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摘要：笔者主要概述了LTE无线网络优化关键性能的几项指标，旨在与广大同行共同探讨学习、共同进步。
关键词：LTE；无线网络；优化指标；关键性能
随着数据业务的快速发展，LTE 网络建设工作进行的如火如荼，网络优化工作越发迫切，如何利用LTE 网络KPI 指标进行网络优化是本文的研究重点。本文根据LTE 网络架构，接口协议、信令流程并结合目前运营商已有的LTE 无线网络关键性能指标，提出了根据LTE 网络KPI 指标进行网络优化及问题定位方法，为网络的建设和优化提供方法和依据。
一、LTE 网络架构
LTE采用由eNB构成的单层结构，这种结构有利于简化网络结构和减小延迟，实现了低时延、低复杂度和低成本的要求。与3G接入网相比，LTE减少了RNC节点。LTE 的架构也叫E-UTRAN 架构（见图1）。E-UTRAN 主要由eNB 构成。eNB 不仅具有原3G 中No⁃deB的功能，还能完成原来RNC的大部分功能，包括物理层、MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、接入移动性管理和Inter-cell RRM 等。LTE E-UTRAN侧的接口主要包括S1接口和X2接口。
由于LTE网络架构与2G/3G网络架构在无线侧存在差异，所以LTE的无线网络KPI指标与2G/3G的KPI指标存在不少差别。本文从多网络运营商运营维护角度考虑，保持LTE无线网络KPI指标分类与2G/3G无线网络KPI指标分类原则一致性，将LTE的无线网络关键性能指标分为网络接入类、接入保持类、传输完整类、移动管理类和资源负荷类五大类指标。
二、LTE 无线网络优化的意义
在无线网络通信技术不断完善中，LTE 无线网络是整个无线网络技术的核心部分，而且也是无线网络重要的发展方向，所以，运营商已经对 LTE 无线网络引起了高度关注。如今，3G网络已经比较成熟，4G 技术也在 LTE 无线网络技术发展的基础上不断地完善，在整个无线移动通信系统中，LTE 无线网络占据主导地位。
我国的通信技术近年来发展非常迅速，已经形成了三大比较稳定的网络运营商，LTE 无线网络实现了大范围的带宽，所以其在用户体验方面发挥着较好的效果，为中国移动通信的发展注入了新的动力。
我国的 LTE 无线网络还处于发展的初步阶段，还没有形成较为完善的产业链，只是形成了一端到另一端的产品，但是还没有形成各类芯片的功能，所以，其性能还要进一步完善。
但是通过对国外网络技术发展的情况分析，可以看出要想缩短网络产品的周期，就要通过完善产业链的方式进行，促进商业化发展。
我国现在在进行 LTE 无线网络建设的过程中，系统主要在物理层面上进行开发，还没有实现网络的优化，所以，我国在无线网络发展的过程中，应该结合 LTE 无线网络自身的特征，通过大量的商用网的建设，从而促进LTE无线网络的实践。
三、分析 LTE 无线网络优化的系统的接入指标
1. 分析 E-RAB 网络的接入指标
在网络接入方面，对于 E-RAB 网络的接入，其主要职责是负责提前对业务信息进行约定，即对 EPC 和 UE 提前提醒接入的业务。UE 提出的 QCI，可以提前有效区分视频播放、缓冲以及一些语音对话和游戏等业务信息，对于 E-RAB 的网络的连接系数，可以利用连接数量以及申请连接的数量的比值来得出。对于网络保持方面指标来说，指的是建立业务后保持通话的功能，它与其干扰程度有着非常直接的关系，还与网络的性能以及业务的负荷程度以及网络的覆盖率均有关系，为了提高通话质量，可以改善语音的清晰程度以及音质和掉话率。
2. 分析RRC连接类指标
RRC连接是UE和E-UTRAN之间的信令连接承载（SRB1），是NAS层业务访问的前提环节，体现了E-UTRAN对UE的接纳能力。RRC连接建立过程包括与业务相关的RRC连接建立过程和与业务无关（如位置更新、系统间小区重选、注册等）的RRC连接建立过程。LTE中，RRC消息只能通过公共控制信道（CCCH）和专用控制信道（DCCH）承载，CCCH和DCCH在MAC层都映射到传输信道SCH上。
主要包括RRC连接建立成功率、RRC连接重建成功率、RRC 平均建立时长和 RRC 连接数指标。与WCDMA RRC连接类指标相比，LTE RRC连接请求消息中不携带业务类型字段，LTE RRC连接类指标不区分业务类型进行统计。
3. 无线接通率
