TD—LTE網絡小區重疊覆蓋優化探討

肖垂鵬

摘要：本文主要針對TD-LTE網絡小區重疊覆蓋的優化展開了探討，對小區重疊覆蓋的問題作了深入的研究，提供了一系列優化的措施，并進行了測試的分析，以期能為有關方面的需要提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：TD-LTE；重疊覆蓋；優化

0引言

在TD-LTE網絡的建設中，通常把受到較多的同頻鄰區干擾影響且干擾較大的區域稱之為重疊覆蓋區域，而重疊覆蓋問題是影響網絡性能指標的因素之一，特別是在小區的重疊覆蓋問題上，因此，我們需要在TD-LTE的建設和優化階段重點考慮。基于此，本文就TD-LTE網絡小區重疊覆蓋的優化進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定的幫助。

1小區重疊覆蓋問題研究

1.1問題描述

TD-LTE網絡中，對于密集市區場景，普遍站間距小于300m，部分區域甚至小于200m，存在一個區域內有較多小區信號同時覆蓋的現象。如果此類小區信號強度比較接近，并且數量較多，則會造成終端無主服務小區、頻繁切換等事件發生，產生掉話、無法上網的情況，影響小區性能，對用戶感知造成嚴重影響。為減少由于小區重疊覆蓋對網絡產生的負增益，小區重疊覆蓋度這個概念被行業專家和研究人員提出，所謂重疊覆蓋度，通常定義如下：UE接收到主服務小區RSRP信號強度大于-105dBm，即RSRP_SCELL>-105dBm：同時UE監聽到候選集中鄰區小區RSRP_NCELLt（t=[1，2，…，h]）信號強度和RSRPSCELL相差6dB內的小區總個數大于3，即滿足公式（1）：

隨著網絡站點規模的逐漸增加，重疊覆蓋已經成為當前影響網絡感知的一個關鍵因素。本文將通過對現網重疊覆蓋進行分析，給出重疊覆蓋優化建議，并對其效果進行驗證。

1.2現網重疊覆蓋分析

為了對現網重疊覆蓋情況進行調研分析，選取了密集市區場景下某網格A作為研究對象，該網格面積4.45km2，包含36個室外站點（宏站+微蜂窩），平均站間距約298m，選取了每天的忙時（上午8--10點，下午3-5點，晚上7-9點）進行DT（Diver Tesc）拉網測試。網格A概況如圖1所示（圖中紅色區域表示該網格區域，藍色圖標代表基站及對應小區）：拉網測試過程中基站RS功率15.2dBm，天線平均高度35m，根據TD-LTE測試規范，得到了SINR值與重疊覆蓋度關系如圖2所示

從圖2中可以看到，隨著重疊覆蓋度的增加，SINR呈現下降的趨勢。當重疊覆蓋度等于3的時候，SINR等于-3.8dB，重疊覆蓋度等于4的時候，SINR等于-10.2dB，隨著重疊覆蓋度增大，SINR值下降趨勢明顯。

由圖3的測試結果可以知道，隨著重疊覆蓋的增加，吞吐量呈現下降的趨勢，特別是當重疊覆蓋度大于2之后，下降趨勢非常明顯。

1.3重疊覆蓋判斷方法

由上文可知，重疊覆蓋對網絡的影響非常之大，本節重點對重疊覆蓋判斷、重疊覆蓋的計算和優化方法進行介紹，外場測試結果及分析將在下一節探討。

首先，UE將對應的主服務小區信號強度與其監聽到的鄰區信號強度相差3dB的鄰區小區定義為潛在服務小區。重疊覆蓋優化方法具體流程如下：

（1）通過對現網測試數據進行分析，得出SINK值較差范圍，即SINR≤0的區域，定義該區域中有k個SINR值差點SW={SW₁，SW₂，…，SW_k}，k為SINK值差點編號；

（2）對k個SINR值差點進行分析，得到其對應的主覆蓋小區信息SCELL_k和該點對應的鄰區列表信息NCELL_k={NCELL₁，NCELL₂，…，NCELL_i}，i為該點可以監聽到的所有鄰區編號；

