试论LTE网络优化技术

试论LTE网络优化技术

周东旭

广东省电信工程有限公司510095

摘要：笔者主要从LTE无线网络的技术特点、LTE无线网络优化技术，等方面探讨了本文主题，旨在与同行共同学习。

关键词：LTE；无线网络技术；网络优化；优化技术

随着信息网络技术和移动智能终端的发展和创新，数据业务得到了快速的增长，促进了运营商的发展。LTE无线网络技术作为现代移动通信的主流技术，在运行方面仍有许多可以提高的地方，而如何优化和创新网络技术成为了推动LTE网络发展需要解决的问题。

一、LTE概述

1.LTE简介

LTE一般指长期演进技术。

LTE（LongTermEvolution，长期演进)是由3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划）组织制定的UMTS（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移动通信系统）技术标准的长期演进，于2004年12月在3GPP多伦多会议上正式立项并启动。

LTE系统引入了OFDM（OrthogonalFrequencypisionMultiplexing，正交频分复用）和MIMO（Multi-Input&Multi-Output，多输入多输出）等关键技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率（20M带宽2X2MIMO在64QAM情况下，理论下行最大传输速率为201Mbps，除去信令开销后大概为150Mbps，但根据实际组网以及终端能力限制，一般认为下行峰值速率为100Mbps，上行为50Mbps），并支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。

LTE系统网络架构更加扁平化简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了网络部署和维护成本。LTE系统支持与其他3GPP系统互操作。根据双工方式不同LTE系统分为FDD-LTE（FrequencypisionDuplexing）和TDD-LTE（TimepisionDuplexing)，二者技术的主要区别在于空口的物理层上（像帧结构、时分设计、同步等）。FDD系统空口上下行采用成对的频段接收和发送数据，而TDD系统上下行则使用相同的频段在不同的时隙上传输，较FDD双工方式，TDD有着较高的频谱利用率。

2.LTE系统构架

LTE系统只存在分组域。分为两个网元，EPC（EvolvedPacketCore，演进分组核心网）和eNodeB（EvolvedNodeB，演进NodeB）。EPC负责核心网部分，信令处理部分为MME（MobilityManagementEntity，移动管理实体），数据处理部分为S-GW（ServingGateway，服务网管）。eNodeB负责接入网部分，也称E-UTRAN（EvolvedUTRAN，演进的UTRAN），如图1所示。

图1LTE系统构架图

二、LTE无线网络的技术特点以及LTE网络优化流程

1.LTE无线网络的技术特点

LTE无线网络的技术特点主要有：

（1）LTE系统引入了OFDM和MIMO等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率，并支持多种带宽分配、全球主流2G/3G频段和一些新增频段，使得频谱分配更加灵活，系统容量与频谱利用效率显著提升。

（2）LTE系统网络架构采用更加扁平化的结构，减少了网络节点和降低了系统复杂度，很大程度上降低了网络部署和维护成本，也减小了系统的接入时延。

（3）由于LTE系统是从UMTS技术标准演进而来，支持与其他3GPP系统互操作，因此可充分利用现有2G/3G网络并发挥各网络优势，满足各目标用户群的差异化需求。

2.LTE网络优化流程

（1）网络评估测试：了解网络的现实情况，对优化区域网络进行网络评估测试。

（2）设备故障定位：根据系统收集的数据，寻找影响网络指标较大的因素，以便进行网络评估并问题定位。

（3）采集及定位问题。

（4）优化方案实施：根据上一步制定的优化实施调整方案。

（5）验证性测试：网络做了优化措施之后，进行数据采集，来验证优化后系统是否提高。

（6）优化验收和总结：对全网性能做后评估，输出优化总结报告。

三、LTE无线网络优化技术

1.LTE与2G/3G无线网络优化的差异

LTE无线网络优化与2G/3G无线网络优化在很大程度上思路相通，同样关注网络的覆盖、干扰等情况，通过覆盖调整、故障处理等各种网络优化手段达到网络动态平衡，提高网络质量，保证用户感知。但是，LTE网络与2G/3G网络在优化上还存在一定差异：（1）LTE系统与2G/3G系统有着本质区别，导致系统优化中重选、接入、切换等各种过程涉及的参数不同；（2）LTE系统的干扰与2G/3G系统的干扰来源也有较大不同，需要通过不同手段规避；（3）LTE性能严重依赖于SINR，吞吐量会随SINR变差而迅速降低。

