長光通信解析4G時代，如何構筑LTE精品網絡？
時間:2014-07-25 09:34:21 來源：
伴隨著4G LTE網絡建設的推進，如何構建一張高質量的LTE網絡成為業(yè)界共同關注的話題，尤其是在用戶對4G服務質量要求日漸提升的情況下，LTE的網規(guī)網優(yōu)成為影響網絡運營發(fā)展的要素。從客觀上看，LTE的網規(guī)網優(yōu)是一個系統工程，從早期的規(guī)劃、設計到后來的建設、維護、優(yōu)化，只有每個環(huán)節(jié)都把握好，才能打造一張滿足運營商業(yè)務發(fā)展需要的、給用戶帶來良好體驗的LTE精品網絡。打造一張精品LTE網絡是每家通信運營商都高度重視的問題。從20多年來移動通信網絡建設的歷程來看，OPGW光纜優(yōu)質的移動通信網絡需要從科學的網絡規(guī)劃開始，通過精心設計和施工落實，以細致的維護和不斷的優(yōu)化來保障。網絡規(guī)劃作為移動網絡建設工作的第一步，對于網絡質量、建設成本甚至后期的網絡擴容和優(yōu)化成本等都有至關重要的影響。網絡設計則是對網絡規(guī)劃的落實，是網絡建設工作不可或缺的指導。當前，我國LTE網絡的建設正處于起步階段，如何優(yōu)質、高效、經濟地開展LTE網絡建設工作，是值得探索的問題?？茖W規(guī)劃是重中之重LTE網絡規(guī)劃應建立在準確的網絡需求分析上。網絡的需求分析主要從社會環(huán)境、地理環(huán)境、人口經濟環(huán)境、容量目標、覆蓋目標、業(yè)務質量和業(yè)務類型等方面入手，明確LTE網絡的覆蓋目標、容量目標、質量目標等。其中，已經運營多年的2G、3G、WLAN網絡的網絡資源數據、業(yè)務需求數據以及地理環(huán)境數據是進行需求分析的重要參考，在進行LTE網絡規(guī)劃時可充分運用。科學選擇覆蓋目標區(qū)域
目前，LTE網絡規(guī)劃優(yōu)先考慮的是無線網絡覆蓋。在選擇規(guī)劃覆蓋目標區(qū)域時，為滿足高速、大流量的網絡業(yè)務需求，應重點考慮幾大因素：一、優(yōu)先考慮室外熱點和室內熱點重合的區(qū)域，結合室內外熱點綜合考慮確定LTE覆蓋區(qū)域，6芯光纜熱點區(qū)域優(yōu)先選擇大中城市城區(qū)范圍。二、不僅考慮數據業(yè)務量的相對值（數據業(yè)務量與平均數據業(yè)務量比值），還需要考慮數據業(yè)務量的絕對值。三、為避免系統過多互操作影響用戶體驗，LTE覆蓋區(qū)域不宜太零散，應保證一定區(qū)域范圍內的連續(xù)覆蓋和覆蓋深度。此外，在確定覆蓋目標時還需分析業(yè)務引入、新KPI需求、用戶模型、互操作及終端問題等帶來的影響。
深入理解LTE覆蓋特點
覆蓋目標確定后，進行覆蓋規(guī)劃時需要注意以下幾個方面。
首先，合理確定邊緣用戶的數據速率目標是LTE覆蓋規(guī)劃的基礎。LTE沒有電路域業(yè)務，只有分組域業(yè)務，不同目標數據速率的解調門限不同，導致覆蓋半徑也不同。因此要確定小區(qū)的有效覆蓋范圍，首先需要確定小區(qū)邊緣用戶的最低保障速率要求。另外，由于LTE采用時域/頻域的兩維調度，要確定滿足既定小區(qū)邊緣最低保障速率下的小區(qū)覆蓋半徑，還需要確定不同速率的業(yè)務在小區(qū)邊緣區(qū)域占用的無線資源塊數量和信噪比要求。
其次，LTE資源調度更復雜，覆蓋特性和資源分配緊密相關。在LTE網絡中，為了應對不同的覆蓋環(huán)境和規(guī)劃需求，可以靈活地選擇用戶使用的無線資源塊和調制編碼方式進行組合。在實際網絡中，業(yè)務占用的無線資源塊數量、用戶速率、調制編碼方式、信噪比之間相互影響，導致LTE網絡調度算法比較復雜，在進行覆蓋規(guī)劃時，實際網絡很難模擬。因此，合理地確定無線資源塊、調制編碼方式，使其更符合實際網絡狀況是科學規(guī)劃的一個重點與難點。
最后，小區(qū)間干擾影響LTE覆蓋性能。LTE系統中引入了正交頻分復用技術，不同用戶間子載波頻率相互正交，因此同一小區(qū)內不同用戶間的干擾幾乎可以忽略，但小區(qū)間的同頻干擾依然存在。在實際建網中，準確評估小區(qū)間干擾抬升水平，是LTE網絡覆蓋規(guī)劃的另一個重點與難點。
合理制訂鏈路預算
鏈路預算是LTE覆蓋規(guī)劃的重要依據。LTE的鏈路預算相對2G、3G網絡的鏈路預算更復雜，需要綜合考慮業(yè)務速率需求和系統帶寬、天線配置、MIMO配置、公共開銷負荷、發(fā)送端功率增益/損耗計算、接收端功率增益/損耗計算等多個參數配置。
