【《4G-LTE无线网络优化分析》8500字】

IVI4G-LTE无线网络优化研究摘要：随着科技越来越发达，对LTE网络使用也越来越广泛，对于以往的网络总出现的问题，主要是通话质量变差，在运动的过程中经常出现掉线等现象，对此现象进行了研究与分析发现了这些问题出现的原因主要发现在无线接入，并详细的对无线参数进行分析和定义以及对其功能的理解。对无线网络有两个问题及覆盖和切换问题，从不同的角度出发，对问题提出合理的方案并对其进行优化。这篇文章主要介绍了移动通信技术的发展和我国现目前阶段对移动通信的理解和认知，以及对网络优化的重要性，结合实际案例提出假设，并付出实际行动，对网络进行优化，在实验过程中会对所发现的问题及时解决并加以分析。同时现在人对网络的需求也越来越广泛，要求也越来越高，这就更加体现出网络优化的意义。关键词：LTE技术网络优化无线参数优化策略目录TOC\o"1-3"\h\u1诸论 诸论背景介绍现在科技发展迅速，人们生活质量的提高，对网络的要求也随之变高。在上世纪70年代末，80年代初1G就此诞生，他的出现，意味着人们将不再通过书写信件、电话交谈、电报传输来完成通信，但受当时地区的限制，因为不同地区所采用的系统各自独立，虽然可以进行通信，但却没有办法实现漫游。因此第2代移动通信诞生全球通信系统开始发展漫游的问题得到了解决全球通信基本上实现同步互通，随着科技的发展不断加快，2G网络的语音通话以及对数据处理的速度已经无法满足现在人的需求。因此在上个世纪末第3代移动通信就此诞生，它建立在2G的基础上发展起来的，为用户提供多元化的通信服务和对数据更高效率的传输。但社会科技发展的过于迅速，很快3G网络也承受不起人们对网络需求的不断扩大。所以在技术关卡要找到新的突破点于是便有了LTE无线网络，这从根本上解决了人们对网络需求量的问题，LTE网络的出现使得人们的生活水平得到了极大的改善。但无线网络的诞生也并不是完美的，他同样也存在着很多的问题，比如覆盖问题、切换问题等等，因此需要对LTE网络进行优化，以便更好的提供服务。选题意义LTE网络的诞生无疑是推动了社会的发展，提高了人们的生活水平。但随之而来也发现了很多的问题，因为科技发展迅速，事物也同样存在着优胜劣汰的原则，所以对于LTE网络。要加以改革升级，使其能具有更好的性能，通过近几年研究发现，LTE网络主要存在着的问题有很多，针对不同的问题也有不同的优化方法，对于这篇文章主要就是从覆盖优化、切换优化、干扰优化等几个重要方面进行展开，提出问题结合实际生活中的案例进行分析和总结归纳。网络优化的目的以及重要性无线网络的优化就是在能够利用已有的网络资源上解决一部分出现问题的网络，为了能够达到全面覆盖、保持通话顺畅、接通率高、通话音质不失真、画面清晰等要求，为了保证用户的用网需求，让用户满意，通过对网络的优化可以提高经济效益和节约经济成本，网络的优化也是改善网络质量和提高对网络资源的利用率的过程在传统的网络当中，用户人数多就会产生网络拥堵，让用户没有一个好的体验感，从而也导致运营商的整体经济收益下降。通过无线网络的优化，会提高用户的使用感，以及让运营商的形象能够再次树立提高，而且保证了网络的质量，也提高了企业的竞争力和用户的体验感是社会发展的重要环节。

24G-LTE网络技术概述2.1移动通信技术的发展概述我们现在已经发展到了5G时代，发展速度日益增快，但上个世纪70年代末，80年代初的时代，移动通信技术才诞生，因为当时技术的落后，所以无法满足一些功能，比如对漫游功能的实现，虽然可以实现相互通信，但是通信质量并不高，因此在随后的几年中，第2代移动通信变诞生了，第2代通信技术建立在初代通信技术的基础之上从语音通话上和数据处理上达到了新的高度大。但随着社会发展迅速，第二代移动通信很快就被淘汰，因无法满足人们对信息获取需求的速度，由此到了20世纪末第3代移动通信便诞生了，同样第三代移动通信建立在第2代移动通信的基础之上，极大效率的改善了通信质量以及数据传输的作用，但是人们对网络需求量也越来越大，因此3G也不再满足人们的需求。