浅议LTE无线网络优化关键技术林晓玲

浅议LTE无线网络优化关键技术林晓玲

林晓玲

广东海格怡创科技有限公司510627

摘要：笔者主要从LTE网络优化关键技术；以及复杂无线环境下的网络干扰等方面探讨了本文主题，旨在与同行共同探讨学习。

关键词：TD-LTE；无线网络优化；网络结构；关键技术

TD-LTE作为一种先进的网络技术，在我国得到了普遍的应用。然而，TD-LTE标准仍在不断演进之中，仍有很多技术瓶颈需要突破，仍有一些问题需要进一步深入研究。为了使TD-LTE终端产品尽快成熟，更好地满足当代社会发展的需求，我们要加快其商用化进展，提高无线网络的质量和服务性能。这就需要对TD-LTE无线网络质量问题进行深入研究，不断优化其关键技术。基于此，笔者提出了控制劣优小区、提升网络容量和排减网络干扰几种优化解决手段，以期在当今网络高速发展的时代推动TD-LTE技术走向成熟，满足人们对无线网络的需求。

一、LTE概述

LTE（LongTermEvolution）是3GPP的3G系统长期演进的项目研究，相比于3G技术，LTE网络在数据业务峰值速率、小区边缘速率、网络时延、频谱利用率和建设运营成本方面得到了很大的改善，能够为用户提供“永久在线”的高质量数据业务服务。TD-LTE网络是LTE网络的TDD版本，是我国主导的4G主流技术，TD-LTE网络的正式商用标志着4G时代的来临。但TD-LTE网络的引入，也同时带来了新的网络优化难题，TD-LTE网络的优化方法有待于更进一步的研究，本文将对TD-LTE的网络优化方法进行简要的分析和总结。

二、LTE无线网络的技术特点以及网络结构的合理性

1.LTE无线网络的技术特点

LTE无线网络的技术特点主要有：（1）LTE系统引入了OFDM和MIMO等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率，并支持多种带宽分配、全球主流2G/3G频段和一些

新增频段，使得频谱分配更加灵活，系统容量与频谱利用效率显著提升。（2）LTE系统网络架构采用更加扁平化的结构，减少了网络节点和降低了系统复杂度，很大程度上降低了网络部署和维护成本，也减小了系统的接入时延。（3）由于LTE系统是从UMTS技术标准演进而来，支持与其他3GPP系统互操作，因此可充分利用现有2G/3G网络并发挥各网络优势，满足各目标用户群的差异化需求。

2.网络结构的合理性

（1）网络结构的含义

在TD-LTE网络中，重叠覆盖的高低决定了SINR的状况，而制约重叠覆盖的因素主要有天馈的俯仰角、方位角。但天馈的俯仰角、方位角具体设置为多少，则是由天线挂高、基站站间距和基站分布决定的，这就是网络结构。

（2）网络结构的评估

在我们的实际工作中，主要从四个方面评判网络结构，分别是基站站间距、天线挂高、覆盖分析和F/D频段组网方式。

三、LTE网络优化关键技术

1.中继技术

中继技术是LTE系统在R10版本中引入的一种解决信号盲区和偏远地区覆盖的灵活、低成本网络部署技术。中继技术最大的特点是，回程链路没有采用传统基站使用的有线回程链路，而是经过无线方式接到一个主基站(DeNB)，进而接到核心网络，因而大大提高了中继站点部署的灵活性，减少了运营商的部署成本。

图1LTE中继构架

在LTE网络中，中继站点(RN)和普通eNB的功能几乎一样，有自己的小区ID。在UE看来就是一个独立的小区，直接发送调度信息、参考信号、ACK/NACK反馈、同步信号给UE。RN通过Un接口接到主基站(DeNB)上，此段链路叫回程链路。UE经通常的Uu接口连接到RN，此段链路叫接入链路。如图1所示。

根据回程链路与接入链路使用的频率资源，中继可进一步分为两种类型：(1)带内中继(InbandRelay)：回程链路与接入链路使用相同的频率资源；(2)带外中继(OutbandRelay)：回程链路与接入链路使用不同的频率资源。

由于带内中继的回程链路与接入链路使用相同的频率资源，收/发通道之间就必须有足够的信号隔离，否则将出现中继的发送信号干扰接收信号的情况。为了避免这种自干扰，LTE以时间复用(TDM)方式将DeNB和RN之间的通信与RN与UE之间的通信隔离开来。对下行传输而言，RN的MBSFN子帧的数据传输区域用来传输DeNB和RN之间的数据。此时，RN和UE之间不能通信。在其他子帧上，RN和UE之间可以通信，DeNB和RN之间也不能通信，如图2所示。对上行传输而言，由于RN可以提前获知DeNB调度自己的子帧时刻，在这些子帧时刻不调度UE的传输。

图3软频率复用

2.小区间干扰协调技术

在同频组网的情况下，LTE系统各小区之间有较强的干扰，尤其是小区边缘。为了尽量避免和降低小区间的同频干扰，优化LTE网络的整体性能，LTE在R8版本中引入了一些干扰协调技术，包括静态干扰协调、半静态干扰协调，以及干扰随机化技术等。另外，在R10版本中，针对异构网情况，LTE进一步增强了干扰协调技术，引入了“近空白”子帧(AlmostBlankSubframe，ABS)。

