TD—LTE網(wǎng)絡(luò)小區(qū)重疊覆蓋優(yōu)化探討

肖垂鵬

摘要：本文主要針對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)小區(qū)重疊覆蓋的優(yōu)化展開了探討，對小區(qū)重疊覆蓋的問題作了深入的研究，提供了一系列優(yōu)化的措施，并進(jìn)行了測試的分析，以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：TD-LTE；重疊覆蓋；優(yōu)化

0引言

在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，通常把受到較多的同頻鄰區(qū)干擾影響且干擾較大的區(qū)域稱之為重疊覆蓋區(qū)域，而重疊覆蓋問題是影響網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的因素之一，特別是在小區(qū)的重疊覆蓋問題上，因此，我們需要在TD-LTE的建設(shè)和優(yōu)化階段重點(diǎn)考慮?；诖?，本文就TD-LTE網(wǎng)絡(luò)小區(qū)重疊覆蓋的優(yōu)化進(jìn)行了探討，相信對有關(guān)方面的需要能有一定的幫助。

1小區(qū)重疊覆蓋問題研究

1.1問題描述

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中，對于密集市區(qū)場景，普遍站間距小于300m，部分區(qū)域甚至小于200m，存在一個(gè)區(qū)域內(nèi)有較多小區(qū)信號同時(shí)覆蓋的現(xiàn)象。如果此類小區(qū)信號強(qiáng)度比較接近，并且數(shù)量較多，則會造成終端無主服務(wù)小區(qū)、頻繁切換等事件發(fā)生，產(chǎn)生掉話、無法上網(wǎng)的情況，影響小區(qū)性能，對用戶感知造成嚴(yán)重影響。為減少由于小區(qū)重疊覆蓋對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的負(fù)增益，小區(qū)重疊覆蓋度這個(gè)概念被行業(yè)專家和研究人員提出，所謂重疊覆蓋度，通常定義如下：UE接收到主服務(wù)小區(qū)RSRP信號強(qiáng)度大于-105dBm，即RSRP_SCELL>-105dBm：同時(shí)UE監(jiān)聽到候選集中鄰區(qū)小區(qū)RSRP_NCELLt（t=[1，2，…，h]）信號強(qiáng)度和RSRPSCELL相差6dB內(nèi)的小區(qū)總個(gè)數(shù)大于3，即滿足公式（1）：

隨著網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)規(guī)模的逐漸增加，重疊覆蓋已經(jīng)成為當(dāng)前影響網(wǎng)絡(luò)感知的一個(gè)關(guān)鍵因素。本文將通過對現(xiàn)網(wǎng)重疊覆蓋進(jìn)行分析，給出重疊覆蓋優(yōu)化建議，并對其效果進(jìn)行驗(yàn)證。

1.2現(xiàn)網(wǎng)重疊覆蓋分析

為了對現(xiàn)網(wǎng)重疊覆蓋情況進(jìn)行調(diào)研分析，選取了密集市區(qū)場景下某網(wǎng)格A作為研究對象，該網(wǎng)格面積4.45km2，包含36個(gè)室外站點(diǎn)（宏站+微蜂窩），平均站間距約298m，選取了每天的忙時(shí)（上午8--10點(diǎn)，下午3-5點(diǎn)，晚上7-9點(diǎn)）進(jìn)行DT（Diver Tesc）拉網(wǎng)測試。網(wǎng)格A概況如圖1所示（圖中紅色區(qū)域表示該網(wǎng)格區(qū)域，藍(lán)色圖標(biāo)代表基站及對應(yīng)小區(qū)）：拉網(wǎng)測試過程中基站RS功率15.2dBm，天線平均高度35m，根據(jù)TD-LTE測試規(guī)范，得到了SINR值與重疊覆蓋度關(guān)系如圖2所示

從圖2中可以看到，隨著重疊覆蓋度的增加，SINR呈現(xiàn)下降的趨勢。當(dāng)重疊覆蓋度等于3的時(shí)候，SINR等于-3.8dB，重疊覆蓋度等于4的時(shí)候，SINR等于-10.2dB，隨著重疊覆蓋度增大，SINR值下降趨勢明顯。

由圖3的測試結(jié)果可以知道，隨著重疊覆蓋的增加，吞吐量呈現(xiàn)下降的趨勢，特別是當(dāng)重疊覆蓋度大于2之后，下降趨勢非常明顯。

1.3重疊覆蓋判斷方法

由上文可知，重疊覆蓋對網(wǎng)絡(luò)的影響非常之大，本節(jié)重點(diǎn)對重疊覆蓋判斷、重疊覆蓋的計(jì)算和優(yōu)化方法進(jìn)行介紹，外場測試結(jié)果及分析將在下一節(jié)探討。

首先，UE將對應(yīng)的主服務(wù)小區(qū)信號強(qiáng)度與其監(jiān)聽到的鄰區(qū)信號強(qiáng)度相差3dB的鄰區(qū)小區(qū)定義為潛在服務(wù)小區(qū)。重疊覆蓋優(yōu)化方法具體流程如下：

（1）通過對現(xiàn)網(wǎng)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出SINK值較差范圍，即SINR≤0的區(qū)域，定義該區(qū)域中有k個(gè)SINR值差點(diǎn)SW={SW₁，SW₂，…，SW_k}，k為SINK值差點(diǎn)編號；

（2）對k個(gè)SINR值差點(diǎn)進(jìn)行分析，得到其對應(yīng)的主覆蓋小區(qū)信息SCELL_k和該點(diǎn)對應(yīng)的鄰區(qū)列表信息NCELL_k={NCELL₁，NCELL₂，…，NCELL_i}，i為該點(diǎn)可以監(jiān)聽到的所有鄰區(qū)編號；

