LTE网络优化关键技术浅谈

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LTE系统是由移动通信标准化组织3GPP推出的以正交频分复用(OFDM)技术和多天线(MIMO)技术为基础的新一代移动通信系统。目前，有R8、R9、R10三个版本。相比于第三代移动通信系统(3G)，LTE系统有更高的传输速率(R8版本可以在20 MHz的带宽内支持上行50 Mbit/s、下行100Mbit/s的峰值速率。R10版本可以在100 MHz的带宽内支持上行500Mbit/s、下行1 Gbit/s的峰值速率)、更低的用户面/控制面时延，因此能为用户带来更好的使用效果，更好地满足用户数据业务的需求。从技术规范上来看，我国三家运营商的4G LTE网络技术差别很小，在移动互联网时代，网络的实际体验和用户使用满意度将最终决定运营商的市场格局。因此，如何在4G网络达到一定规模后有效地开展无线网络优化，提升用户使用感知，是摆在运营商面前急需解决的问题。本文从LTE网络架构和新技术的应用出发，讨论LTE网络技术的特点。在此基础上，对目前在 LTE 网络中应用的优化技术的介绍和分析。

1  LTE无线网络技术的特点及新技术的应用

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（1.4、3、5、10、15和20 MHz等），支持全球主流2G/3G频段及一些新增频段。因此，频谱分配更加灵活，系统容量与频谱利用效率显著提升。其次，LTE系统网络架构采用扁平化结构，网元数目减少，使得网络部署更为简单，网络的维护更加容易。

1.1   OFDM、MIMO等新技术应用

LTE系统浓缩了近十多年年移动通信领域涌现的许多先进技术，其中MIMO与正交频分复用技术（OFDM）的结合，是最重要的技术之一。OFDM是LTE系统的技术基础与主要特点。OFDM系统参数设定对整个系统的性能会产生决定性的影响，其中载波间隔又是OFDM系统的最基本参数，经过理论分析与仿真比较最终确定为15 kHz。OFDM系统上下行的最小资源块为180 kHz，也就是12个子载波宽度，数据到资源块的映射方式可采用集中方式或离散方式。循环前缀（CP）的长度决定了OFDM系统的抗多径能力和覆盖能力。长CP利于克服多径干扰，支持大范围覆盖，但系统开销也会相应增加，导致数据传输能力下降。为了达到小区半径100 km的覆盖要求，LTE系统采用长短2套循环前缀方案，根据具体场景进行选择：短CP方案为基本选项，长CP方案用于支持LTE大范围小区覆盖和多小区广播业务。多输入多输出（MIMO）作为提高系统速率的最主要手段，使空间成为一种可以用于提高性能的资源，并能够增加无线系统的覆盖范围。LTE网络已确定MI⁃MO天线个数的基本配置是下行2×2、上行1×2，但也考虑4×4的高阶天线配置。同时，LTE网络也正在考虑采用小区干扰抑制技术来改善小区边缘的数据速率和系统容量。

1.2 网络结构扁平化

全IP化是移动通信网络结构发展的趋势， LTE接入网在能够有效支持新的物理层传输技术的同时，还满足低时延、低复杂度、低成本的要求。网络扁平化使得系统延时减少，从而改善用户体验，可开展更多业务。网元数目减少，使得网络部署更为简单，网络的维护更加容易。取消了RNC的集中控制，避免单点故障，有利于提高网络稳定性。如下图1:

图1  LTE的扁平化结构

2  LTE无线网络优化关键点

2.1 LTE网络优化与2G/3G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一致，需重点关注网络的覆盖、干扰、容量、掉话等情况。通过邻区优化、干扰优化、无线参数调整、覆盖优化，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，提升用户感知。但是，LTE网络与2G/3G网络在优化上还存在一定差异。

首先，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参数不同。

其次，LTE系统的干扰与2G/3G系统的干扰来源不同，W网干扰来源于小区内，而LTE干扰来源于小区间，因此优化手段有很大的差异。

第三，LTE性能严重依赖于SINR，吞吐量会随SINR变差迅速降低。第四，由于目前LTE网络采用同频组网，为提高其服务性能，主服务区范围比2G/3G要求更严格，对RF的优化提出了更高的要求。

2.2 LTE 网络优化技术的主要内容

1）PCI 优化

影响LTE下载速率慢问题的主要原因为 PCI 干扰造成的，确保同一小区的所有林区列表中不能有相同的 PCI 是 PCI优化的内容，还要尽量错开邻区导频位置，相邻小区 PCI 模后的余数尽量保持不同。

2）覆盖优化

覆盖弱、越区覆盖或覆盖不均匀这些因素，会造成比较常见的无限网络问题，进而使接入成功率降低，经常掉线，无法成功切换。产生这种问题有多种原因，其中包括天线的类型、无线参数的设置问题以及设备出现故障。当覆盖出现问题时，首先要检查该地区是否存在邻区漏配现象。

3）干扰优化

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。4）邻区优化

4）邻区优化

无线资源管理功能中的重要功能是切换，这种功能能够保证移动用户通信的连续性下，将用户从当前区域转移到其他区域的过程。这种技术在蜂窝系统中具有十分重要的作用，从无线网络频谱效率来看，当用户处于服务小区边缘时，不仅会对其他用户产生干扰，还会使袭击的通信质量受到影响。使覆盖率得到提高，减小掉线率和切换成功率是邻区的优化过程

3、LTE 网络优化案例分析

蜂窝系统独有的功能和关键特征是切换 , 临区漏配将使用户处于不适合的服务小区 , 不仅会影响自身的通信质量 , 导致终端掉线 , 同时也将增加整个网络的负荷 , 甚至增大对其他终端的干扰。另外，在 DT 测试中，可以进行问题定位的是接收到的 SINR 指标，然后标识出 SINR 恶化区域，同时，对恶化区域的下行 RSRP 指标情况进行排查。如果下行 RSRP 覆盖性能差，则说明覆盖有问题，是弱覆盖率现象。若出现 RSRP良好而RINR性能较差的现象，可以断定是小区间的干扰问题，需要具体分析然后加以解决。以某地市的实际优化为例，将LTE典型的优化问题及优化方法介绍如下。

1    天馈设置不合理导致的弱覆盖问题的处理

1.1由于方位角不合理导致的弱覆盖问题。

问题描述：路程过程中发现某地城区部分路段出现弱覆盖，从覆盖图2、图3（黄色区域）可以看出“储运公司F”基站距离该点1.78KM左右，勘察实际的无线环境发现，该无线环境单一，未发现严重的阻挡及多径效应情况存在。可以判断是储运公司F基站方位角设置不合理导致的弱覆盖。

图2问题路段RSRP分布图

图3问题路段SINR分布图

问题处理：由于储运公司F基站距离该问题路段最近，分析可以通过调整储运公司F基站的方位角，完成对该路段的的覆盖。将储运公司F-1小区方位角由90度改为120度。复测如下图3、图4所示，可以看出该路段越区覆盖质量有所改善。以储运公司F-1小区作为该区域覆盖的主导频，达到了优化目的。

图4优化后问题路段RSRP分布图

图5优化后问题路段SINR分布图

1.2：由于天线下倾角不合理导致的弱覆盖问题

问题描述：路测过程中发现某地城区部分路段出现弱覆盖，从覆盖图6、图7，可以看出“河南路F”基站距离该点0.7KM左右，无线环境单一，可以判断是河南路F基站下倾角设置不合理。