【摘要】针对TD-LTE规划组网中受限于网络结构所带来的问题，主要对基于仿真分析的LTE网络结构规划与优化解决方案展开阐述。首先概述基于仿真的TD-LTE网络结构规划与优化解决方案，并介绍CrossWave射线跟踪传播模型以及仿真规划工具Atoll的ACP功能；然后对LTE网络结构规划思路、ACP仿真应用以及特殊场景精准规划效果进行具体描述；最后通过实际应用案例加以分析说明，该方案为城市LTE网络建设提供了一种新的规划与优化思路。

【关键词】TD-LTE网络结构ACP仿真规划仿真优化

中图分类号：TN929.53文献标识码：A文章编号：1006-1010(2014)-10-0014-05

Structure Planning and Optimization Solutions of LTE Network Based on Simulation

CAI Hou-en

(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd., Guangzhou 510623, China)

[Abstract] Because of the TD-LTE planning networking which is limited by the network structure, the structure planning and optimization solutions of LTE network are illustrated based on simulation. First the structure planning and optimization solutions of TD-LTE network are outlined based on simulation, and CrossWave ray tracing propagation model and the ACP function of Atoll simulation planning tool are introduced. And then the structure planning ideas of LTE network, ACP simulation applications and the precise planning effects in special scenarios are described in detail. At last, by the analysis of practical application cases, this solution provides a new idea of planning and optimization for urban LTE network construction.

[Key words]TD-LTEnetwork structureACPsimulation planningsimulation optimization

1 引言

随着移动通信的快速发展，用户规模和需求不断增长，为了满足用户的业务需求不断进行网络建设，从而导致网络规模越来越大，尤其是代表着4G时代的LTE网络。由于LTE系统对系统内外干扰高度敏感，使得LTE网络规划与优化变得十分复杂，特别是LTE规划组网设计。

首先，TD-LTE同频组网的特性导致网络负荷越高，系统内的网络影响就会更严重；其次，依据2G/3G网络建设经验，随着用户数的快速激增，网络结构对网络性能的影响已明显突出，从而可以预见到TD-LTE组网时，网络结构将是网络性能提升的最后限制；最后，网络结构里面有很多可能是高站，特别是市区这些话务比较密集的地方重叠覆盖过多，导致干扰过大，进而导致SINR难以提升[1]。

本文针对上述TD-LTE规划组网当中受限于网络结构会带来的问题，提出了基于仿真的TD-LTE网络结构规划与优化解决方案。

2 方案概述

2.1仿真规划

基于仿真的LTE网络结构规划与优化解决方案将仿真规划工具引入到网络结构规划过程中。

LTE网络结构规划是LTE网络规划的重中之重。其一，为保证LTE连续覆盖，进行同频组网，网络结构至关重要，必须以终为始，加强站高、方向角和下倾角规划，保障最终的网络性能；其二，为提升信噪比和边缘速率，必须加强网络结构规划，确保合理的站高、站间距控制以及拓扑结构规划，站点分布尽量均匀，避免越区干扰、重叠覆盖区过大（见图1）。因此，在网络规划初始阶段，必须嵌入LTE网络结构规划与优化，组建合理的LTE网络。

图1基于仿真的网络结构规划—重叠覆盖

基于仿真的LTE网络结构规划解决方案主要是将Atoll仿真工具引入到LTE网络结构规划，通过使用高精度数字地图和CrossWave三维射线跟踪模型，提高LTE规划仿真的准确性，并应用ACP智能优化功能，实现LTE网络结构规划与优化。

2.2CrossWave射线跟踪传播模型及ACP功能介绍

（1）CrossWave射线跟踪传播模型

CrossWave是Atoll中一个可选的高级传播模型，支持所有无线技术，GSM、UMTS、CDMA2000、WiMAX、LTE等，支持频段范围为200MHz—5GHz。CrossWave支持所有的小区类型，从微蜂窝小区、迷你蜂窝小区到宏蜂窝小区等；支持任何类型的传播环境，密集城区、城区、郊区、乡村等。利用CW测量数据，CrossWave可以进行任何传播环境的自动模型校正[2]。