通过不断的研发，LTE网络终于问世，极大的改善了人们的生活质量，社会水平也得到提高，这个技术又让社会向前跨了一大步。2.2LTE的网络架构与3G网络相比，LTE网络结构更简单，网络结构扁平，不再存在RNC，大部分功能都转移到基站，LTE高层网络体系结构主要由用户设备、演进式UMTS无线接入地面网络和演进式分组核心组成。用户设备内部结构实际上是使用UMTS和GSM模块之一的移动设备。主要包括处理所有通信功能的移动终端、终止数据流的终端设备、通用用户识别板应用程序的通用集成电路卡。UMTS演化无线地面接入网络主要由eNodeB组成，它补充了大多数原有RNC功能，包括物理层、MAC层、RRC、编程、访问控制、负载控制、接入移动管理和RRM单元间。其作用是优化网络结构，降低成本，减少网络延迟。主要网络主要由S-GW和P-GW组成。各方发挥各自的功能，构建LTE无线网络，检查LTE接入网等。S-GW负责数据传输，而P-GW负责管理用户设备与分组外部数据网络等之间的链接。如图2-1所示。图2-1LTE网络架构图2.3LTE关键技术1.LTE的OFDM技术OFDM是OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing的缩写，即正交频分复用，无线信道的频率曲线大多数是不平坦的，OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，目前OFDM有广阔的发展空间，已经成为第四代通信的核心技术，如图2-2所示。图2-2OFDM系统框架2.LTE的MIMO技术MIMO技术（多输入多输出）技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通信链路分解为许多并行的子信道，从而大大提高容量。它传输速率为单天线的N倍，N个子留同时发射时，只占用同一传输信道，不增加使用带，同时降低速率提高质量，确保链路安全。如图2-3所示。图2-3MIMO技术原理图3.LTE的链路自适应技术下行链路自适应的核心技术是AMC，该技术结合CRC校验，信道编码，HARQ功能完成自适应调制，如图2-4所示。图2-4链路自适应调制和信道编码上行链路自适应包括自适应传输宽带，发射功率控制，自适应调制和信道编码码率，而目的是为了保证每个用户要求的最小传输性能。2.4LTE的技术特点LTE是一种新型的移动通信技术，是TD-SCDMA技术的进化版本，取消了RNC，在网络结构变化很大，在系统性能上也有了质的提升，网络结构如下图2-5、图2-6所示。图2-53G网络架构图图2-64G-LTE网络架构图1.网络全IP化LTE的核心网取消了电路域(CS)，系统由EPC和eNodeB两部分组成，用的是全IP组网技术。LTE系统是基于3GPP演进而来的。全IP化的EPC支持3GPP和非3GPP系统，支持基于VoIP和IMS的多媒体业务。2.网络结构扁平化LTE网络结构系统简化了许多。LTE系统中取消了RNC，通过eNodeB来实现3G中的RNC和eNodeB的功能。eNodeB之间通过X2接口进行直接连接，eNodeB通过S1接口直接连接到EPC，使得网络结构得到极大简化，网络扁平化、网络延退低。3.业务宽带化LTE相比TD-SCDMA，采用了新的空口技术，采用了MIMO技术和OFDM技术，通过这些技术的运用，系统的带宽大幅提高，能更好地提供移动互联网业务，给用户带来更良好的体验感知。

