TD-LTE网络中小区重叠覆盖优化方法研究

凌海山

摘要：TD-LTE作为第四代移动通信国际标准，采用同频组网方式，实现了全产业链的群体突破，并在全球广泛应用。该技术在中国移动网络中扮演着非常重要的角色。但由于TD-LTE具有干扰敏感性，将会对小区边缘吞吐量、覆盖等造成影响。本文就TD-LTE网络中小区重叠覆盖优化方法进行了探讨。

关键词：LTE；联合优化；覆盖关联

1引言

随着LTE网络的部署，网络制式日趋多样化，加上无线环境、用户行为及网络结构等原因，LTE无线网络的优化工作重要性愈发凸显。由于TD-LTE网络采取同频组网，无法利用频率规划方法以降低小区间的同频干扰，导致同频干扰比较严重，因此为满足TD-LTE用户的数据业务需求，提供良好的高速数据业务体验，重叠覆盖问题在网络规划及优化过程中应予重点考虑。

2无线网络结构概述

无线网络结构就是对无线网络的基本元素和特征进行分类总结，从无线网络的基础出发，基于网络的基本构架角度描述无线网络，简称网络结构。

网络结构影响无线网络质量。在无线网络低负荷的情况下，不好的网络结构对网络质量的影响表现不明显，但是会对网络的进一步发展形成较大制约。随着业务需求的持续快速增长，网络结构也在不停地调整，结构问题逐步累积。当业务量上升到一定程度后，量变导致质变，质量问题会集中爆发，影响用户感知。

在目前LTE网络发展阶段，由于选址难度较大，站址分布无法实现理想的蜂窝形状，现网中多个小区过度覆盖形成交叉覆盖会加剧小区边界的干扰，提升网络干扰底噪。网络结构的好坏主要由网络规划决定。当通信网络建设完成后，网络结构的优化调整主要包括天线挂高、方向角和倾角的局部调整。如果需要更大范围的调整，必须通过网络规划和工程建设来完成。

3TD-LTE网络结构分析

TD-LTE网络一般采用同频组网，同频干扰严重，良好的覆盖和干扰控制对网络性能意义重大。因此，移动通信网络小区之间必须要有合适的重叠覆盖，以保证网络的无缝覆盖。移动用户可以进行正常的切换和重选，但是过度的重叠覆盖会带来危害，越区覆盖、交叉覆盖、覆盖混乱就是不合理的重叠覆盖带来的影响。针对重叠覆盖，通常用重叠覆盖度加以评估。覆盖分析主要评估小区的覆盖状况，这反映了无线环境对信号传播的影响，同时也反映了基站平面布局和站址高低变化引起的无线覆盖变化情况。

TD-LTE网络结构分析主要是覆盖分析，从重叠覆盖和弱覆盖入手，重点是重叠覆盖。网络结构不合理造成重叠覆盖，将直接导致网络质量下降，降低用户感知和体验。日常分析主要根据MR数据和扫频数据进行统计分析。

3.1重叠覆盖定义

重叠覆盖主要是指与最强电平差值在一定范围内的小区个数。定义的重叠覆盖“差值范围”与统计出来的重叠覆盖直接相关。定义多大范围比较合理，是需要经过不断测试验证的。不同电平差值定义的重叠覆盖如图1所示。

通过测试可以看出，以6dB差值范围统计重叠覆盖与以12dB差值范围统计重叠覆盖的结果差别较大，而以9dB差值统计重叠覆盖与以12dB差值统计重叠覆盖的结果接近。考虑到优化时，电平差值越大统计重叠覆盖越高，优化难度呈直线上升，建议在优化时以9dB电平差值统计重叠覆盖。

3.2道路重叠覆盖分析

道路重叠覆盖反映了道路上各个点的重叠覆盖情况，城市道路是城市覆盖的重点区域，通过扫频测试可以统计出各个道路的重叠情况。某城市扫频测试的道路重叠覆盖占比统计如图2所示。

对重叠覆盖和主服小区电平进行联合分析，就可以定位哪些路段必须要优化，哪些路段的优化空间较小，这为TD-LTE网络结构优化提供了直接的分析结果。在某城市的测试中表明，该城市有4.71%的高重叠路段必须要进行优化，有9.09%的高重叠路段优化空间比较大，有38.90%的低重叠路段拥有较大优化空间，有8.8%的重叠覆盖路段无需优化，其余路段优化空间较小。