作为高级的传播模型，CrossWave主要模拟三种传播现象：垂直衍射、水平面的导向传播及山脉区域的反射传播。所需的地理数据包括：

◆DTM，Clutter Classes，DHM；

◆支持Atoll的所有栅格格式；

◆高精度地图（TAB）（精度<5米，建筑高度信息或筑物矢量地图）。

CrossWave预测信号和CW信号重叠对比如图2所示：

图2CrossWave预测信号和CW信号重叠对比

（2）ACP智能优化

自动小区规划（ACP）模块能够使无线工程师运算最佳的LTE网络设置，进而提高在覆盖和容量两方面的网络质量。同时，ACP也可以帮助用户在已有的候选站点中，根据用户定义的覆盖和容量的质量要求自动选择需要以什么顺序开启多少站点才能满足需求[3]。对于新建LTE网络或扩容网络来说，在2G/3G现有站点基础上选择LTE站址是最佳的建网方式，ACP能够大大降低网络结构规划中站点选择的难度和工作量。在候选站点选择的基础上，ACP还能够与计算最佳网络设置一样，使以下参数在LTE技术中会被自动地分配[4]：

◆天线高度；

◆天线方向角；

◆天线电子倾角；

◆天线机械倾角；

◆每扇区的天线模型；

◆功率设置。

3 TD-LTE仿真规划解决方案

虽然LTE网络规划与2G/3G的网络规划基本流程是一致的，主要以覆盖、容量和成本为主，但由于LTE网络目前一般是采用同频组网，小区之间的干扰会非常严重[5]。LTE的下载速率与下行的信噪比（SINR）成直线关系，只有获得比较高的中高端SINR比例才有可能获得一个比较好的下载速率。网络结构决定了SINR，而SINR决定了LTE的网络性能。因此，提升网络性能必须着重LTE网络结构规划与优化。在网络规划初始阶段，嵌入LTE网络结构规划与优化，通过仿真预测，优化网络的结构，组建合理的LTE网络。

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基于仿真的LTE网络结构规划与优化的操作流程如图3所示。

基于仿真的网络结构规划与优化是以基站的高度、方向角和下倾角为重点，通过仿真以及ACP预测，控制基站之间的重叠覆盖范围和SINR性能指标。同时，在2G/3G的利旧站点筛选出比较优选的LTE站点，这将对网络性能提升起到决定性的作用。

（1）高站仿真

高站仿真SINR变化趋势如图4所示：

图4高站仿真RSRP和SINR变化趋势

随加高基站数增加，RSRP大于-90dBm比例显著提升，SINR大于0比例则明显下降。同时，站点增加的高度越大，RSRP和SINR变化就越大。通过仿真模拟可以看到高站对网络指标影响较大，过多的高站将不利于网络后期扩容。目前国内的2G/3G网络中高站还是占很大的比例，因此在LTE规划建设阶段需要严格控制站高。

（2）近站仿真

将近站规划数量由10个减为2个，调整前后RSRP仿真预测对比，红色圈内的覆盖提升较明显，如图5所示。

针对过近站点实施关闭、搬迁等方式，并利用Atoll ACP自动调优功能优化方位角和下倾角，预测覆盖空洞进行补盲，直至网络结构调整到相对合理。

4 仿真规划应用案例分析

作为TD-LTE扩大规模试验网的一部分，国内某大城市移动持续加大网络建设力度，加快建设TD-LTE体验网，打造更加畅快、稳定、高效的优质网络。根据移动公司要求，完成了以四大主城区为主体的TD-LTE网络结构规划与优化覆盖方案。

本方案中，主城区室内外面积158.13平方千米，室外面积57.29平方千米，站点总数709个。其中，主城区250米以下过近站数量为44个（剔除站高小于20米的站点），主城区50米以上高站数量为5个。

4.1LTE网络结构规划与优化具体的操作流程

基于仿真的LTE网络结构规划与优化的操作流程如图6所示：

图6基于仿真的LTE网络结构规划与优化的操作流程

LTE网络结构规划与优化主要分为以下三个阶段：

第一阶段：设置调优目标值，利用Atoll ACP功能自动调优，包括删除不必要的站点（包含部分高站和过近站）、自动增补站点以及天线工程调整。

第二阶段：主要根据省公司标准，对高站、过近站进行手工调整，通过仿真分析，关闭不必要的高站/矮站或者迁移到更合理的位置，并适当调整高度。

第三阶段：利用ACP功能优化方位角和下倾角。

4.2仿真预测结果对比

RSRP仿真预测图（主城区一）如图7所示：

图7RSRP仿真预测图（主城区一）

通过对国内某大城市主城区高站和过近站实施关闭、搬迁等，然后再根据预测结果对覆盖空洞进行补盲，在网络结构调整到相对合理的情况下，利用Atoll ACP自动调优功能优化方位角和下倾角。通过规划和调优后，效果提升较大：SINR小于0比例从14.8%降低到8.67%，RSRP大于-98dBm比例从91.07%提高到96.63%。