2.LTE无线网络优化内容

LTE无线网络优化主要包括物理小区ID（PCI）优化、覆盖优化、邻区优化、干扰优化、切换优化等。

（1）覆盖优化

LTE无线网络覆盖优化是优化环节中极其重要的一环，常见的网络覆盖问题是由于过覆盖、弱覆盖或覆盖不平衡造成的，导致接入成功率、切换成功率和下载速率较低，而掉线率较高。

无线覆盖问题产生的原因是各种各样的，包括邻区缺失引起的弱覆盖，参数设置不合理引起的弱覆盖，缺少基站引起的弱覆盖、越区覆盖、背向覆盖和天馈系统的安装与规划不一致引起的覆盖问题等。针对以上问题，应采用以下优化思路：①由于邻区缺失引起的弱覆盖，应根据实际情况添加合理的邻区配置；②由于参数设置不合理引起的弱覆盖，应根据具体情况调整相关参数；③由于缺少基站的弱覆盖，应在合适位置新增基站，以提升覆盖；④由于越区覆盖导致的覆盖问题应通过调整问题小区的天馈方位角、俯仰角或降低小区发射功率来解决，但降低小区发射功率会影响小区覆盖范围内所有区域的覆盖情况，所以应根据实际影响情况谨慎使用；⑤对应背向覆盖大部分由建筑物反射导致，应合理调整天线的方位角、下倾角。

（2）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，获取主同步ID1，再接收SSS，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，所以手机会因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：①PCI复用至少间隔4层以上小区，大于小区半径的5倍；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：①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，却只能在极少数情况下使用。②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。

3.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，增大系统的接收噪声，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：①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。②异常干扰，包括上行异常干扰和下行异常干扰。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。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；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。

4.邻区优化

LTE无线网络邻区优化能有效提高LTE无线网络覆盖，提高切换成功率，减少掉线率。合理的邻区规划与配置可以最大化地利用网络资源，保证用户的体验。LTE无线网络邻区配置过多会影响到终端的测量性能，导致终端的测量不准确，引起切换不及时、误切换和重选慢等问题。同样，如果邻区配置过少，小区边缘无法切换，会形成覆盖孤岛。另外，邻区信息错误则直接影响到网络正常的切换流程。

LTE网络邻区优化时，需要综合考虑各小区的覆盖范围及站间距、方位角等因素。因此，LTE邻区关系优化应尽量遵循距离原则、强度原则、交叠覆盖原则和互含原则。

5.切换优化

LTE网络切换是一个重要的无线资源管理功能，是蜂窝系统所独有的功能和关键特征，是为保证移动用户通信的连续性途径。切换过程的优化对任何一个蜂窝系统都是十分重要的，它不仅能提高用户体验，降低整个网络的负荷，同时还能减少对其他用户的干扰。

以切换结果分类，LTE网络可分为四大类：①小区不能切入，即周围小区不能切入问题小区，但是问题小区能切出至周围小区；②小区不能切出，即周围小区能切入问题小区，但是问题小区不能切出至周围小区；③小区不能切入，也不能切出，即周围小区不能与问题小区进行切换；④过早切换、过迟切换或者切换到错误小区。

结语：

随着LTE网络建设的深度开展，LTE网络优化对于网络建设、网络运营将起到重要作用，而在LTE网络中，越来越多的优化新思路将逐步得到挖掘。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。

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