4基于覆盖关联度的网络结构评估方法

重叠覆盖给TD-LTE网络带来了严重的同频干扰，极大地降低了受影响区域的用户性能。目前，在统计重叠覆盖时，只是统计一定电平差值范围内的邻区个数，无法反映不同电平差值对最强电平小区的影响。同样是9dB范围内的邻区，邻区电平值差异比最强电平小区低1dB时与低8dB时对最强电平小区的影响完全不一样。因此，如何区分邻区电平差值更精细化地反映重叠覆盖的影响，将是网络结构分析的下一步发展方向。为此，对基于覆盖关联度的网络结构评估方法进行了研究。

以邻区与主服小区电平差值0～3dB、3～6dB和6～9dB为区间进行统计，得出邻区在主服小区的干扰电平统计见表1。

A小区受周边小区产生的覆盖影响为Ra=ΣRai，其中i=a，b，c…。

A小区对周边小区产生的覆盖影响为Raa=ΣRia，其中i=a，b，c…。

Ra越大，说明A小区因为覆盖对周围小区产生的干扰越大，定义其为高干扰小区；Raa越大，说明周边小区因为覆盖对A小区产生的干扰越大，定义其为高受害小区。

5网络结构与网络性能分析

随着计算机技术与网络通信技术的不断融合，人们对网络管理的要求越来越高。对于网络用户来说，除了资费和服务问题，他们更关心的是网络所提供的网络性能问题。然而，网络结构对网络性能和用户感知起着决定性作用。因此，分析不同重叠覆盖下用户感知下载速率是TD-LTE网络结构优化的前提。某城市现网的测试结果如图4所示。

由于目前网络用户数较少，相当于空载，因此全网测试平均速率较高。由图4可知，全网2重叠平均吞吐率比1重叠下降达29%，3重叠平均吞吐率比1重叠下降达40%，而现网2重叠路段中存在PCI模三干扰情况，这将对用户速率产生更大影响。存在模三干扰的2重叠路段比1重叠路段的平均吞吐率下降达53.47%，3重叠路段中存在两个模三干扰的路段比1重叠路段的吞吐率下降达62%。因此，重叠覆盖对网络性能的影响是非常明显的。

目前TD-LTE网络用户较少，网络负载较轻，随着网络负荷的增加，重叠覆盖的影响将更加严重，为此，在某城市进行了邻区50%的加载测试，邻区50%加载后重叠覆盖对吞吐率的影响如图5所示。

邻区50%加载后，随着重叠覆盖的增加，现网的吞吐率出现大幅下降。随着TD-LTE网络用户的增加，网络负荷也将随之增加，重叠覆盖的影响将是空载时重叠速率下降程度和加载速率下降程度的叠加，重叠覆盖对网络性能和用户感知影响越严重。因此，在网络负荷增加前，提前优化网络结构，将未来的问题提到当前加以解决，做到“防患于未然”是非常有必要的。

6TD-LTE网络结构优化

通过上面的研究分析可知，要对网络结构进行优化，应从高干扰小区和高受害小区入手，尤其是从高干扰小区或高受害小区周边站点进行优先调整。根据上述原则，针对某城市的其中一块测试区域进行网络结构优化。

针对该范围内的10个高干扰小区，调整了8个小区的下倾角，并对另外两个小区进行了方向角调整。优化前后重叠覆盖和网络性能的提升如图6所示。

7结束语

综上所述，TD-LTE作为第四代移动通信技术，可以实现更高速率、更小时延的通信服务，由于TD-LTE自身原因，小区重叠覆盖成为决定网络质量的一个关键问题。重叠覆盖对于网络的影响是多方面的，最主要的是对网络吞吐量的影响。TD-LTE网络重叠覆盖排查和解决是排查网络问题和提升网络性能的重要内容，也是TD-LTE网络建设和网络优化期间的重要工作。

参考文献：

[1]陈杨，罗凤娅，杨芙蓉，金涛.重叠覆盖对FDD-LTE容量的影响[J].移动通信.2015（20）

[2]王延涛.TD-LTE网络优化关键问题的研究[J].工业设计.2015（05）