4.3仿真调优细节和实例

主城区有5个站点高度大于50米的过高站点。高站一般不容易降低高度，主要通过站点搬迁、调整工参手段优化和改用垂直波瓣角较窄的天线等措施进行干扰规避。

高站调优实例（光明职校-LH）：

光明职校-LH站高65米，与周围平均站间距420米，覆盖范围较广。优化前RSRP仿真情况如图8所示。

由于站址资源重要，无法降低高度或搬迁，因此采取增大下倾角和加强邻区覆盖的手段，详细调整情况如表1所示：

表1光明职校调整情况

小区名称 经度 纬度 调整方法描述 调整原因 调整幅度/度

光明职校-LH2 113.111 8 23.007 21 下倾角

调整 降低干扰 5→8

惠景二街-LH1 113.110 5 23.003 26 下倾角

调整 优化覆盖 6→2

惠景二街-LH1 113.110 5 23.003 26 方向角

调整 优化覆盖 20→50

经调整，目标区域在维持室外RSRP指标（RSRP>

-98dBm占比前后为100.00%）的同时提升了SINR，具体如图9所示：

图9高站光明职校-LH调优SINR前后对比

5 结束语

针对LTE技术及其网络规划的特点，基于仿真分析的网络结构规划解决方案突显LTE网络结构规划的重要性和前瞻性，提出了将ACP仿真引入到网络结构规划过程中，对特殊场景进行精细化规划，为后续LTE网络结构调整和优化、网络性能提升提供了有力的保证；同时，所阐述的网络结构规划与优化思路以及应用实例，对于其它城市和地区进行TD-LTE网络规划也是极具参考意义。

参考文献：

[1] 楼小平. 大唐移动LTE网络结构的分析解决方案[Z]. 2013.

[2] Forsk China. CrossWave_Getting_Started_393_V3[Z]. 2011.

[3] Forsk China. Atoll Getting Started-LTE Version 3.1.2[Z]. 2012.

[4] Forsk China. Atoll LTE ACP Getting Started Version 3.1.0[Z]. 2011.

[5] 高峰,高泽华,丰雷,等. TD-LTE技术标准与实践[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2011.★

作者简介

蔡厚恩：学士毕业于中南大学信息工程学院，现任中国移动通信集团广东有限公司无线优化中心无线室高级网优技术主管，长期从事网络规划与优化工作，在LTE网络规划与优化、移动通信网络支撑系统方面具有丰富的经验。

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基于仿真的LTE网络结构规划与优化的操作流程如图3所示。

基于仿真的网络结构规划与优化是以基站的高度、方向角和下倾角为重点，通过仿真以及ACP预测，控制基站之间的重叠覆盖范围和SINR性能指标。同时，在2G/3G的利旧站点筛选出比较优选的LTE站点，这将对网络性能提升起到决定性的作用。

（1）高站仿真

高站仿真SINR变化趋势如图4所示：

图4高站仿真RSRP和SINR变化趋势

随加高基站数增加，RSRP大于-90dBm比例显著提升，SINR大于0比例则明显下降。同时，站点增加的高度越大，RSRP和SINR变化就越大。通过仿真模拟可以看到高站对网络指标影响较大，过多的高站将不利于网络后期扩容。目前国内的2G/3G网络中高站还是占很大的比例，因此在LTE规划建设阶段需要严格控制站高。

（2）近站仿真

将近站规划数量由10个减为2个，调整前后RSRP仿真预测对比，红色圈内的覆盖提升较明显，如图5所示。

针对过近站点实施关闭、搬迁等方式，并利用Atoll ACP自动调优功能优化方位角和下倾角，预测覆盖空洞进行补盲，直至网络结构调整到相对合理。

4 仿真规划应用案例分析

作为TD-LTE扩大规模试验网的一部分，国内某大城市移动持续加大网络建设力度，加快建设TD-LTE体验网，打造更加畅快、稳定、高效的优质网络。根据移动公司要求，完成了以四大主城区为主体的TD-LTE网络结构规划与优化覆盖方案。

本方案中，主城区室内外面积158.13平方千米，室外面积57.29平方千米，站点总数709个。其中，主城区250米以下过近站数量为44个（剔除站高小于20米的站点），主城区50米以上高站数量为5个。

