FDD-LTE室分深度覆盖及4G网络优化设计探讨

2021-04-07周民

信息记录材料 2021年2期

周民

（中国铁塔股份有限公司汉中市分公司陕西汉中 723000）

1 引言

随着社会的发展，数据通信业务量迅速增长，用户需求多样化特征越来越明显，移动通信网络的发展水平已经跟不上时代的需要。传统的室外宏基站覆盖室内的方案无法满足4G通信网络深度覆盖的要求。通过LTE网络的建设，实现针对用户业务需求的精确统计，进而实现室分功能的针对性设计，优化室分覆盖，最终完成FDD-LTE室分深度覆盖并实现对4G网络的优化，具有显著的现实价值。

2 FDD-LTE 室分深度覆盖的建设方案分析

LTE网络的损耗和快衰落问题较为突出，通过室分系统的建设来优化LTE网络室分覆盖深度是一项具有可行性的技术方案。FDD-LTE室分结构如图1所示。

图1 FDD-LTE 室分结构示意图

2.1 近区室内覆盖

近区室内覆盖主要是通过基站进行覆盖，由于近区的数据获取相对较为容易实现，系统建设周期短，因而近区室内覆盖的建设和维护成本较低，适用于多层的小型建筑物内的应用。但是，基站所处的位置、基站容量以及周边建筑物等因素会对网络的覆盖效果形成较大的干扰，因此在设计阶段需要充分考虑基站密度和数据业务需求量，通过合理地布局降低附近建筑物对覆盖效果的影响[1]。

2.2 中区室内覆盖

中区室内覆盖方式与近区室内覆盖存在一定的相似性，通过采用LTE、Pico等型号的小型基站设备加上有源天线的布置在高层建筑场景中建立一体化基站产品，从而优化中区室内网络的覆盖。这种方案能够有效降低中区室内覆盖系统的建设施工难度，还可以有效控制资金投入。

2.3 远区室内覆盖

中区室内覆盖和近区室内覆盖主要是通过采用小基站实现网络盲区的覆盖与室外宏基站的覆盖，远区室内覆盖方案则具有一定的特殊性。远区室内覆盖主要以LTE室分深度覆盖的形式，加上MIMO的应用来提高系统容量，进而达到用户的数据业务需求。MIMO无线通信系统能够实现极高的频谱利用效率，通过对现有频谱资源与空间资源的充分利用，能够得到显著的可靠性和有效性增益，但是MIMO系统的建设在一定程度上使得发送端和接收端数据处理变得更加复杂。需要注意的是，远区室内覆盖既要解决信号覆盖深度的问题，也需要充分论证系统建设方案的成本因素、施工难度等，以保证方案具有充分的可行性。

3 FDD-LTE 网络的优化分析

3.1 FDD-LTE网络优化的基本思路

网络的优化第一步需要采集网络运行数据以充分获取当前网络的运行状态，以便查找网络运行中可以优化的部分；第二步，通过统计分析，进行网络运行中存在问题的筛选，找出其中的关键项目，针对关键问题制定针对性的优化方案，并细化优化措施；最后，按照既定的优化方案和工作计划进行FDD-LTE网络的优化。此外，网络优化完成后需要进行优化效果的验证，对比当前网络实际的运行效果与预期运行效果之间的差异，通过对比分析完成进一步的方案修正。FDD-LTE网络的优化工作可以按照簇优化→单站优化→网络系统优化的顺序逐级展开，具体来说，网络的优化主要通过合理配置参数、规范和改善设备安装工艺以及优化设备调试运行等工作入手，最终实现提高网络运行质量，强化网络维护可操作性的效果[2-3]。

3.2 干扰优化

干扰优化分为内部干扰与外部干扰。其中，内部干扰的优化主要是通过分析干扰指标、告警指标以及KPI等查找对室分系统造成干扰的内部因素；外部干扰的判断需要统计上行高干扰度超过门限值的变化规律，并分析上行干扰的变化和话务量之间的联系，若上行干扰的变化和话务量之间没有明显的关联性，则该干扰为外部干扰。

确定干扰类型后就能够制定针对性的优化措施，具体包括：优化室分结构，合理配置参数，同时调整室内外切换比例；优化室外宏基站的发射频率，调整宏基站频率发射的方位和倾角，提升室内无线网络的可靠性和安全性，进而达到降低外部干扰影响的目的。

3.3 覆盖优化

通过测试指标和KPI推定问题点所处的位置，然后反复测试该问题点，判断室分网络的覆盖情况。弱覆盖、覆盖空洞以及越区覆盖等是网络系统中较为常见的覆盖问题，通过增加一些室内小天线的方案能够解决大部分的室分站点覆盖问题。同时，通过采用增加小功率天线数量的方式能够有效提高覆盖效果。如果室分系统存在较大的损耗，则需要测试传输损耗，并通过调整室分系统中的功分器、天线以及耦合器等无源器件优化室内覆盖效果。

3.4 业务指标优化

LTE网络能够提供优质的数据业务。为了能够获取实时的网络运行状态，各电信运营商分别制定了关键性的KPI，这些KPI主要涉及覆盖类、移动性管理、呼叫保持类以及呼叫建立类等关键性指标。针对数据业务参数的优化，能够有效提升指标性能和业务质量。

3.5 室内外覆盖和容量

室分建设时需要进行室内外的覆盖性测试，分析对室内小区影响最小的方案。建筑物的覆盖情况可以通过软件测试得到，同时还能得到室内接收到的信号数量和强度大小，通过调整天线所处的位置、站址位置以及天线角度降低室外小区对室内站点的干扰，以此来提高室内信号的稳定性和可靠性。同时，合理规划室内外邻区，科学配置室内外网络。此外，针对日益增长的热点区域容量需求，可以通过室内网络的重新规划与硬件扩容来提升室分容量。