LTE网络性能受网络结构的影响和规划优化

2017-12-25张思维

网络安全技术与应用 2017年12期

关键词：邻区电平网络结构

◆张思维

(广东省电信规划设计院有限公司广东 510630)

LTE网络性能受网络结构的影响和规划优化

◆张思维

(广东省电信规划设计院有限公司广东 510630)

随着科学技术的不断发展和进步，LTE网络已经被广泛的运用于社会生活的方方面面，对人们的生产生活产生了重要的影响。网络结构决定网络性能，对网络性能的好坏起着至关重要的作用，因此必须要加大网络结构优化力度，从而使LTE网络性能得到大幅度的提升。对此，本文在分析实测网络数据的基础之上重点探讨了LTE网络结构对于LTE网络性能的主要影响及LTE网络结构的具体规划和优化应用。

网络结构；LTE网络性能

0 前言

伴随着4G网络时代的到来，各大移动网络运营商都在大力建设和完善4G网络结构。其中，LTE作为一种邻区同频干扰系统，其网络结构会对LTE网络性能产生巨大的影响，若是不能够对网络结构进行合理规划，则会大大降低LTE网络性能，进而使整个网络空间部署不合理，因此必须要重视网络结构的规划优化。

1 LTE网络性能的主要影响指标分析

优质的 LTE网络性能和用户感知是以超速的网络数据业务体验为前提的，在优化LTE网络时需要以小区吞吐量作为其优化目标，而要想达到这一目标，与网络覆盖(RSRP)和干扰(SINR)水平是分不开的[1]。本文主要以联通LTE现网路测数据为参照，具体分析对小区吞吐率起最大影响的指标，从而对LTE网络进行更加全面的规划优化。

从图1可以看出，LTE网络小区吞吐率与SINR之间呈强相关关系，即纵使SINR提高幅度较小，也会使网络小区的吞吐率得到大大提升；从图2可以看出，RSRP越强并不代表SINR越高。相关网络测试结果显示，RSRP在-70dBm上下时，会出现很多SINR数值在10dB以内的路测采样点，这主要是由于邻区具有较强的RSRP对网络小区造成了较强的同频干扰，从而使较好的RSRP却产生较低的SINR，这也在某种程度上对CQI和MCS的调度等级产生了一定的影响，降低了网络小区吞吐量。

根据以上分析可以得出以下结论：LTE小区容量和用户感知只有在覆盖水平，即RSRP相对稳定时，才与SINR有直接联系。当SINR定时，网络小区吞吐率和RSRP呈弱相关关系。因此，在对LTE网络进行规划优化时，不能盲目追求过高的覆盖水平，必须要重视邻区同频干扰，从而形成较好的SINR，最终提高LTE网络性能。

2 LTE网络性能受重叠覆盖的影响因素分析

在组网技术上，LTE网络和2G/3G网络有着明显的区别，主要表现在：2G网络是异频组网，可以利用频率规划来对干扰进行规避；支持软切换是3G网络组网技术上的优势，但其对重叠区域有着特殊的要求；但LTE的组网方式恰与2G网络相反，它是通过同频来进行组网，同时也没有软切换增益，在邻区同频干扰的情况中LTE网络十分具有代表性[2]，其需要有较好的网络结构来支撑，因此在确保覆盖需求得到充分满足的前提下，应在最大程度上降低重叠覆盖率，避免出现过覆盖的现象。

为了更精确的分析LTE网络性能受重叠覆盖的影响程度，本文使用现网测试，对LTE网络性能与重叠覆盖的关联性、LTE服务小区与邻区RSRP差值等进行了定量分析，表1、表2是详细的测试结果。

