LTE基站組網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網絡包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式，相比3G網絡，4G網絡擁有更高的數據傳輸速率。本文研究分析了LTE基站組網與設備維護及方法。

關鍵詞：LTE基站；組網設備；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業務的不斷擴大和多元化發展，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。據工信部相關資料顯示，僅2016年，我國新增的基站數量高達92.6萬個，基站總數達到559萬個，其中4G基站數量新增86.1萬個，總數已經達到了263萬個。因此面對規模如此龐大的基站建設數量，如何確保基站合理組網以及設備良好運轉就顯得尤為關鍵。

1 LTE網絡部署中面臨的主要困難和挑戰

目前，通信網絡基站建設的復雜度日益增高，機房和空間不足現象十分凸顯，主要表現為站點的天線和盒子數量十分龐大，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，機房不足現象也十分突出，大約差額在30%左右，特別是密集城區十分顯著。聯通方面來看，增添新設備于部分聯通公共點實屬困難，且聯通公共點又占據十分高的比例，大多城市比例均在30%左右，一線大城市中甚至高達50%。現階段，大多宏站址都能夠利用，只有小比例的需依據現有網絡結構進行重新規劃和調整，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

EPC（Evolved Packet Core）為LTE中核心網的演進方向，其主要組成網元為MME和S-GW2。EUTRAN則為無線接入網UTRAN的演進方向。EPC和EUTRAN則合稱為EPS。目前，LTE網絡升級已經全部完成，其通話質量和上網質量均可滿足用戶需求。就EPC分組核心網來說，其組成網元可以細分為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終結于SGi接口的網關，其功能在于實現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，協助EPC進行策略和計費等功能。EPC分組核心網和LTE無線接入網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網絡利用SGi接口進行連接。架構EPC核心網時，要求甚嚴，其需要承載相分離的交構。因核心網的承載基礎為IP，無論是內部接口還是外部接口均是如此。于是偏平網絡便成為了EPC核心網的理論架構模式[1]。

（1）核心網元設置方式。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，因而組網時需重點考量當地的業務量和業務類型，且結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據信息。PCRF也可以借鑒MME的設置辦法，也就是進行“集中設置”，一個省份范圍內設置一處即可。（2）核心網和無線網的具體組網實踐。LTE無線系統通過對e Node B基站和核心網網元的合理運用，有效替代了RNC元網的各項功能。且在LTE無線網系統中，上述內容的連接方式為直接連接，附加條件根本不存在，以使整個無線系統結構更為簡化。然實踐中，EP架構問題所限，相關業務處理也可能運用到S1接口，進而致使MME、e Node B，以及S-GW的內容產生互通。（3）核心網內的組網方式。核心網內組網即就是MME之間，和S-GW、HS以及P-GW之間進行的互通連接，乃是核心網內組網的最為根本。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解析相關節點地址，并反饋MME相關內容，此外通過中繼服務器的設置都可以實現。相對其他幾種組網來說，均需運用到DNS的解析結果，實際組網時無需特殊規劃[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，發現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，移動網絡的通暢性直接關系到用戶的日常工作和生活，一旦出現移動網絡的中斷，其帶給企業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基站出現故障現象，首要任務就是快速搶通網絡，諸如可以通過切換備用設備、重啟系統、更換模塊或者啟動容滅方案等措施，第一時間恢復網絡的通暢性。然后再對整個網絡系統進行維護處理，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，探究故障產生的主要原因，并針對性的予以解決，避免后續發生類似問題。

4 發展展望

5G網絡乃是當前移動網絡最為熱門的討論話題?；凇叭f物互聯”的愿景以及國家關于產業升級轉型的各項政策的頒布，進一步加快了5G網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網絡中的PGW控制以及轉發分離處著手，并著重進行PGW-C/U、HSS和PCRF設備到4G/5G融合網元的升級，逐步實現4G/5G數據的融合管理以及跨系統相互操作的功能?，F階段，移動網絡設備主要為傳統架構設備，也就是需在專有的硬件平臺上運行廠家的專有軟件。因此，隨著網絡逐步演進到全虛擬化的5G核心網，應盡量降低對現有網絡設備的影響。

5 結語

總之，LTE基站組網方式和設備的良好運轉對于通信網絡的作用發揮意義重大。針對當前我國網絡發展速度較快，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，并做好設備的維護工作，從而確保我國通信網絡各項功能完美的得以展現，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網絡基站和設備節能通信研究[D].深圳大學，2017.