LTE网络结构在应用中的优化仿真分析

陈海燕

（北京电子科技职业学院 电信工程学院，北京 100015）

LTE网络结构在应用中的优化仿真分析

陈海燕

（北京电子科技职业学院 电信工程学院，北京 100015）

分析了LTE网络结构在应用中的优化仿真问题。在TD⁃LTE规划组网中，由于网络结构受限而产生一些问题，针对LTE网络结构进行规划分析，通过仿真LTE网络结构分析其优化措施。基于TD⁃LTE网络结构优化仿真中，提出有效解决方案，优化LTE网络结构规划思路，为城市LTE网络建设提出新优化思路，提升LTE网络性能，较以往网络应用性能提升6.0%。在实际应用中优化LTE网络结构，并通过仿真分析得出，做好LTE网络规划与优化工作对改善LTE网络性能发挥了积极影响。

LTE网络；网络结构优化；网络规化；网络结构

随着当前我国在移动通信技术方面的快速发展，不仅移动用户数量得到大范围增加，且其对移动网络的规模于应用需求也在不断提升，建立LTE网络，有助于改善4G时代网络组建方案，满足用户业务需求。但是由于LTE网络对系统内外干扰具有高度敏感，这加大实际中LTE网络结构的组网规划难度，本文针对此问题进行分析，设计仿真有效的LTE网络结构优化方案。

1 LTE网络

1.1 当前LTE网络弊端

随着当前我国移动通信系统的规模扩大，以及其复杂度的不断增加，针对传统的LTE网络结构中，其已经不能有效适应当前社会网络发展的需要；同时，优化通信系统模拟仿真技术，也越来的越受到相关人员的重视，因为在传统通信仿真技术中，多是采取手工分析以及电路试验两种方法，以此来得到与真实网络结构中十分接近的环境，但是其需耗时长，且应用的方法还比较繁杂[1]。在LTE网络中，由于其具有同频组网的特性，不仅导致增加网络负荷，也会影响系统内网络。在LTE网络中，随着用户数激增，网络性能也会受到限制。同时，针对LTE网络结构规划，高站网络结构多集中在城市区域，重叠覆盖过多，容易造成干扰。

1.2 LTE网络结构优势

LTE网络可以兼容3G通信，并有助于改进4G通信。对于LTE网络中，其邻区列表可以通过eNodeB进行维护，有助于实现通信的ANR功能。设计应用LTE网络结构，确保当一个移动用户在应用服务过程中，在其从正eNodeB覆盖区域中移动到另一覆盖区域时，允许ANR自动建立与邻区之间的拂去关联[2]。针对LTE

网络规划中，多是采用由NodeB去构成组织的单层结构，关于这种结构，不仅有利于简化网络以及减小数据传输延迟，也可以实现系统的低时延功能，具有低复杂度、设计低成本的优势。

2 优化仿真LTE网络问题

2.1 进行仿真规划

在仿真LTE网络结构的规划中，可以将仿真规划工具应用到优化方案中，有助于保证LTE网络连续覆盖。在LTE网络同频组网过程中，确保网络结构合理性至关重要，加强LTE网站的高、方向角以及下倾角的规划，不仅有助于最终保障网络性能，也可以提升信噪比。加强LTE网络结构规划，确保LTE网络具有合理的站高，是其站点在分布上尽量均匀，避免发生越区干扰[3]。因此，在本LTE网络结构设计上，在LTE网络的规划初始阶段，可以采用模块化的规划结构，便于LTE网络调试与扩展。其LTE网络结构图如下所示。

图1 LTE链路结构图

2.2 分析LTE网络结构优化问题

对于LTE网络结构，由于在LTE网络中其只有504个可用的PCI码，而对于一个商用网络中其基站是由成千上万个数目组成的，若干个小区又可共用一个基站，显然LTE网络结构中的PCI码会被重复的进行使用。在实际优化中，需要注意避免混淆的问题，为避免PCI码移动混淆，在LTE网络结构优化中，可以制定PCI规划原则，以此来保证在一层相邻与二层相邻的小区中，其PCI均没有被重复的使用，即可以避免PCI分配混淆情况的出现[4]。对于LTE网络结构中，针对相邻地理位置小区，以及共站址异频的小区间，通常是运用X2接口来交互传递小区负荷信息的。以此方式既可以完成负荷上报工作[5]，同时，对于涉及LTE和非3G网络操作的问题，可以确保跨系统负荷信息交互接口标准化，提升LTE网络结构性能。

