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【摘要】LTE网络覆盖规划技术在降低网络建设成本和提高网络建设质量上发挥着不可替代的作用。本文在LTE规划需求的基础上，结合其理论研究了LTE无线接入的链路以及网络特征。
【关键词】LTE系统网络覆盖规划技术
无线业务的快速发展，2G、3G已不能再满足所有用户的要求了，移动网络的供需矛盾越来越突出，为缓解这一矛盾，针对此而研发的LTE也逐步摆脱理论，走向实际应用。LTE之所以备受青睐，与其多种优势是紧密相连的，如其成本低廉、部署灵活，具有极强的业务承载能力，能够实现资源的高效利用等。
随着LTE系统的不断成熟，与其相关的产业也被带动，迅速发展起来。从当前的情况来看，3GPP在Release-8的相关工作已经被冻结，各设备商在此环境下已经开始对LTE产品进行研发，与此同时，各种实验局的部署以及测试也正在有序地进行。从整个产业来看，LTE产品的研发虽然有了一定的进步，但其灵活性和高度的复杂性也导致了各种不确定性的出现，LTE的系统特征以及建网思路和优化策略都还处于初级摸索阶段。对于LTE网络规划，系统的理论体系以及应用方案的缺乏不利于其高效精确的部署，从而严重阻碍了LTE的发展。
在LTE系统中，空中接口充分利用了许多先进无线链路技术，如高级编码调制方式、正交频分复用、混合自动重传、多输入多输出等，并借助功率控制、动态调度以及干扰消除技术等管理算法，以提升空口资源配置的效率和灵活性。这些技术虽提高了网络性能，但也加大了系统分析的难度，要实行高效的LTE网络覆盖规划方案，就必须全面研究系统的技术特征。
一、LTE网络流程及覆盖规划策略
从总体来看，频分双工（FDD）LTE的网络规划程序和2G、3G的规划程序有着很高的相似性，包括五部分：一，需求收集和分析；二，覆盖和容量的设计；三，站点选择；四、规划仿真；五、报告撰写。其中，第二部分覆盖和容量的设计是整个网络规划的核心，应参照不同用户的具体要求，在对网络特征进行深入研究分析的基础上，全面估算网络的规模。本文主要对LTE系统的覆盖规划方法作了分析。
FDD LTE系统覆盖规划的目的是计算出网络的规模，但计算过程很有难度，不仅要满足实际中小区边缘覆盖的要求，还必须依据一定的参数设置，对基站所能覆盖的面积进行估算，从而求得网络规模。根据不同的场景和具体的规划需求，可将其规划策略分为3类：
①基于上行边缘速率要求的网络规模估算
这种策略多用于只对上行边缘速率有限制的覆盖要求。基于上行速率，输入特定的链路预算参数，对上行覆盖半径进行计算，根据计算的结果对可能实现的下行边缘速率做出估测。
②基于下行边缘速率要求的网络规模估算
这种策略多用于下行边缘速率被限制的覆盖要求。基于下行速率，输入特定的链路预算参数，对下行覆盖半径进行计算，根据计算的结果对可能实现的上行边缘速率做出估测。
③基于上下行边缘速率要求的规模估算
这种策略多用于上下行边缘速率同时被限制的覆盖需求。基于上下行速率，输入特定的链路预算参数，依次对上下行的覆盖半径进行计算，通过比较得出受限的覆盖半径。
在实际规划中，需依据不同的场景和具体的实际需求来选择适宜的覆盖规划策略，灵活应对规划过程中出现的问题。
二、LTE上行覆盖规划技术的关键
LTE覆盖规划问题要想得到很好的解决，达到边缘业务的速率要求并确定覆盖范围是关键，而对某些特殊的业务或场景，控制信道的覆盖性能也需在考虑范围之内。本文主要讨论的覆盖规划问题都是处于业务信道受限场景之下的。
当业务速率一定时，主要考虑两个方面：LTE的链路及系统，从这两方面分析总结网络的技术特征。
LTE上行覆盖规划技术主要研究两个方面：一是系统级研究，二是链路级研究。
在新的环境下，LTE系统上行转换了新的接入方式，即多址接入方式，这种接入方式以单载波-频分多址为基础，导致小区用户之间出现彼此正交，邻近的激活用户成了主要的干扰来源，采用什么样的上行功率控制方法对干扰强度及模式有着直接影响。在其覆盖设计中，作为网络规划的核心环节之一，干扰余量受应用场景和功率控制模式直接影响，它利用系统仿真深入研究不同形式的干扰，为上行覆盖规划提供实际有效的参考依据。