无线接通率是反映无线接入系统接入性能最重要的指标。无线接通率＝E-RAB建立成功率×RRC连接建立成功率×100%。
四、分析移动管理类指标
LTE移动性管理分为连接和无连接2种状态下的管理。无线指标更关注的是连接状态下的管理。LTE的切换过程分为基于S1接口的切换过程、基于X2接口的切换过程、eNodeB内的切换过程和LTE与WCD⁃MA间的切换过程。指标包括S1接口切换成功率、X2接口切换成功率、eNodeB内切换成功率、LTE与WCD⁃MA系统间切换入和切换出成功率、切换时长等指标。
系统间切换入和切换出成功率、切换时长等指标。切换成功率指标反映系统内和系统间切换成功的情况、切换的稳定性和可靠性以及无线覆盖情况。主要信令流程及信令采集点如图3、图4、图5所示。
LTE系统内切换统计指标主要包括S1接口切换出/入成功率、X2接口切换出/入成功率和eNodeB内切换出/入成功率，具体切换采样信令点如图3所示。对于S1接口切换分别定义切换出请求、切换入请求、切换入成功、切换出成功4条信令采样点；而对于X2接口切换信令流程，源eNodeB的切换出相对应目标eNo⁃deB的切换入，信令流程和统计采样点相比于S1接口切换流程简单；由于eNodeB内切换信令流程较为简单，本文不再进行介绍。通过对各接口切换出和切换入成功率和切换时长的统计来反映LTE系统切换稳定性和可靠性。
对于LTE与2G/3G网络互操作指标统计，考虑到目前终端不支持LTE与GSM网络进行切换，所以目前LTE无线网络指标仅包括与3G网络的切换性能指标，通过指标统计反映LTE异系统切换的稳定性及可靠性。具体指标分为LTE与WCDMA网络切换出成功率和LTE与WCDMA网络切换入成功率统计。信令流程及信令采样点如图5所示
五、分析资源负荷类指标
资源负荷类指标可以综合的反映资源的配置情况，确保在网络使用的过程中，资源的配置趋于合理，从而满足用户对资源的使用情况，在进行资源调整过程中可以有具体的依据。侧资源负荷的类别要通过对系统的平均负荷进行分析，确保好平均的发射功率和 CCE 占用率。在资源负荷指标的评估过程中，还要分析系统最大的负荷。LTE 无线网络系统可以支持不同的子帧进行内部的调动，实现了消息的高效传输，而且每条信息都可以独立地承载在信道上，每个 CCE 都有与之对应的REG，并且系统可以支持不同的格式，CCE平均的占用率可以对其资源的负荷情况进行合理的分析。
LTE 无线网络系统在进行接入的过程中具有一定的随机性，所以，在接入的过程中用户要进行随机的分配，形成序列的方式，每个小区中都有 64 个序列，可以对资源的负荷情况进行分析。在进行随机接入的过程中，在竞争的环境下，随机接入的过程比无竞争环境的随机接入要复杂，在相关指标的引导下，要分析不同的统计方式，计算平均占用数。
LTE 无线网络实现了频分多址系统，形成了大型的物力资源块，这种方式可以实现资源的灵活的调度，并且形成了资源的子单元，PRB 的占用率可以对系统空口下行的物理资源的占用情况进行合理的分析，并且在PRB领域中，可以分析不同的子载波的形式，使子载波实现连续性，在时域上可以形成不同的时隙，形成 7 个连续的符号。LTE 无线网络系统可以实现灵活的带宽配置，而且不同的带宽包含不同的 RB，其数量差别比较大。
六、分析传输完整类指标
传输完整类指标的建立主要是分析LTE无线网络的数据丢失情况以及业务量的分析。LTE 无线网络中，其空中协议与其他的网络存在差异，所以会产生一定的丢包率和弃包率。数据的丢包率主要是对LTE无线网络的无线接口的信息进行分析，可以分析出信号的传输质量，对系统的切换和功能的控制产生影响，在一些地区如果网络的覆盖面不广，就要充分考虑网络的干扰情况。
LTE 无线网络的业务量要通过分析以太网的端口进行，其会形成不同的字节数，并且在进行业务量分析的过程中，通过SDU字节数的方式，可以把握用户对各类业务的使用情况。
结语：
综上所述，在LTE网络运营期间，通过LTE无线网络关键性能指标反映LTE无线网络的运行质量，使运营商能充分掌握网络的整体运行状况，快速定位网络问题，为运营商对网络的进一步优化和建设提供直接参考。
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论文作者:周东旭
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/30
标签：无线网络论文; 指标论文; 网络论文; 成功率论文; 系统论文; 接口论文; 业务论文; 《基层建设》2017年第17期论文;