优化，异频组网以及干扰规避的解决方案。

关键词：重叠覆盖；上行干扰；异频组网

中图分类号文献标识码 A

NB-IoT network coverage performance evaluation and optimization

ZHOU Hong-gang 1 , GUO Bao 1，ZHANG Yang 2

(1 China Mobile Group Shanxi Co., Ltd., Taiyuan 030032, China; 2

China Mobile Group Co., Ltd., Beijing 100033, China) Abstrct：Due to its power spectral density and retransmission technology, NB-IoT can achieve 20dB coverage enhancement over GSM systems. However, the weak terminal chip capabilities, single-antenna configuration, and narrow bandwidth settings result in poor anti-interference capability. This article mainly describes the evaluation and optimization methods of NB-IoT network coverage performance. For the weak coverage and overlapping coverage found on the existing network, power optimization, inter-frequency networking, and interference avoidance solutions are provided.

Key words：atmospheric duct；special sub-frame；time division duplex；power control

窄带物联网（NB-IoT）是低功耗广域（LPWA）网络的典型技术，其技术特点是广覆盖、低功耗（超长待机）、低成本与海量连接。由电磁波传播特性决定传播特性好的低频段优质频谱可以大幅减少建网成本，对于只支持频分双工（FDD）的NB-IoT系统，采用700MHz频段所用站点远低于1900MHz或2600MHz的站点。

目前3GPP R13协议中定义的FDD优先频段中，UMTS主要使用BAND1（上行1920~1980MHz，下行2110~2170MHz），GSM主要使用BAND8（上行880~915MHz，下行925~960MHz）、BAND3（上行

1710~1785MHz，下行1805~1880MHz）。为了更好地推动物联网发展，同时节省建网成本，使用户更快速地使用物联网业务，可考虑将目前的GSM 900MHz频段做部分清退来部署NB-IoT网络。

NB-IoT的传输带宽为180kHz，在与LTE频谱共存的时候存在3种部署模式，分别为独立模式，带内和保护带模式。本文重点讨论使用BAND8频段的NB-IoT独立模式。

1 NB-IoT覆盖性能评估

NB-IoT覆盖性能主要依靠覆盖率指标、干扰类指标、重叠覆盖率来评估。NB-IoT评估体系需建立在NB-IoT单站验证完成，且相应的性能指标可支撑分析的基础上。

覆盖率指标

覆盖率指综合接收场强和信干比，描述全网的覆盖情况。覆盖率=条件采样点/总采样点*100；NB-IoT道路测试要求的覆盖率采样点须满足：RSRP >= -84dBm，SINR>=-3dB。

平均RSRP，参考信号平均接收电平，从参考信号平均接收信号与干扰噪声比角度，评估全网的平均干扰强度。

边缘RSRP，取RSRP中CDF等于5%的值，如果边缘RSRP太低，不能达到网络最低覆盖要求；如果边缘RSRP过高，小区间干扰也会严重；故NB-IoT更加重视利用边缘覆盖电平，来评估小区边缘的覆盖。

RSRP连续弱覆盖比例，NB-IoT连续弱覆盖里程/NB-IoT测试里程*100%，评估路测中参考信号RSRP接收功率情况，反映服务小区覆盖的主要指标；其中：弱覆盖里程的定义为持续10s 70%的采样点路段满足RSRP< - 84 dBm。

干扰类指标

平均RS-SINR，参考信号平均接收信号与干扰噪声比，从参考信号平均接收信

号与干扰噪声比角度，评估全网的平均干扰强度。

边缘RS-SINR，参考信号平均接收信号与干扰噪声比取CDF（累计概率分布）5%对应的值，从参考信号平均接收信号与干扰噪声比角度，评估全网各小区边缘的干扰强度。

连续SINR质差里程占比，连续SINR 质差里程/NB-IoT测试里程*100%，评估RS-SINR质差里程；其中：SINR质差里程定义为持续10s且70%的采样点CRS-SINR< -3dB的连续路段。

重叠覆盖率

道路重叠覆盖率=重叠覆盖度>=4的采样点/总采样点*100%；重叠覆盖度指与最强信号电平差距在6dB范围内的电平数量，且最强信号RSRP＞-84重叠覆盖度>=4，即认为存在较严重的重叠覆盖情况；从参考信号平均接收信号电平角度，评估服务小区覆盖范围内强信号邻区叠加的程度。

重叠覆盖里程占比，道路重叠覆里程占比 = 连续重叠覆盖度>=4的里程/总测试里程 * 100%；评估全网内重叠覆盖里程占比，一定程度上反映网络建设合理性。

Mod3冲突采样点比例=Mod3冲突采样点小区数量/采样点测量到的邻区数量总数*100% ，最强信号RSRP门限=-84，PCI = 3* Group ID ( S-SS)+ Sector ID (P-SS)，如果PCI mod 3值相同的话，就会造成P-SS的干扰；实际网络必然中存在两邻区PCI模3无法错开的情况。模3会造成CRS信号相互干扰，使SINR降低；重叠覆盖和模3干扰同时存在，以重叠覆盖影响为主。

2 NB-IoT覆盖性能优化

弱覆盖优化

NB-IoT定点测试中可能会发现部分室内环境的NB-IoT覆盖性能较差。某市实地测试中，大型商场一层显示NB-IoT使用绝对无线频率信道号（EARFCN）3738，其RSRP值为-110dBm，SINR为，不能完

成Attach附着测试。当行进到一层纵深25m处，RSRP恶化至，SINR急降至，测

试仪表显示已脱网。但是，从电子地图上计算该测试终端与最近的NB-IoT基站只有687m。由于现阶段NB-IoT规划中并不包括室分基站，部分室内环境可能比仿真要差很多。

道路测试中也会发现大片弱覆盖情况，如图1所示，城坊街与新创巷交叉口区域弱覆盖严重，UE行驶至城坊街与新

创巷交叉路口由南到北方向时，由于原附近规划站点被替换，导致UE占用较远站