陳海燕

（北京電子科技職業(yè)學院 電信工程學院，北京 100015）

LTE網(wǎng)絡結構在應用中的優(yōu)化仿真分析

陳海燕

（北京電子科技職業(yè)學院 電信工程學院，北京 100015）

分析了LTE網(wǎng)絡結構在應用中的優(yōu)化仿真問題。在TD?LTE規(guī)劃組網(wǎng)中，由于網(wǎng)絡結構受限而產(chǎn)生一些問題，針對LTE網(wǎng)絡結構進行規(guī)劃分析，通過仿真LTE網(wǎng)絡結構分析其優(yōu)化措施?；赥D?LTE網(wǎng)絡結構優(yōu)化仿真中，提出有效解決方案，優(yōu)化LTE網(wǎng)絡結構規(guī)劃思路，為城市LTE網(wǎng)絡建設提出新優(yōu)化思路，提升LTE網(wǎng)絡性能，較以往網(wǎng)絡應用性能提升6.0%。在實際應用中優(yōu)化LTE網(wǎng)絡結構，并通過仿真分析得出，做好LTE網(wǎng)絡規(guī)劃與優(yōu)化工作對改善LTE網(wǎng)絡性能發(fā)揮了積極影響。

LTE網(wǎng)絡；網(wǎng)絡結構優(yōu)化；網(wǎng)絡規(guī)化；網(wǎng)絡結構

隨著當前我國在移動通信技術方面的快速發(fā)展，不僅移動用戶數(shù)量得到大范圍增加，且其對移動網(wǎng)絡的規(guī)模于應用需求也在不斷提升，建立LTE網(wǎng)絡，有助于改善4G時代網(wǎng)絡組建方案，滿足用戶業(yè)務需求。但是由于LTE網(wǎng)絡對系統(tǒng)內(nèi)外干擾具有高度敏感，這加大實際中LTE網(wǎng)絡結構的組網(wǎng)規(guī)劃難度，本文針對此問題進行分析，設計仿真有效的LTE網(wǎng)絡結構優(yōu)化方案。

1 LTE網(wǎng)絡

1.1 當前LTE網(wǎng)絡弊端

隨著當前我國移動通信系統(tǒng)的規(guī)模擴大，以及其復雜度的不斷增加，針對傳統(tǒng)的LTE網(wǎng)絡結構中，其已經(jīng)不能有效適應當前社會網(wǎng)絡發(fā)展的需要；同時，優(yōu)化通信系統(tǒng)模擬仿真技術，也越來的越受到相關人員的重視，因為在傳統(tǒng)通信仿真技術中，多是采取手工分析以及電路試驗兩種方法，以此來得到與真實網(wǎng)絡結構中十分接近的環(huán)境，但是其需耗時長，且應用的方法還比較繁雜[1]。在LTE網(wǎng)絡中，由于其具有同頻組網(wǎng)的特性，不僅導致增加網(wǎng)絡負荷，也會影響系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)絡。在LTE網(wǎng)絡中，隨著用戶數(shù)激增，網(wǎng)絡性能也會受到限制。同時，針對LTE網(wǎng)絡結構規(guī)劃，高站網(wǎng)絡結構多集中在城市區(qū)域，重疊覆蓋過多，容易造成干擾。

1.2 LTE網(wǎng)絡結構優(yōu)勢

LTE網(wǎng)絡可以兼容3G通信，并有助于改進4G通信。對于LTE網(wǎng)絡中，其鄰區(qū)列表可以通過eNodeB進行維護，有助于實現(xiàn)通信的ANR功能。設計應用LTE網(wǎng)絡結構，確保當一個移動用戶在應用服務過程中，在其從正eNodeB覆蓋區(qū)域中移動到另一覆蓋區(qū)域時，允許ANR自動建立與鄰區(qū)之間的拂去關聯(lián)[2]。針對LTE

網(wǎng)絡規(guī)劃中，多是采用由NodeB去構成組織的單層結構，關于這種結構，不僅有利于簡化網(wǎng)絡以及減小數(shù)據(jù)傳輸延遲，也可以實現(xiàn)系統(tǒng)的低時延功能，具有低復雜度、設計低成本的優(yōu)勢。

2 優(yōu)化仿真LTE網(wǎng)絡問題

2.1 進行仿真規(guī)劃

在仿真LTE網(wǎng)絡結構的規(guī)劃中，可以將仿真規(guī)劃工具應用到優(yōu)化方案中，有助于保證LTE網(wǎng)絡連續(xù)覆蓋。在LTE網(wǎng)絡同頻組網(wǎng)過程中，確保網(wǎng)絡結構合理性至關重要，加強LTE網(wǎng)站的高、方向角以及下傾角的規(guī)劃，不僅有助于最終保障網(wǎng)絡性能，也可以提升信噪比。加強LTE網(wǎng)絡結構規(guī)劃，確保LTE網(wǎng)絡具有合理的站高，是其站點在分布上盡量均勻，避免發(fā)生越區(qū)干擾[3]。因此，在本LTE網(wǎng)絡結構設計上，在LTE網(wǎng)絡的規(guī)劃初始階段，可以采用模塊化的規(guī)劃結構，便于LTE網(wǎng)絡調(diào)試與擴展。其LTE網(wǎng)絡結構圖如下所示。