4.1LTE网络结构规划与优化具体的操作流程

基于仿真的LTE网络结构规划与优化的操作流程如图6所示：

图6基于仿真的LTE网络结构规划与优化的操作流程

LTE网络结构规划与优化主要分为以下三个阶段：

第一阶段：设置调优目标值，利用Atoll ACP功能自动调优，包括删除不必要的站点（包含部分高站和过近站）、自动增补站点以及天线工程调整。

第二阶段：主要根据省公司标准，对高站、过近站进行手工调整，通过仿真分析，关闭不必要的高站/矮站或者迁移到更合理的位置，并适当调整高度。

第三阶段：利用ACP功能优化方位角和下倾角。

4.2仿真预测结果对比

RSRP仿真预测图（主城区一）如图7所示：

图7RSRP仿真预测图（主城区一）

通过对国内某大城市主城区高站和过近站实施关闭、搬迁等，然后再根据预测结果对覆盖空洞进行补盲，在网络结构调整到相对合理的情况下，利用Atoll ACP自动调优功能优化方位角和下倾角。通过规划和调优后，效果提升较大：SINR小于0比例从14.8%降低到8.67%，RSRP大于-98dBm比例从91.07%提高到96.63%。

4.3仿真调优细节和实例

主城区有5个站点高度大于50米的过高站点。高站一般不容易降低高度，主要通过站点搬迁、调整工参手段优化和改用垂直波瓣角较窄的天线等措施进行干扰规避。

高站调优实例（光明职校-LH）：

光明职校-LH站高65米，与周围平均站间距420米，覆盖范围较广。优化前RSRP仿真情况如图8所示。

由于站址资源重要，无法降低高度或搬迁，因此采取增大下倾角和加强邻区覆盖的手段，详细调整情况如表1所示：

表1光明职校调整情况

小区名称 经度 纬度 调整方法描述 调整原因 调整幅度/度

光明职校-LH2 113.111 8 23.007 21 下倾角

调整 降低干扰 5→8

惠景二街-LH1 113.110 5 23.003 26 下倾角

调整 优化覆盖 6→2

惠景二街-LH1 113.110 5 23.003 26 方向角

调整 优化覆盖 20→50

经调整，目标区域在维持室外RSRP指标（RSRP>

-98dBm占比前后为100.00%）的同时提升了SINR，具体如图9所示：

图9高站光明职校-LH调优SINR前后对比

5 结束语

针对LTE技术及其网络规划的特点，基于仿真分析的网络结构规划解决方案突显LTE网络结构规划的重要性和前瞻性，提出了将ACP仿真引入到网络结构规划过程中，对特殊场景进行精细化规划，为后续LTE网络结构调整和优化、网络性能提升提供了有力的保证；同时，所阐述的网络结构规划与优化思路以及应用实例，对于其它城市和地区进行TD-LTE网络规划也是极具参考意义。

参考文献：

[1] 楼小平. 大唐移动LTE网络结构的分析解决方案[Z]. 2013.

[2] Forsk China. CrossWave_Getting_Started_393_V3[Z]. 2011.

[3] Forsk China. Atoll Getting Started-LTE Version 3.1.2[Z]. 2012.

[4] Forsk China. Atoll LTE ACP Getting Started Version 3.1.0[Z]. 2011.

[5] 高峰,高泽华,丰雷,等. TD-LTE技术标准与实践[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2011.★

作者简介

蔡厚恩：学士毕业于中南大学信息工程学院，现任中国移动通信集团广东有限公司无线优化中心无线室高级网优技术主管，长期从事网络规划与优化工作，在LTE网络规划与优化、移动通信网络支撑系统方面具有丰富的经验。

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基于仿真的LTE网络结构规划与优化的操作流程如图3所示。

基于仿真的网络结构规划与优化是以基站的高度、方向角和下倾角为重点，通过仿真以及ACP预测，控制基站之间的重叠覆盖范围和SINR性能指标。同时，在2G/3G的利旧站点筛选出比较优选的LTE站点，这将对网络性能提升起到决定性的作用。

（1）高站仿真

高站仿真SINR变化趋势如图4所示：

图4高站仿真RSRP和SINR变化趋势

随加高基站数增加，RSRP大于-90dBm比例显著提升，SINR大于0比例则明显下降。同时，站点增加的高度越大，RSRP和SINR变化就越大。通过仿真模拟可以看到高站对网络指标影响较大，过多的高站将不利于网络后期扩容。目前国内的2G/3G网络中高站还是占很大的比例，因此在LTE规划建设阶段需要严格控制站高。

