LTE多频组网协同优化分析与研究

周普成（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

随着移动通信网络的迅猛发展，当今社会已经步入大数据、云计算等高度信息化的时代。移动网络发展随之带动的各类信息化产业日趋丰富，移动通信用户对网络的服务质量要求越来越高。对于通信网络运营商而言，需要全面提升移动网络承载信息的能力、效率和质量。

分析现网的各类网络性能指标，其中端到端指标可直接反映现网用户真实的使用情况，能直观反馈网络各节点的问题。所以，做好端到端的优化指标，更有利于通信市场的可持续发展，提升网络竞争力。

提升网络的核心竞争力，必须提升客户对网络的感知。无线网络覆盖的优劣，在用户层面可直接反映在信号是否满格、使用手机流量是否稳定和流畅两个方面。信号满格是指手机终端接收网络移动信号强度的大小，但是仅凭信号强度满足要求，并不能确定网络性能一定达标。合理科学评估网络质量，还需要对网络覆盖的各类性能指标进行细致、准确的分析和判断。目前，现网的LTE 800M网络较LTE 1.8G/2.1G网络覆盖更广，但存在网络容量不足的缺陷。在网络带宽方面，使用LTE 800M网络仅能达到深度覆盖最基础的指标要求。面对这一系列网络问题，必须找到针对性的解决方案。例如，可以在现网的CQI高阶占比指标上做一定优化，CQI高阶占比越高，说明网络覆盖质量越优，用户使用网络的感知体验越好。对于现网1.8G小区，在原有网络带宽的基础上提升30%，即在原有的15M带宽基础上临时增加5M带宽，可以获得更高的网络容量，从路测数据上可直观反映上下行速率的显著提升。同时，通过异频切换门限控制，选择现网不同覆盖场景的使用频段，保证所覆盖的小区占用最优频段，可达到优化网络资源利用率的效果，也可提升现网用户使用网络的体验。

1 多频网络优化分类

1.1 带宽资源

以典型的春节用户业务变化情况为例。对于春节期间人口流入地区，移动用户的大幅度增长导致网络负荷突发性增加，现网的15M带宽已经不能完全满足春节预估用户容量的需求。现网1.8G小区与其移动联通存在5M带宽保护带可以被临时利用，作为在春节期间应对网络流量突发性增长的临时保障带宽，用来提升现网网络容量，改善4G用户的上网体验。春节结束后，及时将临时占用的5M带宽回退，保障网络带宽的合理性。

1.2 功率资源

由于现网网络中，部分LTE 800M小区存在功率余量，可以对现网空余功率资源进行合理优化利用。例如：通过对现网部分LTE 800M小区做PA/PB性能参数调整来提升小区下行信道的功率，有效提升小区用户的上网速率，从而获得更好的网络使用体验。

1.3 多频协同

现网LTE 800M网络的用户量大幅度增长，导致现网出现大批量的LTE 800M高负荷站点，用户对网络的感知较差，急需通过网络优化手段解决此类问题。通过对现网网络相关指标进行分析得知，目前现网的LTE 1.8G/2.1G向LTE 800M的切换满足条件为1.8G/2.1G＜-109 dBm且800M＞-105 dBm，而该门限无法驻留RSRP在-109 dBm至-114 dBm之间的用户[1]。为了减少800M小区的网络负荷，使得移动用户较多的驻留在现网1.8G/2.1G小区，可通过调整1.8G/2.1G向800M的切换门限值来实现。

2 多频优化原理

2.1 合理使用带宽资源保护间隔

最初分配给电信运营商FDD 1.8 GHz网络为15M的带宽，频谱带宽资源有限。电信与移动和联通运营商之间均有较大的频点带宽保护间隔，对于迫切需要提升用户感知的特殊时期，可被作为临时增加网络容量的手段加以合理使用。调整后虽然下行与移动和联通有1M带宽交叠，但对网络的影响较小。

2.2 LTE 800M小区的CQI提升原理

2.2.1 CQI

CQI（Channel Quality Indicator）即信道质量指示，是无线信道的通信质量测量标准。CQI能够代表一个给定信道的信道测量标准，而信道质量是根据相应载波的下行参考信号测量得到额。通常，一个高值的CQI表示一个信道有好的质量；反之，亦然。LTE的下行物理共享信道（PDSCH）支持QPSK、16QAM和64QAM共3种编码方式[2]，依次需要的信道条件也不相同。编码方式越高，依赖的信道条件需要越好。CQI≥10是采用64QAM调制的必要条件，CQI≥7是采用16QAM调制的必要条件。采用高阶调制方式，在同等条件下能获得更高的下载速率。目前，很多地区的电信运营商采用CQI≥7的比例来衡量网络覆盖水平。

高阶编码方式的使用提高了空口的编码方式和效率，能大幅提高下行数据速率，显著提升用户的感知度。随着LTE网络覆盖的不断完善，CQI指标逐渐成为无线专业优化的重中之重。

2.2.2 Pa/Pb原理

如图1所示，在下行功率计算中，经常使用Pa、Pb参数来定义A类、B类符号的功率增益。当业务信道的功率增益增加，CQI性能指标随之改善。Pb设置越大，说明分配给B类符号的功率越大，主要是增加RS下行参考功率，提升深度覆盖指标。PA是指非RS列的PDSCH功率，PA越小，表示A类PDSCH业务信号功率越低，容易产生无线侧误码。RB在调度此类资源时，容易造成下行传输速率降低、误码升高、掉线等问题。所以，厂家一般要求PA/PB设置相同，确保RS下行参考功率与业务信道功率保持一致，可反映无线网络的实际覆盖情况。

