路测项目TDLTE网络优化的规划与实施.docx

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路测项目TDLTE网络优化的规划与实施

四川师范大学成都学院本科毕业设计

路测项目TD-LTE网络优化的规划与实施

学生姓名

谢威

学号

2012101140

所在学院

通信工程学院

专业名称

通信工程

班级

2012级通信贝电卓越工程师试点班

指导教师

范建发

四川师范大学成都学院

二○一六年五月

路测项目TD-LTE网络优化的规划与实施

学生：

谢威指导教师：

范建发

内容摘要：

从古代的烽火硝烟到如今的无线通信，人们始终使用着自己的方式来完成消息的传递。

而无线通信是历史上最伟大的发明之一。

1897年，马可尼首次完成了固定基站与相距18海里的船只的无线通信，这是一个跨时代的试验。

1987年11月18日我国在广东省建成了第一个TACS模拟蜂窝移动电话系统并投入商用。

94年12月底，同样在广东省，我国开通了GSM数字移动电话网，此次的进步意味着我国进入了2G时代。

在第三代移动通信系统中（3G）中国联通用着欧洲技术WCDMA，中国电信用着CDMA2000时，中国移动开始使用由中国主导研发新技术TD-SCDMA。

TD-SCDMA确实是个不成熟的技术，它和WCDMA与CDMA2000存在着很大的差距。

随后，中国移动推出了TD-LTE（TimeDivisionLongTerm Evolution）即时分双工的移动4G网络（实际上只是3.9G）。

TD-LTE的推出十分成功，其各方面并不逊色于FDD-TD-LTE。

本文主要讲解怎样简单的优化TD-LTE的优化。

关键词：

无线通信TD-LTETD-LTE的优化

PlanningandimplementationoftheroadprojectTD-LTEtestnetworkoptimization

Abstract:

FromancienttimestheWartotoday'swirelesscommunications,peoplealwaysusetheirownwaytocompletedeliveryofthemessage.Thewirelesscommunicationisoneofthegreatestinventionsinhistory.In1897,Marconicompletedthefirstfixedwirelesscommunicationwithabasestation18seamilesawayfromtheship,whichisacross-agetest.November18,1987ofGuangdongProvincebuiltthefirstTACSanalogcellularmobiletelephonesystemandputintocommercialuse.94theendofDecember,alsoinGuangdongProvince,China'sopeningofGSMdigitalmobiletelephonenetwork,thismeansthatChina'sprogressintothe2Gera.Inthethirdgenerationmobilecommunicationsystem（3G）withtheEuropeantechnologyChinaUnicomWCDMA,ChinaTelecomCDMA2000withthetime,ChinaMobilestartedusingnewtechnologydevelopedbyaChineseleadingTD-SCDMA.TD-SCDMAisindeedamaturetechnology,itWCDMAandCDMA2000thereisaconsiderablegap.Subsequently,ChinaMobilelaunchedTD-LTE（TimeDivisionLongTermEvolution）timedivisionduplexmobile4Gnetwork（actuallyjust3.9G）.TD-LTElaunchwasverysuccessful,whichisnotinferiortoallaspectsofFDD-TD-LTE.ThisarticleexplainshowsimpleoptimizationoptimizationofTD-LTE.

Keywords:

WirelesscommunicationTD-LTETD-LTEOptimization

路测项目TD-LTE网络优化的规划与实施

前言

TD-LTE是当前中国移动采用的4G（实际3.9G）移动通信网络。

它的接入网将演变为E-UTRAN（EvolvedUMTSTerrestrialRadioAccessNetwork）。

接入网连同核心网的系统架构将演进为SAE（SystemArchitectureEvolution）。

目前TD-LTE的带宽十分灵活，适用于1.4MHZ、3MHZ、5MHZ、10MHZ、15MHZ、20MHZ。

如果我们采用20MHZ的带宽时，理论上行速度可以达到50Mbps，下行速度可以达到100Mbps。

其控制面时延应小于100ms，用户面的时延要小于5ms，充分保证了其高速的特点。

不仅如此，TD-LTE还要求为速度大于350KM/h的用户提供100Kbps的接入服务。

TD-LTE还有个最主要的特点就是取消了CS域，所以目前的移动4G网络只能做数据业务，不能做语音业务。

所以前不久移动推出了VOTD-LTE（VoiceoverTD-LTE）即能通话的TD-LTE。

TD-LTE的E-UTRAN（接入网）是由几个E-NodeB（基站）组成的，其核心网主要由MME（MobilityManagementEntity,负责信令处理部分），SGW（ServingGateway,负责本地网络用户数据处理部分），PGW（PDNGateway，负责用户数据包与其他网络的处理）三部分组成。

