TD-LTE网络中小区重叠覆盖优化方法研究

TD-LTE网络中小区重叠覆盖优化方法研究

摘要：良好的覆盖和干扰控制对网络性能意义重大，TD-LTE由于网络架构、工

作频段等原因，更容易在相邻站点之间出现重叠覆盖区域。为了改善TD-LTE网络中小区重叠覆盖对网络性能造成的影响，本文提出一种优化解决方案，并通过实

际优化验证，提高了用户感知。

关键词：TD-LTE网络；无线网络结构；同频干扰；重叠覆盖；用户感知

1 引言

TD-LTE采用同频组网，全网小区使用相同频点，每个小区内的终端用户都会

受到来自其他小区的同频干扰。通常把受到较多的同频邻区干扰影响且干扰较大

的区域称之为重叠覆盖区域。其中，重叠覆盖程度直接影响吞吐率，重叠覆盖的

小区数目增加直接导致LTE网络较大的性能下降，使得用户感知下降。然而，随

着LTE网络的部署，网络制式日趋多样化，加上无线环境、用户行为及网络结构

等原因，重叠覆盖问题在网络规划及优化中越发突出。在这样的背景之下，积极

展开TD-LTE网络结构的优化分析，降低小区重叠覆盖程度非常必要。

2 无线网络结构概述

无线网络结构就是对无线网络的基本元素和特征进行分类总结，从无线网络

的基础出发，基于网络的基本构架角度描述无线网络，简称网络结构。

网络结构影响无线网络质量。在无线网络低负荷的情况下，不好的网络结构

对网络质量的影响表现不明显，但是会对网络的进一步发展形成较大制约。随着

业务需求的持续快速增长，网络结构也在不停地调整，结构问题逐步累积。当业

务量上升到一定程度后，量变导致质变，质量问题会集中爆发，影响用户感知。

在目前LTE网络发展阶段，由于选址难度较大，站址分布无法实现理想的蜂

窝形状，现网中多个小区过度覆盖形成交叉覆盖会加剧小区边界的干扰，提升网

络干扰底噪。网络结构的好坏主要由网络规划决定。当通信网络建设完成后，网

络结构的优化调整主要包括天线挂高、方向角和倾角的局部调整。如果需要更大

范围的调整，必须通过网络规划和工程建设来完成。

3 TD-LTE网络结构分析

TD-LTE网络一般采用同频组网，同频干扰严重，良好的覆盖和干扰控制对网

络性能意义重大。因此，移动通信网络小区之间必须要有合适的重叠覆盖，以保

证网络的无缝覆盖。移动用户可以进行正常的切换和重选，但是过度的重叠覆盖

会带来危害，越区覆盖、交叉覆盖、覆盖混乱就是不合理的重叠覆盖带来的影响。针对重叠覆盖，通常用重叠覆盖度加以评估。覆盖分析主要评估小区的覆盖状况，这反映了无线环境对信号传播的影响，同时也反映了基站平面布局和站址高低变

化引起的无线覆盖变化情况。

TD-LTE网络结构分析主要是覆盖分析，从重叠覆盖和弱覆盖入手，重点是重

叠覆盖。网络结构不合理造成重叠覆盖，将直接导致网络质量下降，降低用户感

知和体验。日常分析主要根据MR数据和扫频数据进行统计分析。

3.1 重叠覆盖定义

重叠覆盖主要是指与最强电平差值在一定范围内的小区个数。定义的重叠覆

盖“差值范围”与统计出来的重叠覆盖直接相关。定义多大范围比较合理，是需要

经过不断测试验证的。不同电平差值定义的重叠覆盖如图1所示。

通过测试可以看出，以6dB差值范围统计重叠覆盖与以12dB差值范围统计

重叠覆盖的结果差别较大，而以9dB差值统计重叠覆盖与以12dB差值统计重叠

覆盖的结果接近。考虑到优化时，电平差值越大统计重叠覆盖越高，优化难度呈

直线上升，建议在优化时以9dB电平差值统计重叠覆盖。

3.2 道路重叠覆盖分析

道路重叠覆盖反映了道路上各个点的重叠覆盖情况，城市道路是城市覆盖的

重点区域，通过扫频测试可以统计出各个道路的重叠情况。某城市扫频测试的道

路重叠覆盖占比统计如图2所示。

对重叠覆盖和主服小区电平进行联合分析，就可以定位哪些路段必须要优化，哪些路段的优化空间较小，这为TD-LTE网络结构优化提供了直接的分析结果。在某城市的测试中表明，该城市有4.71%的高重叠路段必须要进行优化，有9.09%

的高重叠路段优化空间比较大，有38.90%的低重叠路段拥有较大优化空间，有

8.8%的重叠覆盖路段无需优化，其余路段优化空间较小。

4 基于覆盖关联度的网络结构评估方法

重叠覆盖给TD-LTE网络带来了严重的同频干扰，极大地降低了受影响区域的

用户性能。目前，在统计重叠覆盖时，只是统计一定电平差值范围内的邻区个数，无法反映不同电平差值对最强电平小区的影响。同样是9dB范围内的邻区，邻区

电平值差异比最强电平小区低1dB时与低8dB时对最强电平小区的影响完全不一样。因此，如何区分邻区电平差值更精细化地反映重叠覆盖的影响，将是网络结

构分析的下一步发展方向。为此，对基于覆盖关联度的网络结构评估方法进行了

研究。

以邻区与主服小区电平差值0～3dB、3～6dB和6～9dB为区间进行统计，得

出邻区在主服小区的干扰电平统计见表1。

A小区受周边小区产生的覆盖影响为Ra=ΣRai，其中i=a，b，c…。

A小区对周边小区产生的覆盖影响为Raa=ΣRia，其中i=a，b，c…。

Ra越大，说明A小区因为覆盖对周围小区产生的干扰越大，定义其为高干扰

小区；Raa越大，说明周边小区因为覆盖对A小区产生的干扰越大，定义其为高

受害小区。

5 网络结构与网络性能分析

邻区50%加载后，随着重叠覆盖的增加，现网的吞吐率出现大幅下降。随着TD-LTE网络用户的增加，网络负荷也将随之增加，重叠覆盖的影响将是空载时重

叠速率下降程度和加载速率下降程度的叠加，重叠覆盖对网络性能和用户感知影

响越严重。因此，在网络负荷增加前，提前优化网络结构，将未来的问题提到当

前加以解决，做到“防患于未然”是非常有必要的。

6 TD-LTE网络结构优化

通过上面的研究分析可知，要对网络结构进行优化，应从高干扰小区和高受

害小区入手，尤其是从高干扰小区或高受害小区周边站点进行优先调整。根据上

述原则，针对某城市的其中一块测试区域进行网络结构优化。

针对该范围内的10个高干扰小区，调整了8个小区的下倾角，并对另外两个小区进行了方向角调整。优化前后重叠覆盖和网络性能的提升如图6所示。

7 结束语

综上所述，在TD-LTE网络规划和优化中需要重点考虑重叠覆盖问题，文章提

出了一种优化解决方案，通过测试分析得知，该方法可以有效提高吞吐量和降低

小区重叠覆盖程度，具有一定的可行性和推广性。相信随着网络建设的逐步完善，TD-LTE网络结构的优化工作将得到全面的展开，为未来广大TD-LTE用户提供优质网络和通信服务，使用户感知得到质的提升。