基于多維度優(yōu)化分析FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計

中時訊通信建設(shè)有限公司 陳健紅

0 引言

FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)具有信號強以及信號覆蓋廣等特點，能夠滿足當前的通信要求，但與此同時，這種網(wǎng)絡(luò)也對相關(guān)技術(shù)提出了很高要求，為了充分發(fā)揮該網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，需要對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行優(yōu)化。由于多維度分析法能夠融入各種因素，所以該方法能夠為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供指導，根據(jù)評估結(jié)果來進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和優(yōu)化，提升網(wǎng)絡(luò)通信效率。

1 FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀和優(yōu)化意義

FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)作為一種新的網(wǎng)絡(luò)形式，在很多方面與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了很大區(qū)別，這種區(qū)別使FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)具備更多通信優(yōu)勢，滿足當代的通信要求，但是由于其采用新型的通信技術(shù)，導致其自身也存在一定問題，主要體現(xiàn)在以下方面：（1）干擾來源多。FDDLTE網(wǎng)絡(luò)采用同頻組網(wǎng)的模式，這種模式雖然能夠提升通信效率，但是容易造成同網(wǎng)絡(luò)中的信號互相干擾的形式，這種信號干擾極大降低了通信質(zhì)量，另外FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)也會被其它網(wǎng)絡(luò)干擾，故而在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時，需要對干擾進行嚴格控制。（2）網(wǎng)絡(luò)管理困難。在FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)中增加了網(wǎng)絡(luò)接口，這就導致網(wǎng)絡(luò)運行中需要對各種設(shè)備進行維護和管理，提升工作量并提高管理難度。（3）網(wǎng)絡(luò)覆蓋不合理。網(wǎng)絡(luò)覆蓋不合理包括網(wǎng)絡(luò)未全面覆蓋和網(wǎng)絡(luò)覆蓋發(fā)生大面積重疊兩種現(xiàn)象，未全面覆蓋導致通信質(zhì)量下降甚至完全無法通信，大面積重疊則會導致建設(shè)成本增加，并增強了網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部干擾。

對FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化，能夠提升網(wǎng)絡(luò)運行的穩(wěn)定性，提升通信質(zhì)量，同時能夠防止發(fā)生網(wǎng)絡(luò)覆蓋大面積重疊現(xiàn)象，減少了網(wǎng)路的內(nèi)部干擾并降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

2 FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)的評估

2.1 RSRP斜率評估

RSRP時LTE網(wǎng)絡(luò)中可以代表無線信號強度的重要參數(shù)，但是在FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)運行過程中，各項因素都會對RSRP產(chǎn)生重要影響，其中對RSRP影響最大的為站間距，所以在進行RSRP斜率評估時需要充分考慮該因素。這就要求需要對不同基站的覆蓋范圍有所了解，并在不同基站間進行多處測量，保證RSRP斜率評估的準確性，在評估時可以采用對RSRP斜率進行量化評估，通過對RSRP數(shù)值的大量分析后，工作人員可以對網(wǎng)絡(luò)運行的具體狀況有足夠了解，并在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題是能夠及時將問題解決。另外，針對大城市中FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)RSRP斜率的評估，可以通過線性回歸擬合方程進行RSRP斜率的評估，這種方式能夠直接反映網(wǎng)絡(luò)的運行情況，同時還能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中的故障進行體現(xiàn)，另外還能直接體現(xiàn)該地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，為工作人員提供指導。

2.2 站間距評估

站間距在整個網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中占據(jù)重要位置，合理的站間距設(shè)計能夠降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，另外站間距將之間影響網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況，并對通信質(zhì)量也有一定影響，所以優(yōu)化前需要對站間距進行評估，其中站間距計算公式為：

其中L為站間距，S為區(qū)域總面積，n為區(qū)域內(nèi)站點數(shù)，通過該公式能夠確定合適的站間距，但是需要注意的是，該公式只能提供平面距離數(shù)值，在基站建設(shè)時，需要按照當?shù)氐乩憝h(huán)境進行站間距的優(yōu)化設(shè)計，另外在基站建設(shè)時，還要對該區(qū)域的未來規(guī)劃有所了解，劃定出相關(guān)規(guī)劃區(qū)域，并對基站數(shù)目進行適當減小，在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的情況下，降低基站數(shù)目能夠節(jié)約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本以及降低網(wǎng)絡(luò)的重疊率。