（3）對SCELL_k和NCELL_k鄰區列表進行分析，得到k點對應的服務小區信號強度RSRP_SCELLK和鄰區列表中鄰區信號強度RSRP_NCELLK，計算符合該點主服務小區和各個鄰區信號強度關系“RSRP_NCELLK-RSRP_NCELLK=+dB”的所有值，統計得出覆蓋重疊集O={O₁，O_k，…，O_n}，n為重疊覆蓋個數。

對各個UE來說，存在一個重疊覆蓋閾值x，如果xn，即認為存在重疊覆蓋對網絡產生負增益，本文中暫定x=3。

1.4重疊覆蓋改進方法

對于SW集合不為空的時候，同時覆蓋重疊個數n也大于閾值3的情況，即認為該UE處于重疊覆蓋區域內，并且存在負增益，需要對重疊集進行優化，具體優化步驟如下：

（1）對于已經確定的SINK值差點，重疊覆蓋原因是由于RSRP_NCELLK和RSRP_SCELLK兩者值差較小；

（2）對于RSRP_SCELLK≥-dBm，同時該點對應的所有RSRP_NCELLK<-90dBm，可以通過調節鄰區工參設置及發射功率，滿足RSRP_SCELLK-RSRP_NCELLK≥6；

（3）對于RSRP^SCELLK≥-90dBm，RSRP_NCELLK存在部分大于-90dBm和部分小于90dBm的情況，建議通過增加主服務小區功率RSRP_SCELLK，使其RSRP_SCELLK-MAX（RSRP_NCELLK）≥6；

（4）如果RSRP_NCELLK-RSRP_SCELLK>6，可通過切換設置，重新定義主服務小區；

（5）如果RSRP_NCELLK-RSRP_SCELLK>6，通過對鄰區信號強度進行抑制，滿RSRP_SCELLK-MAX（RSRP_NCELLK）≥6，減少重復覆蓋。

2測試分析

本節對改進的LTE小區重疊覆蓋優化方法的吞吐量和SINR值進行了對比測試分析，參數設置如下：載波頻率E頻段，信道帶寬20MHz，小區平均間距300m。為了驗證優化效果，選取了密集市區網格A進行測試，該網格面積4.45km2，網格內室外站點36個（宏站+微蜂窩），100個小區，平均站高36m，平均站間距約298m，網格內包含了CBD、大型綜合體、圖書館、廣場等復雜環境。

通過對主干道路和人流較大路段進行掃頻重疊覆蓋測試，對測試數據進行分析發現優化前重疊覆蓋度大于3的重疊覆蓋個數為2087個，優化前測試總共掃頻點個數為12862個，重疊覆蓋度占比16.22%。

優化后對比測試，總共掃頻采樣點個數12799個，去除無效點2915個，優化后重疊覆蓋度大于3的重疊覆蓋個數為1181個，重疊覆蓋度占比9 22%

改進的方法和優化前測試結果均是由100個小區測試的統計平均值得到。優化后重疊覆蓋度大于3的比例已經小于10%。

除了重疊覆蓋度，還對優化前后的小區下行吞吐量進行了測試分析，圖4為優化前后吞吐量對比情況：

改進的方法和優化前測試結果均是由100個小區進行測試的統計平均值得到。由圖4的對比測試結果可以知道，本文提出的小區重疊覆蓋改進提升方法對于本身下載速率低于10Mbps的情況，下行吞吐量占比平均減少了1.9%；對于10≤x<20的情況，下行吞吐量占比提高了2.57%，這是由于速率較低的小區存在的重疊覆蓋減少，此部分小區優化后速率有了提升，大多數達到了10Mbps以上。由于本文優化方法暫不涉及到網絡結構調整，對于部分站點存在的網絡規劃設計不合理情況，無法實踐本文提出的改進方法，故為后續速率質量提升還保留了一部分空間。

3結語

綜上所述，小區重疊覆蓋對于TD-LTE網絡的影響是多方面的，最主要的是對網絡吞吐量的影響。而TD-LTE網絡重疊覆蓋排查和解決是排查網絡問題和提升網絡性能的重要內容，也是TD-LTE網絡建設和網絡優化期間的重要工作。因此，我們需要采取有效的措施進行網絡建設工作，以減少小區覆蓋，提高網絡的質量。