由于建网的侧重点会发生偏颇，上行干扰特征常常被功率控制的策略等因素指导。对于LT系统，作为最直接衡量上行干扰特征的标准，平均干扰抬升（IOT）的性能受上行功率控制参数和应用场景的直接控制。一般来讲，LTE上行功率控制有开环功控和闭环功控两种，前者决定系统干扰模式，后者多用于实际网络，主要负责调整系统参数。具体来说，开环功率控制为达到设计要求，往往采用确定控制参数P0和α的途径来实现，参数集合不同，网络覆盖和容量特征也不一样。为适应实际规划需要，应在各种场景下深入分析研究上述参数，总结出符合要求的参数，因此，需计算出满足要求的参数，依据参数设置进行系统干扰特征研究，并对相应的上行干扰余量作分析。从上述分析中可得知，参数不同，其相对应的干扰特征以及系统性能指标也常常存在差异，所以在做实际的规范选择时，务必要依据实际情况而行。
覆盖是建网初期网络设计重点研究的对象，基于上述分析，在规划设计中，尤其是覆盖准则作为主要导向的设计，为实现最大化覆盖，可通过设计相应的功控参数的方法来实现，鉴于在设计网络负载时各有不同的目标，需对各种网络干扰水平做充足的全面考虑，以此作为覆盖规划的参数。
在上行覆盖技术的链路研究中，特定速率下的带宽优化配置是重点。有些边缘数据的速率是固定的，对此，则需给用户分配不同的宽带，通过这种方法来满足要求，但同时也可能导致覆盖性能存在差异。从研究信道容量以及全面分析链路级仿真结果中可知，在数据速率固定的基础上，优化带宽配置可提升业务的覆盖性能。该设计根据链路仿真以及实际系统中对链路性能的分析，以终端功率的使用效率为出发点，深入分析了特定条件下的业务速率和不同用户宽带分配下的覆盖性能。以此为基础，不同的业务速率需求，得到的上行占用宽带能够得到优化，以保证良好覆盖性能的实现。 以上从系统和链路两方面对上行链路的预算核心内容进行了确立，其核心内容，即上行发射宽带和干扰余量，需注意的是，和发射宽带相对应的目标信号、调制编码格式以及干扰噪声比都由链路仿真提供。在这种情况下，可借助以往的链路预算计算方法对边缘数据速率一定条件下的上行最大允许的路径损耗进行计算。
三、LTE下行覆盖技术关键
和上行一样，LTE下行覆盖规划设计也包括系统研究和链路研究两方面，前者主要利用系统仿真，深入研究不同场景和覆盖范围下不同位置的干扰余量、干扰强度和接受信号强度；后者主要借助不同的链路设置（如带宽、调制编码格式下的链路仿真），对链路质量、业务速率以及各种信道环境进行分析，并以此作为覆盖规划的依据。
系统负载及组网方式等因素都对LTE的下行干扰情况有影响，且随着小区的变化而不断发生变化，链路预算中的干扰余量也随之同时变化。由于小区半径与干扰余量相关紧密，传统的计算小区半径的方法已不适合当前情况，需要新的稳定的中间参数。经大量分析研究，几何分子凭借其独有的特性成为了链路预算的理想方法。如遇到满负载全同频组网的情况，从各种小区半径下的几何分子累计分析函数中可得知，在覆盖半径不同的情况下，几何因子的分布大多是重合的，此特点为LTE下行链路的预算提供了稳定的只中间参数。
而在网络设计中，通常会选取95%左右的区域覆盖所对应的几何因子作为覆盖规划的参考依据。对实际中的组网来说，其设计目标是各不相同的，不同系统负载下的几何因子也存在着差异性，这些也都是需要考虑的因素，并将此作为与其相应的负载下的参考取值，通过对几何因子的运用，在对下行覆盖进行分析时，能够在干扰噪声比之间形成明确的数学关系。再看的具体些，于实际中的链路预算，依据一定的需求来对下行边缘所需要的SINR做出明确选择，并以此为前提，计算求得边缘所需要的最低接收信号强度，再以基站的发射功率为参考数据，经计算求出MAPL。
四、结束语
从整个业界的角度来看，对LTE实际组网的研究尚处于初步探索时期。本文不但提出了不同条件下覆盖的规划思路，还提出了LTE系统上行和下行的链路预算的整体技术思路以及关键参数的取值分析及应用办法。
覆盖规划的目的是确定基站可能达到的最大覆盖面积，需考虑链路平衡、路径损耗以及覆盖影响多个因素，而且LTE具有灵活性和开放性的特征，加大了网络设计的难度，从整体来看，LTE组网研究还需要进一步探索。
参考文献
[1]顾军，盛韧. LTE网络覆盖规划技术研究[J].中兴通讯科技，2011，35（1）：172-175
[2]罗凡云，郭俊峰. TD-LTE网络覆盖性能分析[J].移动通信，2010，27（5）：231-233
[3]邵飞，汪李峰，伍春.基于认知层的认知网络结构及其认知方法[J].北京工业大学学报，2009，35（4）：1181-1187
