摘要：随着LTE网络商用的快速部署，LTE网络优化技术变得尤为重要。本文主要探讨了LTE网络容量优化的具体内容；在此基础上，分析了上下行控制信道、业务信道，给出了各项指标的具体计算模型及方法，以帮助LTE无线网络系统容量的优化。

1  LTE网络容量优化概述

网络容量优化是指按照一定的准则，对无线通信网络的规划设计进行合理的调整，使网络运行更加经济、可靠，网络服务质量更好，资源利用率更高。

在LTE无线网络中，只有准确地掌握LTE网络的承载能力，才能评估出网络建设规模及市场推广策略，与cdma等3G技术不同，LTE技术采用了OFDM技术和MIMO技术，充分利用了时域、频域、码域和空域的资源，实现比现有3G技术更高的数据速率，提高了频谱效率。LTE网络容量优化可以有效的提高LTE网络系统的容量以及覆盖能力。

2  LTE网络容量优化思路

     LTE网络容量是由控制面和用户面组成。随着4G用户的逐渐增长，高负荷网络下的性能及用户感知是无线网络优化的重点。通过对高流量小区网络参数及信道的合理配置，通过LTE网络容量的分析方法合理平衡小区间，频率间和无线接入技术之间的负荷，有效地使资源得到充分利用。控制面容量指标包括同时调度用户数与同时在线用户数，其中同时调度用户数是衡量系统的基本指标，分为上下行控制信道容量。用户面容量指标可按业务类型进行划分。其中数据业务由小区峰值吞吐量，小区平均吞吐量及小区边缘速率等。                       

2.1 上行控制信道  

LTE 上行信道包括PRACH、PUCCH、PUSCH信道。

（1） PRACH信道容量。从容量角度分析，PRACH信道容量关注在满足确定碰撞概率指标下，小区可同时接入的用户数。它取决于小区支持的场景。

（2） PUCCH信道容量。在LTE系统中，上行控制信息包括ACK、NACK、CQI、以及SRI。在实际的网络配置中，PUCCH容量会随资源配置的调整而变化。PUCCH信道的容量在确知系统参数的情况下，往往可以通过查表得到各种控制信息的可调度用户数。

（3） PUSCH信道容量。PUSCH用于承载上行业务数据，其信道容量与具体的调度方式，系统带宽，配置等因素相关。对于不同的业务类型，采用的调度方式不同，PUSCH容量的衡量方式也不同。

2.2 下行控制信道

     （1） PHICH信道承载的是对UE上行数据的ACK、NACK反馈信息，实现LTE系统的HARQ过程。对于常规CP，1个PHICH组可以承载8个用户的ACK、NACK信息，不同的用户通过正交码进行区分，每个PHICH组占用3个REG的资源。通过上述分析，对PHICH信道的容量分析，也就可以转化为对一个无线帧中每个下行子帧可承载的PHICH组的数目，然后再乘以8就可以得出该子帧最多可以承载的用户数。

      （2） PDCCH信道承载下行调度授权及TA等信息，采用QPSK调制，通常最多占用头2个OFDM符号。

2.3 业务信道

     目前LTE系统主要承载数据业务，数据业务通过小区吞吐量来衡量。RB对是LTE系统可调度的最小资源单位，1个RB由12个子载波组成。系统带宽配置的RB数直接决定小区的理论峰值速率，系统对用户分配的RB数直接影响用户的数据速率。LTE系统提供了6种不同的带宽，如下表:

                          表一：LTE系统RB和带宽数

 LTE系统可以提供多种MIMO模式，实现发射分集、空间复用、波束赋型及空间多址等技术，不同的MIMO模式可以提供不同的小区吞吐量和峰值速率。

循环前缀（CP）使OFDM符号呈现出一定的周期性，可以减少符号间干扰和子载波间干扰，但过长的CP会降低频谱效率。

3 LTE容量的分析方法

      LTE的容量分析方法，可以划分为下述三方面。

                                 表三：LTE容量资源

（1）       激活用户数。激活用户数是指处于RRC-CONNECTED的用户数。系统中每增加一个激活用户数会消耗无线资源、设备、传输资源，由于UE可以在RRC-IDLE和RRC-CONNECTED态之间做转换，如果激活用户太多，会导致新的呼叫无法接入，并会使已接入用户业务感受降低。

（2）       在系统忙时，上行PRB平均利用率或下行PRB平均利用率大于50%，小区吞吐量大于门限时，通过增加载频扩容。

（3）       在系统忙时，当有效RRC连接数大于设备有效承载能力的比例大于2%，通过增加载频扩容。

4 优化案例

4.1屯富园PRB利用率高优化案例

【问题现象】：

提取网络资源类指标，KT_KT_屯富园西N_CSCPI_LRT3E_1一周内忙时PRB利用率大于50%出现的次数高达34次，忙时上下行用户面流量在10GB左右。属于高负荷小区。

                                 表四：资源指标提取

【问题分析和解决】：

经过核查该站覆盖区域内存在较多无线猫，进行上网与IPTV业务，导致该站PRB利用率高，且KT_KT_屯富园西N_CSCPI_LRT3E_1覆盖距离较远，周边站点距离700米以上，周边站点分流效果不明显。MAPINFO图层如下：

 图一： 站点开通前位置区域图             图二： 站点开通后位置区域图

【取得效果】：

在KT_KT_屯富园西N_CSCPI_LRT3E_1基站附件开启 KT_KT0_屯富园东N_CSCPI_KRT3E、KT_KT0_屯富园北N_CSCPI_KRT3E基站后（如上图二所示），KT_KT_屯富园西N_CSCPI_LRT3E_1 PRB利用率降低明显。（如下图三所示）

                          图三：PRB利用率

【总结】：

  通过在KT_KT_屯富园西N_CSCPI_LRT3E_1基站附近开通2个站点后对PRB利用率降低效果明显，实现了网络容量分流的目的。取得了网络容量优化的成效。网络容量性能优化是对系统进行评估的重要指标，可以带给用户稳定，可靠的业务感知。

5 总结

 随着LTE网络的发展和4G用户的快速逐渐增长，热点区域小区负荷也逐渐升高，用户的不均匀分布导致部分小区出现高负荷情况，热点区域小区均匀覆盖和单载波已经不能保障用户的需求，小区间覆盖伸缩和双载波部署越来越重要。目前通过覆盖调整、参数优化、负荷均衡、资源扩容等方式需要在热点区域展开，以提升网络容量。

总之，要保持LTE精品网络，就需要网优人员密切结合网络容量优化理论，积累优化经验，持续地对网络进行调整和优化，不断的提升网络质量，提高用户满意度。