基于高校场景下LTE 网络容量优化研究

陈茂林，黄 铖，陈 蛮，陈晋湘

（1.湖南省邮电规划设计院有限公司，湖南长沙410001；2.中国电信股份有限公司湖南网络运行维护分公司，湖南长沙410100；3.中国电信股份有限公司湘潭分公司，湖南湘潭411100）

随着运营商不限流量套餐在高校大范围推广，高校学生用户的业务模型[1]发生了明显变化，由低流量的即时通信业务向高流量的视频类业务发展，使得高校容量[2]受限问题突出。如何满足不同时间段各场景的业务需求，如何最大化利用网络资源，提供满足用户行为的业务感知是摆在运营商面前的一大难题[3]。目前高校LTE 网络存在LTE2.1G、LTE1.8G 和LTE 800M三种频段络，存在LTE 网络小区重叠覆盖率较大、同频干扰严重、室分吸流效果不佳的问题。如何实现室内外异频从而降低同频带来的干扰，提升资源利用率，使室内用户驻留在室分小区、降低宏站负荷显得尤为重要。

1 高校业务模型评估

据运营商平台反馈，分析某省份160 所高校2019年12 月份4G 网络DPI[4]（Deep Packet Inspection）数据发现，使用频次占比最多的是网页浏览类和社交类，而热门业务产生4G 流量最多的为视频类，较多用户长时间使用视频类业务。高校的热门应用请求频次、热门应用流量情况如图1 和图2 所示。

图1 高校热门应用使用频次图

图2 高校热门应用流量占比图

2 容量优化方法研究

高校LTE 网络建设初期以宏站LTE1.8G 覆盖为主，随着高校内用户数及容量需求增长，为满足容量需求降低负荷，宏站开通双载波（LTE1.8G+LTE2.1G）扩容，同时建设室分LTE2.1G 小区进行话务吸收。高校场景网络优化方法与原则如下：

2.1 异频组网重选原则

高校LTE 网络室外目前主要由LTE1.8G 频段基站覆盖，在高校校园内加入LTE2.1G 频段基站，形成异构网络[5]，通过LTE2.1G 网络建设进行分担流量，降低同频干扰[6]。总体原则：

1）用户优先在大带宽（20M）的频段进行驻留和发起业务应用，以满足学生用户的容量需求和业务感知。

2）建有室内分布系统的高校，室内学生用户优先在室分小区驻留及业务请求，确保高校学生用户感知良好[7]。

3）高校LTE 网络不同频段可以进行覆盖与容量相互补充，避免造成弱覆盖区域及高负荷小区，造成网络资源利用率低且影响用户感知。

4）在多频段多制式共存组网情况下，优先考虑LTE 多频段之间的互操作，在LTE 的覆盖范围以外或LTE 网络负荷过大时才考虑异系统互操作[8]。

2.2 高校场景不同方式组网驻留与连接策略

1）室外LTE1.8G，室外LTE2.1G

高校学生用户优先选择驻留在LTE2.1G 小区，确保学生用户的业务感知，当信号覆盖强度无法满足学生用户需求，则切换至LTE1.8G 小区，确保连续覆盖，如下图3 所示。

图3 室外LTE1.8G、室外LTE2.1G 驻留与连接策略图

2）室外LTE1.8G&室内（LTE1.8G 和LTE2.1G）

室外LTE1.8G、室内LTE1.8G：根据信号测量强度及时进行重选、切换，最大限度降低同频率之间的干扰，确保资源利用率最大化及用户感知。室外LTE 1.8G、室内LTE2.1G：室内学生用户优先驻留在室内LTE2.1G 小区，确保用户感知，如图4 所示。

3）室外LTE2.1G&室内（LTE1.8G 和LTE2.1G）

室外LTE2.1G、室内LTE2.1G：根据信号测量强度及时进行重选、切换，最大限度降低同频率之间的干扰，确保资源利用率最大化及用户感知。室外LTE2.1G、室内LTE1.8G：室内用户通过连接态切换优先驻留在室内LTE1.8G 小区，确保用户感知，如图5所示。

3 容量优化案例

3.1 问题描述

某学院宿舍用LTE2.1G 室分覆盖，同时周边LTE2.1G 宏站覆盖宿舍，造成宿舍室分吸流效果差、室内用户驻留室外、周边宏站存在高负荷现象。手机UE 开关机由于室外1.8G 和室分2.1G 优先级一样，此时手机UE 根据终端自主策略进行重选，故有些UE 可以重选到室分2.1G，有些UE 可以重选至室外1.8G。

图4 室外LTE1.8G、室内驻留与连接策略图

图5 室外LTE2.1G、室内驻留与连接策略图

根据现场测试，宿舍室外1.8G 宏站只有一个小区的最强信号为-94dBm，其它小区的信号均在-100dBm 以下，不满足A2 异频测量门限（-110dBm）条件，故UE 很难切换到室分2.1G。

3.2 问题解决方案

频率优化：对室外LTE2.1G 宏站进行部分闭站或降功率操作，避免2.1G 宏站对现有室分造成影响，导致用户下载速率低（闭塞了9 个2.1G 小区）。

重选优化：室分LampSite 的小区频率优先级从5调整到7。

切换优化策略：修改室分小区LTE2.1G、LTE1.8G、LTE800M之间的异频切换门限，确保用户数优先占用室分小区，如表1 所示。

表1 切换优化策略表

负荷均衡参数优化：完成室内外协同、多频协同优化调整后进行负荷均衡参数优化，提升资源利用率，负荷均衡参数调整设置如表2 所示。

表2 负荷均衡参数表

3.3 试点效果

整体业务量保持稳定，关闭LTE2.1G 小区的业务量由剩余室内小区分流。对比分析室分小区优化前后流量用户数，室分小区的流量如图6 所示，提升49%，室外LTE1.8G 小区的流量下降明显，节约了设备，流量保持相对稳定，合理利用了网络资源。

图6 流量变化情况图

如图7 所示，用户感知提升明显，视频下载优良率和页面打开时延优良率两个业务感知指标提升明显，保证了学生用户业务感知良好。

图7 用户感知提升情况图

4 总结

本文介绍了高校多频协同组网下的切换策略、重选优化的门限以及室内外协同等，阐述了LTE800M/LTE1.8G/LTE2.1G 各频段小区用户驻留迁转均衡策略优化原则。通过关闭高校部分室外LTE2.1G 小区，降低高校重叠覆盖率，多频参数优化使室内用户驻留在室分小区，降低宏站负荷。高校协同优化资源利用既提升了用户感知，又节省了网络资源，提升了网络资源利用率。