[4]林闯，王元卓，任丰原.新一代网络Qos研究[J].计算机学报，2008，31（9）：1525-1535
[5]李伟博. 3G到4G的纽带———LTE现状及前景分析[J].科技致富向导，2011，54（6）：143-145
[6]韩斌，彭木根. TD———LTE链路预算研究[J].数据通信，2011，36（1）：239-242
【关键词】LTE系统网络覆盖规划技术
无线业务的快速发展，2G、3G已不能再满足所有用户的要求了，移动网络的供需矛盾越来越突出，为缓解这一矛盾，针对此而研发的LTE也逐步摆脱理论，走向实际应用。LTE之所以备受青睐，与其多种优势是紧密相连的，如其成本低廉、部署灵活，具有极强的业务承载能力，能够实现资源的高效利用等。
随着LTE系统的不断成熟，与其相关的产业也被带动，迅速发展起来。从当前的情况来看，3GPP在Release-8的相关工作已经被冻结，各设备商在此环境下已经开始对LTE产品进行研发，与此同时，各种实验局的部署以及测试也正在有序地进行。从整个产业来看，LTE产品的研发虽然有了一定的进步，但其灵活性和高度的复杂性也导致了各种不确定性的出现，LTE的系统特征以及建网思路和优化策略都还处于初级摸索阶段。对于LTE网络规划，系统的理论体系以及应用方案的缺乏不利于其高效精确的部署，从而严重阻碍了LTE的发展。
在LTE系统中，空中接口充分利用了许多先进无线链路技术，如高级编码调制方式、正交频分复用、混合自动重传、多输入多输出等，并借助功率控制、动态调度以及干扰消除技术等管理算法，以提升空口资源配置的效率和灵活性。这些技术虽提高了网络性能，但也加大了系统分析的难度，要实行高效的LTE网络覆盖规划方案，就必须全面研究系统的技术特征。
一、LTE网络流程及覆盖规划策略
从总体来看，频分双工（FDD）LTE的网络规划程序和2G、3G的规划程序有着很高的相似性，包括五部分：一，需求收集和分析；二，覆盖和容量的设计；三，站点选择；四、规划仿真；五、报告撰写。其中，第二部分覆盖和容量的设计是整个网络规划的核心，应参照不同用户的具体要求，在对网络特征进行深入研究分析的基础上，全面估算网络的规模。本文主要对LTE系统的覆盖规划方法作了分析。
FDD LTE系统覆盖规划的目的是计算出网络的规模，但计算过程很有难度，不仅要满足实际中小区边缘覆盖的要求，还必须依据一定的参数设置，对基站所能覆盖的面积进行估算，从而求得网络规模。根据不同的场景和具体的规划需求，可将其规划策略分为3类：
①基于上行边缘速率要求的网络规模估算
这种策略多用于只对上行边缘速率有限制的覆盖要求。基于上行速率，输入特定的链路预算参数，对上行覆盖半径进行计算，根据计算的结果对可能实现的下行边缘速率做出估测。
②基于下行边缘速率要求的网络规模估算
这种策略多用于下行边缘速率被限制的覆盖要求。基于下行速率，输入特定的链路预算参数，对下行覆盖半径进行计算，根据计算的结果对可能实现的上行边缘速率做出估测。
③基于上下行边缘速率要求的规模估算
这种策略多用于上下行边缘速率同时被限制的覆盖需求。基于上下行速率，输入特定的链路预算参数，依次对上下行的覆盖半径进行计算，通过比较得出受限的覆盖半径。
在实际规划中，需依据不同的场景和具体的实际需求来选择适宜的覆盖规划策略，灵活应对规划过程中出现的问题。
二、LTE上行覆盖规划技术的关键
LTE覆盖规划问题要想得到很好的解决，达到边缘业务的速率要求并确定覆盖范围是关键，而对某些特殊的业务或场景，控制信道的覆盖性能也需在考虑范围之内。本文主要讨论的覆盖规划问题都是处于业务信道受限场景之下的。
当业务速率一定时，主要考虑两个方面：LTE的链路及系统，从这两方面分析总结网络的技术特征。
LTE上行覆盖规划技术主要研究两个方面：一是系统级研究，二是链路级研究。
在新的环境下，LTE系统上行转换了新的接入方式，即多址接入方式，这种接入方式以单载波-频分多址为基础，导致小区用户之间出现彼此正交，邻近的激活用户成了主要的干扰来源，采用什么样的上行功率控制方法对干扰强度及模式有着直接影响。在其覆盖设计中，作为网络规划的核心环节之一，干扰余量受应用场景和功率控制模式直接影响，它利用系统仿真深入研究不同形式的干扰，为上行覆盖规划提供实际有效的参考依据。
