邵 娜

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團有限公司商丘市分公司，河南 商丘 476000）

0 引言

隨著我國城市移動互聯(lián)網(wǎng)用戶不斷增多，對LTE無線網(wǎng)絡(luò)的運行環(huán)境產(chǎn)生了巨大影響，導(dǎo)致其運營質(zhì)量下降。因此，在城市復(fù)雜環(huán)境下，應(yīng)積極尋找優(yōu)化LTE無線網(wǎng)絡(luò)的措施，進而提高移動信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。

1 LTE無線網(wǎng)絡(luò)概述

LTE技術(shù)是由3GPP組織制定的UMTS技術(shù)標準的長期演進[1]。相較于傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)交互方式，LTE技術(shù)是MIMO技術(shù)和OFDM技術(shù)整合之后的結(jié)果，能有效提高信息數(shù)據(jù)的傳輸速度、效率及整個技術(shù)方案的頻譜效率。簡單來說，LTE技術(shù)擴大了無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所覆蓋的范圍以及該系統(tǒng)的容量。LTE無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)按照組成結(jié)構(gòu)進行劃分，可分為兩個網(wǎng)絡(luò)單元，即EPC單元和eNode B單元，這兩個單元承擔(dān)著不同的任務(wù)和責(zé)任[2]。其中，EPC網(wǎng)絡(luò)單元主要是負責(zé)LTE無線網(wǎng)絡(luò)中的核心網(wǎng)絡(luò)部分，主要工作內(nèi)容是處理無線網(wǎng)絡(luò)中大量的信息及各項數(shù)據(jù)。EPC網(wǎng)絡(luò)單元通過統(tǒng)一處理網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)高效的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并為LTE無線網(wǎng)絡(luò)的運行構(gòu)建出高效、穩(wěn)定的環(huán)境。eNode B網(wǎng)絡(luò)單元的主要作用是提高入網(wǎng)行為的安全穩(wěn)定性。通過在較高效率下管控入網(wǎng)行為，進而實現(xiàn)入網(wǎng)管理。LTE無線網(wǎng)絡(luò)的具體組成如圖1所示。

圖1 LTE無線網(wǎng)絡(luò)具體組成

2 城市復(fù)雜環(huán)境下LTE無線網(wǎng)絡(luò)運行現(xiàn)狀

2.1 LTE無線網(wǎng)絡(luò)在大型公共場館的運行現(xiàn)狀

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量逐步提高，對文化和物質(zhì)的要求也在逐漸增多。在我國城市化進程快速推進下，為滿足人們?nèi)找嬖龈叩木裥枨?，建設(shè)了許多圖書館、體育館及會展中心等建筑。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，移動網(wǎng)絡(luò)、智能手機的普及范圍越來越大，人們對無線網(wǎng)絡(luò)的需要量和要求在不斷提高。一般情況下，大型公共場館的LTE無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍是以全覆蓋為主，但網(wǎng)速較慢，主要只是滿足人們短期瀏覽的需求，無法下載影片或是其他文件。由于大型公共場館的活動較多，一旦舉行活動，人流量也會增加，導(dǎo)致同期使用LTE無線網(wǎng)絡(luò)的人數(shù)增加。而LTE無線網(wǎng)絡(luò)在此類場所中具有上下行鏈路不平衡的特點，下行流量低于上行流量。因此，在活動舉行過程中，人們使用LTE無線網(wǎng)絡(luò)上傳視頻或是圖片等數(shù)據(jù)時，會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)繁忙的現(xiàn)象。大型公共場館在未舉辦活動期間，場館內(nèi)人流量較少，業(yè)務(wù)量也就隨之降低?？梢?，大型公共場館的LTE無線網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量在不同時期存在較大差別。此外，因為大型公共場館空間較大，且較為開闊，而LTE無線網(wǎng)絡(luò)所采取同頻覆蓋。這就造成網(wǎng)絡(luò)運行極易受到干擾，且接通率和信息數(shù)據(jù)的傳輸效率較低，無法切實滿足用戶的使用需求。

2.2 LTE無線網(wǎng)絡(luò)在商業(yè)區(qū)的運行現(xiàn)狀

商業(yè)區(qū)又被稱為CBD，基本是一座城市最為繁華的地區(qū)，是城市的中心地帶。由于商業(yè)區(qū)的高端用戶較多，LTE無線網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量直接影響各大網(wǎng)絡(luò)運營商的經(jīng)濟收入與企業(yè)形象。目前，我國LTE無線網(wǎng)絡(luò)在商業(yè)區(qū)的運行質(zhì)量較高。但是，由于商業(yè)區(qū)的建筑物較多且較為密集，建筑結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，導(dǎo)致無線網(wǎng)絡(luò)傳播環(huán)境更為復(fù)雜。不僅如此，商業(yè)街建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變動較勤，導(dǎo)致LTE無線網(wǎng)絡(luò)的運行環(huán)境變動較大。雖然從整體看來，LTE無線網(wǎng)絡(luò)在商業(yè)街的覆蓋率和運行效率較高，但有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查結(jié)果表明，商業(yè)街室內(nèi)的LTE無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋深度不足。

