無線網(wǎng)絡規(guī)劃設計論文
時間:2022-03-25 09:16:50
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1引言
在移動互聯(lián)網(wǎng)、智能手機、上網(wǎng)本和平板電腦的快速發(fā)展和推動下,越來越多的移動通信用戶逐漸發(fā)展成為移動互聯(lián)網(wǎng)用戶,從而推動了移動數(shù)據(jù)流量的爆發(fā)性增長。TD-LTE是一種融合了互聯(lián)網(wǎng)與移動通信特點而發(fā)展起來的創(chuàng)新技術,是目前在中國通信行業(yè)廣泛興起的新型時分技術。目前,隨著TD-LTE在全國范圍內(nèi)的商用,必將進一步推進TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈特別是各類TDD制式的終端產(chǎn)品快速走向成熟,TD-LTE也將成為未來通信領域的總體發(fā)展趨勢。為了應對今后更大規(guī)模TD-LTE網(wǎng)絡建設中可能碰到的問題,本文對TD-LTE的網(wǎng)絡規(guī)劃和優(yōu)化方法進行探討和分析。
2TD-LTE網(wǎng)絡概念
TD-LTE即TimeDivision-LongTermEvolution(分時長期演進),是由阿爾卡特朗訊、諾基亞西門子通信、大唐電信、華為技術、中興通訊、中國移動等業(yè)者所共同開發(fā)的第四代(4G)移動通信技術與標準[1]。TD-LTE技術的設計目標如下:具備靈活的帶寬配置,支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz;峰值速率(20MHz帶寬)達到下行100Mbit/s,上行50Mbit/s;控制面時延小于100ms,用戶面時延小于5ms;能為速度大于350km/h的用戶提供100kbit/s的接入服務;支持增強型MBMS(E-MBMS);取消CS域,CS域業(yè)務在PS域實現(xiàn),如VoIP;系統(tǒng)結構簡單化,低成本建網(wǎng)。
3TD-LTE關鍵技術
3.1物理層技術
TD-LTE網(wǎng)絡物理層技術中包括基本傳輸技術和多址技術、編碼調(diào)制技術、MIMO技術以及幀結構等。LTE中傳輸技術采用OFDM調(diào)制技術,可以減輕由無線信道的多徑時延擴展所產(chǎn)生的時間彌散性對系統(tǒng)造成的影響。在信道編碼方面,LTE采用Turbo碼,采用可以適應宏小區(qū)、微小區(qū)、熱點等各種環(huán)境的MIMO技術。同時規(guī)定了2種子幀長度,即基本的子幀長度為0.5ms,當考慮與TD-SCDMA系統(tǒng)兼容時,采用0.675ms子幀長度。
3.2網(wǎng)絡層技術
LTE和傳統(tǒng)的3GPP接入網(wǎng)相比,減少了RNC節(jié)點,采用由NodeB構成的單層結構,有利于簡化網(wǎng)絡和減小時延,實現(xiàn)了低復雜度、低時延和低成本的要求,逐步趨近于典型的IP寬帶網(wǎng)結構。
4TD-LTE網(wǎng)絡規(guī)劃
TD-LTE建網(wǎng)初期,主要布局在高數(shù)據(jù)流量區(qū)域,降低2G網(wǎng)絡負荷,滿足用戶對高速率數(shù)據(jù)的需求。初始的網(wǎng)絡布局,需同時考慮覆蓋和容量,結合現(xiàn)網(wǎng)2G/3G數(shù)據(jù)流量站點分布,在充分利用現(xiàn)有2G/3G網(wǎng)絡站點資源和配套資源的基礎上,部分區(qū)域適當采用新建站點的形式,對于TD-LTE的無線規(guī)劃將采取分片連續(xù)覆蓋,以信號覆蓋區(qū)域內(nèi)的各項無線網(wǎng)絡指標達到商用要求為目標。
4.1需求分析
在進行TD-LTE規(guī)劃前,首先需要做的是需求分析,包括明確總體的建網(wǎng)策略、建網(wǎng)指標,并且需要同時滿足當前用戶的具體需求以及未來一定時期內(nèi)的發(fā)展需要。需要收集的數(shù)據(jù)有現(xiàn)網(wǎng)GSM/TD-SCDMA基站信息、業(yè)務需求信息、三維電子地圖等,只有在這些數(shù)據(jù)高準確性的提前下,才能確保后續(xù)TD-LTE無線網(wǎng)絡規(guī)劃的正確發(fā)展。