整个构架中还有许多借口，X2接口主要负责连接E-NodeB与E-NodeB，S1接口主要负责连接E-NodeB与MME控制面，S1-U接口主要负责连接E-NodeB与SGW。

1TD-LTE的理论知识

1.1TD-LTE的关键技术

TD-LTE有其独特的技术，不管的高阶调制，还是OFDM，MIMO等技术都是TD-LTE的技术亮点。

1.1.1高阶调制、AMC

TD-LTE的主要调制方式有QPSK、16QAM、64QAM。

在信号质量好的地方采用更高阶的调制对其下载速率有很大的提升。

QPSK一般用于信号质量较差的小区边缘，如图1.1.1-1所示，其含有2个比特。

图1.1.1-1QPSK

如图1.1.1-2所示，16QAM含有4个比特。

图1.1.1-216QAM

如图1.1.1-3所示，64QAM含有6个比特，一般用于信号质量较好的小区中心。

图1.1.1-316QAM

AMC（自适应调制和编码）：

UE测量信道质量，得出来的结果发送给eNodeB。

然后eNodeB通过CQI（信道质量反馈信息）来选择它的调制方式。

来更好的利用高阶调制特性，使资源能达到最合理的利用。

1.1.2OFDM

OFDM（正交频分复用）：

它是多载波的一种，它可以把一个宽频信道分成多个具有正交性的子信道，把一个高速信号转换成多个并行的低速的信号流，然后将其分到每个信道里进行传输。

如图1.1.2-1所示。

图1.1.2-1OFDM

传统的FDM想要避免载波之间的干扰，那么我们必须要在相邻的载波之间留一定的保护间隔，而OFDM的每个子载波重叠排列，能够同时保持子载波的正交性（通过FFT实现）。

