FDD-LTE室分深度覆蓋及4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討

周 民

（中國(guó)鐵塔股份有限公司漢中市分公司 陜西 漢中 723000）

1 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)量迅速增長(zhǎng)，用戶需求多樣化特征越來越明顯，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展水平已經(jīng)跟不上時(shí)代的需要。傳統(tǒng)的室外宏基站覆蓋室內(nèi)的方案無法滿足4G通信網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的要求。通過LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)用戶業(yè)務(wù)需求的精確統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)室分功能的針對(duì)性設(shè)計(jì)，優(yōu)化室分覆蓋，最終完成FDD-LTE室分深度覆蓋并實(shí)現(xiàn)對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，具有顯著的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

2 FDD-LTE 室分深度覆蓋的建設(shè)方案分析

LTE網(wǎng)絡(luò)的損耗和快衰落問題較為突出，通過室分系統(tǒng)的建設(shè)來優(yōu)化LTE網(wǎng)絡(luò)室分覆蓋深度是一項(xiàng)具有可行性的技術(shù)方案。FDD-LTE室分結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 FDD-LTE 室分結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 近區(qū)室內(nèi)覆蓋

近區(qū)室內(nèi)覆蓋主要是通過基站進(jìn)行覆蓋，由于近區(qū)的數(shù)據(jù)獲取相對(duì)較為容易實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)建設(shè)周期短，因而近區(qū)室內(nèi)覆蓋的建設(shè)和維護(hù)成本較低，適用于多層的小型建筑物內(nèi)的應(yīng)用。但是，基站所處的位置、基站容量以及周邊建筑物等因素會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋效果形成較大的干擾，因此在設(shè)計(jì)階段需要充分考慮基站密度和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求量，通過合理地布局降低附近建筑物對(duì)覆蓋效果的影響[1]。

2.2 中區(qū)室內(nèi)覆蓋

中區(qū)室內(nèi)覆蓋方式與近區(qū)室內(nèi)覆蓋存在一定的相似性，通過采用LTE、Pico等型號(hào)的小型基站設(shè)備加上有源天線的布置在高層建筑場(chǎng)景中建立一體化基站產(chǎn)品，從而優(yōu)化中區(qū)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。這種方案能夠有效降低中區(qū)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的建設(shè)施工難度，還可以有效控制資金投入。

2.3 遠(yuǎn)區(qū)室內(nèi)覆蓋

中區(qū)室內(nèi)覆蓋和近區(qū)室內(nèi)覆蓋主要是通過采用小基站實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)的覆蓋與室外宏基站的覆蓋，遠(yuǎn)區(qū)室內(nèi)覆蓋方案則具有一定的特殊性。遠(yuǎn)區(qū)室內(nèi)覆蓋主要以LTE室分深度覆蓋的形式，加上MIMO的應(yīng)用來提高系統(tǒng)容量，進(jìn)而達(dá)到用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。MIMO無線通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)極高的頻譜利用效率，通過對(duì)現(xiàn)有頻譜資源與空間資源的充分利用，能夠得到顯著的可靠性和有效性增益，但是MIMO系統(tǒng)的建設(shè)在一定程度上使得發(fā)送端和接收端數(shù)據(jù)處理變得更加復(fù)雜。需要注意的是，遠(yuǎn)區(qū)室內(nèi)覆蓋既要解決信號(hào)覆蓋深度的問題，也需要充分論證系統(tǒng)建設(shè)方案的成本因素、施工難度等，以保證方案具有充分的可行性。

3 FDD-LTE 網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化分析

3.1 FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的基本思路

網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化第一步需要采集網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)以充分獲取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，以便查找網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中可以優(yōu)化的部分；第二步，通過統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中存在問題的篩選，找出其中的關(guān)鍵項(xiàng)目，針對(duì)關(guān)鍵問題制定針對(duì)性的優(yōu)化方案，并細(xì)化優(yōu)化措施；最后，按照既定的優(yōu)化方案和工作計(jì)劃進(jìn)行FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。此外，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化完成后需要進(jìn)行優(yōu)化效果的驗(yàn)證，對(duì)比當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)實(shí)際的運(yùn)行效果與預(yù)期運(yùn)行效果之間的差異，通過對(duì)比分析完成進(jìn)一步的方案修正。FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化工作可以按照簇優(yōu)化→單站優(yōu)化→網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化的順序逐級(jí)展開，具體來說，網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化主要通過合理配置參數(shù)、規(guī)范和改善設(shè)備安裝工藝以及優(yōu)化設(shè)備調(diào)試運(yùn)行等工作入手，最終實(shí)現(xiàn)提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)維護(hù)可操作性的效果[2-3]。

