简谈LTE络优化思路论文_邹远辉

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摘要:笔者主要从国4GLTE无线网络建设现状,以及LTE无线网络优化思路,等方面概述了本文主题,旨在与同行共同探讨学习、共同进步。

关键词:LET;无线网络;优化思路

近年来,随着移动通信网络技术及移动智能终端的不断发展,数据业务呈现快速增长的趋势,并将成为运营商未来收入的主要来源。为利用更大的带宽提供移动宽带数据业务及应对WiMAX的竞争,3GPP推出了新一代的无线技术LTE,并成为了新一代移动通信的主流技术。现在绝大部分国际主流运营商都选择LTE作为下一代移动通信标准,LTE产业链的发展也得到了积极的推动。

为了满足LTE网络“三高两低一平”,即高速率、高移动性、高频谱效率、低成本、低时延、网络结构扁平化的设计目标,LTE采用了一系列新技术,这也为LTE网络的优化带来了新的挑战。

一、LTE 无线网络概述

1. LTE 无线网络的特性

LTE中的很多标准接手于3G UMTS的更新并最后成为4G移动通信技术。其中简化网络结构成为其中的工作重点。需要将原有的UMTS下电路交换+分组交换结合网络简化为全IP扁平化基础网络架构。E-UTRA是LTE的空中接口,他的主要特性有:

(1)峰值下载速度可高达299.6Mbit/s,峰值上传速度可高达75.4Mbit/s。该速度需配合E-UTRA技术,4x4天线和20MHz频段实现。根据终端需求不同,从重点支持语音通信到支持达到网络峰值的高速数据连接,终端共被分为五类。全部终端将拥有处理20MHz带宽的能力。

(2)最优状况下小IP数据包可拥有低于5ms的延迟,相比原无线连接技术拥有较短的交接和建立连接准备时间。

(3)加强移动状态连接的支持如,可接受终端在不同的频段下以高至350km/h或500km/h的移动速度下使用网络服务。

(4)支持所有频段所列出频段。这些频段已被被国际电信联盟无线电通信组用于IMT-2000规范中。可以交互操作已有通信标准(如GSM/EDGE,UMTS和CDMA2000)并可与他们共存。用户可以在拥有LTE信号的地区进行通话和数据传输,在LTE未覆盖区域可直接切换至GSM/EDGE或基于W-CDMA的UMTS甚至是3GPP2下的cdmaOne和CDMA2000网络。

(5)支持从覆盖数十米的毫微微级基站(如家庭基站和Picocell微型基站)至覆盖100公里的Macrocell宏蜂窝基站。较低的频段被用于提供郊区网络覆盖,基站信号在5公里的覆盖范围内可提供完美服务,在30公里内可提供高质的网络服务,并可提供100公里内的可接受的网络服务。在城市地区,更高的频段(如欧洲的2.6GHz)可被用于提供高速移动宽带服务。在该频段下基站覆盖面积将可能等于或低于1公里。

2.LTE 无线网络优化的优点

(1)由于 LTE 是纯数据网络,语音基于 CSFB 机制来实现,因此 CSFB 的测试与优化需要重点考虑。

(2)模 3 干扰优化是 LTE 独有的,该特点也决定了 LTE对于多扇区设计、越区覆盖、干扰控制的优化等要求有所提高。

(3)LTE 引入 MIMO 后,除通常的覆盖和干扰指标外,MIMO 模式决定了用户能够达到的峰值吞吐率,PRACH 的配置模式也会对接入成功率指标带来影响。

对于联通网优队伍来说,TD - LTE 的引入,也带来了与 TDD 相关的一些新的内容,如时隙配比、特殊时隙配置、智能天线优化以及 TDD-FDD 协同优化等。

二、我国4GLTE无线网络建设现状

依托于信息技术和网络技术的不断发展,我国的 4GLTE 网络技术和基站建设实现了跨越式发展,且在国家相关政策的扶持下正处于一个快速的建设时期,可以预见的是未来几年中国的 LTE 网络建设一定会迎来一个高峰。但是高速的发展速度之下难免暴露出诸多问题,一定程度上影响了我国通讯事业的发展。首先,与传统的 2G 或 3G 网络相比,4G 网络技术需要使用的频段更高,能耗更大,需要建设更多的基站并提升能源供给才能最大限度的满足国民的通讯需求,这无疑对当今的通讯基站建设提供了更高的要求。

其次,目前我国面临着多制式、多厂商和多层网络并存的局面,4G 网络构架区域扁平化,且网络系统的抗干扰能力较差,容易收到外部电磁信号的影响,进而影响了通讯质量;再者,由于 4GLTE 网络存在多网共存互操作的情况,相关参数设置和参数调整比较复杂,个性设置更趋于多样化,基站的建设和维护工作繁杂,甚至在一些偏远地区无法进行 LTE 基站建设。

最后,为了进一步提升 4GLTE 网络建设质量,需要建立完善的用户感知评价系统,并准确的将用户的体验效果反馈给技术部门,进而实现 LET 网络建设思路的优化,但是该项工作规模大、难度高、周期长,且收效甚微。不过,虽然 LTE网络建设中存在诸多问题,只要结合我国的基本国情进行分析,充分调动社会资源进行先进通讯技术的研究和开发,仍然可以找到相应的优化方案,从而实现我国 4GLTE 通讯技术的跨越式发展。

