LTE高负荷小区的优化解决方案.docx
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LTE高负荷小区的优化解决方案
呼和浩特LTE高负荷小区优化
解决方案
一体化优化项目组
2016-10-14
第一章研究背景与研究内容
课题背景
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。
研究意义
呼市作为自治区省会城市，伴随着4G用户发展迅速，在人流密集场景下，随着用户数的增长，部分小区无线资源利用率较高，RRC拥塞，传输拥塞等高负荷将影响移动通信的业务承载能力，同时也会引起掉话、用户无法接入、数据连接交换缓慢、客户满意度等直接后果。
本文对呼市TD-LTE网络中的高负荷小区进行优化概述。
提高网络的承载能力，使用优化手段降低网络负荷。
研究内容
本课题研究主要涉及以下几方面内容：
1、高负荷小区定义、筛选、场景分类划分。
2、呼和浩特高负荷小区走势。
3、高负荷优化“三步走”原理概述。
4、高负荷小区调整优化典型案例。
第二章高负荷判定及场景划分
2.1高负荷小区判定
高负荷小区判定条件：
单小时总流量大于4GB或小区用户数大于200；
2.2高负荷小区场景划分
按覆盖类型高负荷场景可划分为宏站高负荷、室分高负荷两种：
宏站场景优化顺序为：
ØRF优化使周边小区合理覆盖。
（调整业务较少小区天馈进行业务吸收或控制高负荷小区覆盖范围）
Ø进行负载均衡等参数优化。
Ø进行扩容和分裂分担话务量。
Ø现场宏站高负荷RF现场调整时，判断是否可通过周围站点RF调整解决，如无法解决将推动新建室分或宏站解决。
室分场景优化顺序为：
Ø优先RF优化使周边小区合理覆盖。
Ø其次进行室分小区扩容。
Ø最后进行室分小区分裂。
2.3呼和浩特高负荷小区
2.3.12016年高负荷小区走势
目前呼市高负荷主要集中在学校区域、工业园区等人流量密集区域；
高负荷小区分布图：
呼市第一次流量增长在2016年3月份高校开学，5月份末高校放假后有所缓解；第二次流量增长在2016年8月份末高校开学。
全网整体流量走势与高负荷数走势一致；
高负荷小区走势图：
第三章高负荷小区优化“三步走”优化策略
3.1第一步：
RF&射频优化策略
（1）参考信号功率调整。
通过调整功率扩大和收缩小区覆盖范围。
应用场景：
良好覆盖热点区域；数据量或用户数相差达到50%的主邻小区间。
（2）天线覆盖范围调整。
通过调整天线方位角或下倾角控制小区覆盖范围。
应用场景：
高站过覆盖小区或需要收缩覆盖的小区。
高负荷区域小区话务分担不均情况建议优先采用RF优化调整；
3.2第二步：
参数&功能算法策略
3.2.1参数优化调整
（1）小区重选优先级调整。
降低高负荷小区的频内小区重选优先级，降低低负荷邻区的频间小区重选优先级，让用户重选驻留到低负荷的异频小区。
可将重选优先级有7调整为6或5。
应用场景：
F+D共站址小区间；F+D共覆盖热点区域。
（2）切换偏执调整、切换迟滞、偏移、时延调整。
调整高负荷小区到切换最多的前3个邻区的切换难易度，改变切换带让用户提前切换到低负荷小区。
以最小单位量调整。
应用场景：
热点覆盖区域小区；非ATU测试小区；异频或室内与室外小区间。
（3）切换策略A1/A2，A3/A4门限调整。
对于室内与室外小区间，加快室外向室内驻留或室内向室外驻留。
以最小单位量调整。
应用场景：
热点覆盖区域小区；异频或室内与室外小区间。
（4）小区重选迟滞。
适用于同频小区间，降低高负荷小区的重选迟滞，升高低负荷小区重选迟滞，以加快用户向低负荷小区重选。
以最小单位量调整。
应用场景：
热点区域的同频小区间
（5）频间频率偏移。
适用于异频小区间，降低高负荷小区频间频率偏移加快向异频小区重选。
以最小单位量调整。
应用场景：
热点区域的异频小区间
3.2.2功能算法调整
（1）负荷均衡算法调整应用场景：
F+D共站址小区间；F+D共覆盖热点区域；开启X2切换非共址小区；双载波中一个高负荷一个超闲，适于应用负载均衡算法进行调整。
负荷均衡是用来平衡小区间、频率间的负荷，可以平衡整个系统的性能，提高系统的稳定性。
功能是根据服务小区和其邻区负荷状态或者用户数情况合理部署小区运行流量，有效地使用系统资源，以提高系统的容量和提高系统的稳定性。
Ø
Ø
Ø
3.3第三步：
