4G時(shí)代，如何構(gòu)筑LTE精品網(wǎng)絡(luò)？

    伴隨著4G LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的推進(jìn)，如何構(gòu)建一張高質(zhì)量的LTE網(wǎng)絡(luò)成為業(yè)界共同關(guān)注的話題，尤其是在用戶對(duì)4G服務(wù)質(zhì)量要求日漸提升的情況下，LTE的網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)成為影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)發(fā)展的要素。從客觀上看，LTE的網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)是一個(gè)系統(tǒng)工程，從早期的規(guī)劃、設(shè)計(jì)到后來(lái)的建設(shè)、維護(hù)、優(yōu)化，只有每個(gè)環(huán)節(jié)都把握好，才能打造一張滿足運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)發(fā)展需要的、給用戶帶來(lái)良好體驗(yàn)的LTE精品網(wǎng)絡(luò)。

    打造一張精品LTE網(wǎng)絡(luò)是每家通信運(yùn)營(yíng)商都高度重視的問(wèn)題。從20多年來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的歷程來(lái)看，優(yōu)質(zhì)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)需要從科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃開(kāi)始，通過(guò)精心設(shè)計(jì)和施工落實(shí)，以細(xì)致的維護(hù)和不斷的優(yōu)化來(lái)保障。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃作為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作的第一步，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、建設(shè)成本甚至后期的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和優(yōu)化成本等都有至關(guān)重要的影響。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)則是對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的落實(shí)，是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作不可或缺的指導(dǎo)。當(dāng)前，我國(guó)LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)正處于起步階段，如何優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)地開(kāi)展LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作，是值得探索的問(wèn)題。

科學(xué)規(guī)劃是重中之重

    LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)建立在準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)需求分析上。網(wǎng)絡(luò)的需求分析主要從社會(huì)環(huán)境、地理環(huán)境、人口經(jīng)濟(jì)環(huán)境、容量目標(biāo)、覆蓋目標(biāo)、業(yè)務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)類(lèi)型等方面入手，明確LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋目標(biāo)、容量目標(biāo)、質(zhì)量目標(biāo)等。其中，已經(jīng)運(yùn)營(yíng)多年的2G、3G、WLAN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)以及地理環(huán)境數(shù)據(jù)是進(jìn)行需求分析的重要參考，在進(jìn)行LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)可充分運(yùn)用。

科學(xué)選擇覆蓋目標(biāo)區(qū)域

    目前，LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)先考慮的是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。在選擇規(guī)劃覆蓋目標(biāo)區(qū)域時(shí)，為滿足高速、大流量的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求，應(yīng)重點(diǎn)考慮幾大因素：一、優(yōu)先考慮室外熱點(diǎn)和室內(nèi)熱點(diǎn)重合的區(qū)域，結(jié)合室內(nèi)外熱點(diǎn)綜合考慮確定LTE覆蓋區(qū)域，熱點(diǎn)區(qū)域優(yōu)先選擇大中城市城區(qū)范圍。二、不僅考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的相對(duì)值（數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量與平均數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量比值），還需要考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的絕對(duì)值。三、為避免系統(tǒng)過(guò)多互操作影響用戶體驗(yàn)，LTE覆蓋區(qū)域不宜太零散，應(yīng)保證一定區(qū)域范圍內(nèi)的連續(xù)覆蓋和覆蓋深度。此外，在確定覆蓋目標(biāo)時(shí)還需分析業(yè)務(wù)引入、新KPI需求、用戶模型、互操作及終端問(wèn)題等帶來(lái)的影響。

深入理解LTE覆蓋特點(diǎn)

    覆蓋目標(biāo)確定后，進(jìn)行覆蓋規(guī)劃時(shí)需要注意以下幾個(gè)方面：

    首先，合理確定邊緣用戶的數(shù)據(jù)速率目標(biāo)是LTE覆蓋規(guī)劃的基礎(chǔ)。LTE沒(méi)有電路域業(yè)務(wù)，只有分組域業(yè)務(wù)，不同目標(biāo)數(shù)據(jù)速率的解調(diào)門(mén)限不同，導(dǎo)致覆蓋半徑也不同。因此要確定小區(qū)的有效覆蓋范圍，首先需要確定小區(qū)邊緣用戶的最低保障速率要求。另外，由于LTE采用時(shí)域/頻域的兩維調(diào)度，要確定滿足既定小區(qū)邊緣最低保障速率下的小區(qū)覆蓋半徑，還需要確定不同速率的業(yè)務(wù)在小區(qū)邊緣區(qū)域占用的無(wú)線資源塊數(shù)量和信噪比要求。