三、LTE无线网络优化思路

1.PCI优化

PCI是LTE网络中物理小区识别码,它标识LTE网络中扇区,每一个扇区都有一个PCI与之相对应。在LTE网络中,手机开机注册中先接收PSS(主同步),获取主同步ID1,再接收SSS(辅同步),获取辅同步ID2 之后,通过PCI(PCI=3×ID1+ID2)获取手机所驻扎的小区。由于当PCI模三之后值相同,下行参考信号(RS)就会叠加,手机无法解调而产生干扰。PCI干扰容易出现掉线、下载速率慢等问题。PCI优化需要遵循以下三大原则。

(1)PCI复用至少间隔4层以上小区,大于5倍的小区半径。

(2)同一个小区的所有邻区列表中不能有相同的PCI。

(3)邻区导频位置尽量错开,即相邻小区模三后的余数不同。

当LTE网络出现PCI模三干扰时,通常采用以下方法来解决模三干扰。

a)变更小区PCI。这是最治标治本的方法,可彻底解决某一区域的模三干扰,但由于模三仅有3种可能供选择,因此变更PCI往往是解决了这里的模三干扰,但在另一个地方会出现模三干扰,因此这种方法虽好,却只有在极少数情况下能用上。

b)调整天馈。一方面可以调整方向角使干扰小区的覆盖范围发生变化,另一方面可以调整下倾角缩小2个小区的重叠覆盖区域。

c)降低干扰小区发射功率。这相当于降低了干扰信号电平,使得SINR提升,进而优化用户速率,这种方法在现网优化中最为常用,但会影响小区的覆盖能力。

2.干扰优化

LTE无线网络干扰会给系统带来极大影响,尤其当干扰严重时,会对手机注册、呼叫、接入及切换等带来一系列影响,导致无法接通、呼叫失败或语音无法听清等。另外,如果存在接收频段内干扰,对接收机的灵敏度也会造成影响,抬高系统的接收噪声,影响用户体验。

根据LTE网络干扰源的不同,干扰主要分为两大类:一类是系统自身的干扰,包括本小区干扰和邻小区干扰,这种干扰不可避免,但需要尽量减少;第二类是异常干扰,包括上行异常干扰和下行异常干扰。来自邻区及外部干扰,可通过控制邻小区的边缘发射功率、优化邻区关系进行优化;异常干扰需要通过路测和提取基站底噪IOT等进行分析、优化。

(1)通过路测测试,将SINR指标与下行覆盖RSRP指标进行结合分析,对干扰问题进行定位与优化。根据路测数据,将SINR恶化区域标识出来,同时,检查恶化区域的下行覆盖RSRP指标情况。若下行RSRP覆盖指标数值较差,则可判断为覆盖问题,可通过覆盖优化来解决。若下行RSRP 覆盖指标数值较好而SINR差,则可判断为网内小区间干扰,可通过分析干扰原因加以解决。

(2)通过提取基站底噪IOT和上行RSSI值进行问题分析,对干扰问题进行定位与优化。对于设备原因引起的干扰,可以通过设备排障手段解决;对于规划不合理或外部引起的干扰,应该及时调整网络或通知客户进行外部协调解决;对于无法明确外部干扰源的干扰,可在网络优化的过程中,逐个关闭受干扰基站附近1~2圈的站点,进行排查。

3.优化 LTE 无线网络的覆盖性能

影响 4G LTE 无线网络覆盖性能主要有组网形态、站点分布等网络规划层面的因素,以及天线的选型、方位角、挂高等网络优化层面的影响因素。对 4G LTE 无线网络覆盖性能的优化可以采取调整天馈、优化参数以及调整网络结构等手段。在网络结构调整上,重点对增加站点、站点位置进行调整。在优化的过程中,遵循“先优化 RSRP,后优化 RS-SINR”、“先优化弱覆盖、越区覆盖,再优化导频污染”“调整天线的下倾角、方位角和天线挂高,再调整 RS 的发射功率和波瓣宽度,最后考虑迁站及加站。”的原则。

4.优化 LTE 无线网络的切换性能

切换性能好坏对于用户业务的持续性具有重要的影响,可以对用户的使用感知产生直接影响。当 4G LTE 无线网络出现切换异常时,首先要对相关的基站、终端等进行仔细的检查,确定是否存在异常现象,然后再从下行覆盖、上行干扰、切换参数等方面进行仔细的分析,其相应的网络切换优化流程如下图所示:

结语:

综上所述,LTE 无线网络作为新的移动通信方式,商用价值越来越高,在全球范围内得到了人们的重视,有效提升了无线网络带宽和用户应用体验度。不断结合LTE 网络优化技术的本质和特点,通过合理、有效的优化方法来改善LTE 无线网络,是时代对LTE 网络提出的要求。

参考文献:

[1] 金志坚 .LTE 无线网络优化思路探讨 [J].移动通信,2014,20:9-13.

[2] 郜周军,崔雁松 .LTE 无线网络优化关键性能指标的分析与研究 [J]. 中国新通信,2015,21:89-91.

[3] 宋谱,孙震强,李英奇 . LTE 无线网络 QoS 业务承载能力分析 [J]. 电信技术,2015,02:32-36.

[4] 梁奕 . 浅谈 TD-LTE 无线网络优化技术发展 [J]. 通讯世界,2015,05:3.

论文作者:邹远辉

论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期

论文发表时间:2017/9/8

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