1.1.3MIMO

MIMO的广义定义为多进多出，狭义为多个信号同时在空中传输，以提高峰值速率。

TM1（单天线传输）：

信息只能通过单天线进行传输，所以我们不能把该天线用于布置双通道室分系统站。

TM2（发射分集）：

这种天线我们一般用于信号不是很好的地方或者小区边缘。

TM3（开环空间复用）：

用于信道质量高，且空间独立性好的区域。

TM4（闭环空间复用）：

用于信道质量高，且空间独立性好的区域。

终端静止时性能好。

TM5（多用户MIMO）：

基站在使用时频相同的情况下将多个数据流传递给不同用户。

TM6（单层闭环空间复用）：

当终端反馈RI=1的时候，发射端就会采用单层预编码，让它适应现在的信道。

TM7（单流Beamforing）：

将信号进行波束赋形，一般用于信道质量不好的地方，能够有显著的提高。

TM8（双流Beamforing）：

这里结合复用和智能天线的技术，将多路信号进行波束赋形，一般用于天线覆盖中心与信号质量较好的地方。

1.2TD-LTE的物理层

TD-LTE系统的上下行带宽可以不同，下行带宽通过主广播信息（MIB）进行广播，上行带宽通过系统信息（SIB）进行广播。

1.2.1TDD帧结构

一个长度为10ms的帧是由两个长度为5ms的半帧组成。

每个半帧又由5个长度为1ms的子帧组成。

子帧分为特殊子帧和常规子帧，特殊子帧主要是由DwPTS、GP和UpPTS组成。

如图1.2.1-1所示

图1.2.1-1TDD帧结构

现网TDD帧结构的上下行配比如表1.2.1-1所示。

表1.2.1-1TDD帧结构的上下行配比

DL-ULConfiguration

Switch-point

periodicity

Subframenumber

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

5ms

D

S

U

U

U

D

S

U

U

U

1

5ms

D

S

U

U

D

D

S

U

U

D

2

5ms

D

S

U

D

D

D

S

U

D

D

3

10ms

D

S

U

U

U

D

D

D

D

D

4

10ms

D

S

U

U

D

D

D

D

D

D

5

10ms

D

S

U

D

D

D

D

D

D

D

6

5ms

D

S

U

U

U

D

S

U

U

D

1.2.2物理资源概念

一个PRB在时域上包含7（6）个连续的OFDM符号，在频域上包含12个连续的子载波。

PRB的时域大小为一个时隙，即0.5ms。

RE：

1个符号X1个子载波PRB的大小和下行数据的最小载荷相匹配。

一个REG包含4个RE，一个CCE等于9个REG。

1.2.3TD-LTE的物理信道

下行信道映射关系如图1.2.3-1所示。

PCCH：

寻呼控制信道。

BCCH：

广播控制信道。

CCCH：

公共控制信道。

DCCH：

专用控制信道。

DTCH：

专用业务信道。

PCH：

寻呼信道。

BCH：

广播信道。

DL-SCH：

下行共享信道。

PDCCH：

下行物理控制信道。

PBCH：

物理广播信道。

PDSCH：

下行物理共享信道。

图1.2.3-1下行信道映射关系

上行信道映射关系如图1.2.3-2所示。

PUCCH：

上行物理控制信道。

PRACH：

物理随机接入信道。

PUSCH：

上行物理共享信道。

UL-SCH：

上行共享信道。

RACH：

随机接入信道。

图1.2.3-2上行信道映射关系

如表1.2.3-1所示。

不同的物理信道有不同的功能。

信道类型分为控制信道和业务信道。

表1.2.3-1物理信道简介

信道类型

信道名称

功能简介

控制信道

PBCH（物理广播信道）

MIB