在LTE鏈路預算制訂過程中，特別要注意兩個因素：第一，單純提高設備功率無助于覆蓋的提升。在LTE基站發(fā)射功率增大的同時，覆蓋能力得到了增強，但其造成的干擾也會逐步增強，在一定功率值附近頻譜效率將會達到平穩(wěn)，再提升設備功率無助于覆蓋的提升。第二，業(yè)務占用的資源數量會顯著影響覆蓋距離。在一定邊緣業(yè)務速率性能的要求下，業(yè)務信道占用的無線資源塊、子幀數目越多，覆蓋距離就越遠。
容量規(guī)劃放眼長遠
LTE網絡的容量遠大于2G和3G網絡，在網絡建設初期網絡容量不是規(guī)劃的主要制約因素，但在一些業(yè)務密度高的區(qū)域也需要進行前瞻性的準備與規(guī)劃。影響LTE系統容量的因素有很多，不僅與信道配置和參數配置有關，而且與小區(qū)間干擾協調算法、調度算法、鏈路質量和實際網絡整體的信道環(huán)境等都有關系。在規(guī)劃時，與系統容量相關的主要規(guī)劃因素包括以下方面。
頻點和帶寬——在高業(yè)務密度區(qū)域使用多載波和載波聚合技術是提升系統容量最有效的手段。
網絡結構——LTE的用戶吞吐量取決于用戶所處環(huán)境的無線信道質量，小區(qū)吞吐量則取決于小區(qū)整體的信道環(huán)境，影響小區(qū)整體信道環(huán)境最關鍵的因素是網絡結構及小區(qū)覆蓋半徑。計算與測試表明，站間距合適并且接近理想蜂窩結構時小區(qū)吞吐量最高。因此，LTE無線網規(guī)劃中要嚴格按照站距原則選擇站址，尤其是避免選擇過高的站點及偏離蜂窩結構較大的站點。
異構網——使用小基站、微基站靠近業(yè)務熱點進行業(yè)務吸收，是提升網絡容量的一個重要輔助手段。在LTE中業(yè)務信道均為共享信道，其容量估算的方法難以按照3G業(yè)務容量估算的方法來進行。LTE容量規(guī)劃一般通過系統仿真和實測統計數據相結合的方法，得到各種無線場景下網絡和終端各種配置下的小區(qū)吞吐量以及小區(qū)邊緣吞吐量。
精心設計必不可少
在科學規(guī)劃的基礎上，LTE精品網絡的打造還離不開精心的設計。一般情況下，在完成網絡規(guī)劃后，必須由設計人員對擬選站址進行現場確認。對于新建站址，需要現場確認是否適宜基站建設。現場調研時除了要勘察基站周邊環(huán)境、干擾情況之外，對于社會環(huán)境和環(huán)保情況也要進行了解，特別是對于學校、住宅小區(qū)周邊的基站需要慎重對待，在設計時須與周邊環(huán)境協調，以避免后期用戶投訴帶來的負面影響。對于規(guī)劃中利用既有基站的站址，也需要現場勘察，細致了解基站的設備安放空間、天面、傳輸、供電等資源是否能夠滿足新增LTE系統所需。由于MIMO技術的使用，LTE基站天線的尺寸相對較大，天饋系統也較為復雜，對天面資源的要求更高，天面資源往往會成為既有站址利用的一個瓶頸。在進行設計時需要靈活采用多種不同的天線形式，在保證干擾可控的基礎上實現共站址建設。
LTE系統除了宏基站設備形態(tài)外，還有小基站、微基站、有源天線等多種設備形態(tài)，給網絡設計帶來了極大的靈活性。在網絡設計中可以因地制宜地利用各類資源，針對特定場景選擇最合適的設備形態(tài)來進行針對性覆蓋，解決諸如覆蓋補盲、熱點吸收、宏基站建站困難等問題。
在進行LTE網絡設計時，還需要考慮承載網和光纖網絡對LTE網絡的承載能力。為了減少設備維護量，適應移動網的發(fā)展趨勢，便于后期諸如eICIC、CoMP等新技術的引入，目前LTE基站設備有相對集中放置的趨勢，這對承載網和光纖網資源都提出了較高的要求。在進行LTE基站設計時，基站設備的放置須與承載網和光纖網的能力相匹配。
科學的規(guī)劃和精心的設計是LTE網絡建設的第一步，這需要規(guī)劃和設計人員以科學的態(tài)度、嚴謹的作風進行大量而細致的工作。當然僅靠這些還不夠，只有通過規(guī)劃、設計、建設、維護、優(yōu)化等各個環(huán)節(jié)的共同努力，構建一個不斷提升的閉環(huán)工作流程，才能建成一個可以滿足用戶需求不斷增長的、高品質的LTE網絡。
總工點評
推進LTE建設、實現LTE運營是推動經濟增長、落實國家戰(zhàn)略、帶動信息產業(yè)升級的重要手段，也是提升社會信息化總體水平的必經之路。未來5年我國預計將建設百萬個LTE基站，網絡投資數千億元，發(fā)展5億LTE用戶，成為全球最大的LTE區(qū)域市場。面對4G時代的召喚，如何打造精品LTE網絡成為當前通信業(yè)面臨的共同課題。作為網絡建設的第一步，規(guī)劃設計就像是一座橋梁，它連接著通信技術的最新發(fā)展與用戶的實際需求。向規(guī)劃要效益、向設計要質量，根據LTE的技術特點與業(yè)務需求科學規(guī)劃、精心設計，把控好源頭環(huán)節(jié)，是非常必要的。
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