（2）近站仿真

将近站规划数量由10个减为2个，调整前后RSRP仿真预测对比，红色圈内的覆盖提升较明显，如图5所示。

针对过近站点实施关闭、搬迁等方式，并利用Atoll ACP自动调优功能优化方位角和下倾角，预测覆盖空洞进行补盲，直至网络结构调整到相对合理。

4 仿真规划应用案例分析

作为TD-LTE扩大规模试验网的一部分，国内某大城市移动持续加大网络建设力度，加快建设TD-LTE体验网，打造更加畅快、稳定、高效的优质网络。根据移动公司要求，完成了以四大主城区为主体的TD-LTE网络结构规划与优化覆盖方案。

本方案中，主城区室内外面积158.13平方千米，室外面积57.29平方千米，站点总数709个。其中，主城区250米以下过近站数量为44个（剔除站高小于20米的站点），主城区50米以上高站数量为5个。

4.1LTE网络结构规划与优化具体的操作流程

基于仿真的LTE网络结构规划与优化的操作流程如图6所示：

图6基于仿真的LTE网络结构规划与优化的操作流程

LTE网络结构规划与优化主要分为以下三个阶段：

第一阶段：设置调优目标值，利用Atoll ACP功能自动调优，包括删除不必要的站点（包含部分高站和过近站）、自动增补站点以及天线工程调整。

第二阶段：主要根据省公司标准，对高站、过近站进行手工调整，通过仿真分析，关闭不必要的高站/矮站或者迁移到更合理的位置，并适当调整高度。

第三阶段：利用ACP功能优化方位角和下倾角。

4.2仿真预测结果对比

RSRP仿真预测图（主城区一）如图7所示：

图7RSRP仿真预测图（主城区一）

通过对国内某大城市主城区高站和过近站实施关闭、搬迁等，然后再根据预测结果对覆盖空洞进行补盲，在网络结构调整到相对合理的情况下，利用Atoll ACP自动调优功能优化方位角和下倾角。通过规划和调优后，效果提升较大：SINR小于0比例从14.8%降低到8.67%，RSRP大于-98dBm比例从91.07%提高到96.63%。

4.3仿真调优细节和实例

主城区有5个站点高度大于50米的过高站点。高站一般不容易降低高度，主要通过站点搬迁、调整工参手段优化和改用垂直波瓣角较窄的天线等措施进行干扰规避。

高站调优实例（光明职校-LH）：

光明职校-LH站高65米，与周围平均站间距420米，覆盖范围较广。优化前RSRP仿真情况如图8所示。

由于站址资源重要，无法降低高度或搬迁，因此采取增大下倾角和加强邻区覆盖的手段，详细调整情况如表1所示：

表1光明职校调整情况

小区名称 经度 纬度 调整方法描述 调整原因 调整幅度/度

光明职校-LH2 113.111 8 23.007 21 下倾角

调整 降低干扰 5→8

惠景二街-LH1 113.110 5 23.003 26 下倾角

调整 优化覆盖 6→2

惠景二街-LH1 113.110 5 23.003 26 方向角

调整 优化覆盖 20→50

经调整，目标区域在维持室外RSRP指标（RSRP>

-98dBm占比前后为100.00%）的同时提升了SINR，具体如图9所示：

图9高站光明职校-LH调优SINR前后对比

5 结束语

针对LTE技术及其网络规划的特点，基于仿真分析的网络结构规划解决方案突显LTE网络结构规划的重要性和前瞻性，提出了将ACP仿真引入到网络结构规划过程中，对特殊场景进行精细化规划，为后续LTE网络结构调整和优化、网络性能提升提供了有力的保证；同时，所阐述的网络结构规划与优化思路以及应用实例，对于其它城市和地区进行TD-LTE网络规划也是极具参考意义。

参考文献：

[1] 楼小平. 大唐移动LTE网络结构的分析解决方案[Z]. 2013.

[2] Forsk China. CrossWave_Getting_Started_393_V3[Z]. 2011.

[3] Forsk China. Atoll Getting Started-LTE Version 3.1.2[Z]. 2012.

[4] Forsk China. Atoll LTE ACP Getting Started Version 3.1.0[Z]. 2011.

[5] 高峰,高泽华,丰雷,等. TD-LTE技术标准与实践[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2011.★

作者简介

蔡厚恩：学士毕业于中南大学信息工程学院，现任中国移动通信集团广东有限公司无线优化中心无线室高级网优技术主管，长期从事网络规划与优化工作，在LTE网络规划与优化、移动通信网络支撑系统方面具有丰富的经验。

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