2.3 LTE無線網(wǎng)絡(luò)在校園的運行現(xiàn)狀

對于校園而言，學(xué)生數(shù)量龐大，是各大網(wǎng)絡(luò)運營商爭取的主要用戶群體。而且，學(xué)生因自身年齡特點，對新鮮事物接受的程度較高，對互聯(lián)網(wǎng)的接觸時間短，忠誠度較低，這也是運營商爭取學(xué)生的原因之一。LTE無線網(wǎng)絡(luò)在覆蓋校園時，由于用戶較為集中，因此，無線網(wǎng)絡(luò)的運營現(xiàn)狀可從時間上進行分析。在時間上，學(xué)生在上課時LTE無線網(wǎng)絡(luò)的運行較為平穩(wěn)；在午休時，由于集中使用的人群過多，LTE無線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)運行質(zhì)量波動；在晚上，LTE無線網(wǎng)絡(luò)主要使用人群則是住校生，網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境較好。不僅如此，LTE無線網(wǎng)絡(luò)在學(xué)校運行具有一定的潮汐效應(yīng)。這主要是因為學(xué)校的住校生生活作息一致，導(dǎo)致其使用的時間相同，進而出現(xiàn)潮汐效應(yīng)。相關(guān)調(diào)查結(jié)果表明，LTE無線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)峰值時是在晚上23:00—00:00以及早上 09:00—12:00[3]。

2.4 LTE無線網(wǎng)絡(luò)在沿江沿湖道路的運行現(xiàn)狀

由于我國部分地區(qū)的相關(guān)建筑會沿江而建，造成沿江沿湖道路聚集了大量的人流。我國此類型地區(qū)LTE無線網(wǎng)絡(luò)運行主要有兩個問題，分別是信號覆蓋的連續(xù)性較差以及信號干擾情況明顯。造成信號覆蓋連續(xù)性較差的原因主要是沿江沿湖道路的走勢較為曲折，無線傳播環(huán)境較為復(fù)雜。而且，由于此類型地區(qū)的高檔住宅建筑或是餐飲娛樂設(shè)施較多，這導(dǎo)致無線網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋和室外覆蓋差異性較大。無線信號干擾現(xiàn)象的出現(xiàn)主要是因為湖面和江面的發(fā)射性，從而導(dǎo)致信號雜亂。不僅如此，沿江沿湖道路的地勢不高，極易出現(xiàn)越區(qū)覆蓋的情況，導(dǎo)致難以進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

3 城市復(fù)雜環(huán)境下LTE無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方法

3.1 LTE無線網(wǎng)絡(luò)在大型公共場館的優(yōu)化方法

由于大型公共場館的LTE無線網(wǎng)絡(luò)具有突發(fā)性業(yè)務(wù)多、網(wǎng)絡(luò)運行質(zhì)量波動大等特點，因此，在優(yōu)化該場所的無線網(wǎng)絡(luò)時，主要采取優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)容量以及控制干擾情況等措施。

第一，優(yōu)化LTE無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋方式。有關(guān)實驗數(shù)據(jù)表明，LTE無線網(wǎng)絡(luò)在覆蓋大型公共場館時，為了達到最佳性價比，需要采用縱向分區(qū)和橫向分區(qū)相結(jié)合的方式。縱向分區(qū)主要指的是使用室內(nèi)分布系統(tǒng)，對場館內(nèi)看臺上下區(qū)域進行覆蓋；橫向分區(qū)指的是在大型公共場館的四個方向角放置基站，進而以兩扇區(qū)的方式對看臺進行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。通過將縱向分區(qū)與橫向分區(qū)相結(jié)合，能有效提高無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率，提高網(wǎng)絡(luò)運行質(zhì)量。

