FDD LTE無線覆蓋與網絡性能

摘 要：隨著我國4G牌照的陸續發放，我國正式進入第四代移動通信時代。LTE技術是4G通信的核心，而FDD LTE作為LTE的重要類型其性能優化也受到了廣泛關注。本文主要針對FDD LTE的網絡覆蓋及其性能優化進行研究，對FDD LTE無線網絡的相關性能指標及其影響因素進行分析，并且在此基礎上提出進一步優化FDD LTE無線覆蓋性能的思路。

關鍵詞：FDD LTE；無線覆蓋；網絡性能；吞吐量

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01

一、引言

隨著我國4G相關網絡建設步伐的不斷加快，對于LTE無線網絡覆蓋成為當前我國通信行業的熱點問題，同時關于相關無線網絡的性能及其優化也受到越來越多的關注。在對FDD LTE相關性能指標的優化過程中，首先需要對其參數指標及潛在的影響因素進行分析和綜合，并且充分認識到數據吞吐量對于LTE網絡性能的重要性，只有這樣才能夠真正的做好FDD LTE無線網絡的優化工作。

二、LTE網絡性能評價指標

在目前的無線通信中，其評價指標主要涉及到信道容量、通信質量以及無線網絡覆蓋等方面，并且三者之間是相互制約的，因此對于無線通信網絡的優化也就是追求三者之間的平衡。針對LTE無線系統而言，其評價指標中最為關鍵的是吞吐量參數。因此，在進行LTE系統的相關優化時，需要充分認識到吞吐量對LTE系統的重要性，緊緊圍繞著吞吐量這一指標進行，通過對通信信道、性能參數等進行優化，以更好的改善用戶的通信質量。

（一）單用戶峰值吞吐量

通常情況下，單個用戶在理想狀況下的峰值吞吐量又稱為系統吞吐量，其主要受到無線通信信道環境、系統負載、終端性能以及所采取的通信模式等諸多因素影響。在FDD LTE無線系統中，其吞吐量的計算可以通過開銷分析的方法實現，此種方式計算時不考慮信道環境的影響，是一種理想的情況。在實際的FDD LTE系統吞吐量測試中，需要依據MS傳送的CQI等信息對可用MCS的數量進行確定，同時需要結合PRB的數量對相應的傳輸塊量級進行判斷。因此對于實際的FDD LTE系統而言，此種吞吐量計算方法更加合理。同時，在計算吞吐量的過程中，還需要將終端的性能考慮在內，假如終端無法實現對最大吞吐量的支持，那么系統的上行和下行吞吐量都會受到限制。與此同時，在下行TBS以及PRB的選取過程中，還需要對有效碼率（總信息比特數/信道比特數）進行考慮。根據LTE組織3GPP的相關規定，在有效碼率大于0.93的情況下，可以忽略終端初始傳送過程中的解碼。

（二）小區吞吐量

在FDD LTE系統中，由于存在著不同的業務類型，因此對于帶寬的需求也不盡相同，同時由于無線通信所處的環境差異較大，因此通過小區吞吐量參數對無線系統的性能進行描述將顯得更加直觀和科學。通常情況下，影響小區吞吐量的因素主要有通信頻帶、小區載荷、天線類型以及小區間距等。在NGMN的小區吞吐量模擬環境中，其條件限定為：市區環境、小區間距500米、用戶移動速度3千米/時、天線類型為交叉極化。在其仿真的結果中，對于上行而言，單用戶吞吐量峰值為小區平均吞吐量的2.5倍，對于下行而言，單用戶吞吐量峰值為小區平均吞吐量的5倍。

（三）邊緣吞吐量

根據3GPP的相關規定，定義邊緣吞吐量為單用戶峰值吞吐量累計分布的5%對應的取值。在LTE系統中，邊緣吞吐量設計為R6的兩到三倍。根據相關的外場試驗評測結果顯示，在基站間距為500米時，當小區內均有十個用戶而且為滿負荷運行時，才下行采用MIMO多天線模式，此時邊緣效率在0.06的用戶大致等于UTRA的三倍，而上行則大致為2.5倍。因此在LTE網絡建設的初期階段，由于用戶數量較少，因此在邊緣效率的選取上采用類似于仿真值，可以在滿足正常LTE通信需求的同時對模擬情景進一步分析和認識，為后期的網絡優化提供重要的參考。

三、影響LTE性能的因素及優化策略

LTE系統不僅實現了對頻率和碼域的充分利用，同時還有效的拓展了空時域的應用，使得系統的性能得到大幅度提升。在對LTE系統產生影響的因素中，既包括傳統的業務類型、信道環境、通信帶寬等參數，同時還受到MIMO模式的影響。

（一）系統通信帶寬

LTE系統支持的通信帶寬種類較多，而且于不同的頻譜能夠提供的載波數量不盡相同，通常情況下，系統的通信頻譜越寬則系統吞吐量越大。

（二）控制信道開銷

對于LTE系統而言，其內存在著多種不同的控制信道，而且會對系統的吞吐量產生較大的影響。當控制信道開銷出現增加時，則會相應的改變傳輸塊量級和編解碼方式，從而對系統吞吐量造成影響。

（三）信道環境

在不同的信干比情況下，LTE系統會選取不同的調制和編碼方式，從而使得單個符號的比特數有所差異，因此對影響系統的吞吐量。

（四）MIMO模式

在LTE系統中，MIMO多天線技術發揮著十分重要的作用，通過利用天線分集、波束賦形（DBF）等方式可以成倍提升系統吞吐量。因此在實際的研究過程中，需要使用MIMO模式而非分集模式。

根據對FDD LTE相關參數影響因素的分析，結合FDD LTE系統的特點，在其優化過程中主要有以下幾個思路：其一，提升網絡覆蓋區域；其二，通過抗干擾技術降低小區間干擾，提升小區的信干比；其三，通過利用自適應算法提升系統的資源利用效率；其四，引入MIMO多天線自適應技術，進一步提升系統吞吐量和用戶通信質量；其五，實現系統靈活調度，保證系統性能參數之間的均衡。

四、結束語

FDD LTE系統的優化是一個不斷進步的過程，需要在實際的優化實踐中不斷總結。在未來的LTE系統優化中，吞吐量指標將作為主要的優化指標進行分析和綜合，這也是實現高質量LTE網絡的前提條件。

參考文獻：

[1]金云強.LTE網絡承載能力與特點研究[J].通信與信息技術，2013（05）.

[2]李佳俊，文博，許國平.FDD LTE系統容量研究[J].郵電設計技術，2013（03）.

作者簡介：徐海（1984.02-），男，遼寧人，本科，助理工程師，研究方向：移動網WCDMA和FDD-LTE。