2.3 LTE网络仿真工具

在LTE网络结构规划中，运用Atoll仿真工具，可以通过使用高精度的数字地图，并可结合应用三维Cross⁃Wave射线跟踪模型，来有效提高在实际中进行LTE规划仿真的准确性；通过应用ACP的智能优化功能，有效实现对LTE网络结构的规划与仿真优化工作[6]。在实际中，对于CrossWave，不仅是一种可选的高级传播模型，同时也支持所有的小区类型[7]，可以模拟垂直衍射、水平面的导向传播及山脉区域的传播现象；提高在LTE网络覆盖与容量，提升网络结构规划质量。

3 分析仿真优化LTE网络结构应用案例

3.1 LTE网络方案

针对某大型城市4G网络建设中，为提升其LTE网络建设力度，加快建设TD⁃LTE网络结构，可以根据移动公司的网络设计要求，完成针对组城区中四大主体站点的网络结构规划工作，优化其TD⁃LTE网络结构。同时，对于主城区中设计规划面积达到158.13 km2，其中室外网络结构规划面积为57.29 km2，共有709个不同的网络站点。对于在新建的LTE网络以及扩容网络中，能够在现有的2G/3G站点基础上，选择出最佳的LTE站址建网，优化实现网络结构规划。

3.2 规划LTE网络结构

基于仿真LTE网络结构，利用Atoll ACP功能，设置调优目标值，删除不必要的站点，自动增补站点。还可以通过仿真分析，关闭不必要高站/矮站，或者是迁移位置，适当调整高度。对国内的某大城市中，关闭、搬迁主城区的高站，既可以根据预测结果，对城区内LTE网络覆盖空洞区域进行补盲操作，利用AtollACP自动调优工具，调整LTE网络结构，使其达到相对合理的水平，优化LTE网络结构方位角与下倾角。完成仿真模型见图2。

图2 仿真的模型

3.3 仿真后进行结果细节调优

针对本次LTE网络结构中，对于主城区的4个站点，其站点高度大于50 m，属于过高的站点。因此在仿真后发现，对于此类高站，在实际中可以通过搬迁站点、调整工参的优化手段，既可以规避干扰。通过仿真分析清楚的知道在LTE网络结构中，物理信道承载的信号的资源分配情况，优化网络结构规划，优化LTE结构仿真模型。调整方案如表1所示。

表1 调整方案

3.4 仿真结果分析

对于本次仿真分析中，其信道编码中是采用Turbo码的，采用调制16QAM下行链路，通过分析其误码率，得出其仿真结果图。可以知道在Turbo码中，其参数是由2个成员组成的RSC编码器，通过删余操作，可以使码率达到1/2，再通过随机交织器，确保分组长度达到1 024。通过本次LTE网络结构仿真优化调整，主城区内主体的覆盖基本在-90 dBm以上，该主城LTE网络结构基本达到覆盖要求。在系统的整体架构上，可以进行分组交换，通过严格的QoS机制的设计，不仅可以保证LTE结构网络在实时业务服务的质量，也可以有效保证将来系统可扩展性。同时也解决了向下兼容的问题并降低了网络时延问题，增加了小区边界比特速率。通过仿真LTE网络结构分析后，其网络性能提升8.0%，在LTE网络结构优化中，采取LTE网络仿真分析方法，发挥积极影响，有助于进一步推动LTE发展。

4 结语

综上所述，在LTE网络结构优化中，可以根据LTE技术、网络规划特点，采取仿真分析网络结构规划的方式，有效解决LTE网络规划问题。不仅可以在LTE网络结构优化中应用ACP仿真特殊场景，也可以为调整和优化LTE网络结构，提供有力保证，有助于提升LTE网络性能，发挥积极应用价值。

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Optimization simulation analysis of LTE network structure in application

CHEN Haiyan
（College of Telecommunication Engineering，Beijing Polytechnic，Beijing 100015，China）

The optimization simulation of LTE network structure in the application is studied.In allusion to the limitation of the network structure，the planning and analysis for LTE network structure are conducted in TD⁃LTE planning and networking，and the optimization measures are analyzed by means of simulation of LTE network structure.Based on above，an effective solu⁃tion is put forward to optimize the planning thought of LTE network structure.The new optimization method is put forward for the construction of urban LTE network to improve the performance of LTE network.Compared with the former network，its applica⁃tion performance is increased by 6%.The LTE network structure is optimized in the practical application.The simulation analy⁃sis result shows that the perfect planning and optimization of LTE network plays a positive impact on the improvement of LTE network performance.

LTE network；nerwork stquctuse optimization；network planning；network structure

TN915⁃34

A

1004⁃373X（2015）24⁃0066⁃03

10.16652/j.issn.1004⁃373x.2015.24.019

陈海燕(1972—)，女，江苏睢宁人，工程师，硕士。研究方向为移动通信、无线通信。

2015⁃08⁃12

国家自然科学基金：基于Sieve Bootstrap方法的长记忆过程变点研究与应用（11301291）