2.3 重疊率評估

網(wǎng)絡(luò)重疊率時FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)中的重要指標，由于高重疊率會導致網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部干擾加重，對于高重疊率的網(wǎng)絡(luò)來說，即使優(yōu)化PCI（物理小區(qū)標識）也不能達到很好的效果，所以需要盡量降低網(wǎng)絡(luò)重疊率。在重疊覆蓋率評估過程中，主要采用樣本檢測方法，當該地區(qū)信號數(shù)量不小于三個時，確定該地區(qū)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)重復覆蓋現(xiàn)象，為了能夠量化網(wǎng)絡(luò)重復覆蓋現(xiàn)象，引入干擾貢獻度概念，計算公式如下：

在該公式中，φi代表小區(qū)的干擾權(quán)重，Si代表不同區(qū)域面積，Mr為干擾貢獻度，通過該公式可以算出該區(qū)域內(nèi)覆蓋重疊情況，其中干擾貢獻度數(shù)值越大，越需要對該區(qū)域進行優(yōu)化。通常情況下，對于所有區(qū)域來說，該指標通常是固定的，但是在城市網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，該指標可以適當放大。

3 FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計

3.1 物理小區(qū)標識優(yōu)化

物理小區(qū)標識（PCI）優(yōu)化能夠提升網(wǎng)速，并且降低掉線現(xiàn)象的發(fā)生幾率，所以在FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時，需要對PCI進行設(shè)計和優(yōu)化，當前的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋率較低的地區(qū)通常采用點云庫進行通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，由于點云庫自身帶有干擾調(diào)節(jié)的能力，所以廣泛用于PCI中，而在PCI優(yōu)化中，主要是針對點云庫的優(yōu)化。點云庫優(yōu)化主要包括以下內(nèi)容：（1）點云庫分布。在網(wǎng)絡(luò)運行中，同一網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的點云庫需要具有差異性，防止網(wǎng)絡(luò)隱形過程中點云庫間形成信號干擾。（2）導頻位置設(shè)計。FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)中大量使用OFDM技術(shù)，在使用過程中，OFDM中的載波是相互正交的，這種技術(shù)能夠降低傳輸信號間的干擾情況，并且能夠提升通信頻帶的利用率，為了防止不同OFDM傳輸信號間發(fā)生干擾，需要使導頻位置呈交錯分布狀態(tài)。（3）點云庫種類。在點云庫布置時，有時會采用兩個以及多個點云庫協(xié)同工作的形式，但是這些點云庫工作時容易形成相互間的干擾，所以需要對點云庫的種類進行區(qū)分，區(qū)分標準為3后面的余數(shù)不同[1]。（4）其余優(yōu)化設(shè)計。其余優(yōu)化設(shè)計主要涉及網(wǎng)絡(luò)覆蓋重疊率優(yōu)化，這種方式能夠取得顯著效果。

3.2 無線參數(shù)優(yōu)化

為了提高FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)的信號傳輸質(zhì)量以及信號傳輸速度，需要對網(wǎng)絡(luò)中的無線參數(shù)進行優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)優(yōu)化涉及以下方面：（1）切換參數(shù)優(yōu)化。在切換參數(shù)優(yōu)化過程中，需要對周邊的網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況進行了解，并了解網(wǎng)絡(luò)切換次數(shù)，通過修改參數(shù)的方式實現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化。例如在某區(qū)域中一企業(yè)處于網(wǎng)絡(luò)重疊覆蓋區(qū)域內(nèi)，并且該企業(yè)網(wǎng)絡(luò)切換過快，導致通信質(zhì)量下降，要改變這一現(xiàn)狀，可以通過提高“-a3-offset”、“-Hysteresis”以及“-TimeToTrigger”這三個參數(shù)的形式，提升網(wǎng)絡(luò)切換難度并降低網(wǎng)絡(luò)切換次數(shù)，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。（2）PCL參數(shù)優(yōu)化。PCL參數(shù)優(yōu)化主要涉及編程過程中各種參數(shù)改變和優(yōu)化，提升PCL的性能，實現(xiàn)無線參數(shù)的優(yōu)化目的。（3）接入?yún)?shù)優(yōu)化。接入?yún)?shù)優(yōu)化能夠大幅提升網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，使FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)能夠更好運行。在各項參數(shù)優(yōu)化過程中，需要充分考慮該區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，在優(yōu)化前需要進行模擬測試，保證各項參數(shù)能夠滿足網(wǎng)絡(luò)的使用要求，在此基礎(chǔ)上提升網(wǎng)絡(luò)性能[2]。