（3）對SCELL_k和NCELL_k鄰區(qū)列表進(jìn)行分析，得到k點(diǎn)對應(yīng)的服務(wù)小區(qū)信號強(qiáng)度RSRP_SCELLK和鄰區(qū)列表中鄰區(qū)信號強(qiáng)度RSRP_NCELLK，計(jì)算符合該點(diǎn)主服務(wù)小區(qū)和各個(gè)鄰區(qū)信號強(qiáng)度關(guān)系“RSRP_NCELLK-RSRP_NCELLK=+dB”的所有值，統(tǒng)計(jì)得出覆蓋重疊集O={O₁，O_k，…，O_n}，n為重疊覆蓋個(gè)數(shù)。

對各個(gè)UE來說，存在一個(gè)重疊覆蓋閾值x，如果xn，即認(rèn)為存在重疊覆蓋對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生負(fù)增益，本文中暫定x=3。

1.4重疊覆蓋改進(jìn)方法

對于SW集合不為空的時(shí)候，同時(shí)覆蓋重疊個(gè)數(shù)n也大于閾值3的情況，即認(rèn)為該UE處于重疊覆蓋區(qū)域內(nèi)，并且存在負(fù)增益，需要對重疊集進(jìn)行優(yōu)化，具體優(yōu)化步驟如下：

（1）對于已經(jīng)確定的SINK值差點(diǎn)，重疊覆蓋原因是由于RSRP_NCELLK和RSRP_SCELLK兩者值差較小；

（2）對于RSRP_SCELLK≥-dBm，同時(shí)該點(diǎn)對應(yīng)的所有RSRP_NCELLK<-90dBm，可以通過調(diào)節(jié)鄰區(qū)工參設(shè)置及發(fā)射功率，滿足RSRP_SCELLK-RSRP_NCELLK≥6；

（3）對于RSRP^SCELLK≥-90dBm，RSRP_NCELLK存在部分大于-90dBm和部分小于90dBm的情況，建議通過增加主服務(wù)小區(qū)功率RSRP_SCELLK，使其RSRP_SCELLK-MAX（RSRP_NCELLK）≥6；

（4）如果RSRP_NCELLK-RSRP_SCELLK>6，可通過切換設(shè)置，重新定義主服務(wù)小區(qū)；

（5）如果RSRP_NCELLK-RSRP_SCELLK>6，通過對鄰區(qū)信號強(qiáng)度進(jìn)行抑制，滿RSRP_SCELLK-MAX（RSRP_NCELLK）≥6，減少重復(fù)覆蓋。

2測試分析

本節(jié)對改進(jìn)的LTE小區(qū)重疊覆蓋優(yōu)化方法的吞吐量和SINR值進(jìn)行了對比測試分析，參數(shù)設(shè)置如下：載波頻率E頻段，信道帶寬20MHz，小區(qū)平均間距300m。為了驗(yàn)證優(yōu)化效果，選取了密集市區(qū)網(wǎng)格A進(jìn)行測試，該網(wǎng)格面積4.45km2，網(wǎng)格內(nèi)室外站點(diǎn)36個(gè)（宏站+微蜂窩），100個(gè)小區(qū)，平均站高36m，平均站間距約298m，網(wǎng)格內(nèi)包含了CBD、大型綜合體、圖書館、廣場等復(fù)雜環(huán)境。

通過對主干道路和人流較大路段進(jìn)行掃頻重疊覆蓋測試，對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)優(yōu)化前重疊覆蓋度大于3的重疊覆蓋個(gè)數(shù)為2087個(gè)，優(yōu)化前測試總共掃頻點(diǎn)個(gè)數(shù)為12862個(gè)，重疊覆蓋度占比16.22%。

優(yōu)化后對比測試，總共掃頻采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)12799個(gè)，去除無效點(diǎn)2915個(gè)，優(yōu)化后重疊覆蓋度大于3的重疊覆蓋個(gè)數(shù)為1181個(gè)，重疊覆蓋度占比9 22%

改進(jìn)的方法和優(yōu)化前測試結(jié)果均是由100個(gè)小區(qū)測試的統(tǒng)計(jì)平均值得到。優(yōu)化后重疊覆蓋度大于3的比例已經(jīng)小于10%。

除了重疊覆蓋度，還對優(yōu)化前后的小區(qū)下行吞吐量進(jìn)行了測試分析，圖4為優(yōu)化前后吞吐量對比情況：

改進(jìn)的方法和優(yōu)化前測試結(jié)果均是由100個(gè)小區(qū)進(jìn)行測試的統(tǒng)計(jì)平均值得到。由圖4的對比測試結(jié)果可以知道，本文提出的小區(qū)重疊覆蓋改進(jìn)提升方法對于本身下載速率低于10Mbps的情況，下行吞吐量占比平均減少了1.9%；對于10≤x<20的情況，下行吞吐量占比提高了2.57%，這是由于速率較低的小區(qū)存在的重疊覆蓋減少，此部分小區(qū)優(yōu)化后速率有了提升，大多數(shù)達(dá)到了10Mbps以上。由于本文優(yōu)化方法暫不涉及到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整，對于部分站點(diǎn)存在的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理情況，無法實(shí)踐本文提出的改進(jìn)方法，故為后續(xù)速率質(zhì)量提升還保留了一部分空間。

3結(jié)語

綜上所述，小區(qū)重疊覆蓋對于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的影響是多方面的，最主要的是對網(wǎng)絡(luò)吞吐量的影響。而TD-LTE網(wǎng)絡(luò)重疊覆蓋排查和解決是排查網(wǎng)絡(luò)問題和提升網(wǎng)絡(luò)性能的重要內(nèi)容，也是TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化期間的重要工作。因此，我們需要采取有效的措施進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作，以減少小區(qū)覆蓋，提高網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。