3网络优化的原理与办法对网络优化的直接目的就是为了提高网络的质量，因为社会发展迅速，所有事物都存在优胜劣汰的一个准则，网络优化也并不是说为了追求更高的性能，而是为了满足当下人对网络的需求，网络的性能可以代表所能提供的网络质量，而网络的成本又可以表现出运行商对网络建设的维护所做的投资，想要以最低的成本来获取最大的收益，显然是不太现实的，要想做到最好，那必须得要是投入成本和性能达到平衡才会实现价值。网络优化的任务就是在长期的使用过程中对出现的一些问题得到解决及维护。这里包含很多种优化方法，比如说单站优化、簇优化、切换优化、覆盖优化、RF优化等等。根据所发现的不同的问题，通过合理的方法进行解决，这就是网络优化。3.1移动通信系统的无线电波要想实现对移动通信网络的优化，就必须要清楚的了解优化的方向，实现无线通信的主要核心就是无线电波。其中无线电波的特性是当频率比较低时出现的损耗小、覆盖面积大、容量小、当频率较高，则会出现损耗大、覆盖面积小、容量大等情况。移动通信对频段的选取主要通过对需要使用到的对象的覆盖面积及容量来决定，不同的事物需选择相对应的频段，更有利于通信，伴随着科技进步，对移动通信的需求量也不断扩增，因此对容量及效率也要随之提高。3.2网络优化的原理对网络优化的过程就是对无线网络先进行数据采集和解析,通过对数据分析的参数指出网络问题所在，然后修改参数或者采取物理方法等手段，实现对网络整体性能的提升，满足现在用户对网络的需求。网络优化效果要体现在以下几个方面:对于覆盖面积要以最低的功率完成最优质的覆盖优化;对于切换优化要保证减少通话掉线的几率;对于基站的合理建设以及每个基站的分配要均匀，不能让某个基站超负荷运行。LTE系统任务是对语音功能的优化,先是通过测量信号的指标，从测试结果中选择方案，一般用切换边界的方法解决问题，对所需要的工作频率进行不断地调整。3.3单站优化3.3.1单站优化的目的单站优化是在簇优化前的一个步骤，他的目的就是为了能保证在他所优化的范围内的各个基站和各个接入目标的功能能够正常运行，以及保证基站信号覆盖的正常。3.3.2单站优化的过程及优化方案在进行优化前要先对基站的状态进行检查，看其是否存在着硬件损坏、传输警告等情况，如果出现问题要立刻进行分析及时解决，以保证测试正常进行和结果的准确性。对基站检查完成后要获取基站的基本信息，以保证单站优化的效果最大化。对测试的位置要选择能够尽量覆盖目标对象的地方，对周边的路况进行判断，以保证用尽量少的时间对站点进行检测保证数据的准确，测试过程中运用连接态对其进行测试。测试的方法：基础信息验证时先到基站底下，通过测试用的USBGPS检查站点经纬度是否与工参表一致(看打的点是否与小区导入表显示的站点重合);通过目测检查天线方角、天线下倾角、天线挂高是否与规划数据相符，若有较大差异，需要通知督导上站检查。检查覆盖方向是否有阻挡。测试工程师在对在测试中发现的问题需要定位解决并重新测试，直至问题彻底解决。3.4干扰优化在整个LTE网络中，最常见的就是干扰了，干扰分为很多类型，大体分为系统内干扰和系统外干扰，系统内干扰又主要有同频干扰、TDD超远干扰、越区覆盖干扰等等，系统外干扰则是杂散干扰、互调干扰、阻塞干扰等等，他们都可能影响整个网络的使用效率。要想对干扰进行解决，首先要对其进行检查，发现是什么干扰，然后采取相对应的手段进行处理。解决方案可以通过更换元器件，安装滤波器，更换D频段天线。然后总体排查，直至解决所有问题。3.5覆盖优化3.5.1弱覆盖优化对弱覆盖简单理解就是对于3G即RSCP<-85dbm；对于4G即RSRP<-100dbm。RSCP通常特指导频信道，可以理解为手机接收到的导频信道信号强度用处和规范都等同于WCDMA中RSCP接收信号码功率。为什么会产生弱覆盖，总结了以下几个方面：（1）没有对站点进行合理的规划：前期对于站点的规划直接影响到了后期覆盖优化的效果和性能，这主要取决于对数据的完整性以及准确性和软件的算法等影响，因此会存在不合理现象。（2）现实上站点和预定站点位置不同：因为预期的站点是通过电脑仿真出来得到的结果，但在实际上可能会因为地理位置的原因，无法合理的安排在特定的点位，从而导致弱覆盖的产生。