3.3 干擾優(yōu)化

FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)在運行過程中涉及多種干擾，這些干擾對網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量和通信效率造成了很大影響，所以需要采取相關(guān)措施實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的干擾優(yōu)化，降低甚至消除各類干擾，干擾優(yōu)化主要涉及以下方面：（1）網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部干擾優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部干擾來源很多，其中最主要也是影響最大的為網(wǎng)絡(luò)覆蓋重疊造成的干擾，所以對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部干擾進行優(yōu)化時，需要最大程度避免網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)覆蓋重疊現(xiàn)象，要滿足這一要求，首先考慮的是網(wǎng)絡(luò)線路以及基站位置的變更，降低重疊率，但是通常情況下基站位置無法發(fā)生改變，所以主要優(yōu)化措施是對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的各種設(shè)備和儀器進行優(yōu)化，在該過程中需要對內(nèi)部的各類儀器進行監(jiān)測和修復，降低內(nèi)部干擾。（2）外部干擾。外部干擾相對來說較為復雜，由于外界干擾來源眾多，所以在優(yōu)化中首先需要采用相關(guān)設(shè)備對干擾源進行調(diào)查和檢測，其次是根據(jù)干擾源的種類和來源采取相應(yīng)措施降低以及消除外部干擾[3]。

3.4 重疊率優(yōu)化

重疊率優(yōu)化能夠在很大程度上消除網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)部干擾，所以在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及優(yōu)化過程中，重疊率優(yōu)化都需要被引起足夠重視，重疊率優(yōu)化涉及以下方面：（1）站間距優(yōu)化。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)前需要進行基站位置設(shè)計和確定，在設(shè)計時需要充分考慮站間距對覆蓋重疊率的影響，設(shè)計人員通過計算以及基站位置的合理選擇將網(wǎng)絡(luò)中的覆蓋重疊率降到最低，提升網(wǎng)路偶讀通信質(zhì)量。（2）無線參數(shù)更改。網(wǎng)絡(luò)無線參數(shù)能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量造成很大影響，究其原因是導致網(wǎng)絡(luò)發(fā)生覆蓋重疊現(xiàn)象，所以需要按照實際情況進行無線參數(shù)的修改，降低重疊率。

3.5 容量優(yōu)化

相較于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)DD-LTE由于采用PDSCH業(yè)務(wù)，導致網(wǎng)絡(luò)管理的工作量加大，同時也提升了網(wǎng)絡(luò)管理難度，并且FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)作為一個動態(tài)系統(tǒng)，信道業(yè)務(wù)會對網(wǎng)絡(luò)容量造成一定程度上的影響。除此之外，資源分配情況、系統(tǒng)配置情況等因素都會在一定程度上影響網(wǎng)絡(luò)容量，對通信質(zhì)量造成破壞，所以需要進行網(wǎng)絡(luò)容量優(yōu)化。在進行容量優(yōu)化時，需要考慮用戶的活躍數(shù)量，從而對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的吞吐量進行計算和分析，優(yōu)化內(nèi)容包括上下行時隙比例、MIMO系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)干擾情況以及計算調(diào)度情況進行考慮，將這些因素與其余各項要求相結(jié)合，達到容量優(yōu)化的目的。

4 結(jié)論

綜上所述，F(xiàn)DD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于其自身優(yōu)勢，目前已經(jīng)開始被大量建設(shè)，但是網(wǎng)絡(luò)運行中存在一些問題，需要通過多維度評估后對這些問題進行解決，評估主要涉及站間距評估、RSRP斜率評估以及重疊率評估三個方面。優(yōu)化過程則主要包括站間距優(yōu)化、無線參數(shù)優(yōu)化以及干擾優(yōu)化等方面，從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更好運行。