TD—LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化關(guān)鍵問題的研究

王延濤

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)也迎來了飛速發(fā)展的機(jī)會(huì)，從2G、3G到如今的4G網(wǎng)絡(luò)，由OFDMA升級(jí)到TD-LTE技術(shù)。如今大規(guī)模的4G網(wǎng)絡(luò)已在中國(guó)普及，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋全國(guó)。但在應(yīng)用過程中由于種種原因出現(xiàn)了一些問題，本文就將對(duì)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行介紹，并且對(duì)其優(yōu)化所面臨的問題進(jìn)行闡述，提出一些優(yōu)化方法和建議，希望會(huì)對(duì)相關(guān)從業(yè)者提供些許幫助。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)；優(yōu)化；關(guān)鍵問題；研究

4G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在已經(jīng)在全國(guó)范圍內(nèi)順利鋪設(shè)，在為消費(fèi)者提供快速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的同時(shí)，也出現(xiàn)了一些問題，影響了服務(wù)的質(zhì)量，降低了消費(fèi)者的滿意度。為了給消費(fèi)者提供更完美的上網(wǎng)體驗(yàn)，提高競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，就必須將網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化放在關(guān)鍵位置上。實(shí)際上網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化相輔相承。如果在4G網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)階段就引入網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的理念的話，那么在之后的優(yōu)化階段就會(huì)減少很多的麻煩。在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)者要有著精益求精的精神，布置一個(gè)基站布局最完美、參數(shù)最優(yōu)、結(jié)構(gòu)最佳、質(zhì)量最好的網(wǎng)絡(luò)。圖1為3G網(wǎng)絡(luò)與LET網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的區(qū)別。

1TD-LTE的定義

LTE是在OFDMA技術(shù)的基礎(chǔ)上，由3GPP組織制定的全球通用標(biāo)準(zhǔn)。其包括FDD和TDD兩種模式用于成對(duì)頻譜和非成對(duì)頻譜。LTE-TDD（國(guó)內(nèi)稱TD-LTE，以下均以此稱），即Time DivisionLong Term Evolution（分時(shí)長(zhǎng)期演進(jìn)），由3GPP組織涵蓋的全球各大企業(yè)及運(yùn)營(yíng)商共同制定，而LTE標(biāo)準(zhǔn)中的FDD和TDD兩個(gè)模式之間并沒有明顯差異，實(shí)質(zhì)上大體是相同的，而TD-LTE就是TDD版本的LTE的技術(shù)。

2TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化遇到的困難

由于TD-LTE是新技術(shù)。所以在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化上就有了與以往技術(shù)制式不同的特性。這一定程度上給網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化造成了困難，下面就將對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中可能遇到的困難進(jìn)行一一介紹。

2.1干擾

由于TD-LTE采用的是同頻組網(wǎng)。所以小區(qū)之間的干擾是無法避免的。為了抑制干擾，TD-LTE系統(tǒng)采取了ICIC、FSS等技術(shù)，但另一方面，干擾抑制算法參數(shù)的優(yōu)化也成為了優(yōu)化工作的難點(diǎn)。另外，由于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，造成TD-LTE系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間共同存在，所以系統(tǒng)間的干擾也不容忽視。這一點(diǎn)也直接影響網(wǎng)絡(luò)的下載率等指標(biāo)。

2.2算法復(fù)雜

無線資源管理算法變得更為復(fù)雜。由于TD-LTE增加了X2接口，并采用MIMO等關(guān)鍵技術(shù)，PRB分配、天線模式等直接影響用戶使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的吞吐率。

2.3優(yōu)化目標(biāo)的改變

優(yōu)化的手段已經(jīng)發(fā)生了變化，那么在優(yōu)化的目標(biāo)也應(yīng)由解決覆蓋、干擾、切換等協(xié)議底層的問題，變?yōu)榱艘杂脩舾惺転橹行暮投说蕉说膬?yōu)化的優(yōu)化目標(biāo)，實(shí)際上這表明優(yōu)化方式已經(jīng)從以問題為導(dǎo)向的優(yōu)化變化到了以業(yè)務(wù)為中心的優(yōu)化方式，并且優(yōu)化的工具豐富也為網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)優(yōu)化提供了可能。這就需要從業(yè)者適應(yīng)新的優(yōu)化思路，適應(yīng)這種轉(zhuǎn)變。

2.4多系統(tǒng)共存、融合組網(wǎng)

由于2G、3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和TD-LTE系統(tǒng)要在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)共存，所以多系統(tǒng)共存和融合組網(wǎng)就成為了一個(gè)新的問題，在對(duì)待傳統(tǒng)的2G重語音、3G重?cái)?shù)據(jù)的情況下，如何可以保證系統(tǒng)間負(fù)載的均衡并提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，以及如何對(duì)待原有網(wǎng)絡(luò)。

