LTE多頻組網協同優化分析與研究

周普成（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

隨著移動通信網絡的迅猛發展，當今社會已經步入大數據、云計算等高度信息化的時代。移動網絡發展隨之帶動的各類信息化產業日趨豐富，移動通信用戶對網絡的服務質量要求越來越高。對于通信網絡運營商而言，需要全面提升移動網絡承載信息的能力、效率和質量。

分析現網的各類網絡性能指標，其中端到端指標可直接反映現網用戶真實的使用情況，能直觀反饋網絡各節點的問題。所以，做好端到端的優化指標，更有利于通信市場的可持續發展，提升網絡競爭力。

提升網絡的核心競爭力，必須提升客戶對網絡的感知。無線網絡覆蓋的優劣，在用戶層面可直接反映在信號是否滿格、使用手機流量是否穩定和流暢兩個方面。信號滿格是指手機終端接收網絡移動信號強度的大小，但是僅憑信號強度滿足要求，并不能確定網絡性能一定達標。合理科學評估網絡質量，還需要對網絡覆蓋的各類性能指標進行細致、準確的分析和判斷。目前，現網的LTE 800M網絡較LTE 1.8G/2.1G網絡覆蓋更廣，但存在網絡容量不足的缺陷。在網絡帶寬方面，使用LTE 800M網絡僅能達到深度覆蓋最基礎的指標要求。面對這一系列網絡問題，必須找到針對性的解決方案。例如，可以在現網的CQI高階占比指標上做一定優化，CQI高階占比越高，說明網絡覆蓋質量越優，用戶使用網絡的感知體驗越好。對于現網1.8G小區，在原有網絡帶寬的基礎上提升30%，即在原有的15M帶寬基礎上臨時增加5M帶寬，可以獲得更高的網絡容量，從路測數據上可直觀反映上下行速率的顯著提升。同時，通過異頻切換門限控制，選擇現網不同覆蓋場景的使用頻段，保證所覆蓋的小區占用最優頻段，可達到優化網絡資源利用率的效果，也可提升現網用戶使用網絡的體驗。

1 多頻網絡優化分類

1.1 帶寬資源

以典型的春節用戶業務變化情況為例。對于春節期間人口流入地區，移動用戶的大幅度增長導致網絡負荷突發性增加，現網的15M帶寬已經不能完全滿足春節預估用戶容量的需求。現網1.8G小區與其移動聯通存在5M帶寬保護帶可以被臨時利用，作為在春節期間應對網絡流量突發性增長的臨時保障帶寬，用來提升現網網絡容量，改善4G用戶的上網體驗。春節結束后，及時將臨時占用的5M帶寬回退，保障網絡帶寬的合理性。

1.2 功率資源

由于現網網絡中，部分LTE 800M小區存在功率余量，可以對現網空余功率資源進行合理優化利用。例如：通過對現網部分LTE 800M小區做PA/PB性能參數調整來提升小區下行信道的功率，有效提升小區用戶的上網速率，從而獲得更好的網絡使用體驗。

1.3 多頻協同

現網LTE 800M網絡的用戶量大幅度增長，導致現網出現大批量的LTE 800M高負荷站點，用戶對網絡的感知較差，急需通過網絡優化手段解決此類問題。通過對現網網絡相關指標進行分析得知，目前現網的LTE 1.8G/2.1G向LTE 800M的切換滿足條件為1.8G/2.1G＜-109 dBm且800M＞-105 dBm，而該門限無法駐留RSRP在-109 dBm至-114 dBm之間的用戶[1]。為了減少800M小區的網絡負荷，使得移動用戶較多的駐留在現網1.8G/2.1G小區，可通過調整1.8G/2.1G向800M的切換門限值來實現。

2 多頻優化原理

2.1 合理使用帶寬資源保護間隔

最初分配給電信運營商FDD 1.8 GHz網絡為15M的帶寬，頻譜帶寬資源有限。電信與移動和聯通運營商之間均有較大的頻點帶寬保護間隔，對于迫切需要提升用戶感知的特殊時期，可被作為臨時增加網絡容量的手段加以合理使用。調整后雖然下行與移動和聯通有1M帶寬交疊，但對網絡的影響較小。