    其次，LTE資源調(diào)度更復(fù)雜，覆蓋特性和資源分配緊密相關(guān)。在LTE網(wǎng)絡(luò)中，為了應(yīng)對(duì)不同的覆蓋環(huán)境和規(guī)劃需求，可以靈活地選擇用戶使用的無(wú)線資源塊和調(diào)制編碼方式進(jìn)行組合。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)占用的無(wú)線資源塊數(shù)量、用戶速率、調(diào)制編碼方式、信噪比之間相互影響，導(dǎo)致LTE網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法比較復(fù)雜，在進(jìn)行覆蓋規(guī)劃時(shí)，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)很難模擬。因此，合理地確定無(wú)線資源塊、調(diào)制編碼方式，使其更符合實(shí)際網(wǎng)絡(luò)狀況是科學(xué)規(guī)劃的一個(gè)重點(diǎn)與難點(diǎn)。

    最后，小區(qū)間干擾影響LTE覆蓋性能。LTE系統(tǒng)中引入了正交頻分復(fù)用技術(shù)，不同用戶間子載波頻率相互正交，因此同一小區(qū)內(nèi)不同用戶間的干擾幾乎可以忽略，但小區(qū)間的同頻干擾依然存在。在實(shí)際建網(wǎng)中，準(zhǔn)確評(píng)估小區(qū)間干擾抬升水平，是LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃的另一個(gè)重點(diǎn)與難點(diǎn)。

合理制訂鏈路預(yù)算

    鏈路預(yù)算是LTE覆蓋規(guī)劃的重要依據(jù)。LTE的鏈路預(yù)算相對(duì)2G、3G網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算更復(fù)雜，需要綜合考慮業(yè)務(wù)速率需求和系統(tǒng)帶寬、天線配置、MIMO配置、公共開(kāi)銷(xiāo)負(fù)荷、發(fā)送端功率增益/損耗計(jì)算、接收端功率增益/損耗計(jì)算等多個(gè)參數(shù)配置。

    在LTE鏈路預(yù)算制訂過(guò)程中，特別要注意兩個(gè)因素：第一，單純提高設(shè)備功率無(wú)助于覆蓋的提升。在LTE基站發(fā)射功率增大的同時(shí)，覆蓋能力得到了增強(qiáng)，但其造成的干擾也會(huì)逐步增強(qiáng)，在一定功率值附近頻譜效率將會(huì)達(dá)到平穩(wěn)，再提升設(shè)備功率無(wú)助于覆蓋的提升。第二，業(yè)務(wù)占用的資源數(shù)量會(huì)顯著影響覆蓋距離。在一定邊緣業(yè)務(wù)速率性能的要求下，業(yè)務(wù)信道占用的無(wú)線資源塊、子幀數(shù)目越多，覆蓋距離就越遠(yuǎn)。

容量規(guī)劃放眼長(zhǎng)遠(yuǎn)

    LTE網(wǎng)絡(luò)的容量遠(yuǎn)大于2G和3G網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期網(wǎng)絡(luò)容量不是規(guī)劃的主要制約因素，但在一些業(yè)務(wù)密度高的區(qū)域也需要進(jìn)行前瞻性的準(zhǔn)備與規(guī)劃。影響LTE系統(tǒng)容量的因素有很多，不僅與信道配置和參數(shù)配置有關(guān)，而且與小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)算法、調(diào)度算法、鏈路質(zhì)量和實(shí)際網(wǎng)絡(luò)整體的信道環(huán)境等都有關(guān)系。在規(guī)劃時(shí)，與系統(tǒng)容量相關(guān)的主要規(guī)劃因素包括以下方面。

    頻點(diǎn)和帶寬——在高業(yè)務(wù)密度區(qū)域使用多載波和載波聚合技術(shù)是提升系統(tǒng)容量最有效的手段。

    網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)——LTE的用戶吞吐量取決于用戶所處環(huán)境的無(wú)線信道質(zhì)量，小區(qū)吞吐量則取決于小區(qū)整體的信道環(huán)境，影響小區(qū)整體信道環(huán)境最關(guān)鍵的因素是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及小區(qū)覆蓋半徑。計(jì)算與測(cè)試表明，站間距合適并且接近理想蜂窩結(jié)構(gòu)時(shí)小區(qū)吞吐量最高。因此，LTE無(wú)線網(wǎng)規(guī)劃中要嚴(yán)格按照站距原則選擇站址，尤其是避免選擇過(guò)高的站點(diǎn)及偏離蜂窩結(jié)構(gòu)較大的站點(diǎn)。

    異構(gòu)網(wǎng)——使用小基站、微基站靠近業(yè)務(wù)熱點(diǎn)進(jìn)行業(yè)務(wù)吸收，是提升網(wǎng)絡(luò)容量的一個(gè)重要輔助手段。在LTE中業(yè)務(wù)信道均為共享信道，其容量估算的方法難以按照3G業(yè)務(wù)容量估算的方法來(lái)進(jìn)行。LTE容量規(guī)劃一般通過(guò)系統(tǒng)仿真和實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法，得到各種無(wú)線場(chǎng)景下網(wǎng)絡(luò)和終端各種配置下的小區(qū)吞吐量以及小區(qū)邊緣吞吐量。