3網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的措施

TD-LTE在優(yōu)化時(shí)要遵循最小的內(nèi)部和外部干擾、最佳的系統(tǒng)覆蓋、均勻合理的基站負(fù)荷等原則。下面我們就將對(duì)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的優(yōu)化方法進(jìn)行介紹。

3.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指數(shù)優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量決定了網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不僅能夠反映無線網(wǎng)絡(luò)的布局、天饋參數(shù)設(shè)置等情況。還能對(duì)信號(hào)的重疊覆蓋、內(nèi)部干擾進(jìn)行表示。由于TD-LTE屬同頻組網(wǎng)，所以重疊覆蓋對(duì)其的影響更加的巨大，一般研究顯示TD-LTE每增加一個(gè)強(qiáng)鄰區(qū)，其性能就會(huì)下降3成左右。TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以通過結(jié)構(gòu)指數(shù)來進(jìn)行表示。一般可以通過“重疊覆蓋系數(shù)”來評(píng)估覆蓋重疊度，通過“干擾系數(shù)”對(duì)高干擾小區(qū)進(jìn)行定位。在實(shí)際操作中可以利用路測(cè)數(shù)據(jù)來對(duì)各小區(qū)重疊覆蓋系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從而定位高重疊覆蓋系數(shù)和高干擾的區(qū)域。根據(jù)實(shí)際的情況作出正確的處理方式。

3.2PCI優(yōu)化

在TD-LTE里要通過PCI來區(qū)分同頻小區(qū)。而PCI則決定著小區(qū)同步序列，并且由于物理信道PDSCH的加擾序列的產(chǎn)生和專屬參考信號(hào)的頻域位置都與物理小區(qū)ID有著關(guān)系，所以要對(duì)相鄰小區(qū)的PCI進(jìn)行配置，避免干擾。在進(jìn)行PCI優(yōu)化的時(shí)候應(yīng)該就全局和系統(tǒng)著手，避免新的干擾出現(xiàn)。若實(shí)在無法通過調(diào)整PCI來降低干擾，那么就需要通過控制優(yōu)化相鄰關(guān)系和相鄰小區(qū)的重疊覆蓋等措施來進(jìn)行解決。目前。已經(jīng)開發(fā)出了PCI自動(dòng)優(yōu)化工具，并依據(jù)服務(wù)的小區(qū)與鄰區(qū)之間場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系，構(gòu)建干擾矩陣，通過遺傳算法進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)算，進(jìn)而找到全網(wǎng)最小干擾值的PCI配置，同時(shí)在PCI干擾的同時(shí)也需考慮MOD3干擾問題。

3.3干擾優(yōu)化

在任何一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)中干擾都是不可避免的，它對(duì)網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量有著非常重要的影響。更因?yàn)門D-LTE采用的是同頻組網(wǎng)，所以干擾對(duì)其的影響更加的嚴(yán)重。

3.31系統(tǒng)內(nèi)干擾

TD-LTE系統(tǒng)的組網(wǎng)包括同頻和異頻兩種方式，在采用的規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)中采用的是同頻組網(wǎng)。同頻組網(wǎng)雖然有著頻譜效率高的優(yōu)點(diǎn)，但是也正是這樣對(duì)各子信道之間的正交性的要求就更為苛刻。在實(shí)際生活中TD-LTE的系統(tǒng)內(nèi)干擾主要是小區(qū)間的干擾，可以采用干擾抑制技術(shù)來對(duì)干擾進(jìn)行處理（消除、抑制、協(xié)調(diào)等）。在處理措施的選擇上。干擾消除屬于被動(dòng)型干擾抑制技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的載干比其實(shí)并不存在太大的影響：干擾協(xié)調(diào)則是主動(dòng)型干擾控制技術(shù)。干擾協(xié)調(diào)通過對(duì)正交資源進(jìn)行分配或控制干擾功率來實(shí)現(xiàn)。下行ICIC是通過相鄰小區(qū)間的協(xié)調(diào)空口資源來降低小區(qū)間干擾的。一部分廠家通過采用軟頻率復(fù)用（SFR）方式，可以提升小區(qū)邊緣用戶性能50%以上，而中心用戶的吞吐量大約會(huì)下降10%左右。另外另一些廠家則選擇了頻率選擇性調(diào)度（FSS），它對(duì)差點(diǎn)用戶增益則取決于調(diào)度算法的選用，若采用公平算法，那么差點(diǎn)用戶得到的調(diào)度機(jī)會(huì)會(huì)增多，增益大約為15%左右；若采用質(zhì)量調(diào)度算法，小區(qū)的吞吐量會(huì)得到提升，但是差點(diǎn)用戶的增益卻只會(huì)有2%左右。另外也可以通過采用室外同頻優(yōu)化算法（IRC）。當(dāng)接收端多天線進(jìn)行接收時(shí)，可以通過各天線干擾信號(hào)的時(shí)空相關(guān)性，對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)，達(dá)到降低用戶間干擾的目的。通過控制重疊覆蓋、PCI調(diào)整等常規(guī)的天饋系統(tǒng)手段也可以達(dá)到降低干擾的目的。