4.2網(wǎng)絡規(guī)模估算
網(wǎng)絡規(guī)模估算的目的是確定出相對比較具體的TD-LTE網(wǎng)絡建設基本規(guī)模,這一步主要是通過覆蓋估算和容量估算這2個維度來確定的。具體做法是根據(jù)當?shù)氐臒o線網(wǎng)絡傳播模型和現(xiàn)有的基站分布情況,確定不同區(qū)域內(nèi)的小區(qū)覆蓋半徑和未來TD-LTE網(wǎng)絡的覆蓋狀況,從而估算出滿足既定覆蓋要求的基站數(shù)量。容量估算是在分析一定時隙及配置條件的前提下,對TD-LTE網(wǎng)絡可承載的系統(tǒng)容量進行分析和估算。通過網(wǎng)絡規(guī)模估算,得出一個比較明確的方案和數(shù)據(jù),以便后續(xù)規(guī)劃任務的順利開展和執(zhí)行。
4.3站址規(guī)劃
TD-LTE網(wǎng)絡規(guī)劃的第三階段是站址規(guī)劃階段,該階段主要是結合現(xiàn)網(wǎng)的站址資源和網(wǎng)絡鏈路預算所建議的新建站點,完成網(wǎng)絡站址的初步布局工作。在完成初步布局后,還需要結合現(xiàn)有資料或現(xiàn)場勘測來確定站點的可用性,對初步方案進行進一步修正,從而最終確定覆蓋區(qū)域內(nèi)可以使用的現(xiàn)網(wǎng)站點以及新建站點。在規(guī)劃的過程中應當綜合考慮站點周邊地理無線環(huán)境以及工程可實施性條件等方面因素。
4.4網(wǎng)絡仿真
網(wǎng)絡仿真階段需要設定詳細的參數(shù)并且進行仿真試驗,包括需要使用相應的TD-LTE仿真工具對規(guī)劃方案進行測試,重點需要注意覆蓋以及容量的仿真分析。具體而言,應當包括規(guī)劃數(shù)據(jù)導入、傳播預測、鄰區(qū)規(guī)劃、時隙和頻率規(guī)劃、用戶和業(yè)務模型配置以及蒙特卡羅仿真。對于所得結果應當認真考慮是否滿足要求,對于接近臨界值的數(shù)據(jù)予以重點關注,確保網(wǎng)絡實施后能夠按照預期狀況投入工作。此外,這一環(huán)節(jié)還包括各種詳細參數(shù)的設定,包括天線高度、方向角、下傾角等小區(qū)基本參數(shù)、鄰區(qū)規(guī)劃參數(shù)、頻率規(guī)劃參數(shù)、PCI參數(shù)等。
4.5無線參數(shù)規(guī)劃
TD-LTE無線網(wǎng)絡參數(shù)配置規(guī)劃包括鄰區(qū)規(guī)劃、頻率規(guī)劃和擾碼(PCI)規(guī)劃。
(1)鄰區(qū)規(guī)劃
TD-LTE的鄰區(qū)規(guī)劃是在綜合考慮各小區(qū)的小區(qū)屬性、覆蓋范圍、站間距、方位角等基礎上進行的,其原理與3G網(wǎng)絡的鄰區(qū)規(guī)劃原理基本相同。在與本網(wǎng)絡進行合理鄰區(qū)規(guī)劃的同時,還需要特別注意與TD-SCDMA以及GSM等異系統(tǒng)網(wǎng)絡間的鄰區(qū)規(guī)劃,避免出現(xiàn)因鄰區(qū)設置不合理而引起的覆蓋異常。
(2)頻率規(guī)劃
目前有同頻和異頻2種組網(wǎng)方式。在同頻組網(wǎng)中,所有小區(qū)可以使用相同的頻率,頻譜利用率高,對各子信道之間的正交性有嚴格的要求,主要采用干擾隨機化、干擾消除、干擾協(xié)調(diào)等方法避免頻率干擾。異頻組網(wǎng)中,相鄰小區(qū)為了降低干擾,使用不同的頻率,在頻譜效率方面相對于同頻要差,同時由于RRM算法實現(xiàn)簡單,相對于同頻組網(wǎng)其邊緣速率要高。異頻組網(wǎng)受限于頻帶資源,存在干擾控制與頻帶使用的平衡問題,需要進行合理的頻率規(guī)劃,確保網(wǎng)絡干擾最小。
(3)PCI規(guī)劃
LTE的物理小區(qū)標識PCI是用來方便終端對不同小區(qū)的無線信號進行區(qū)分。PCI在任何一個小區(qū)的覆蓋區(qū)域是唯一的,且一個小區(qū)的相鄰鄰區(qū)不能有相同的PCI。基于實現(xiàn)簡單、清晰、容易擴展的目標,目前采用的規(guī)劃原則為:同一站點的PCI分配在同一個PCI組內(nèi),相鄰站點的PCI在不同的PCI組內(nèi)。對于存在室內(nèi)覆蓋場景的情況,規(guī)劃時需要同時考慮是否分開規(guī)劃。