2.2 LTE 800M小區的CQI提升原理

2.2.1 CQI

CQI（Channel Quality Indicator）即信道質量指示，是無線信道的通信質量測量標準。CQI能夠代表一個給定信道的信道測量標準，而信道質量是根據相應載波的下行參考信號測量得到額。通常，一個高值的CQI表示一個信道有好的質量；反之，亦然。LTE的下行物理共享信道（PDSCH）支持QPSK、16QAM和64QAM共3種編碼方式[2]，依次需要的信道條件也不相同。編碼方式越高，依賴的信道條件需要越好。CQI≥10是采用64QAM調制的必要條件，CQI≥7是采用16QAM調制的必要條件。采用高階調制方式，在同等條件下能獲得更高的下載速率。目前，很多地區的電信運營商采用CQI≥7的比例來衡量網絡覆蓋水平。

高階編碼方式的使用提高了空口的編碼方式和效率，能大幅提高下行數據速率，顯著提升用戶的感知度。隨著LTE網絡覆蓋的不斷完善，CQI指標逐漸成為無線專業優化的重中之重。

2.2.2 Pa/Pb原理

如圖1所示，在下行功率計算中，經常使用Pa、Pb參數來定義A類、B類符號的功率增益。當業務信道的功率增益增加，CQI性能指標隨之改善。Pb設置越大，說明分配給B類符號的功率越大，主要是增加RS下行參考功率，提升深度覆蓋指標。PA是指非RS列的PDSCH功率，PA越小，表示A類PDSCH業務信號功率越低，容易產生無線側誤碼。RB在調度此類資源時，容易造成下行傳輸速率降低、誤碼升高、掉線等問題。所以，廠家一般要求PA/PB設置相同，確保RS下行參考功率與業務信道功率保持一致，可反映無線網絡的實際覆蓋情況。

（1）Pa/Pb參數

無線網絡中，Pb取值越大，ReferenceSignalPwr在原來的基礎上抬升越高，越能獲得更好的信道估計性能，增強PDSCH的解調性能，但是減少了PDSCH（Type B）的發射功率。

（2）Pa對無線網絡的影響

RS功率一定時，增大該參數，增加了小區基站業務信道的發射功率，提高了小區所有用戶的MCS和小區吞吐率，但可能造成功率受限，網管會提示網絡參數配置有誤，超過了門限值；反之，降低小區基站業務信道的發射功率和MCS，則會造成小區吞吐率的下降。如果將Pa設置過大，可能會導致實際發射功率逼近RRU的額定功率。這種情況下不得不降低原定的RS信號功率設置，有可能影響覆蓋率。所以，僅針對功放有余量的小區可改變Pa指標，提升該小區的CQI優良比。

2.3 控制800M小區用戶數的參數注釋

控制800M小區的用戶數主要是引用了切換事件中的A5-1事件。在1.8G/2.1G向800M小區異頻打開測量門限不變的情況下，調整A5-1門限值，減少到800M小區的切換。A5-1的意義是服務小區質量低于門限值A5-1，通過調整該參數來達到控制2.1G/1.8G小區與800M小區間的切換，讓用戶更多駐留在容量相對充足的1.8G/2.1G小區，同時減小800M小區的網絡負荷。

LTE切換涉及的事件定義，如圖2所示。

圖1 Pa/Pb的定義示意圖

圖2 LTE切換涉及的事件定義

3 優化效果評估

3.1 LTE 1.8G網絡小區帶寬擴容方案效果評估

基于春節業務量變化的場景，提出擴容方案。市區的用戶數下降，主要用戶轉移到農村區域，但農村區域站點較少，無法及時進行大批量新建基站或擴小區的操作[2]。經過方案研究對比得出結論，通過臨時提升小區的帶寬來提升小區的容量和用戶感知是較為快捷和高效的方法。由于現網存在RRU不支持20M帶寬的情況[3]，只能將不支持20M帶寬的RRU集中在幾個區域。同時，在做擴容時將15M與20M的邊界做特殊門限修改。經過前期多次驗證和指標跟蹤，最終確認邊界小區異頻切換事件為A2+A3，門限值A2為-95 dBm、A3為鄰接小區大于服務小區3 dBm。此項優化工作在春節前完成，經測試網絡指標良好，前臺測試速率提升顯著。