第二，優(yōu)化LTE無線網(wǎng)絡(luò)容量。由于大型公共場館較常舉辦活動，使用網(wǎng)絡(luò)的用戶較多，因此，科學(xué)擴大LTE無線網(wǎng)絡(luò)容量，能有效解決網(wǎng)絡(luò)繁忙的情況。在大型公共場館運行的無線網(wǎng)絡(luò)流量具有突發(fā)性的特征，所以，在優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)容量時，需要在前期使用相關(guān)業(yè)務(wù)模型進行流量數(shù)據(jù)的預(yù)測。之后再根據(jù)具體的數(shù)據(jù)對流量進行科學(xué)配置，以達到合理擴充、調(diào)整無線網(wǎng)絡(luò)容量的目的。具體的優(yōu)化步驟是：首先，通過調(diào)查該場館以往活動的歷史數(shù)據(jù)，進而確定業(yè)務(wù)模型，以提高未來用戶吞吐量預(yù)測工作的準確性；其次，根據(jù)各大網(wǎng)絡(luò)運營商占比以及該場館的用戶數(shù)量明確上下行業(yè)務(wù)模型以及需要優(yōu)化的用戶數(shù)量，進而對小區(qū)容量進行計算；再次，對小區(qū)接納配置進行科學(xué)評估，查看是否能夠滿足之前計算的小區(qū)容量。若評估結(jié)果無法滿足小區(qū)容量，那么需要對小區(qū)容量進行優(yōu)化；若評估結(jié)果發(fā)現(xiàn)小區(qū)需要接納用戶的數(shù)量超出了小區(qū)容量，那么則需要對容量和覆蓋進行協(xié)同優(yōu)化。

第三，優(yōu)化干擾。在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量后，只有有效控制干擾，才能發(fā)揮出LTE無線網(wǎng)絡(luò)的真正價值。在優(yōu)化、控制大型公共場館的LTE無線網(wǎng)絡(luò)干擾時，采取主要的措施是對網(wǎng)絡(luò)運行數(shù)據(jù)進行測試，根據(jù)測試結(jié)果對小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)進行調(diào)整。例如，調(diào)整方向角或是下傾角等。除此之外，還可以加設(shè)相關(guān)硬件設(shè)計，如相關(guān)天線等。

3.2 LTE無線網(wǎng)絡(luò)在商業(yè)中心區(qū)的優(yōu)化方法

商業(yè)街是高端用戶集中的區(qū)域，具有網(wǎng)絡(luò)傳播環(huán)境復(fù)雜、業(yè)務(wù)流量高及基站密度高等特點。因此，在該類型地區(qū)進行LTE無線網(wǎng)絡(luò)運行優(yōu)化時，主要是提高對無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制的精細化程度，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋的全面性。不僅如此，在此基礎(chǔ)上，還要對LTE無線網(wǎng)絡(luò)進行容量優(yōu)化，針對商業(yè)中心區(qū)的容量優(yōu)化，主要包括對多頻組網(wǎng)的協(xié)同優(yōu)化以及對負載平衡的優(yōu)化[4]。

第一，優(yōu)化LTE無線網(wǎng)絡(luò)在商業(yè)中心區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。首先，優(yōu)化該地區(qū)無線基站的站址。在LTE無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)前期，主要是在原本的站址基礎(chǔ)上進行LTE無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋分析；在網(wǎng)絡(luò)運行期間，主要測試網(wǎng)絡(luò)運行數(shù)據(jù)，進而優(yōu)化站址。其次，在選定基站的站址后，對基站的站型、基站天線及基站天線的安裝位置進行選擇、調(diào)整。另外，協(xié)同優(yōu)化室內(nèi)分布系統(tǒng)，提高室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋深度。在該過程中，需要重點優(yōu)化商業(yè)街中建筑的高層及地下商場的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。再次，科學(xué)調(diào)整LTE無線網(wǎng)絡(luò)的配置參數(shù)，對發(fā)射功率及用戶接入門限進行優(yōu)化，嚴格把控重疊覆蓋的情況。

第二，優(yōu)化LTE無線網(wǎng)絡(luò)容量。由于商業(yè)街自身特點，LTE無線網(wǎng)絡(luò)在該地區(qū)的業(yè)務(wù)量極高，所以，各大網(wǎng)絡(luò)運營商所選擇的都是多頻組網(wǎng)的方式。因此，在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)容量時，也需要采取協(xié)同優(yōu)化的方式。通過均衡的互相操作措施，提高該地區(qū)網(wǎng)絡(luò)使用率的平衡性，提高網(wǎng)絡(luò)運行速率。對于不同頻率同時覆蓋的區(qū)域，需要在使用量較少的時間段對這兩種網(wǎng)絡(luò)形式進行平衡優(yōu)化，使重選優(yōu)先級和異頻測量啟動門限等設(shè)置保持一致。