5TD-LTE網(wǎng)絡基礎優(yōu)化
5.1TD-LTE網(wǎng)絡優(yōu)化定義
TD-LTE無線網(wǎng)絡優(yōu)化主要是通過調(diào)整各類無線系統(tǒng)參數(shù)和無線網(wǎng)絡工程設計參數(shù),從而滿足現(xiàn)有各類業(yè)務對各種無線網(wǎng)絡指標的要求,盡可能提升用戶業(yè)務感知。由于系統(tǒng)對無線網(wǎng)絡的要求總是在不斷地變化,優(yōu)化調(diào)整過程往往是一個周期性的過程。根據(jù)網(wǎng)絡建設所處階段的不同,TD-LTE網(wǎng)絡優(yōu)化一般分為工程優(yōu)化階段和運維優(yōu)化階段。工程優(yōu)化即開網(wǎng)優(yōu)化,主要包括單站驗證、簇優(yōu)化、縣市優(yōu)化和全網(wǎng)優(yōu)化;運維優(yōu)化是指日常優(yōu)化工作,是在網(wǎng)絡運維期間的優(yōu)化工作,主要工作是對投入運行的網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)采集分析,找出影響網(wǎng)絡質量的原因,使網(wǎng)絡達到最佳的運行狀態(tài)。TD-LTE網(wǎng)絡優(yōu)化目標主要有3個:最佳的系統(tǒng)覆蓋、合理的切換帶控制、最小的系統(tǒng)干擾。
5.2TD-LTE網(wǎng)絡基礎優(yōu)化方法
TD-LTE網(wǎng)絡優(yōu)化方法主要有天饋優(yōu)化、功率調(diào)整、鄰區(qū)優(yōu)化、小區(qū)PCI優(yōu)化、重選、切換參數(shù)優(yōu)化、特性算法應用等。這些方法相輔相成,缺一不可。
5.2.1天饋優(yōu)化
天饋優(yōu)化是TD-LTE基礎優(yōu)化的重點,主要通過現(xiàn)場調(diào)整天線的方向角、下傾角等天饋參數(shù)來改變干擾區(qū)域的各干擾信號強度,調(diào)整的原則是增強主覆蓋扇區(qū)的電平,減弱其他扇區(qū)的電平,從而改變信號在該區(qū)域的分布狀況,消除覆蓋不合理、弱覆蓋、越區(qū)覆蓋、頻繁切換等現(xiàn)象。
5.2.2功率調(diào)整
功率調(diào)整可以和天線調(diào)整配合使用,達到小區(qū)覆蓋要求、切換關系符合預期、信號質量提升的目的。
5.2.3鄰區(qū)優(yōu)化
鄰區(qū)優(yōu)化使得站和站之間的重選、切換可以順利進行。對全網(wǎng)鄰區(qū)關系進行分析,對于鄰區(qū)漏配、冗余小區(qū)進行調(diào)整,達到鄰區(qū)關系最優(yōu)化,提升切換成功率等網(wǎng)絡指標。
5.2.4小區(qū)PCI優(yōu)化
鄰區(qū)之間的PCI規(guī)劃不合理,會導致鄰區(qū)之間的干擾抬升,影響用戶感知,通過鄰區(qū)之間的PCI優(yōu)化調(diào)整,提升網(wǎng)絡整體質量。
5.2.5重選、切換參數(shù)優(yōu)化
通過調(diào)整重選參數(shù),對用戶的Idle態(tài)過程進行優(yōu)化,保證用戶重選和起呼過程,提升接入成功率;調(diào)整切換參數(shù),保證用戶業(yè)務的可連續(xù)性和用戶感知。
5.2.6特性算法應用
在網(wǎng)絡基礎優(yōu)化完成后,可以通過特性算法提升網(wǎng)絡整體性能,如準入控制、負載控制、抗干擾的ICIC算法、降低干擾提升用戶吞吐量的BF算法等。
6結束語
對TD-LTE無線網(wǎng)絡進行科學、合理的規(guī)劃設計,對于未來TD-LTE的無線網(wǎng)絡部署意義重大。本文主要從需求分析、網(wǎng)絡規(guī)模估算、站址規(guī)劃、網(wǎng)絡仿真、無線參數(shù)規(guī)劃等5個階段對TD-LTE無線網(wǎng)絡規(guī)劃進行了研究,同時對TD-LTE網(wǎng)絡的各種基礎優(yōu)化方法進行了介紹。但TD-LTE是一種新興的技術,需要在實際應用中不斷得到發(fā)展和完善,因此,對于TD-LTE的規(guī)劃和優(yōu)化方法也需要進行不斷地改進和提升。
作者:鄭國惠單位:中國移動通信集團浙江有限公司紹興分公司