扩容分裂调整策略
高负荷小区持续出现，经RF优化、话务均衡算法调整后仍未解决，进行小区扩容/分裂以满足高话务场景需求。
频点扩容需严格按照RRU能力实施。
扩容原则：
Ø单载波小区扩容为双载波，如F1+F2、D1+D2、E1+E2
Ø热点区域扩容D频段吸收话务量：
F+D
Ø多RRU的小区，在双载波满足不了高容量的情况下进行小区分裂
3.4高负荷“三步走”实施流程
（1）核查周边同覆盖区域小区以及共站小区流量情况，结合BMOP当前天线工参和GoogleEarth覆盖场景，分析天线工参是否合理，不合理则进行现场勘查和调整。
以下条件满足其一进行RF优化调整；
条件一：
核查高负荷小区及高负荷邻小区机械下倾角明显不合理（设置小于2度或大于15度），覆盖过远（站高大于45米，机械下倾角小于3度，农村、孤站覆盖场景除外），无法有效分担高负荷小区话务。
通过GoogleEarth地图显示，结合周边站点覆盖情况，判断是否可以对高负荷小区覆盖区域进行话务分担，需按现场实际情况进行调整。
条件二：
核查高负荷系统内一层邻区中，邻4G小区流量（天）＜70%高负荷小区流量的小区（天），参考GoogleEarth地图，核查满足分流高负荷小区4G邻区的方位角、下倾角通过RF调整可承担高负荷小区分流；
（2）在高负荷小区和周边小区覆盖合理的情况下，依然存在高负荷现象，则开启负载均衡。
由eNodeB判断小区的负载状态，将负载高小区中的部分UE转移到负载低的小区，缓解异频或异系统小区间负载不平衡的状态。
以下条件满足其一开启负载均衡算法；
条件一：
一周出现高负荷时段≥5个小时小区，开启负载均衡算法；
条件二：
在高校、商业区、旅游景点等小区,每天每小时流量大于3GB，出现4个时段以上小区，或4G小区每小时流量大于4GB，出现8个时段以上，开启负载均衡算法；（5GB对应：
为22Mbps小区速率对应50%的PRB利用率的小区流量）
（3）在高负荷小区和周边小区覆盖合理且负载均衡无效的情况下，则进行高负荷小区扩容、分裂。
目前扩容分裂主要以室分小区为主，扩容时需要核查RRU类型、光模块及LBBP受限问题，满足以下条件之一进行扩容、分裂操作：
条件一：
宏站高负荷处理时，需核查该小区的主覆盖区域中，是否存在高价值覆盖场景，如果存在，需要推动新建室分或宏站建设；
条件二：
对现网存在2G高负荷无4G室分小区、对新建入住率超60%的居民住宅、写字楼需根据投诉情况，优先推动进行4G室分小区建设，对室分建设存在困难场景，需要推动在此区域周边200米新建或搬迁4G站点解决4G覆盖容量问题；
条件三：
在已知会进行大型活动、体育馆、会展中心、展览馆等重点场所区域，直接进行小区扩容。
条件四：
在高校、商业区、旅游景点等小区,4G小区每小时流量大于4GB，出现8个时段以上，进行扩容、分裂处理。
扩容分裂注意事项如下：
1.室分小区：
优先进行小区E2小区扩容、其次小区分裂处理；
2.宏站小区：
周边宏站不具备话务分担条件区域，F频段优先进行F2小区扩容处理，如果高负荷小区覆盖学校区域，优先推动共站建设D频段小区；
3.小区分裂条件：
a.单小区流量或用户数为为集团定义高负荷标准的2倍以上。
b.小区高负荷，但由于LBBP板与RRU通道个数受限，短时间无法解决硬件需求高负荷小区进行分裂操作。
第四章高负荷小区调整优化典型案例
4.1RF&射频优化：
商贸学院南-HLHF
商贸学院南-HLHF站点配置3个F120M小区、3个F210M小区，商贸学院南-HLHF-3小区为高负荷小区，“商贸学院南-HLHF-3/6”小区一周总流量为1000GB左右；最终通过RF调整“商贸学院南-HLHF-2\5”方位角分担校区内流量,商贸学院南-HLHF-3高负荷得以解决。
【问题分析】
1、商贸学院南-HLHF站点、周边4G站点位置及覆盖情况如下：
2、商贸学院南-HLHF高负荷小区及周边共覆盖小区一周指标如下：
小区名称
小区内的最大用户数
最大激活用户数
CCE利用率（%）
上行PRB利用率（%）
下行PRB利用率（%）
流量（GB）
商贸学院南-HLHF-3
398
185
41.75
60.32
51.88
661.77
商贸学院南-HLHF-6
168
49
37.73
41.79
23.64
237.69
商贸学院南-HLHF-2
50
22
29.36
30.89
35.08