3.3 LTE無線網(wǎng)絡(luò)在大、中規(guī)模校園的優(yōu)化方法

由于LTE無線網(wǎng)絡(luò)在校園運營時具有用戶密度高且用戶集中、話務(wù)潮汐效應(yīng)明顯等特點。因此，在對該類型地區(qū)環(huán)境的LTE無線網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化時，主要是加大對網(wǎng)絡(luò)容量的保障，使無線網(wǎng)絡(luò)容量能夠滿足流量峰值的需求。同時，還要協(xié)同優(yōu)化校園建筑室內(nèi)、室外的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。

第一，優(yōu)化校園無線網(wǎng)絡(luò)容量。LTE無線網(wǎng)絡(luò)在校園運營時，由于數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)流量較高且話務(wù)量較多，所以，在對無線網(wǎng)絡(luò)容量進行優(yōu)化時，主要目標是為話務(wù)量及業(yè)務(wù)流量提供有效的容量保障。因此，具體的優(yōu)化措施是對基站小區(qū)進行多頻段擴容，通過新建FDD基站使流量分流，提高網(wǎng)絡(luò)容量對較大流量峰值的保障性能。另外，可通過RRU分裂等對室內(nèi)分布系統(tǒng)進行優(yōu)化。

第二，優(yōu)化校園無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。對于網(wǎng)絡(luò)覆蓋的優(yōu)化，可根據(jù)LTE無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的階段采取不同的手段。若LTE無線網(wǎng)絡(luò)處于建設(shè)初期，那么在進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化時，主要內(nèi)容是通過增添FDD宏基站等對有效擴大覆蓋面；若是LTE無線網(wǎng)絡(luò)處于建設(shè)成熟期，在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋時，可采用新建、外引室內(nèi)分布系統(tǒng)等措施，拓展校園內(nèi)的階梯教室及餐廳等業(yè)務(wù)流量的熱點區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋深度。

第三，校園基站多且密集，干擾對用戶感知影響較大。校園是在較少的地理面積上聚集較多的人，且活動時間主要在室內(nèi)，復(fù)雜的建筑極易影響信號的傳播，導(dǎo)致用戶無法有效使用無線網(wǎng)絡(luò)。因此，為有效提高無線網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力，需要對校園內(nèi)部話務(wù)量較高的區(qū)域加強深度覆蓋。尤其是在加強室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋深度時，可以采取RRU拉遠以及合路3G等措施。

3.4 LTE無線網(wǎng)絡(luò)在沿江沿湖道路的優(yōu)化方法

對于沿江沿湖道路的LTE無線網(wǎng)絡(luò)，由于道路往往是依山而建或是沿江而建，所以此類型區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)傳播環(huán)境較為復(fù)雜，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)信號的連續(xù)性較差。不僅如此，由于江面和湖面具有較強的發(fā)射性，道路上的無線網(wǎng)絡(luò)基站信號會受到極大的干擾，進而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)運行質(zhì)量差。因此，針對這種環(huán)境，優(yōu)化重點是控制干擾，并減少無線信號越區(qū)覆蓋，從而避免湖面或河面對沿江道路網(wǎng)線網(wǎng)絡(luò)信號的干擾。

第一，優(yōu)化沿江道路的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。在對沿江道路的LTE無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋進行優(yōu)化時，需要分為兩個方面，分別是對信號覆蓋較弱的地區(qū)進行完善以及減少無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的重疊地區(qū)。對于信號覆蓋較弱的地區(qū)，可通過增設(shè)基站補點等方式增強信號。同時，小區(qū)方向盡量不要正對江面，以有效減少來自江面的鏡面反射帶來的干擾。在減少重疊覆蓋區(qū)域時，主要是優(yōu)化LTE無線網(wǎng)絡(luò)的站點基站參數(shù)，對天線的角度進行調(diào)整，進而減少重疊區(qū)域。

第二，優(yōu)化沿江道路網(wǎng)絡(luò)信號的干擾控制。在優(yōu)化該方面時，具體的優(yōu)化方法是對此類型的道路進行劃分。在劃分后的每段道路上設(shè)置主覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)信號，并設(shè)置切換區(qū)域。針對無線網(wǎng)絡(luò)信號雜亂的情況，可以采取控制基站高度及對控制參數(shù)進行設(shè)置等措施。

4 結(jié) 論

LTE無線網(wǎng)絡(luò)對于無線網(wǎng)絡(luò)運行的安全性以及穩(wěn)定性具有重要的作用。因此，在城市環(huán)境逐漸復(fù)雜的背景下，應(yīng)深入探究LTE無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方法，通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況以及優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)容量等方法，提高無線網(wǎng)絡(luò)運行的速率和穩(wěn)定性。