表1 服务小区与邻区不同电平差对SINR和吞吐量的影响

表2 不同干扰邻区数对LET服务小区吞吐量的影响

通过表1、表2的测试结果可以看出，越大的邻区电平干扰差值，就会带来越多的干扰邻区数，同时对服务小区SINR和吞吐量造成的影响也越严重。如图1所示，假设邻区与服务小区有着相同的RSRP，相比12dB时，其SINR大约降低了31%[3]；SINR和速率下降的趋势随着干扰电平差的增加而有所减缓，当主服务小区大于邻区9dB以上时，就基本不会产生影响了。所以，重叠覆盖电平差的衡量标准可选择干扰电平差在6dB。从以上分析可得出以下结论：若重叠小区数目至少有3个且电平差在6dB以内时，LTE网络性能受重叠覆盖的影响最大，此时需要对其进行严格控制。结合上述结论，可把重叠覆盖在网络优化中的相关指标定义为下式：

其中，ρ为重叠覆盖率，N、n分别代表总的采样点和重叠覆盖度大于等于3的采样点。

3 定量分析LTE网络性能受结构参数的影响程度

众所周知，网络结构的基础框架是由站高与站距共同建构的，而且基础框架一旦成型，若想再对其进行调整便比较难。相比于2G或3G网络，LTE网络的覆盖质量和业务性能更容易受到高站、近站等结构问题的影响。如果将原先的2G或3G网络站址资源直接用于4G站点的升级建设，那么可能会存在这样的问题：站间距过小，导致重叠覆盖严重；站点过高，会带来明显的过覆盖或孤岛效应。

3.1 绝对高站对LTE网络性能的影响分析

本文在基于空载及加载30%两个场景的基础上，对关闭高站前后目标覆盖区域 LTE网络的覆盖质量与业务性能的变化情况进行了对比分析。从表3的数据显示，在场景为空载的前提下，将目标绝对高站关闭后，平均RSRP大约降低了1.5dB，但是平均SINR和速率却有所提升；而且在加载30%的场景下，将目标绝对高站关闭后，这种提升的效果更加明显，但服务小区每时隙调度的PRB数目在闭站前后并未发生较大的变化[4]。因此，绝对高站会造成LTE网络的平均SINR和速率出现明显的降低，应尽量避免其出现在LTE的网络规划与优化中。

表3 绝对高站开启前后对LTE网络性能的影响

3.2 超近站对LTE网络性能的影响分析

为了将超近站对LTE网络性能的影响进行定量分析，本文假设站点A（目标基站）和站点B之间有105m的站间距，将站点B关闭前后，对站点A附近区域RSRP、SINR和吞吐量的变化情况进行了对比分析。分析结果表明：A站点附近的平均RSRP覆盖水平随着B站点的关闭而出现了明显的下降，就占比而言，大于20 dB的SINR及速率大于15Mbi/s的PDCP分别提升了15%和14%，所以，超近站会对LTE网络的SINR和速率造成很大的影响，如果网络的拓扑结构较为密集，则相邻站点间会产生很明显的重叠覆盖，且后续优化提升的空间有限。

4 LTE网络结构的规划优化

4.1 网络规划

对LTE网络结构进行规划时需要充分考虑基站密度、站高等因素，使网络结构参数较为科学合理，相关具体参数建议如下：（1）基站密度：密度较大的城区应高于 150米，普通城区应高于200米；（2）站高：天线挂高应小于50米，其相对高度应小于30米；（3）方向角：同站多扇区方向角最少应为90度。

除此之外，还应该以3G网络结构参数等相关网络指标来制定相关方法，以此来判别LTE和3G共站建设是否具有合理性[5]。同时，也要尽可能的避免使用可能会造成重复覆盖现象出现的相关站址资源，从而提升LTE网络结构的科学性和合理性。

4.2 网络优化

在进行LTE网络结构优化时，需要将提高用户数据业务感知速率作为其最主要目的，既要保证网络覆盖水平，又要加大对邻区同频干扰控制力度，从而确保LTE网络质量。若邻区同频干扰较为严重，则可以优化各种网络参数和RF参数以有效避免网络的重叠覆盖，具体优化建议如图3所示。需要注意的是，若是遇到由高站等因素而造成优化难度增大，则可以将天线挂高降低或者将下倾电调天线进行更换，以此来实现LTE网络结构优化。