精心設(shè)計(jì)必不可少

    在科學(xué)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，LTE精品網(wǎng)絡(luò)的打造還離不開(kāi)精心的設(shè)計(jì)。一般情況下，在完成網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃后，必須由設(shè)計(jì)人員對(duì)擬選站址進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。對(duì)于新建站址，需要現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)是否適宜基站建設(shè)。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研時(shí)除了要勘察基站周邊環(huán)境、干擾情況之外，對(duì)于社會(huì)環(huán)境和環(huán)保情況也要進(jìn)行了解，特別是對(duì)于學(xué)校、住宅小區(qū)周邊的基站需要慎重對(duì)待，在設(shè)計(jì)時(shí)須與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)，以避免后期用戶投訴帶來(lái)的負(fù)面影響。對(duì)于規(guī)劃中利用既有基站的站址，也需要現(xiàn)場(chǎng)勘察，細(xì)致了解基站的設(shè)備安放空間、天面、傳輸、供電等資源是否能夠滿足新增LTE系統(tǒng)所需。由于MIMO技術(shù)的使用，LTE基站天線的尺寸相對(duì)較大，天饋系統(tǒng)也較為復(fù)雜，對(duì)天面資源的要求更高，天面資源往往會(huì)成為既有站址利用的一個(gè)瓶頸。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要靈活采用多種不同的天線形式，在保證干擾可控的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)共站址建設(shè)。

    LTE系統(tǒng)除了宏基站設(shè)備形態(tài)外，還有小基站、微基站、有源天線等多種設(shè)備形態(tài)，給網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的靈活性。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中可以因地制宜地利用各類(lèi)資源，針對(duì)特定場(chǎng)景選擇最合適的設(shè)備形態(tài)來(lái)進(jìn)行針對(duì)性覆蓋，解決諸如覆蓋補(bǔ)盲、熱點(diǎn)吸收、宏基站建站困難等問(wèn)題。

    在進(jìn)行LTE網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，還需要考慮承載網(wǎng)和光纖網(wǎng)絡(luò)對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)的承載能力。為了減少設(shè)備維護(hù)量，適應(yīng)移動(dòng)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，便于后期諸如eICIC、CoMP等新技術(shù)的引入，目前LTE基站設(shè)備有相對(duì)集中放置的趨勢(shì)，這對(duì)承載網(wǎng)和光纖網(wǎng)資源都提出了較高的要求。在進(jìn)行LTE基站設(shè)計(jì)時(shí)，基站設(shè)備的放置須與承載網(wǎng)和光纖網(wǎng)的能力相匹配。

    科學(xué)的規(guī)劃和精心的設(shè)計(jì)是LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的第一步，這需要規(guī)劃和設(shè)計(jì)人員以科學(xué)的態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)進(jìn)行大量而細(xì)致的工作。當(dāng)然僅靠這些還不夠，只有通過(guò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、維護(hù)、優(yōu)化等各個(gè)環(huán)節(jié)的共同努力，構(gòu)建一個(gè)不斷提升的閉環(huán)工作流程，才能建成一個(gè)可以滿足用戶需求不斷增長(zhǎng)的、高品質(zhì)的LTE網(wǎng)絡(luò)。

總工點(diǎn)評(píng)

    推進(jìn)LTE建設(shè)、實(shí)現(xiàn)LTE運(yùn)營(yíng)是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、落實(shí)國(guó)家戰(zhàn)略、帶動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要手段，也是提升社會(huì)信息化總體水平的必經(jīng)之路。未來(lái)5年我國(guó)預(yù)計(jì)將建設(shè)百萬(wàn)個(gè)LTE基站，網(wǎng)絡(luò)投資數(shù)千億元，發(fā)展5億LTE用戶，成為全球最大的LTE區(qū)域市場(chǎng)。面對(duì)4G時(shí)代的召喚，如何打造精品LTE網(wǎng)絡(luò)成為當(dāng)前通信業(yè)面臨的共同課題。作為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的第一步，規(guī)劃設(shè)計(jì)就像是一座橋梁，它連接著通信技術(shù)的最新發(fā)展與用戶的實(shí)際需求。向規(guī)劃要效益、向設(shè)計(jì)要質(zhì)量，根據(jù)LTE的技術(shù)特點(diǎn)與業(yè)務(wù)需求科學(xué)規(guī)劃、精心設(shè)計(jì)，把控好源頭環(huán)節(jié)，是非常必要的。

作者：王強(qiáng) 許華東 來(lái)源：人民郵電報(bào)