摘要：隨著LTE網(wǎng)絡(luò)商用的快速部署，LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)變得尤為重要。本文主要探討了LTE網(wǎng)絡(luò)容量?jī)?yōu)化的具體內(nèi)容；在此基礎(chǔ)上，分析了上下行控制信道、業(yè)務(wù)信道，給出了各項(xiàng)指標(biāo)的具體計(jì)算模型及方法，以幫助LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量的優(yōu)化。

1  LTE網(wǎng)絡(luò)容量?jī)?yōu)化概述

網(wǎng)絡(luò)容量?jī)?yōu)化是指按照一定的準(zhǔn)則，對(duì)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的調(diào)整，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)、可靠，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量更好，資源利用率更高。

在LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，只有準(zhǔn)確地掌握LTE網(wǎng)絡(luò)的承載能力，才能評(píng)估出網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模及市場(chǎng)推廣策略，與cdma等3G技術(shù)不同，LTE技術(shù)采用了OFDM技術(shù)和MIMO技術(shù)，充分利用了時(shí)域、頻域、碼域和空域的資源，實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有3G技術(shù)更高的數(shù)據(jù)速率，提高了頻譜效率。LTE網(wǎng)絡(luò)容量?jī)?yōu)化可以有效的提高LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容量以及覆蓋能力。

2  LTE網(wǎng)絡(luò)容量?jī)?yōu)化思路

     LTE網(wǎng)絡(luò)容量是由控制面和用戶面組成。隨著4G用戶的逐漸增長(zhǎng)，高負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)下的性能及用戶感知是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重點(diǎn)。通過(guò)對(duì)高流量小區(qū)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及信道的合理配置，通過(guò)LTE網(wǎng)絡(luò)容量的分析方法合理平衡小區(qū)間，頻率間和無(wú)線接入技術(shù)之間的負(fù)荷，有效地使資源得到充分利用。控制面容量指標(biāo)包括同時(shí)調(diào)度用戶數(shù)與同時(shí)在線用戶數(shù)，其中同時(shí)調(diào)度用戶數(shù)是衡量系統(tǒng)的基本指標(biāo)，分為上下行控制信道容量。用戶面容量指標(biāo)可按業(yè)務(wù)類型進(jìn)行劃分。其中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)由小區(qū)峰值吞吐量，小區(qū)平均吞吐量及小區(qū)邊緣速率等。                       

2.1 上行控制信道  

LTE 上行信道包括PRACH、PUCCH、PUSCH信道。

（1） PRACH信道容量。從容量角度分析，PRACH信道容量關(guān)注在滿足確定碰撞概率指標(biāo)下，小區(qū)可同時(shí)接入的用戶數(shù)。它取決于小區(qū)支持的場(chǎng)景。

（2） PUCCH信道容量。在LTE系統(tǒng)中，上行控制信息包括ACK、NACK、CQI、以及SRI。在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)配置中，PUCCH容量會(huì)隨資源配置的調(diào)整而變化。PUCCH信道的容量在確知系統(tǒng)參數(shù)的情況下，往往可以通過(guò)查表得到各種控制信息的可調(diào)度用戶數(shù)。

（3） PUSCH信道容量。PUSCH用于承載上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，其信道容量與具體的調(diào)度方式，系統(tǒng)帶寬，配置等因素相關(guān)。對(duì)于不同的業(yè)務(wù)類型，采用的調(diào)度方式不同，PUSCH容量的衡量方式也不同。

2.2 下行控制信道

     （1） PHICH信道承載的是對(duì)UE上行數(shù)據(jù)的ACK、NACK反饋信息，實(shí)現(xiàn)LTE系統(tǒng)的HARQ過(guò)程。對(duì)于常規(guī)CP，1個(gè)PHICH組可以承載8個(gè)用戶的ACK、NACK信息，不同的用戶通過(guò)正交碼進(jìn)行區(qū)分，每個(gè)PHICH組占用3個(gè)REG的資源。通過(guò)上述分析，對(duì)PHICH信道的容量分析，也就可以轉(zhuǎn)化為對(duì)一個(gè)無(wú)線幀中每個(gè)下行子幀可承載的PHICH組的數(shù)目，然后再乘以8就可以得出該子幀最多可以承載的用戶數(shù)。

      （2） PDCCH信道承載下行調(diào)度授權(quán)及TA等信息，采用QPSK調(diào)制，通常最多占用頭2個(gè)OFDM符號(hào)。

2.3 業(yè)務(wù)信道

     目前LTE系統(tǒng)主要承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過(guò)小區(qū)吞吐量來(lái)衡量。RB對(duì)是LTE系統(tǒng)可調(diào)度的最小資源單位，1個(gè)RB由12個(gè)子載波組成。系統(tǒng)帶寬配置的RB數(shù)直接決定小區(qū)的理論峰值速率，系統(tǒng)對(duì)用戶分配的RB數(shù)直接影響用戶的數(shù)據(jù)速率。LTE系統(tǒng)提供了6種不同的帶寬，如下表:

                          表一：LTE系統(tǒng)RB和帶寬數(shù)

 LTE系統(tǒng)可以提供多種MIMO模式，實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集、空間復(fù)用、波束賦型及空間多址等技術(shù)，不同的MIMO模式可以提供不同的小區(qū)吞吐量和峰值速率。

循環(huán)前綴（CP）使OFDM符號(hào)呈現(xiàn)出一定的周期性，可以減少符號(hào)間干擾和子載波間干擾，但過(guò)長(zhǎng)的CP會(huì)降低頻譜效率。

3 LTE容量的分析方法

      LTE的容量分析方法，可以劃分為下述三方面。

                                 表三：LTE容量資源

（1）       激活用戶數(shù)。激活用戶數(shù)是指處于RRC-CONNECTED的用戶數(shù)。系統(tǒng)中每增加一個(gè)激活用戶數(shù)會(huì)消耗無(wú)線資源、設(shè)備、傳輸資源，由于UE可以在RRC-IDLE和RRC-CONNECTED態(tài)之間做轉(zhuǎn)換，如果激活用戶太多，會(huì)導(dǎo)致新的呼叫無(wú)法接入，并會(huì)使已接入用戶業(yè)務(wù)感受降低。

（2）       在系統(tǒng)忙時(shí)，上行PRB平均利用率或下行PRB平均利用率大于50%，小區(qū)吞吐量大于門(mén)限時(shí)，通過(guò)增加載頻擴(kuò)容。

（3）       在系統(tǒng)忙時(shí)，當(dāng)有效RRC連接數(shù)大于設(shè)備有效承載能力的比例大于2%，通過(guò)增加載頻擴(kuò)容。

4 優(yōu)化案例

4.1屯富園PRB利用率高優(yōu)化案例

【問(wèn)題現(xiàn)象】：

提取網(wǎng)絡(luò)資源類指標(biāo)，KT_KT_屯富園西N_CSCPI_LRT3E_1一周內(nèi)忙時(shí)PRB利用率大于50%出現(xiàn)的次數(shù)高達(dá)34次，忙時(shí)上下行用戶面流量在10GB左右。屬于高負(fù)荷小區(qū)。

                                 表四：資源指標(biāo)提取

【問(wèn)題分析和解決】：

經(jīng)過(guò)核查該站覆蓋區(qū)域內(nèi)存在較多無(wú)線貓，進(jìn)行上網(wǎng)與IPTV業(yè)務(wù)，導(dǎo)致該站PRB利用率高，且KT_KT_屯富園西N_CSCPI_LRT3E_1覆蓋距離較遠(yuǎn)，周邊站點(diǎn)距離700米以上，周邊站點(diǎn)分流效果不明顯。MAPINFO圖層如下：

 圖一： 站點(diǎn)開(kāi)通前位置區(qū)域圖             圖二： 站點(diǎn)開(kāi)通后位置區(qū)域圖

【取得效果】：

在KT_KT_屯富園西N_CSCPI_LRT3E_1基站附件開(kāi)啟 KT_KT0_屯富園東N_CSCPI_KRT3E、KT_KT0_屯富園北N_CSCPI_KRT3E基站后（如上圖二所示），KT_KT_屯富園西N_CSCPI_LRT3E_1 PRB利用率降低明顯。（如下圖三所示）

                          圖三：PRB利用率

【總結(jié)】：

  通過(guò)在KT_KT_屯富園西N_CSCPI_LRT3E_1基站附近開(kāi)通2個(gè)站點(diǎn)后對(duì)PRB利用率降低效果明顯，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)容量分流的目的。取得了網(wǎng)絡(luò)容量?jī)?yōu)化的成效。網(wǎng)絡(luò)容量性能優(yōu)化是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估的重要指標(biāo)，可以帶給用戶穩(wěn)定，可靠的業(yè)務(wù)感知。

5 總結(jié)

 隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和4G用戶的快速逐漸增長(zhǎng)，熱點(diǎn)區(qū)域小區(qū)負(fù)荷也逐漸升高，用戶的不均勻分布導(dǎo)致部分小區(qū)出現(xiàn)高負(fù)荷情況，熱點(diǎn)區(qū)域小區(qū)均勻覆蓋和單載波已經(jīng)不能保障用戶的需求，小區(qū)間覆蓋伸縮和雙載波部署越來(lái)越重要。目前通過(guò)覆蓋調(diào)整、參數(shù)優(yōu)化、負(fù)荷均衡、資源擴(kuò)容等方式需要在熱點(diǎn)區(qū)域展開(kāi)，以提升網(wǎng)絡(luò)容量。

總之，要保持LTE精品網(wǎng)絡(luò)，就需要網(wǎng)優(yōu)人員密切結(jié)合網(wǎng)絡(luò)容量?jī)?yōu)化理論，積累優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)地對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，不斷的提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提高用戶滿意度。