3.3.2系統(tǒng)間干擾

由于我國(guó)通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀，我國(guó)的TD-LTE系統(tǒng)將會(huì)在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)與其它系統(tǒng)共存，系統(tǒng)間的干擾也應(yīng)該進(jìn)行深入、系統(tǒng)的考慮。目前F頻段是TD-LTE進(jìn)行室外覆蓋的重點(diǎn)。而F頻段則存在著PHS、DCS等信號(hào)產(chǎn)生的干擾。現(xiàn)在，我國(guó)的4G網(wǎng)絡(luò)面臨的較大的干擾問題，是由于DCS使用高端頻率和F頻段TD-SCDMA/TD-LTE設(shè)備抗阻塞能力不足造成，解決方案包括：干擾區(qū)域內(nèi)的DCS適當(dāng)退頻；F頻段老設(shè)備軟件進(jìn)行升級(jí)；干擾特別嚴(yán)重的小區(qū)考慮使用D1、D2頻段；偽基站的存在對(duì)于移動(dòng)通信設(shè)備的干擾等。

3.3.3容量?jī)?yōu)化

由于TD-LTE系統(tǒng)采用的是PDSCH信道進(jìn)行業(yè)務(wù)承載。所以在容量分析和優(yōu)化時(shí)就更加更加的復(fù)雜。一方面。系統(tǒng)配置，資源調(diào)度，天線傳輸模式，小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)算法等會(huì)影響TD-LTE的容量，另一方面TD-LTE是一個(gè)完全動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)的信道環(huán)境和鏈路質(zhì)量也對(duì)容量的大小有著密切的關(guān)系。接入用戶數(shù)和系統(tǒng)吞吐量是TD-LTE的主要指標(biāo)，值得注意的是接入用戶數(shù)不僅僅表示包含同時(shí)在線用戶數(shù)還包括同時(shí)調(diào)度用戶數(shù)，而系統(tǒng)的吞吐量則包括著小區(qū)邊緣吞吐量和平均吞吐量。TD-LTE調(diào)度用戶數(shù)取決于上下行控制信道的容量，PRACH信道容量取決于每幀中配置的PRACH信道數(shù)量、上下行子幀和特殊子幀配比、產(chǎn)品處理能力；PUCCH容量取決于CQI、SRI和ACKN/ACK信道容量：SRS容量受限于系統(tǒng)帶寬、特殊子幀配比、產(chǎn)品基帶處理能力；PHICH和PDCCH取決于下行系統(tǒng)帶寬、CP類型、PCFICH指示的PDCCH占用符號(hào)數(shù)等。影響吞吐量因素主要包括時(shí)隙配比、MIMO、干擾、調(diào)度算法等。我們可以分析出，調(diào)度用戶數(shù)是和系統(tǒng)吞吐量互相制約的，這就需要綜合的考慮才能做好TD-LTE的容量?jī)?yōu)化工作。以及對(duì)于今后下載速率進(jìn)一步提升，下載速率與容量間的關(guān)系。

3.4參數(shù)優(yōu)化

參數(shù)優(yōu)化需要與實(shí)際的環(huán)境相協(xié)調(diào)，是精細(xì)化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化內(nèi)的重要內(nèi)容。在TD-LTE內(nèi)需要進(jìn)行優(yōu)化的參數(shù)主要包括小區(qū)選擇重選參數(shù)、切換參數(shù)、功率控制參數(shù)和定時(shí)器參數(shù)等。參數(shù)優(yōu)化需結(jié)合路測(cè)數(shù)據(jù)和OMC數(shù)據(jù)分析后方可微調(diào)，全網(wǎng)的參數(shù)調(diào)整應(yīng)該慎重。

4結(jié)束語

TD-LTE是通信產(chǎn)業(yè)變革期的重要機(jī)遇，其中包含大量中國(guó)的專利，由中國(guó)主導(dǎo)，同時(shí)得到了廣泛國(guó)際支持，成為了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這是我國(guó)第一次在通信技術(shù)的舞臺(tái)上成為領(lǐng)導(dǎo)者，具有著重要的意義。另外，TD-LTE上網(wǎng)速度快，能夠達(dá)到TD-SCDMA技術(shù)的幾十倍，這就使的無處不在的高速上網(wǎng)成為可能，以后的應(yīng)用前景會(huì)更加的誘人，我國(guó)要抓住這個(gè)優(yōu)勢(shì)。努力奮進(jìn)，緊貼移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的最高水平，不斷的完善TD-LTE的物理層的特性，使得優(yōu)化的思路更加完善，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的更加高效，并為今后的5G時(shí)代的到來做好技術(shù)準(zhǔn)備。

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