LTE基站組網(wǎng)與設備維護及方法的研究

潘錚 趙曉紅 白力軍 孫曉丹

摘要：4G網(wǎng)絡包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式，相比3G網(wǎng)絡，4G網(wǎng)絡擁有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。本文研究分析了LTE基站組網(wǎng)與設備維護及方法。

關鍵詞：LTE基站；組網(wǎng)設備；維護方法

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）07-0036-01

伴隨著無線通信技術的快速發(fā)展，我國的通信基站基礎設施建設也如火如荼的開展起來，尤其是4G業(yè)務的不斷擴大和多元化發(fā)展，使得三大運營商和近幾年新起的鐵塔公司也加快了基站基礎設施的建設步伐。據(jù)工信部相關資料顯示，僅2016年，我國新增的基站數(shù)量高達92.6萬個，基站總數(shù)達到559萬個，其中4G基站數(shù)量新增86.1萬個，總數(shù)已經(jīng)達到了263萬個。因此面對規(guī)模如此龐大的基站建設數(shù)量，如何確?；竞侠斫M網(wǎng)以及設備良好運轉(zhuǎn)就顯得尤為關鍵。

1 LTE網(wǎng)絡部署中面臨的主要困難和挑戰(zhàn)

目前，通信網(wǎng)絡基站建設的復雜度日益增高，機房和空間不足現(xiàn)象十分凸顯，主要表現(xiàn)為站點的天線和盒子數(shù)量十分龐大，因容量不足而導致不同頻段間的隔離和干擾問題十分突出。就電信運營商來看，機房不足現(xiàn)象也十分突出，大約差額在30%左右，特別是密集城區(qū)十分顯著。聯(lián)通方面來看，增添新設備于部分聯(lián)通公共點實屬困難，且聯(lián)通公共點又占據(jù)十分高的比例，大多城市比例均在30%左右，一線大城市中甚至高達50%?，F(xiàn)階段，大多宏站址都能夠利用，只有小比例的需依據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)進行重新規(guī)劃和調(diào)整，可以利用舊天面的抱桿和平臺的有限獨立天饋，妥善解決因空間受限時所支持電調(diào)的多頻天線的更換，切實解決天饋共享問題。

2 LTE基站設備與組網(wǎng)

EPC（Evolved Packet Core）為LTE中核心網(wǎng)的演進方向，其主要組成網(wǎng)元為MME和S-GW2。EUTRAN則為無線接入網(wǎng)UTRAN的演進方向。EPC和EUTRAN則合稱為EPS。目前，LTE網(wǎng)絡升級已經(jīng)全部完成，其通話質(zhì)量和上網(wǎng)質(zhì)量均可滿足用戶需求。就EPC分組核心網(wǎng)來說，其組成網(wǎng)元可以細分為MME、S-GW、P-GW、HSS、PCRF等幾個方面。其中MME是一種移動性管理設備，其功能在于進行移動性管理和會話管理；S-GW屬于一種服務網(wǎng)關，其主要開展用戶面處理和計費等工作，也可以理解為用戶本地移動熊管理的錨點；P-GW則指的是PDN終結(jié)于SGi接口的網(wǎng)關，其功能在于實現(xiàn)IP地址的分配、計費和QoS控制等。HSS是一種用戶服務器，用于對用戶簽約信息進行管理；PCRF屬于策略服務器，協(xié)助EPC進行策略和計費等功能。EPC分組核心網(wǎng)和LTE無線接入網(wǎng)之間的相連主要是借助S1-MME以及S1-U接口，然后和外部的PDN網(wǎng)絡利用SGi接口進行連接。架構(gòu)EPC核心網(wǎng)時，要求甚嚴，其需要承載相分離的交構(gòu)。因核心網(wǎng)的承載基礎為IP，無論是內(nèi)部接口還是外部接口均是如此。于是偏平網(wǎng)絡便成為了EPC核心網(wǎng)的理論架構(gòu)模式[1]。