圖1 LTE鏈路結構圖

2.2 分析LTE網(wǎng)絡結構優(yōu)化問題

對于LTE網(wǎng)絡結構，由于在LTE網(wǎng)絡中其只有504個可用的PCI碼，而對于一個商用網(wǎng)絡中其基站是由成千上萬個數(shù)目組成的，若干個小區(qū)又可共用一個基站，顯然LTE網(wǎng)絡結構中的PCI碼會被重復的進行使用。在實際優(yōu)化中，需要注意避免混淆的問題，為避免PCI碼移動混淆，在LTE網(wǎng)絡結構優(yōu)化中，可以制定PCI規(guī)劃原則，以此來保證在一層相鄰與二層相鄰的小區(qū)中，其PCI均沒有被重復的使用，即可以避免PCI分配混淆情況的出現(xiàn)[4]。對于LTE網(wǎng)絡結構中，針對相鄰地理位置小區(qū)，以及共站址異頻的小區(qū)間，通常是運用X2接口來交互傳遞小區(qū)負荷信息的。以此方式既可以完成負荷上報工作[5]，同時，對于涉及LTE和非3G網(wǎng)絡操作的問題，可以確保跨系統(tǒng)負荷信息交互接口標準化，提升LTE網(wǎng)絡結構性能。

2.3 LTE網(wǎng)絡仿真工具

在LTE網(wǎng)絡結構規(guī)劃中，運用Atoll仿真工具，可以通過使用高精度的數(shù)字地圖，并可結合應用三維Cross?Wave射線跟蹤模型，來有效提高在實際中進行LTE規(guī)劃仿真的準確性；通過應用ACP的智能優(yōu)化功能，有效實現(xiàn)對LTE網(wǎng)絡結構的規(guī)劃與仿真優(yōu)化工作[6]。在實際中，對于CrossWave，不僅是一種可選的高級傳播模型，同時也支持所有的小區(qū)類型[7]，可以模擬垂直衍射、水平面的導向傳播及山脈區(qū)域的傳播現(xiàn)象；提高在LTE網(wǎng)絡覆蓋與容量，提升網(wǎng)絡結構規(guī)劃質(zhì)量。

3 分析仿真優(yōu)化LTE網(wǎng)絡結構應用案例

3.1 LTE網(wǎng)絡方案

針對某大型城市4G網(wǎng)絡建設中，為提升其LTE網(wǎng)絡建設力度，加快建設TD?LTE網(wǎng)絡結構，可以根據(jù)移動公司的網(wǎng)絡設計要求，完成針對組城區(qū)中四大主體站點的網(wǎng)絡結構規(guī)劃工作，優(yōu)化其TD?LTE網(wǎng)絡結構。同時，對于主城區(qū)中設計規(guī)劃面積達到158.13 km2，其中室外網(wǎng)絡結構規(guī)劃面積為57.29 km2，共有709個不同的網(wǎng)絡站點。對于在新建的LTE網(wǎng)絡以及擴容網(wǎng)絡中，能夠在現(xiàn)有的2G/3G站點基礎上，選擇出最佳的LTE站址建網(wǎng)，優(yōu)化實現(xiàn)網(wǎng)絡結構規(guī)劃。

3.2 規(guī)劃LTE網(wǎng)絡結構

基于仿真LTE網(wǎng)絡結構，利用Atoll ACP功能，設置調(diào)優(yōu)目標值，刪除不必要的站點，自動增補站點。還可以通過仿真分析，關閉不必要高站/矮站，或者是遷移位置，適當調(diào)整高度。對國內(nèi)的某大城市中，關閉、搬遷主城區(qū)的高站，既可以根據(jù)預測結果，對城區(qū)內(nèi)LTE網(wǎng)絡覆蓋空洞區(qū)域進行補盲操作，利用AtollACP自動調(diào)優(yōu)工具，調(diào)整LTE網(wǎng)絡結構，使其達到相對合理的水平，優(yōu)化LTE網(wǎng)絡結構方位角與下傾角。完成仿真模型見圖2。

圖2 仿真的模型

3.3 仿真后進行結果細節(jié)調(diào)優(yōu)

