基于多维度优化分析FDD-LTE网络的优化设计

2018-08-07中时讯通信建设有限公司陈健红

电子世界 2018年14期

中时讯通信建设有限公司陈健红

0 引言

FDD-LTE网络具有信号强以及信号覆盖广等特点，能够满足当前的通信要求，但与此同时，这种网络也对相关技术提出了很高要求，为了充分发挥该网络的优势，需要对网络系统进行优化。由于多维度分析法能够融入各种因素，所以该方法能够为网络优化提供指导，根据评估结果来进行网络设计和优化，提升网络通信效率。

1 FDD-LTE网络应用现状和优化意义

FDD-LTE网络作为一种新的网络形式，在很多方面与传统网络产生了很大区别，这种区别使FDD-LTE网络具备更多通信优势，满足当代的通信要求，但是由于其采用新型的通信技术，导致其自身也存在一定问题，主要体现在以下方面：（1）干扰来源多。FDDLTE网络采用同频组网的模式，这种模式虽然能够提升通信效率，但是容易造成同网络中的信号互相干扰的形式，这种信号干扰极大降低了通信质量，另外FDD-LTE网络也会被其它网络干扰，故而在网络优化时，需要对干扰进行严格控制。（2）网络管理困难。在FDD-LTE网络中增加了网络接口，这就导致网络运行中需要对各种设备进行维护和管理，提升工作量并提高管理难度。（3）网络覆盖不合理。网络覆盖不合理包括网络未全面覆盖和网络覆盖发生大面积重叠两种现象，未全面覆盖导致通信质量下降甚至完全无法通信，大面积重叠则会导致建设成本增加，并增强了网络的内部干扰。

对FDD-LTE网络进行优化，能够提升网络运行的稳定性，提升通信质量，同时能够防止发生网络覆盖大面积重叠现象，减少了网路的内部干扰并降低了网络建设成本。

2 FDD-LTE网络的评估

2.1 RSRP斜率评估

RSRP时LTE网络中可以代表无线信号强度的重要参数，但是在FDD-LTE网络运行过程中，各项因素都会对RSRP产生重要影响，其中对RSRP影响最大的为站间距，所以在进行RSRP斜率评估时需要充分考虑该因素。这就要求需要对不同基站的覆盖范围有所了解，并在不同基站间进行多处测量，保证RSRP斜率评估的准确性，在评估时可以采用对RSRP斜率进行量化评估，通过对RSRP数值的大量分析后，工作人员可以对网络运行的具体状况有足够了解，并在网络出现问题是能够及时将问题解决。另外，针对大城市中FDD-LTE网络RSRP斜率的评估，可以通过线性回归拟合方程进行RSRP斜率的评估，这种方式能够直接反映网络的运行情况，同时还能够对网络中的故障进行体现，另外还能直接体现该地区的网络覆盖率，为工作人员提供指导。

2.2 站间距评估

站间距在整个网络建设中占据重要位置，合理的站间距设计能够降低网络建设成本，另外站间距将之间影响网络的覆盖情况，并对通信质量也有一定影响，所以优化前需要对站间距进行评估，其中站间距计算公式为：

其中L为站间距，S为区域总面积，n为区域内站点数，通过该公式能够确定合适的站间距，但是需要注意的是，该公式只能提供平面距离数值，在基站建设时，需要按照当地地理环境进行站间距的优化设计，另外在基站建设时，还要对该区域的未来规划有所了解，划定出相关规划区域，并对基站数目进行适当减小，在保证网络覆盖率的情况下，降低基站数目能够节约网络建设成本以及降低网络的重叠率。

2.3 重叠率评估

网络重叠率时FDD-LTE网络中的重要指标，由于高重叠率会导致网络内部干扰加重，对于高重叠率的网络来说，即使优化PCI（物理小区标识）也不能达到很好的效果，所以需要尽量降低网络重叠率。在重叠覆盖率评估过程中，主要采用样本检测方法，当该地区信号数量不小于三个时，确定该地区发生网络重复覆盖现象，为了能够量化网络重复覆盖现象，引入干扰贡献度概念，计算公式如下：

在该公式中，φi代表小区的干扰权重，Si代表不同区域面积，Mr为干扰贡献度，通过该公式可以算出该区域内覆盖重叠情况，其中干扰贡献度数值越大，越需要对该区域进行优化。通常情况下，对于所有区域来说，该指标通常是固定的，但是在城市网络建设中，该指标可以适当放大。