（3）实际数据与规划数据不符：可能由于元器件的质量问题或是安装问题导致最后实际的结果和预定的结果不一样，使得在网络建成后出现了弱覆盖的情况。（4）覆盖区域无线网络的环境:现在生活水平的增加，房屋的建筑高度也变高，在网络传输数据的过程中，房屋就变成了阻挡物，这也会导致弱覆盖的问题。（5）基站出现系统上的故障：基站也是有使用寿命的，基站可能会发生退服等问题。（6）对参数设定不合理：比如说对发射的频率调小，对接受的电平太高等问题。（7）新增加覆盖范围产生的影响：要扩大覆盖范围，增加新的基站点，从而使得网络覆盖的效率发生了变化。对弱覆盖的问题，总结出来以下几种解决的方案：（1）基于成本考虑，一般都是先查看网管系统，查看有没有告警，指标和功率设置是否合理；（2）如果后台参数都没有问题，则去现场差看覆盖是否合理，如果覆盖不合理，则需要塔工上站适当调节方位角，下倾角等等。（3）如果无法调整或者调整无效，则可以进行站址整改（将原站址搬迁到更加适合的地方）。（4）以上方法均无效果，最终只能设置新基站。作为一名运营商的网络优化工程师，日常工作就是保障通信网的空口资源合理分配，给用户良好的网络体验。3.5.2越区覆盖优化越区覆盖就是说本应该覆盖的目标，它没有覆盖而却覆盖到了其他目标对象，覆盖到其他地方会给对应目标对象带来严重的干扰，可能会引起经常性的切换或者会引起掉话等一些问题。越区覆盖造成这类的因素有很多种，可能是天线的本身特性不行，也可能是安装的位置太高了，亦或者是线下俯视的角度太低。现在城市发展水平不断加快，城市的人口也急剧增多，用户对网络的需求也变的更加广泛，因此城市内的站点数量也呈几何倍的趋势增长，因为占点变得越来越密集，站与站之间的距离也越来越短，这很容易导致越区覆盖的发生，还有就是随着建筑的不断攀升，那么相应的基站站点的高度也要增加，因为站点的高度高而且距离短，这样就更容易导致越区覆盖的发生降低了整体的性能和容量。那么对此又有以下几种解决方案：（1）对天线的增益进行降低：这要做能够有效的减小覆盖的面积，这样做同样也减小了基站附近的覆盖强度，对深度覆盖的效果也有所降低。（2）对天线的功率进行降低：跟减小天线增益的效果相似，同样可以使覆盖的面积变小，但同样对于近端和远端信号的强度也会有所下降，在人口密集的市中心地区，在大楼里工作的人就不一定能够有信号接受。（3）对天线的高度降低：这个方法在目前来说可以说效果最为显著，但他的实施难度很大，他要重新选择合适的地点以及重新布线，工程量巨大，对人力财力都是一笔不小的开支，其中还包含运营商等不可控因素，所以在非必要情况下不会采取这种方法。（4）对机械倾角或者电倾角进行改变：对于机械倾角这种方法需要有人上到塔顶对天线的角度进行调节，但这种方法成本过高而且效果也不是很好，人工操作更容易引起天线的变形，这样的话就更加大了干扰的强度。相对于机械倾角，电倾角要更为优异，它最大的特点就可以在塔下远程调整天线角，这种方法具有成本低、效率高等优点，因此现在被普遍使用。现在对于小区普遍出现的问题就是越区覆盖，通过上述经验，对于越区覆盖所解决的方法就是通过电倾角改善越区覆盖的现象。4G-LTE网络优化案例分析4.1单站优化4.1.1基站后台准备（1）对基站现状况的检测：检查基站有没有存在硬件及软件问题，对于目标对象是否已经激活或是关闭等等。（2）干扰检查:在没有任何业务接入的时候,对功率进行检查，看是否符合特定值。（3）检查站点、小区数据配置：要对eNodeBID、PCI、PRACH、TAC等进行检查。（4）对相同站点的目标对象内部数据进行传输。（5）对所有工作全部检查完成及可以进行下一步的工作。4.1.2测试工程师准备（1）整理工参表:可以通过最初设计方案图纸或从顾客手中获得基站的信息，比如说基站的名称、基站的位置、天线的高度、机械倾斜角等等。（2）测试设备的检查:在测试前需检查所要进行测试的设备，以免因为设备问题而导致测试的结果和数据不正确，加重了问题的严重。