173.32
商贸学院南-HLHF-5
41
15
23.78
25.32
33.36
83.39
电子信息学院教学楼C座-HLHF-2
192
61
38.57
40.91
27.95
262.22
电子信息学院教学楼C座-HLHF-5
160
44
35.1
33.18
25.42
206.93
电子信息学院南-HLHD-1
177
49
37.57
33.02
28.98
224.85
电子信息学院南-HLHD-4
162
40
33.56
29.07
27.93
213.74
商贸学院图书馆-HLHD-2
147
64
35.66
32.5
28.13
242.04
商贸学院图书馆-HLHD-5
146
52
33.96
31.08
26.44
235.19
商贸学院应急车900M-HLHD-2
180
53
39.46
39.31
37.76
277.76
商贸学院应急车900M-HLHD-5
165
42
38.11
36.93
34.82
244.41
对与商贸学院南-HLHF-3/6共覆盖方向周边小区进行评估发现，除浩帆热力-HLHD-2、浩帆热力-HLHD-5小区相对用户数较少，其余小区流量、用户数均相对较多且均处于高负荷门限边缘无法进行分流。
但浩帆热力站点较低，被楼宇阻挡且距离高用户区域较远，不具备分流条件。
3：
RF负荷分担优化分析
统计商贸学院南-HLHF-2、商贸学院南-HLHF-5小区用户数及流量较少，现场勘测发现2、5小区覆盖一尚未建设完工小区，用户极少。
且罗家营-HLHD-1小区完全可以覆盖该区域。
因此计划调整“商贸学院南-HLHF-2/5”小区方位角进行业务分担。
【处理方法】
针对上述小区高负荷问题，将“商贸学院南-HLHF-2/5”方向角由220度调整为310度，分担“商贸学院南-HLHF-3/6”小区流量，天线调整记录如下：
小区名称
调整前方位角
调整后方位角
商贸学院南-HLHF-2
220
310
商贸学院南-HLHF基站调整后小区覆盖图
【优化效果】
经RF优化调整后：
●商贸学院南-HLHF-2、5小区,扇区方向5天流量由256.71GB增加至358.11GB，流量增加101.40GB,流量增幅39.50%；
●商贸学院南-HLHF-3、6小区，扇区方向5天流量由773.32GB减少至476.39GB，流量减少296.93GB,流量降幅38.39%；
●调整后高负荷小区消失，2个扇区方向流量较为均衡，RF调整后分流效果较为明显。
时间
小区名称
小区内的最大用户数
最大激活用户数
CCE利用率（LTE）
上行PRB利用率
下行PRB利用率
数据数据流量GB
RF调整前
商贸学院南-HLHF-3
390
166
43.71%
53.30%
55.22%
508.82
商贸学院南-HLHF-6
153
90
60.13%
51.05%
47.28%
264.5
商贸学院南-HLHF-2
47
22
29.36%
37.89%
30.08%
173.32
商贸学院南-HLHF-5
41
15
39.78%
40.53%
33.36%
83.39
RF调整后
商贸学院南-HLHF-3
278
121
34.65%
37.09%
36.48%
331.27
商贸学院南-HLHF-6
113
64
46.35%
33.18%
28.83%
145.12
商贸学院南-HLHF-2
137
71
39.95%
39.28%
34.66%
246.54
商贸学院南-HLHF-5
95
42
47.97%
43.82%
36.54%
111.57
4.2负载均衡：
中元宾馆-HLHF
中元宾馆-HLHF站点配置3个F120M小区，其中中元宾馆-HLHF-2小区为长期高负荷小区，PRB资源利用率为35.29%，最大激活连接用户数为215个，下行数据流量为63G（提取粒度：
天），与周边小区林学院-HLHD-1、林学院-HLHD-4、桥华世纪村2-HLHF-5小区对林学院部分区域及居民区共覆盖，通过开启负载均衡算法，负荷分担至周边异频小区，中元宾馆-HLHF-2小区高负荷问题解决。
中元宾馆-HLHF站点、周边4G站点位置及覆盖情况如下：
【问题分析】