針對本次LTE網(wǎng)絡結構中，對于主城區(qū)的4個站點，其站點高度大于50 m，屬于過高的站點。因此在仿真后發(fā)現(xiàn)，對于此類高站，在實際中可以通過搬遷站點、調(diào)整工參的優(yōu)化手段，既可以規(guī)避干擾。通過仿真分析清楚的知道在LTE網(wǎng)絡結構中，物理信道承載的信號的資源分配情況，優(yōu)化網(wǎng)絡結構規(guī)劃，優(yōu)化LTE結構仿真模型。調(diào)整方案如表1所示。

表1 調(diào)整方案

3.4 仿真結果分析

對于本次仿真分析中，其信道編碼中是采用Turbo碼的，采用調(diào)制16QAM下行鏈路，通過分析其誤碼率，得出其仿真結果圖?？梢灾涝赥urbo碼中，其參數(shù)是由2個成員組成的RSC編碼器，通過刪余操作，可以使碼率達到1/2，再通過隨機交織器，確保分組長度達到1 024。通過本次LTE網(wǎng)絡結構仿真優(yōu)化調(diào)整，主城區(qū)內(nèi)主體的覆蓋基本在-90 dBm以上，該主城LTE網(wǎng)絡結構基本達到覆蓋要求。在系統(tǒng)的整體架構上，可以進行分組交換，通過嚴格的QoS機制的設計，不僅可以保證LTE結構網(wǎng)絡在實時業(yè)務服務的質(zhì)量，也可以有效保證將來系統(tǒng)可擴展性。同時也解決了向下兼容的問題并降低了網(wǎng)絡時延問題，增加了小區(qū)邊界比特速率。通過仿真LTE網(wǎng)絡結構分析后，其網(wǎng)絡性能提升8.0%，在LTE網(wǎng)絡結構優(yōu)化中，采取LTE網(wǎng)絡仿真分析方法，發(fā)揮積極影響，有助于進一步推動LTE發(fā)展。

4 結語

綜上所述，在LTE網(wǎng)絡結構優(yōu)化中，可以根據(jù)LTE技術、網(wǎng)絡規(guī)劃特點，采取仿真分析網(wǎng)絡結構規(guī)劃的方式，有效解決LTE網(wǎng)絡規(guī)劃問題。不僅可以在LTE網(wǎng)絡結構優(yōu)化中應用ACP仿真特殊場景，也可以為調(diào)整和優(yōu)化LTE網(wǎng)絡結構，提供有力保證，有助于提升LTE網(wǎng)絡性能，發(fā)揮積極應用價值。

[1]楊燕.TD?LTE在智能家居系統(tǒng)的應用[J].現(xiàn)代電子技術，2015，38（7）：46?49.

[2]林世明，高志斌，高鳳連，等.基于路測的TD?LTE網(wǎng)絡優(yōu)化分析[J].現(xiàn)代電子技術，2015，38（9）：12?15.

[3]黃妙娜，馮穗力，陳軍，等.LTE網(wǎng)絡中多目標優(yōu)化的動態(tài)負載均衡算法[J].電子與信息學報，2014，36（9）：2152?2157.

[4]姬自英，李小文.LTE網(wǎng)絡中ESM協(xié)議分析與設計[J].電視技術，2010，34（12）：80?83.

[5]徐曉，戎璐，王平，等.基于業(yè)務自適應的LTE切換優(yōu)化機制[J].計算機應用研究，2009，26（11）：4240?4243.

[6]何珂，全濤，趙晉，等.基于MR數(shù)據(jù)的LTE網(wǎng)絡射頻精細優(yōu)化的方法研究[J].移動通信，2013（12）：15?19.

[7]馬晨.LTE網(wǎng)絡4扇區(qū)部署性能分析和優(yōu)化建議[J].電信科學，2015，31（5）：62?66.

Optimization simulation analysis of LTE network structure in application

CHEN Haiyan
（College of Telecommunication Engineering，Beijing Polytechnic，Beijing 100015，China）

The optimization simulation of LTE network structure in the application is studied.In allusion to the limitation of the network structure，the planning and analysis for LTE network structure are conducted in TD?LTE planning and networking，and the optimization measures are analyzed by means of simulation of LTE network structure.Based on above，an effective solu?tion is put forward to optimize the planning thought of LTE network structure.The new optimization method is put forward for the construction of urban LTE network to improve the performance of LTE network.Compared with the former network，its applica?tion performance is increased by 6%.The LTE network structure is optimized in the practical application.The simulation analy?sis result shows that the perfect planning and optimization of LTE network plays a positive impact on the improvement of LTE network performance.

LTE network；nerwork stquctuse optimization；network planning；network structure

TN915?34

A

1004?373X（2015）24?0066?03

10.16652/j.issn.1004?373x.2015.24.019

陳海燕(1972—)，女，江蘇睢寧人，工程師，碩士。研究方向為移動通信、無線通信。

2015?08?12

國家自然科學基金：基于Sieve Bootstrap方法的長記憶過程變點研究與應用（11301291）