需要检查的设备有很多，比如:电源是否正常供电、USB数据线是否可以正常使用、电脑终端是否运行正常等等，在各个方面要做到万无一失。4.2单站验证的步骤4.2.1测试环境对于选择测试的环境，要选择有利的地点，要保证信号质量好，且要满足特定的数值，以保证所测得的数据真实有效。如下图4-1所示。图4-1单站优化示意图4.2.2.测试内容(1)接入性验证:对于接入的测试光靠第1次是不够的，要多测试几次，以保证接入成功率达到百分之百。(2)保持性验证:对所要测得目标对象，上传一个特定大小的文件类型并记录下上传的速度，在由目标对象下载一个特定大小的文件再记录下载，平均速度多测试几次，以保证准确性。(3)移动性验证在所需要的目标内做切换,检测切入和切出功能是否完好。(4)工参表核实:到实地进行考察，对基站的高度、天线的倾斜角等各方面的参数进行对比。(5)配置数据验证:对目标对象进行配置数据的参数进行验证，看是否一致。4.3干扰优化案例1、PCI干扰问题描述：测试车辆延长安街由西向东行驶，终端占用北京银行燕京支行2小区（PCI=214）进行业务，随后切换至西城燕京饭店2小区（PCI=118），SINR值较差。如下图4-2所示。图4-2PCI干扰测试图问题分析：北京银行燕京支行与西城燕京饭店两站点之间距离较近，发现北京银行燕京支行2小区（PCI=214），西城燕京饭店2小区（PCI=118），PCI造成模三干扰，导致两小区切换带SINR值较差。调整建议：将北京银行燕京支行2小区原PCI214调整为221，以解决两小区之间模三干扰问题。调整结果：修改后SINR有明显改善。如下图4-3所示。图4-3调整后测试图2、重叠覆盖干扰问题描述：测试车辆延长安街由东向西行驶，终端占用海淀新兴宾馆2小区（PCI=202、RSRP-78dBm）进行业务，速率在30M左右，车辆继续向西行驶，速率陡降至5M左右。如下图4-4所示。图4-4重叠覆盖干扰测试图问题分析：通过回放测试数据观察，在海淀新兴宾馆2小区（PCI=202）进行DL业务时，该小区的RSRP正常为-78dBm，但是SINR为-4.8较差。观察邻区列表中次服务小区为公主坟桥南3小区（PCI=197），当前RSRP值为-77dBm，与当前主服务小区新兴宾馆2小区RSRP相差1dBm。以此判断该路段存在海淀新兴宾馆2小区与公主坟桥南3小区重叠覆盖情况，导致SINR值恶化，速率陡降。调整建议：为避免在该路段产生一个上RSRP较强小区，建议调整公主坟桥南3小区天馈系统，由原310度调整为270度，避免覆盖到长安街。调整结果：调整后，海淀新兴宾馆2小区（PCI=202）成为该路段最强服务小区，SINR值良好。4.4邻区漏配导致的弱覆盖问题描述：测试车辆沿着革新道从西向东行驶,UE的主服务小区是爱家星河1小区,随着车辆的移动,主服务小区的信号电平在变弱,邻小区的信号电平在上升,并上报测量报告,由于漏配邻区,导致不切换。调整方案：将爱家星河1小区(131835)与增产道小学--3(131357)、河北七十中学一3(131315)互加邻区。复测验证：添加邻区后对该路段进行复测,UE顺利占用到增产道小学_3,RSRP=-77dBm左右。复测效果如下图4-5所示图4-5复测效果图4.5弱覆盖问题问题描述：测试车辆由沙柳北路从北向南行驶,由于站间距较大，且位于LTE网的边缘地带,该路段信号电平较差,导致UE的下行速率较差。如下图4-6所示图4-6沙柳北路测试图调整方案：将盘山道公园1小区的方位角由60度调为30度,上抬1度。功率增加3dbm。将盘山道公园2小区的方位角由180度调为150度,上抬1度。功率增加3dbm。复测验证：天馈调整之后,对该路段进进复测,调整效果达到预期效果。如下图4-7所示。图4-7优化后复测图4.6越区覆盖问题描述：新城市花园2小区在常州道形成越区,由于周边基站没