摘要：良好的覆盖和干扰控制对网络性能意义重大，TD-LTE由于网络架构、工作频段等原因，更容易在相邻站点之间出现重叠覆盖区域。为了改善TD-LTE网络中小区重叠覆盖对网络性能造成的影响，本文提出一种优化解决方案，并通过实际优化验证，提高了用户感知。
关键词：TD-LTE网络；无线网络结构；同频干扰；重叠覆盖；用户感知
1 引言
TD-LTE采用同频组网，全网小区使用相同频点，每个小区内的终端用户都会受到来自其他小区的同频干扰。通常把受到较多的同频邻区干扰影响且干扰较大的区域称之为重叠覆盖区域。其中，重叠覆盖程度直接影响吞吐率，重叠覆盖的小区数目增加直接导致LTE网络较大的性能下降，使得用户感知下降。然而，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，重叠覆盖问题在网络规划及优化中越发突出。在这样的背景之下，积极展开TD-LTE网络结构的优化分析，降低小区重叠覆盖程度非常必要。
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。
3 TD-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
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。
6 TD-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，在TD-LTE网络规划和优化中需要重点考虑重叠覆盖问题，文章提出了一种优化解决方案，通过测试分析得知，该方法可以有效提高吞吐量和降低小区重叠覆盖程度，具有一定的可行性和推广性。相信随着网络建设的逐步完善，TD-LTE网络结构的优化工作将得到全面的展开，为未来广大TD-LTE用户提供优质网络和通信服务，使用户感知得到质的提升。
参考文献：
[1]杜杨，杨奥林，朱革.TD-LTE网络中小区重叠覆盖优化方法研究[J].移动通信，2017（1）：74-77.
[2]赵康成，王国梁，李凤花.TD-LTE无线网络中重叠覆盖优化解决方案分析[J].山东通信技术，2014，34（3）：40-43.
论文作者:张斌
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/25
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