（1）Pa/Pb参数

无线网络中，Pb取值越大，ReferenceSignalPwr在原来的基础上抬升越高，越能获得更好的信道估计性能，增强PDSCH的解调性能，但是减少了PDSCH（Type B）的发射功率。

（2）Pa对无线网络的影响

RS功率一定时，增大该参数，增加了小区基站业务信道的发射功率，提高了小区所有用户的MCS和小区吞吐率，但可能造成功率受限，网管会提示网络参数配置有误，超过了门限值；反之，降低小区基站业务信道的发射功率和MCS，则会造成小区吞吐率的下降。如果将Pa设置过大，可能会导致实际发射功率逼近RRU的额定功率。这种情况下不得不降低原定的RS信号功率设置，有可能影响覆盖率。所以，仅针对功放有余量的小区可改变Pa指标，提升该小区的CQI优良比。

2.3 控制800M小区用户数的参数注释

控制800M小区的用户数主要是引用了切换事件中的A5-1事件。在1.8G/2.1G向800M小区异频打开测量门限不变的情况下，调整A5-1门限值，减少到800M小区的切换。A5-1的意义是服务小区质量低于门限值A5-1，通过调整该参数来达到控制2.1G/1.8G小区与800M小区间的切换，让用户更多驻留在容量相对充足的1.8G/2.1G小区，同时减小800M小区的网络负荷。

LTE切换涉及的事件定义，如图2所示。

图1 Pa/Pb的定义示意图

图2 LTE切换涉及的事件定义

3 优化效果评估

3.1 LTE 1.8G网络小区带宽扩容方案效果评估

基于春节业务量变化的场景，提出扩容方案。市区的用户数下降，主要用户转移到农村区域，但农村区域站点较少，无法及时进行大批量新建基站或扩小区的操作[2]。经过方案研究对比得出结论，通过临时提升小区的带宽来提升小区的容量和用户感知是较为快捷和高效的方法。由于现网存在RRU不支持20M带宽的情况[3]，只能将不支持20M带宽的RRU集中在几个区域。同时，在做扩容时将15M与20M的边界做特殊门限修改。经过前期多次验证和指标跟踪，最终确认边界小区异频切换事件为A2+A3，门限值A2为-95 dBm、A3为邻接小区大于服务小区3 dBm。此项优化工作在春节前完成，经测试网络指标良好，前台测试速率提升显著。

主要修改参数，如表1所示。

操作前后，通过对重要后台的指标对比可知：相对于扩容前，CQI≥7的占比由92.5%提升至94.6%，全网的下行PRB利用率由5.5%下降至4.1%。

表1 主要修改参数

表2 重要前台路测指标对比

重要前台路测指标对比（选取部分区域A/B）显示，SINR和下载速率提升较为明显，如表2所示。

A区和B区修改前后下行平均速率，如图3所示。

扩容前后，从前台和后台指标上进行对比分析，后台指标CQI≥7和PRB提升较为明显；扩容后路测的业务速率提升较为明显。综合前后台指标看，较好地提升了小区的用户容量和速率，保证了春节期间用户的上网体验。

春节保障结束后，由于20M带宽为非标带宽，同时与联通和移动下行均有1M带宽交叠会产生一定的干扰[4]，所以需及时将现网带宽回退，保障现网带宽的合理性。

3.2 LTE 800M网络小区的CQI优化方案及效果评估

核查800M小区功率发现，现网的功率余量剩余较多。为了避免资源浪费和对现网有限资源的合理利用，分析现网的800M小区功率余量，根据相应的配比计算，保留现网可以提升至10M的功率余量，再调整现网的PA/PB参数，提升下行功率信道，提升800M小区的CQI指标。

根据RRU的功率调整小区的PA/PB依据，如表3和表4所示。

表3 RRU功率60 W、带宽10 MHz时

操作参数，如表5所示。

图3 A区和B区修改前后下行平均速率

对比于参数修改前，LTE 800M网络小区的CQI≥7占比提升3.2%。

在800M小区参考信号功率不变的情况下，对于存在功率余量的小区进行资源的合理挖掘利用，通过增加小区下行信道的功率获得了更高的下行增益，提升了下行速率，使用户获得了更好的上网体验。

3.3 控制LTE 800M网络小区用户数的参数效果评估

以春节场景为例。春节期间为了获得更好的上网体验，调整现网2.1G/1.8G小区至800M小区的切换门限，让用户更多驻留在带宽较大的2.1G/1.8G小区上。经过对农村区域的验证和实践，2.1G/1.8G小区在-114 dBm时仍然有较好的上网体验，但是800M小区只有接收电平在-105以上且用户较少的情况下才会有较好的上网体验。基于此类网络现状，决定对现网2.1G/1.8G小区至800M小区的切换门限做优化调整，操作参数如表6所示。

对比于参数修改前，参数修改后的LTE 800M小区的RRC连接建立最大用户数下降了20%左右。

通过优化1.8G/2.1G至800M的切换门限指标，有效降低了现网800M小区的用户数和PRB利用率，减少了部分1.8G边缘用户切换至800M小区的现象。虽然1.8G小区信号略低于800M小区，但由于1.8G小区带宽是800M小区的近3倍，所以整体的覆盖效果优于800M小区，特别是对边缘用户的上网体验有较为显著的改善。

4 结 论

LTE网络的多频组网优化是为了达到较好的网络多频协同目的，不同场景使用最优的网络配置参数控制各个频段的在网用户数，在有限的现网资源里最大化发挥LTE 800M/1.8G/2.1G等各频段的自身优势，充分发掘网络资源，在提升网络资源利用率的同时相应改善用户感知，最终达到提高流量经营和发展用户的目的。

表4 RRU功率80 W、带宽10 MHz时

表5 操作参数

表6 操作参数