中元宾馆-HLHF-2小区为高负荷小区，日均流量为63G，最大激活用户数为215个，PRB利用率为45.86%,与周边小区林学院-HLHD-1、林学院-HLHD-4、桥华世纪村2-HLHF-5小区对林学院部分区域及居民区共覆盖，异频切换次数较多，且周边小区日均流量10G、用户数30、PRB利用率20%左右，负荷均较低，存在分担中元宾馆-HLHF-2小区负荷空间。
“中元宾馆-HLHF-2”小区一周出现高负荷时段≥5个小时，周边异频小区负荷较轻，可以承担吸收业务；满足开启负载均衡算法条件；计划对中元宾馆-HLHF-2小区进行负载均衡算法开启，均衡周边小区业务负荷。
中元宾馆-HLHF-2及周边异频小区负荷数据
日期
小区名称
最大激活用户数（个）
下行数据量（G）
上行数据量（G）
上行PRB利用率（%）
下行PRB利用率（%）
2016/5/17
林学院-HLHD-1
26
16.58
2.04
25.40%
8.74%
2016/5/17
林学院-HLHD-4
35
20.14
1.95
24.45%
9.31%
2016/5/17
林学院-HLHF-4
35
15.88
1.43
41.31%
19.14%
2016/5/17
桥华世纪村2-HLHF-5
11
5.15
0.66
35.08%
9.35%
2016/5/17
桥华世纪村2-HLHF-6
11
4.32
0.47
30.76%
7.54%
2016/5/17
中元宾馆-HLHF-2
215
63.00
7.21
45.86%
35.68%
中元宾馆-HLHF-2及周边异频小区切换数据
本地小区名称
邻小区
切换出尝试次数（无）
切换出成功次数（无）
中元宾馆-HLHF-2
北国风光LAMPSITE-HLWE-1
255
241
中元宾馆-HLHF-2
北国风光酒店对面-HLHF-4
46
46
中元宾馆-HLHF-2
林学院-HLHD-1
245
233
中元宾馆-HLHF-2
林学院-HLHD-4
247
237
中元宾馆-HLHF-2
林学院-HLHF-4
339
336
中元宾馆-HLHF-2
桥华大酒店-HLWE-1
77
73
中元宾馆-HLHF-2
桥华世纪村2-HLHF-5
342
340
中元宾馆-HLHF-2
桥华世纪村2-HLHF-6
91
89
【处理方法】
开启负载均衡算法：
●打开异频MLB算法开关；
●开启基于用户数的负载均衡算法，异频负载均衡数门限设置150，每次负载均衡切出用户数为10个用户；（异频负载均衡数门限设置为该小区最大激活用户数*0.7,负载均衡切出用户数设置，大于100个用户数，设置为10，小于100个用户数，设置为5）
●基于负荷的异频RSRP触发门限（毫瓦分贝）设置为-100dBm；（使用目标小区A2值-2）
●修改PDCCH资源优化相关参数设置；
【优化评估】
通过开启负荷均衡算法，中元宾馆-HLHF-2小区高负荷情况得到有效改善，周边小区数据流量、最大激活用户数及下行PRB利用率均得到提升。
●中元宾馆-HLHF-2小区PRB资源利用率下降到20%左右，最大激活用户数由平均215个下降到120个左右，数据流量由63G下降至35G；
●周边异频4个小区用户数提升17.89%，流量增加46.36%；
●中元宾馆-HLHF-2小区与周边异频小区切换次数增加5%左右；
开启负荷均衡后周边站点小区负荷变化详情
日期
小区名称
最大激活用户数
数据量（GB）
上行PRB利用率（%）
下行PRB利用率（%）
切换次数
切换增加（%）
数据量提升（G）
负载均衡开启前
中元宾馆-HLHF-2
215
70.21
45.86%
35.68%
北国风光酒店对面-HLHF-4
5
0.44
17.77%
3.44%
林学院-HLHD-1
26
18.62
25.40%
8.74%
231
林学院-HLHD-4
35
22.09
24.45%
9.31%
234
桥华世纪村2-HLHF-5
11
5.82
35.08%
9.35%
325
桥华世纪村2-HLHF-6
11
4.80
30.76%
7.54%
88
负载均衡开启后
中元宾馆-HLHF-2
112
35.53
39.41%
20.14%
（34.68）
北国风光酒店对面-HLHF-4
5
2.08
24.90%
4.83%
1.65
林学院-HLHD-1
48
39.81
33.94%
15.88%
245
5.71%
21.19
林学院-HLHD-4
45
38.61
33.18%
15.48%
247
5.26%