（1）静态干扰协调

静态干扰协调用预配置或者网络规划的方法来限定各个小区的资源调度和分配，从而避免小区间的干扰。图3是典型静态干扰协调方法——软频率复用的频率使用方式。在软频率复用中，小区中心的终端可以调度在任意的频率资源上，但小区边缘终端的频率使用受到限制，小区1边缘的终端只能调度在以斜线所示的频率资源上，小区3/5/7边缘的终端只能调度在以星点所示的频率资源上，小区2/4/6边缘的终端只能调度在以横竖线所示的频率资源上。此外，用于小区边缘终端的频率资源在发送功率上要高于其他的频率资源。

静态干扰协调不能根据小区中心和边缘用户的比例，以及系统的负载情况来调整资源，因而系统的频谱使用率低。

（2）半静态干扰协调

LTE网络各个eNB之间通过X2接口连接在一起。半静态干扰协调技术是用X2接口交互上下行的负载信息，调整中心和边缘用户的频率资源分配和功率大小来协调干扰。

上行：X2接口的上行负载信息包括HII参数和OI参数。HII参数指示本小区未来一段时间内将分配哪些频率资源给边缘用户，邻小区在调度边缘用户时尽量避免使用这些频率资源。OI参数用来指示本小区频率资源上的干扰情况，分为高、中、低3个等级，邻小区在收到OI指示后需要在相应的频率资源上调整功率和用户调度。

下行：X2接口的下行负载信息是RNTP参数，用来指示本小区频率资源上下行发送的功率等级。在本小区以高功率发送的那些频率资源上，邻小区在调度边缘终端时，要尽量避开这些频率资源。

四、复杂无线环境下的网络干扰

TD-LTE系统最常遇到的干扰可以分为系统内干扰、系统外干扰、硬件故障三类。系统内干扰主要是同频干扰，包括TD-LTETDD帧失步干扰（GPS失锁）、模三干扰、越区覆盖干扰（TDD&FDD）等；系统外干扰主要是异系统非法使用TD-LTE频段，异系统的杂散、阻塞或互调干扰对本系统的影响；硬件故障包括RRU故障，自系统杂散和互调干扰，天馈、天馈避雷器干扰等。

1.系统内干扰

（1）帧失步干扰

在TD-LTE系统中，时分双工系统对时钟同步性要求很高。TD-LTE特殊子帧的上下行保护时隙之间的GP就是为上行和下行留出的保护带，其值为100～700μs。如果失步时间不在100～700μs这一范围内，就会造成基站间干扰。同样的，GPS失锁也会造成同样的问题，但由GSP时钟不同步造成的干扰通常影响较大、范围较广。

（2）越区覆盖干扰

越区覆盖是指某小区的服务范围过大，在间隔一个以上的基站后仍有足够强的信号电平使手机可以驻留、切入或对远处小区产生严重干扰。

2.系统外干扰

中国移动TD-LTE系统共拥有130MHz频谱资源，分别为F频段（1880～1900MHz）、D频段（2575～2635MHz）、E频段（2320～2370MHz）。由于其常用的频率较多，所以受到干扰的可能性也较大。TD-LTE网络主要受到的系统外干扰主要有杂散干扰、阻塞干扰、互调干扰以及监狱、军队、大气波导等的干扰。

3.干扰排查方法

（1）干扰优化思路

针对系统内干扰，需要对PCI、参数、天馈和设备等进行优化调整。针对系统外干扰，要从后台话统指标分析上发现其规律性，如果长期存在，且底噪均较高，不随时间的变化而改变，则有可能是外界干扰；如果底噪较高，且随时间规律变化，例如只是在工作时间底噪高，其他时间正常，则也有可能是外界干扰。同时，需要从地理位置上进行分析，通常，外界干扰的地域性较强，干扰的面积较大，往往不只干扰一个小区。

排查外界干扰源的步骤为：①在到达问题点后，选择一个各个方向都没有阻挡的位置（例如测试点的天面或者开阔的地段），利用指南针确定正北方向，然后结合前期测试数据确定受干扰路段的具体位置；②打开频谱仪电源开关，待仪器启动完毕后，设置扫频的频段范围；③根据前期测试结果，结合周边环境，基本确定干扰源可能的位置，并在超过干扰源的地方进行双向测试，确定干扰源的位置；④采用中分法选择位置来确定干扰源的方向，逐渐逼近干扰源。

（2）干扰优化案例

问题描述：某工业园-HLHF_2小区受干扰较为严重。问题处理：通过现场扫频，基本确定干扰源为看守所干扰器导致，位置在工业园-HLHF_2和1小区（1小区90°、2小区180°、3小区300°）的方向上。

结语

近两年来，移动互联网出现急剧的增长态势，在未来，还将保持高速增长。新的业务对蜂窝网络的挑战压力越来越大，传统的2G/3G网络已经很难满足业务需求。LTE是3GPP提出的应对新需求、新形式的一种全新蜂窝网络，增强版的LTE-Advanced已由ITU正式接纳为4G标准。作为未来10年运营商部署蜂窝网络的主流选择，需要在各种场合都表现出卓越的性能，需要有针对性的技术在各种场合优化应用。相信随着LTE标准化的不断推进和LTE网络的大规模部署，还将出现新的需求、新的问题，更多新的优化技术也将不断引入。

参考文献

[1]陈璐.LTE网络优化技术[J].科技创新导报，2015（29）：109.

[2]李永红.LTE无线网络技术与优化措施[J].广东通信技术，2014（11）：131.

[3]刘文力.LTE无线网络优化关键问题[J].通信世界，2015（14）：186.