（1）核心網(wǎng)元設置方式。由于MME主要是用于處理和控制層面上的信息內(nèi)容，可以在實踐中將其設置為“集中設置”的方式。P-GW和S-GW主要用于疏通用戶媒體流，因而組網(wǎng)時需重點考量當?shù)氐臉I(yè)務量和業(yè)務類型，且結(jié)果應當作為工作基礎被設定。HSS性能類似于HLR，都是存儲和管理用戶數(shù)據(jù)信息。PCRF也可以借鑒MME的設置辦法，也就是進行“集中設置”，一個省份范圍內(nèi)設置一處即可。（2）核心網(wǎng)和無線網(wǎng)的具體組網(wǎng)實踐。LTE無線系統(tǒng)通過對e Node B基站和核心網(wǎng)網(wǎng)元的合理運用，有效替代了RNC元網(wǎng)的各項功能。且在LTE無線網(wǎng)系統(tǒng)中，上述內(nèi)容的連接方式為直接連接，附加條件根本不存在，以使整個無線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為簡化。然實踐中，EP架構(gòu)問題所限，相關業(yè)務處理也可能運用到S1接口，進而致使MME、e Node B，以及S-GW的內(nèi)容產(chǎn)生互通。（3）核心網(wǎng)內(nèi)的組網(wǎng)方式。核心網(wǎng)內(nèi)組網(wǎng)即就是MME之間，和S-GW、HS以及P-GW之間進行的互通連接，乃是核心網(wǎng)內(nèi)組網(wǎng)的最為根本。一般來說，MME和HSS間的互通方案眾多，諸如二者通過指令進行互通，亦或由DNS解析相關節(jié)點地址，并反饋MME相關內(nèi)容，此外通過中繼服務器的設置都可以實現(xiàn)。相對其他幾種組網(wǎng)來說，均需運用到DNS的解析結(jié)果，實際組網(wǎng)時無需特殊規(guī)劃[2]。

3 LTE基站設備維護及故障處理

目前，隨著技術的不斷發(fā)展以及實踐的不斷深入，我國關于LTE基站的建設以及維護經(jīng)驗豐富，具體來說可以從以下兩個方面著手[3]：

（1）做好日常的各項維護工作。諸如及時安裝升級版本或者補丁，定期開展對基站設備的巡檢等工作，發(fā)現(xiàn)問題后第一時間予以處理，避免問題擴大化；（2）目前，我國擁有著十分龐大的LTE用戶，移動網(wǎng)絡的通暢性直接關系到用戶的日常工作和生活，一旦出現(xiàn)移動網(wǎng)絡的中斷，其帶給企業(yè)和個人的損失往往難以估量，也不利于通信運營商的形象。因此一旦LTE基站出現(xiàn)故障現(xiàn)象，首要任務就是快速搶通網(wǎng)絡，諸如可以通過切換備用設備、重啟系統(tǒng)、更換模塊或者啟動容滅方案等措施，第一時間恢復網(wǎng)絡的通暢性。然后再對整個網(wǎng)絡系統(tǒng)進行維護處理，也就是將有關故障的警告以及日志等相關信息進行采集并加以分析，探究故障產(chǎn)生的主要原因，并針對性的予以解決，避免后續(xù)發(fā)生類似問題。

4 發(fā)展展望

5G網(wǎng)絡乃是當前移動網(wǎng)絡最為熱門的討論話題?；凇叭f物互聯(lián)”的愿景以及國家關于產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型的各項政策的頒布，進一步加快了5G網(wǎng)絡的研究和商用部署。具體到實踐中，運營商切不可操之過急，可以從4G網(wǎng)絡中的PGW控制以及轉(zhuǎn)發(fā)分離處著手，并著重進行PGW-C/U、HSS和PCRF設備到4G/5G融合網(wǎng)元的升級，逐步實現(xiàn)4G/5G數(shù)據(jù)的融合管理以及跨系統(tǒng)相互操作的功能?，F(xiàn)階段，移動網(wǎng)絡設備主要為傳統(tǒng)架構(gòu)設備，也就是需在專有的硬件平臺上運行廠家的專有軟件。因此，隨著網(wǎng)絡逐步演進到全虛擬化的5G核心網(wǎng)，應盡量降低對現(xiàn)有網(wǎng)絡設備的影響。

5 結(jié)語

總之，LTE基站組網(wǎng)方式和設備的良好運轉(zhuǎn)對于通信網(wǎng)絡的作用發(fā)揮意義重大。針對當前我國網(wǎng)絡發(fā)展速度較快，用戶需求多元化的時代背景，更應該科學開展LTE基站的組網(wǎng)，并做好設備的維護工作，從而確保我國通信網(wǎng)絡各項功能完美的得以展現(xiàn)，更好的滿足人們的使用需求。

參考文獻

[1]楊敬浩.小型一體化LTE宏蜂窩架構(gòu)基站應用研究[D].南京郵電大學，2017.

[2]賈帥.LTE微基站設備應用研究[J].郵電設計技術，2017，（01）：46-49.

[3]高思寧.LTE網(wǎng)絡基站和設備節(jié)能通信研究[D].深圳大學，2017.