LTE天線權(quán)值優(yōu)化研究與應(yīng)用

劉宣旺

（中國移動通信集團(tuán)山西有限公司大同分公司，大同 037006）

1 引言

當(dāng)前LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，部分區(qū)域仍存在弱覆蓋問題，通過大量的數(shù)據(jù)采集分析，我們可以優(yōu)化天線權(quán)值，靈活改變不同場景下天線波束賦形，增強(qiáng)主瓣覆蓋強(qiáng)度，達(dá)到提升覆蓋的目的。但通過對LTE現(xiàn)網(wǎng)天線權(quán)值參數(shù)設(shè)置情況研究分析，目前權(quán)值參數(shù)設(shè)置主要存在四個問題：

（1）權(quán)值參數(shù)設(shè)置不一，現(xiàn)網(wǎng)權(quán)值參數(shù)繁雜且質(zhì)量參差不齊，增大日常管理和優(yōu)化難度。

（2）現(xiàn)網(wǎng)部分小區(qū)權(quán)值設(shè)置使用主設(shè)備廠家開網(wǎng)時候的默認(rèn)權(quán)值，與小區(qū)實際場景不匹配，嚴(yán)重影響小區(qū)有效覆蓋，導(dǎo)致業(yè)務(wù)量下降及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)差。

（3）部分小區(qū)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，水平增益左（或右）偏嚴(yán)重、天線軸向（正對）方向凹陷。這類參數(shù)設(shè)置容易導(dǎo)致過覆蓋、覆蓋盲區(qū)、干擾過大問題出現(xiàn)，影響覆蓋率、駐留比、上網(wǎng)速率等指標(biāo)。

（4）廣播功率存在較大提升空間，現(xiàn)網(wǎng)使用有損權(quán)值因不支持無損權(quán)值設(shè)置，導(dǎo)致基站功率浪費(fèi)，覆蓋仍有提升空間。

因此亟需對LTE網(wǎng)絡(luò)天線權(quán)值統(tǒng)一進(jìn)行分析研究，基于實際場景針對性優(yōu)化設(shè)置，發(fā)揮天線權(quán)值對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提升的價值。

2 技術(shù)原理

2.1 天線權(quán)值概念

是指天線各端口上施加特定激勵信號后的量化表達(dá)形式，施加特定激勵信號的目的是為了得到特定的覆蓋效果。通過配置不同天線權(quán)值可以改變廣播波束的寬度，從而滿足不同小區(qū)的覆蓋需要。

2.2 天線權(quán)值的表示

主要表達(dá)方式是天線各個端口的幅度和相位。幅度用歸一化的電壓值Ui或電流值Ii表示（也可以用歸一化功率表示，功率表示與電壓電流表示方式的關(guān)系為平方、開方），相位用角度表示。

3 天線權(quán)值優(yōu)化策略

此次針對某市縣城MR覆蓋不足的問題，采用權(quán)值優(yōu)化策略進(jìn)行提升，縣城LTE網(wǎng)絡(luò)均為F頻段基站，通過對縣城區(qū)域的小區(qū)級覆蓋綜合分析，影響縣城MR覆蓋率的主要原因是城中村、低層居民小區(qū)、老舊城區(qū)深度覆蓋不足。通過核查，縣城區(qū)域小區(qū)方位角打向基本正確，為進(jìn)一步提升縣城區(qū)域覆蓋率，需要發(fā)掘天線天線權(quán)值優(yōu)化潛力。

智能天線可以通過陣元信號的加權(quán)幅度和相位來改變陣列的方向圖形，根據(jù)幅度權(quán)值的不同可分為有損和無損兩種模式，其中有損模式的天線端口的幅度權(quán)重有小于1的賦型權(quán)重，而無損模式的天線端口的幅度權(quán)重都是1。當(dāng)前現(xiàn)網(wǎng)LTE各現(xiàn)場主要使用有損模式的65度天線權(quán)值，即功率回退2dB左右（10*log10[（1^2+1^2+0.7^2+0.2^2）/4]=1.99dB）。 這 樣， 在 CRS Boost后功率只能設(shè)置為12+3-2=13dBm，若用8*10RRH，則功率設(shè)置為16，因此有損模式時的CRS會比無損模式時低2dB。所以此次優(yōu)化配置為無損模式。具體F頻段（Band39）無損權(quán)值配置的MOD ELNO內(nèi)容為CMCC_F_fullpower。

4 應(yīng)用情況

4.1 實施過程

先采用試點(diǎn)的方式完成某縣城區(qū)MR覆蓋率≤95%的小區(qū)天線權(quán)值修改，共優(yōu)化45個小區(qū)，MR覆蓋率由91.19%提升至94.24%，采樣點(diǎn)增幅13.3%。

擴(kuò)大試點(diǎn)規(guī)模，完成兩個縣城MR覆蓋率≤95%的小區(qū)天線權(quán)值修改共69個小區(qū)；MR覆蓋率由93.34%提升至94.85%，采樣點(diǎn)增幅15.2%。

完成剩余全部縣城的劣化小區(qū)天線權(quán)值修改工作，共計135個小區(qū)，MR覆蓋率由93.22%提升至94.24%，采樣點(diǎn)增幅94.15%。并回退MR覆蓋率惡化小區(qū)參數(shù)。

通過系列試點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，天線權(quán)值修改推薦是連片覆蓋區(qū)域，因為多個小區(qū)相互作用更容易提升區(qū)域覆蓋率，而無連續(xù)覆蓋孤站小區(qū)修改只會擴(kuò)大邊緣弱覆蓋的范圍，效果反而會變差。

4.2 實施效果

（1）覆蓋明顯增強(qiáng)：通過三個階段的連續(xù)方案實施，共完成249個小區(qū)的權(quán)值優(yōu)化，其中MR覆蓋率有提升的小區(qū)為188個，縣城整體MR覆蓋率由95.39%提升至96.36%，整體效果顯著。

（2）KPI指標(biāo)明顯改善：提取優(yōu)化前后關(guān)鍵KPI指標(biāo)，無線接通率由99.89%提升至99.92%，無線掉線率由0.11%提升至0.08%，現(xiàn)場測試下載速率由39.4M/s提升至42.6M/s，SINR由15.8提升至17.4，無線關(guān)鍵指標(biāo)得到改善。

（3）業(yè)務(wù)量有效提升：249個優(yōu)化小區(qū)的流量、話務(wù)量、最大用戶數(shù)均有小幅度增長，其中流量由3843GB增長至4313GB，增幅12.2%，VO話務(wù)量由2934Erl增長至3199Erl，增長8.9%，忙時最大連接用戶數(shù)由155318增長至164295。

5 結(jié)束語

通過實際應(yīng)用情況的數(shù)據(jù)對比分析，天線權(quán)值合理優(yōu)化可以改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提升網(wǎng)絡(luò)性能，提升用戶駐留LTE網(wǎng)絡(luò)能力，在連片覆蓋區(qū)域針對性天線權(quán)值優(yōu)化對提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋及質(zhì)量有積極的促進(jìn)作用。