3.2 干擾優(yōu)化

干擾優(yōu)化分為內(nèi)部干擾與外部干擾。其中，內(nèi)部干擾的優(yōu)化主要是通過分析干擾指標(biāo)、告警指標(biāo)以及KPI等查找對(duì)室分系統(tǒng)造成干擾的內(nèi)部因素；外部干擾的判斷需要統(tǒng)計(jì)上行高干擾度超過門限值的變化規(guī)律，并分析上行干擾的變化和話務(wù)量之間的聯(lián)系，若上行干擾的變化和話務(wù)量之間沒有明顯的關(guān)聯(lián)性，則該干擾為外部干擾。

確定干擾類型后就能夠制定針對(duì)性的優(yōu)化措施，具體包括：優(yōu)化室分結(jié)構(gòu)，合理配置參數(shù)，同時(shí)調(diào)整室內(nèi)外切換比例；優(yōu)化室外宏基站的發(fā)射頻率，調(diào)整宏基站頻率發(fā)射的方位和傾角，提升室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性，進(jìn)而達(dá)到降低外部干擾影響的目的。

3.3 覆蓋優(yōu)化

通過測(cè)試指標(biāo)和KPI推定問題點(diǎn)所處的位置，然后反復(fù)測(cè)試該問題點(diǎn)，判斷室分網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況。弱覆蓋、覆蓋空洞以及越區(qū)覆蓋等是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中較為常見的覆蓋問題，通過增加一些室內(nèi)小天線的方案能夠解決大部分的室分站點(diǎn)覆蓋問題。同時(shí)，通過采用增加小功率天線數(shù)量的方式能夠有效提高覆蓋效果。如果室分系統(tǒng)存在較大的損耗，則需要測(cè)試傳輸損耗，并通過調(diào)整室分系統(tǒng)中的功分器、天線以及耦合器等無源器件優(yōu)化室內(nèi)覆蓋效果。

3.4 業(yè)務(wù)指標(biāo)優(yōu)化

LTE網(wǎng)絡(luò)能夠提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。為了能夠獲取實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，各電信運(yùn)營(yíng)商分別制定了關(guān)鍵性的KPI，這些KPI主要涉及覆蓋類、移動(dòng)性管理、呼叫保持類以及呼叫建立類等關(guān)鍵性指標(biāo)。針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)參數(shù)的優(yōu)化，能夠有效提升指標(biāo)性能和業(yè)務(wù)質(zhì)量。

3.5 室內(nèi)外覆蓋和容量

室分建設(shè)時(shí)需要進(jìn)行室內(nèi)外的覆蓋性測(cè)試，分析對(duì)室內(nèi)小區(qū)影響最小的方案。建筑物的覆蓋情況可以通過軟件測(cè)試得到，同時(shí)還能得到室內(nèi)接收到的信號(hào)數(shù)量和強(qiáng)度大小，通過調(diào)整天線所處的位置、站址位置以及天線角度降低室外小區(qū)對(duì)室內(nèi)站點(diǎn)的干擾，以此來提高室內(nèi)信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，合理規(guī)劃室內(nèi)外鄰區(qū)，科學(xué)配置室內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)。此外，針對(duì)日益增長(zhǎng)的熱點(diǎn)區(qū)域容量需求，可以通過室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的重新規(guī)劃與硬件擴(kuò)容來提升室分容量。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著室內(nèi)業(yè)務(wù)總量的不斷增長(zhǎng)，人們對(duì)室內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的要求越來越高。通過FDD-LTE室分的深度覆蓋能夠有效強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)性能，擴(kuò)展LTE網(wǎng)絡(luò)容量，滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)室分網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求。FDD-LTE室分的深度覆蓋及4G通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，為簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、提高室分網(wǎng)絡(luò)性能以及更好地發(fā)展5G通信技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。