主要修改參數，如表1所示。

操作前后，通過對重要后臺的指標對比可知：相對于擴容前，CQI≥7的占比由92.5%提升至94.6%，全網的下行PRB利用率由5.5%下降至4.1%。

表1 主要修改參數

表2 重要前臺路測指標對比

重要前臺路測指標對比（選取部分區域A/B）顯示，SINR和下載速率提升較為明顯，如表2所示。

A區和B區修改前后下行平均速率，如圖3所示。

擴容前后，從前臺和后臺指標上進行對比分析，后臺指標CQI≥7和PRB提升較為明顯；擴容后路測的業務速率提升較為明顯。綜合前后臺指標看，較好地提升了小區的用戶容量和速率，保證了春節期間用戶的上網體驗。

春節保障結束后，由于20M帶寬為非標帶寬，同時與聯通和移動下行均有1M帶寬交疊會產生一定的干擾[4]，所以需及時將現網帶寬回退，保障現網帶寬的合理性。

3.2 LTE 800M網絡小區的CQI優化方案及效果評估

核查800M小區功率發現，現網的功率余量剩余較多。為了避免資源浪費和對現網有限資源的合理利用，分析現網的800M小區功率余量，根據相應的配比計算，保留現網可以提升至10M的功率余量，再調整現網的PA/PB參數，提升下行功率信道，提升800M小區的CQI指標。

根據RRU的功率調整小區的PA/PB依據，如表3和表4所示。

表3 RRU功率60 W、帶寬10 MHz時

操作參數，如表5所示。

圖3 A區和B區修改前后下行平均速率

對比于參數修改前，LTE 800M網絡小區的CQI≥7占比提升3.2%。

在800M小區參考信號功率不變的情況下，對于存在功率余量的小區進行資源的合理挖掘利用，通過增加小區下行信道的功率獲得了更高的下行增益，提升了下行速率，使用戶獲得了更好的上網體驗。

3.3 控制LTE 800M網絡小區用戶數的參數效果評估

以春節場景為例。春節期間為了獲得更好的上網體驗，調整現網2.1G/1.8G小區至800M小區的切換門限，讓用戶更多駐留在帶寬較大的2.1G/1.8G小區上。經過對農村區域的驗證和實踐，2.1G/1.8G小區在-114 dBm時仍然有較好的上網體驗，但是800M小區只有接收電平在-105以上且用戶較少的情況下才會有較好的上網體驗。基于此類網絡現狀，決定對現網2.1G/1.8G小區至800M小區的切換門限做優化調整，操作參數如表6所示。

對比于參數修改前，參數修改后的LTE 800M小區的RRC連接建立最大用戶數下降了20%左右。

通過優化1.8G/2.1G至800M的切換門限指標，有效降低了現網800M小區的用戶數和PRB利用率，減少了部分1.8G邊緣用戶切換至800M小區的現象。雖然1.8G小區信號略低于800M小區，但由于1.8G小區帶寬是800M小區的近3倍，所以整體的覆蓋效果優于800M小區，特別是對邊緣用戶的上網體驗有較為顯著的改善。

4 結 論

LTE網絡的多頻組網優化是為了達到較好的網絡多頻協同目的，不同場景使用最優的網絡配置參數控制各個頻段的在網用戶數，在有限的現網資源里最大化發揮LTE 800M/1.8G/2.1G等各頻段的自身優勢，充分發掘網絡資源，在提升網絡資源利用率的同時相應改善用戶感知，最終達到提高流量經營和發展用戶的目的。

表4 RRU功率80 W、帶寬10 MHz時

表5 操作參數

表6 操作參數