由于建网的侧重点会发生偏颇，上行干扰特征常常被功率控制的策略等因素指导。对于LT系统，作为最直接衡量上行干扰特征的标准，平均干扰抬升（IOT）的性能受上行功率控制参数和应用场景的直接控制。一般来讲，LTE上行功率控制有开环功控和闭环功控两种，前者决定系统干扰模式，后者多用于实际网络，主要负责调整系统参数。具体来说，开环功率控制为达到设计要求，往往采用确定控制参数P0和α的途径来实现，参数集合不同，网络覆盖和容量特征也不一样。为适应实际规划需要，应在各种场景下深入分析研究上述参数，总结出符合要求的参数，因此，需计算出满足要求的参数，依据参数设置进行系统干扰特征研究，并对相应的上行干扰余量作分析。从上述分析中可得知，参数不同，其相对应的干扰特征以及系统性能指标也常常存在差异，所以在做实际的规范选择时，务必要依据实际情况而行。
覆盖是建网初期网络设计重点研究的对象，基于上述分析，在规划设计中，尤其是覆盖准则作为主要导向的设计，为实现最大化覆盖，可通过设计相应的功控参数的方法来实现，鉴于在设计网络负载时各有不同的目标，需对各种网络干扰水平做充足的全面考虑，以此作为覆盖规划的参数。
在上行覆盖技术的链路研究中，特定速率下的带宽优化配置是重点。有些边缘数据的速率是固定的，对此，则需给用户分配不同的宽带，通过这种方法来满足要求，但同时也可能导致覆盖性能存在差异。从研究信道容量以及全面分析链路级仿真结果中可知，在数据速率固定的基础上，优化带宽配置可提升业务的覆盖性能。该设计根据链路仿真以及实际系统中对链路性能的分析，以终端功率的使用效率为出发点，深入分析了特定条件下的业务速率和不同用户宽带分配下的覆盖性能。以此为基础，不同的业务速率需求，得到的上行占用宽带能够得到优化，以保证良好覆盖性能的实现。 以上从系统和链路两方面对上行链路的预算核心内容进行了确立，其核心内容，即上行发射宽带和干扰余量，需注意的是，和发射宽带相对应的目标信号、调制编码格式以及干扰噪声比都由链路仿真提供。在这种情况下，可借助以往的链路预算计算方法对边缘数据速率一定条件下的上行最大允许的路径损耗进行计算。
三、LTE下行覆盖技术关键
和上行一样，LTE下行覆盖规划设计也包括系统研究和链路研究两方面，前者主要利用系统仿真，深入研究不同场景和覆盖范围下不同位置的干扰余量、干扰强度和接受信号强度；后者主要借助不同的链路设置（如带宽、调制编码格式下的链路仿真），对链路质量、业务速率以及各种信道环境进行分析，并以此作为覆盖规划的依据。
系统负载及组网方式等因素都对LTE的下行干扰情况有影响，且随着小区的变化而不断发生变化，链路预算中的干扰余量也随之同时变化。由于小区半径与干扰余量相关紧密，传统的计算小区半径的方法已不适合当前情况，需要新的稳定的中间参数。经大量分析研究，几何分子凭借其独有的特性成为了链路预算的理想方法。如遇到满负载全同频组网的情况，从各种小区半径下的几何分子累计分析函数中可得知，在覆盖半径不同的情况下，几何因子的分布大多是重合的，此特点为LTE下行链路的预算提供了稳定的只中间参数。
而在网络设计中，通常会选取95%左右的区域覆盖所对应的几何因子作为覆盖规划的参考依据。对实际中的组网来说，其设计目标是各不相同的，不同系统负载下的几何因子也存在着差异性，这些也都是需要考虑的因素，并将此作为与其相应的负载下的参考取值，通过对几何因子的运用，在对下行覆盖进行分析时，能够在干扰噪声比之间形成明确的数学关系。再看的具体些，于实际中的链路预算，依据一定的需求来对下行边缘所需要的SINR做出明确选择，并以此为前提，计算求得边缘所需要的最低接收信号强度，再以基站的发射功率为参考数据，经计算求出MAPL。
四、结束语
从整个业界的角度来看，对LTE实际组网的研究尚处于初步探索时期。本文不但提出了不同条件下覆盖的规划思路，还提出了LTE系统上行和下行的链路预算的整体技术思路以及关键参数的取值分析及应用办法。
覆盖规划的目的是确定基站可能达到的最大覆盖面积，需考虑链路平衡、路径损耗以及覆盖影响多个因素，而且LTE具有灵活性和开放性的特征，加大了网络设计的难度，从整体来看，LTE组网研究还需要进一步探索。
参考文献
[1]顾军，盛韧. LTE网络覆盖规划技术研究[J].中兴通讯科技，2011，35（1）：172-175
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