3 FDD-LTE网络的优化设计

3.1 物理小区标识优化

物理小区标识（PCI）优化能够提升网速，并且降低掉线现象的发生几率，所以在FDD-LTE网络建设时，需要对PCI进行设计和优化，当前的网络建设中，在网络覆盖率较低的地区通常采用点云库进行通信网络架构，由于点云库自身带有干扰调节的能力，所以广泛用于PCI中，而在PCI优化中，主要是针对点云库的优化。点云库优化主要包括以下内容：（1）点云库分布。在网络运行中，同一网络区域的点云库需要具有差异性，防止网络隐形过程中点云库间形成信号干扰。（2）导频位置设计。FDD-LTE网络中大量使用OFDM技术，在使用过程中，OFDM中的载波是相互正交的，这种技术能够降低传输信号间的干扰情况，并且能够提升通信频带的利用率，为了防止不同OFDM传输信号间发生干扰，需要使导频位置呈交错分布状态。（3）点云库种类。在点云库布置时，有时会采用两个以及多个点云库协同工作的形式，但是这些点云库工作时容易形成相互间的干扰，所以需要对点云库的种类进行区分，区分标准为3后面的余数不同[1]。（4）其余优化设计。其余优化设计主要涉及网络覆盖重叠率优化，这种方式能够取得显著效果。

3.2 无线参数优化

为了提高FDD-LTE网络的信号传输质量以及信号传输速度，需要对网络中的无线参数进行优化，网络参数优化涉及以下方面：（1）切换参数优化。在切换参数优化过程中，需要对周边的网络覆盖情况进行了解，并了解网络切换次数，通过修改参数的方式实现参数优化。例如在某区域中一企业处于网络重叠覆盖区域内，并且该企业网络切换过快，导致通信质量下降，要改变这一现状，可以通过提高“-a3-offset”、“-Hysteresis”以及“-TimeToTrigger”这三个参数的形式，提升网络切换难度并降低网络切换次数，提升网络质量。（2）PCL参数优化。PCL参数优化主要涉及编程过程中各种参数改变和优化，提升PCL的性能，实现无线参数的优化目的。（3）接入参数优化。接入参数优化能够大幅提升网络的质量，使FDD-LTE网络能够更好运行。在各项参数优化过程中，需要充分考虑该区域内的网络现状，在优化前需要进行模拟测试，保证各项参数能够满足网络的使用要求，在此基础上提升网络性能[2]。

3.3 干扰优化

FDD-LTE网络在运行过程中涉及多种干扰，这些干扰对网络的通信质量和通信效率造成了很大影响，所以需要采取相关措施实现网络的干扰优化，降低甚至消除各类干扰，干扰优化主要涉及以下方面：（1）网络内部干扰优化。网络内部干扰来源很多，其中最主要也是影响最大的为网络覆盖重叠造成的干扰，所以对网络内部干扰进行优化时，需要最大程度避免网络中出现覆盖重叠现象，要满足这一要求，首先考虑的是网络线路以及基站位置的变更，降低重叠率，但是通常情况下基站位置无法发生改变，所以主要优化措施是对网络内部的各种设备和仪器进行优化，在该过程中需要对内部的各类仪器进行监测和修复，降低内部干扰。（2）外部干扰。外部干扰相对来说较为复杂，由于外界干扰来源众多，所以在优化中首先需要采用相关设备对干扰源进行调查和检测，其次是根据干扰源的种类和来源采取相应措施降低以及消除外部干扰[3]。

3.4 重叠率优化

重叠率优化能够在很大程度上消除网络中的内部干扰，所以在网络建设以及优化过程中，重叠率优化都需要被引起足够重视，重叠率优化涉及以下方面：（1）站间距优化。在网络系统建设前需要进行基站位置设计和确定，在设计时需要充分考虑站间距对覆盖重叠率的影响，设计人员通过计算以及基站位置的合理选择将网络中的覆盖重叠率降到最低，提升网路偶读通信质量。（2）无线参数更改。网络无线参数能够对网络的通信质量造成很大影响，究其原因是导致网络发生覆盖重叠现象，所以需要按照实际情况进行无线参数的修改，降低重叠率。

3.5 容量优化

相较于传统网络，FDD-LTE由于采用PDSCH业务，导致网络管理的工作量加大，同时也提升了网络管理难度，并且FDD-LTE网络作为一个动态系统，信道业务会对网络容量造成一定程度上的影响。除此之外，资源分配情况、系统配置情况等因素都会在一定程度上影响网络容量，对通信质量造成破坏，所以需要进行网络容量优化。在进行容量优化时，需要考虑用户的活跃数量，从而对网络系统的吞吐量进行计算和分析，优化内容包括上下行时隙比例、MIMO系统、网络干扰情况以及计算调度情况进行考虑，将这些因素与其余各项要求相结合，达到容量优化的目的。