16.52
桥华世纪村2-HLHF-5
29
11.08
51.51%
15.42%
342
4.97%
5.26
桥华世纪村2-HLHF-6
10
4.67
35.09%
7.71%
91
5.49%
注：
周边负荷分担小区，主要由于切换次数较多，由相关邻区决定。
林学院-HLHD-1/林学院-HLHD-4/桥华世纪村2-HLHF-5小区流量增加明显。
4.3基站扩容：
内蒙古财经大学3-HLWE
内蒙古财经大学3-HLWE主要原因为用户多，4G小区容量资源受限导致高负荷，扩容后高负荷得到解决，PRB利用率由50.23%下降到25.64%，CCE利用率由26.92%降低到10.04%，内蒙古财经大学3-HLWE高负荷问题解决。
【问题分析】
财经大学区域共计3个宏站1个室分覆盖,室分站点由于用户多导致高负荷;本次结合周边物理环境、话务量、RF综合考虑共2阶段：
1、RF负荷分担；2、容量扩容。
分析过程如下所示：
●RF负荷分担：
调整周边闲小区增加覆盖，控制高负荷小区覆盖范围，通过RF进行话务均衡。
【结果】
实际勘测周边基站不具备调整分担话务量，仍需实施下一步扩容方案。
受限条件如下：
基站名称
日均流量GB
激活用户数
CCE利用率（%）
无法RF受限说明
财院西区2-HLHF-1
26.19
24
24.9
方位角为50，下倾角5度，不具备调整空间
财院西区2-HLHF-3
22.18
18
17.59
西区宿舍，食堂，教学楼，体育场
财院西区图书馆-HLHF-1
42.28
39
27.76
东区宿舍，高话务量
财院西区图书馆-HLHF-3
35.95
42
29.63
东区宿舍和生活区，高话务量
立交桥-HLHF-1
26.62
35
24.49
立交桥人流集中区域，不可调整
立交桥-HLHF-2
18.26
21
16.55
背向覆盖，不可调整
内蒙古财经大学3-HLWE周边基站覆盖环境如下：
●小区扩容：
高负荷可进行扩容小区，共RRU可实现相同覆盖，总话务容量可增加一倍，共同分担高负荷小区话务量。
扩容后问题解决。
【处理方法】
处理过程：
小区扩容
内蒙古财经大学3-HLWE共1个小区，RRU类型为RRU3182-e，基带板为UBBP，均支持扩容；2016-04-28日扩容小区一个，扩容后高负荷得到解决,扩容后配置如下:
【优化效果】
●下行PRB利用率:
扩容前50.23%;扩容后25.64%和21.86%（新增小区）
●用户数:
扩容前344;扩容后170和167（新增小区）
●数据流量:
扩容前98.33GB;扩容后57.29GB和46.41GB（新增小区）
操作措施
小区名
下行PRB利用率
CCE利用率
数据流量（GB）周平均
用户数
扩容前
内蒙古财经大学3-HLWE-1
50.23
26.92
98.33
344
扩容后
内蒙古财经大学3-HLWE-1
25.64
9.9
57.29
170
内蒙古财经大学3-HLWE-2
21.86
10.4
46.41
167
扩容PRB利用率和CCE利用率均下降，用户数无明显变化，数据业务流量增加5.37GB，整体效果提升明显，高负荷得到解决。
4.4小区分裂：
内蒙古附属医院新楼1站-HLWE
内蒙古附属医院新楼1站-HLWE-1覆盖内附属医院住院部大楼,主要原因为用户多导致高负荷，扩容后指标正常：
PRB利用率由36.54%下降到14.77%，CCE利用率由15.98%降低到5.23%，内蒙古附属医院新楼1站-HLWE-1高负荷问题解决。
【问题分析】
内蒙古附属医院新楼1站-HLWE-1主要覆盖附院新楼;本次结合周边物理环境、话务量、RF综合考虑共3阶段：
1、RF负荷分担；2、小区扩容；3、小区分裂。
分析过程如下所示：
●RF负荷分担：
调整周边闲小区增加覆盖，控制高负荷小区覆盖范围，通过RF进行话务均衡。
【结果】实际勘测周边基站不具备调整分担话务量，仍需实施下一步扩容方案。
受限条件如下：
周边小区
流量
用户数
CCE利用率
受限说明
附院急诊楼-HLHF-1
32.60
71
39.023
覆盖重要交通道路、医院门口等
附院急诊楼-HLHF-3
11.19
25.8
14.86
覆盖重要交通道路、医院门口等
洪桥酒店-HLHF-1
5.39
24.8
16.53
存在密集楼宇阻挡
洪桥酒店-HLHF-2
10.33
25.33
升级会员 