【通信产业网讯（中兴通讯 袁海军 邹广玲）随着智能终端用户数量和高清视频、高分辨率照片等大数据量需求的不断增长，以及未来云计算发展，都对移动网络速率提出了更高的要求，目前3G网络对满足这类需求已经捉襟见肘，在未来几年，国内三大运营商都将部署LTE，旧能满足用户对带宽的巨大需求，以谋求在未来的移动通信市场中取得优势。
在三大运营商都部署LTE并且在相同频谱资源的情况下，决定最终用户体验差异的就是网络的频谱效率，频谱效率又在很大程度上取决于网络内中高端SINR的占比，而中高端SINR的占比则主要由网络结构决定。所以，未来运营商LTE网络性能之争，在很大程度上是网络结构之争。为此，中兴通讯做了大量的专题研究和实践，重点分析了什么样的网络结构对LTE是最优的，如何获得这种最优的网络结构，并且提供了相关的工具和手段。
一、LTE速率的决定性因素—SINR
仿真和实测数据都显示：LTE的下载速率和SINR成正比，对LTE，峰值速率要求SINR能够达到25dB以上。在一个网络中，中高端的SINR占比越高，速率就越高，频谱效率也就越高。
图1：SINR与速率的关系曲线
对于一个蜂窝无线移动网络，为了保证业务服务连续性和切换的顺利进行，需要保证一定数量的邻接小区，但同时，邻接小区数量增加，带来干扰的增加。所以对一个满足基本覆盖要求的LTE商用网络，要提升SINR，关键是要严格控制小区间重叠覆盖，降低相邻小区的干扰，提升网络的SINR。
二、网络结构决定SINR
在实际网络中，小区间的重叠覆盖程度决定了SINR，而小区间的重叠覆盖是由网络的下倾角、方位角直接影响和决定的。但下倾角和方位角的具体取值，取决于站点高度、站间距、站点类蜂窝布局即网络结构，其决定了通过优化方位角、下倾角所能够获得的最高SINR的上限，所以，网络结构决定SINR。
重叠覆盖，会带来导频污染，下面为某地的一个区域的导频污染(场强在-95dBm以上，和服务小区场强差值在6dB以内的小区)情况：由于重叠覆盖，造成导频污染，近一半区域无主导信号。同时，可以看到，此区域网络结构不尽合理：站间距疏密不均，导致部分基站扇区方位角夹角过小，共站的扇区间重叠覆盖严重;站点高低搭配，存在33~88米的站高，导致小区间重叠覆盖严重。
图2： 某地区导频污染情况
如果此区域共站址建设LTE网络，平均小区吞吐量较规则组网(站点数与现网相同，站高均为30m，站点严格按照蜂窝布局，方位角夹角120度，下倾角合理)下降50%。可以看出网络结构决定SINR，进而影响整个网络的网络性能。
三、如何获得最佳SINR
要获得最佳SINR，首先要确定什么样的方位角和下倾角能够旧能降低小区间的重叠覆盖;其次要确定什么样的网络结构才能使小区的方位角和下倾角按照小区间干扰最小的原则设置为最优。
1、最优倾角分析及实践
对LTE，下倾角的设置，要既能够满足小区间干扰最小，同时还要满足移动性能的要求。结合天线垂直波瓣宽度的定义及天线垂直波瓣图：
图3：天线的不同下倾角的垂直波瓣图与水平波瓣图
∩以看到天线垂直波瓣3dB宽度以外，天线增益急剧下降;同时，小区间的重叠覆盖宽度要能够满足终端切换带的需求，所以我们提出了最优下倾的定义：天线上3dB的落地点位于切换带边缘，实现干扰和移动性能之间的最佳平衡。一旦过了切换带边缘，本小区对邻小区的干扰会急剧下降，从而避免对邻区的干扰，提升SINR。
切换带宽度取决于车辆的平均移动速率，场强3dB过渡区，测量时延以及切换时长，示意图如下：
图4：切换带示意图
根据典型的LTE的切换时延和常规车速，计算出了密集城区300米站间距情况下，不同站高对应的最优下倾角：
站高(米)30354050
最优下倾角 (度)1113.414.817.5
注：由于天线机械下倾超过8度时，波形畸变严重，所以当按照上述原则计算出机械下倾超过8度时，建议更换更大内置电下倾的天线。
在国内某外场，选择了9个小区的区域，按照最优下倾的理论进行了优化，优化后中高端速率都有明显提升：
图5：按最优下倾理论，优化前后速率提升对比
2、最优方位角
在标准蜂窝结构中，扇区夹角都为120度，此时扇区间的重叠覆盖最小，所以最佳方位角夹角应该是120度。但考虑到现网的站点分布不可能完全符合标准蜂窝结构，所以建议方位角夹角控制在90度以上。
3、最优网络结构
网络结构主要是指站点高度、站间距、站点的类蜂窝布局。
在一定站高度和站间距下按照上述最优下倾角理论，可以计算出天线下倾角取值，当取值不可实施时，比如要求下倾角设置为16度，但天线内置电下倾为6度，需要设置机械下倾为10度，其已经超出8度的限制，将产生波形畸变，说明此站点的站高过高、站间距过近或者相邻站点高度相差悬殊，需要重新选址和调整站高。