PDCCH（下行物理控制信道）

1、传输上下行数据调度命令；

2、上行功控命令；

3、寻呼消息调度授权信息；

4、RACH响应调度授权信息。

PHICH（HARQ指示信道）

传输控制信息HI（ACK/NACK）。

PCFICH（控制格式指示信道）

该信道主要用于指示PDCCH长度信息。

PRACH（物理随机接入信道）

该信道主要是用户请求接入信息。

PUCCH（上行物理控制信道）

主要传输上行用户的控制信息，包括CQI,ACK/NAK的反馈，调度请求等。

业务信道

PDSCH（下行物理共享信道）

该信道主要传输RRC相关信令、SIB、paging消息、下行用户数据等。

PUSCH（上行物理共享信道）

主要传输上行用户数据，用户控制信息反馈，包括CQI,PMI,RI等。

表1.2.3-2上下行物理信道资源调度单位

信道类型

信道名称

资源调度单位

资源位置

控制

信道

PCFICH

REG

该信道占用了4个REG，系统全带宽平均的分配时域。

PHICH

REG

最少占用3个REG时域：

下行子帧的第一或前三个OFDM符号。

PDCCH

CCE

该信道主要占用下行子帧中前1/2/3个符号中除了PCFICH、PHICH、参考信号所占用的资源。

PBCH

N/A

频域：

频点中间的72个子载波时域：

每无线帧subframe0第二个slot。

PUCCH

该信道主要位于位于上行子帧的频域两边边带上。

业务信道

PDSCH\PUSCH

RB

除了分配给控制信道及参考信号的资源

如表1.2.3-2所示。

上下行的物理信道都有其各自的资源单位以及其所占资源在什么位置。

1.3移动性管理

1.3.1相关概念

TA（跟踪区）是TD-LTE系统为管理UE的位置设立的新概念。

TAList（跟踪区列表）：

我们将多个TA组成一个跟踪区列表即TAList，然后把它分配给UE，UE在同一个跟踪区列表内不需要进行TA跟新。

但是当UE进入一个新的TA，这个TA不在所注册的TA列表内那么久需要进行TA更新。

如图，当UE在TAList1里面时，当它移动到TAList2时不需要进行TA更新，但进入TAList3时就需要进行TA更新了。

每一个小区只能属于一个TA。

如图1.3.1.1-1所示。

图1.3.1-1跟踪区列表

1.3.2小区选择

小区选择通常会在这几类情境下发生。

从不同的场景来说的话我们有两种分类：

一、选择初始小区；二、选择储存信息的小区。

从不同时机发生小区选择：

一、UE刚开机的时候；二、UE从RRC_CONNECTED（连接态）返回到RRC_IDLE（空闲态）模式；三、UE重新连接进服务小区的时候。

在IDLE状态下，我们可以将服务类型分成以下几类。

A、受限服务：

只能在一个可接受小区上进行紧急呼叫；

B、正常服务：

在合适小区上能正常的使用；

C、操作人员服务：

在这个小区上只允许操作人员使用。

小区可以分为以下几类

A、可接受小区：

只能获得受限服务，仅限紧急通话；

B、合适的小区：

UE能获得正常的服务，可以使用；

C、禁止的小区：

系统信息中指示小区为barred；

D、保留的小区：

系统信息中指示小区为reserved。

小区选择的标准：

S准则。

Srxlev=Qrxlevmeas-（Qrxlevmin+Qrxlevminoffset）-Pcompensation。

Srxlev：

小区选择接收电平值（dB）。

Qrxlevmeas：

测量小区接收电平值（RSRP）。

Qrxlevmin：

该小区所需求的最小接收电平值（dBm）。

Qrxlevminoffset：

相对于Qrxlevmin的偏移量，防止“乒乓”选择。

Pcompensation:

max（Pemax–Pumax,0）（dB）。

Pemax:

UE在进行上行发射时，我们可以采用的最大的发射功率（dBm）。

Pumax:

UE能发射的最大输出功率（dBm）[TS36.101]。

小区选择的流程图如图1.3.2-1所示。

图1.3.2-1小区选择流程图

1.3.3小区重选

小区重选的时机：

当UE开机时停留到合适它的小区后就开始重选；UE处于Idle状态下并且保持移动，那么就开始进行小区的重选。

小区开始进行重选的主要原则有以下几点：

A、UE主要通过测量来比较服务小区与邻小区的属性来决定是否进行小区重选；

B、服务小区的系统指示UE进行搜索邻小区的相关信息；

C、小区如果进行重选主要涉及对象是邻小区和服务小区。

小区重选测量启动准则。

同频测量启动准则：

Srxlev≤SintraSearch（同频测量门限）。

异频/异系统测量启动准则：

Srxlev≤SnonintraSearch（异频测量门限）。

同频/同优先级异频小区重选：

R准则。

服务小区：

Rs=Qmeas，s+QHyst（磁滞值）。

邻小区：

Rn=Qmeas，n-Qoffset（偏置值）。

重选条件：

当Rn>Rs时，同时UE停留在服务小区的时间大于1秒，而且在规定的时间段里面邻小区要比服务小区的排序靠前。

不同优先级的小区进行重选评估-邻区（异频）高优先级：

Srxlev（邻小区）>ThreshXHigh（测量门限下限）。

重选条件：

UE在当前的服务小区驻留时间超过1秒钟，同时在规定时间段里面，一个高优先级频段小区的测量量Srxlev>测量门限ThreshXHigh。

满足这个条件时，UE会进行优先级高于当前服务小区的重选。

不同优先级小区重选评估-邻区（异频）低优先级：

Srxlev（服务小区）

Srxlev（邻小区）>ThreshXHigh。

重选条件：

UE在当前的服务小区驻留时间超过1秒钟。

在规定时间内，当前小区的测量量SrxlevThreshXLow（测量门限）。

满足以上条件的话UE会重选到比当前小区优先级低的邻小区里。

不同优先级小区重选的流程如图1.3.3-1所示。

该图直观的显示了各种小区重选的开启条件与重选条件。

图1.3.3-1小区重选流程图

1.4TD-LTE切换

我们所说的切换是指在连接的情况下（ECM-CONNECTED）进行了，而重选是在空闲情况下（RRC_IDLE）进行的。

切换的目的是指示UE可以选择更好的网络，让UE一直连接着不会中断。

现在TD-LTE的切换一般都是硬切换（先断开所在服务小区再连接到需要切换到小区）。

测量控制（RRCConnectionReconfiguration）：

通知UE进行测量的对象和它的相关参数、小区列表等。

测量报告（MeasurementReport）：

满足测量报告时上报给eUTRAN。

它的内容主要包括测量ID，服务小区的RSRP、SINR、邻小区的RSRP、SINR。

1.4.1同频内的测量事件

A1事件：

服务小区比绝对门限好。

用于停止正在进行的异频/IRAT测量，在RRC控制下去激活测量间隙。

A2事件：

服务小区比绝对门限差。

指示当前频率的较差覆盖，可以开始异频/IRAT测量，在RRC控制下激活测量间隙。

A3事件：

邻小区比（服务小区+偏移量）好。

用于切换。

A4事件：

邻小区比绝对门限好。

可用于负载平衡，与移动到高优先级的小区重选相似。

A5事件：

服务小区比绝对门限1差，邻小区比绝对门限2好。

可用于负载平衡，与移动到低优先级的小区重选相似。

A1事件的判决不等式：

进入该事件：

Ms-Hys>Thresh。

退出该事件：

Ms+Hys

Ms：

服务小区测量值，RSRP单位是dBm，RSRQ单位dB。

Thresh：

绝对门限值，单位同Ms。

Hys：

磁滞值，单位dB。

A3事件判决不等式：

进入该事件：

Mn+Ofn+Ocn-Hys>Ms+Ofs+Ocs+Off。

退出该事件：

Mn+Ofn+Ocn+Hys

Mn：

邻小区测量值。

Ms：

服务小区测量值。

Ofn：

邻小区频率偏置。

Ofs：

服务小区频率偏置。

Ocn：

邻小区偏置。

Ocs：

服务小区偏置。

Hys：

磁滞值。

Off：

偏置值。

1.4.2异频测量事件

B1事件：

邻小区比绝对门限好。

用于测量高优先级的RAT小区。

B2事件：

服务小区比绝对门限1差，邻小区比绝对门限2好。

用于相同或低优先级的RAT小区的测量。

2TD-LTE路测拉网的准备与实施

在基站优化阶段所做工作主要有：

覆盖问题的优化、邻区问题的优化等问题。

基站优化的基本步骤是测试小区、分析数据、发现问题、给出解决方案、解决问题、验证问题是否解决。

基站优化的基本工作流程其实也非常简单。

基本上，基站簇优化是一个测试、发现和分析问题、优化调整、再测试验证的重复过程，直到基站簇优化的目标KPI指标达到。

基站簇优化的基本工作流程如图2-1所示。

图2-1基站优化的基本工作流程

2.1测试设备

测试电脑要求：

内存1G以上、CPU要求2.0Ghz以上、硬盘至少需要120G、操作系统需要32位的WindowsXP或者32位的Windows7。

同时电脑需要关闭自动更新与防火墙。

TD-LTE路测需要用到的设备一般有两种选择，ATU加TMES软件或者MIFI加Probe软件。

但MIFI和Probe只能测试4G，若需要测试2G和3G就需要用ATU和TMES软件。

如果用MIFI和Probe那么我们需要使用海思终端来连接MIFI。

GPS-支持NMEA接口GPS（推荐使用环天BU-353）。

若果用ATU，需要现在后台配置测试参数，才能进行测试。

测试前需要有人员规划好测试路线，自己需要熟知路线，以方便测试。

测试过程中要收集好数据，以便于回来进行分析处理。

ATU同样需要GPS。

ATU:

ATU是中国移动用来进行路测的设备，它能测试GSM、TD-SCDMA、TD-LTE。

。

它能同时进行几个网络的测试。

测试过程中能自动上传数据到后台，减少人力资源，而且数据真实可靠。

MIFI：

MIFI是一款便携式的无线宽带设备，但目前选用MIFI只能测试TD-LTE。

2.2测试注意事项

测试时我们需要注意一下几项。

A、测试之前需要对测试地点图纸路线进行观察了解，熟悉我们的测试路线，避免多次重复路过一个地点，而且我们所规划的路线必须路过所有开通的基站，确保能将该区域所有基站信息导入到我们需要的数据里；

B、出发到出发点前，需要检查设备是否异常，要保证设备的完全正常。

检查设备是否有遗漏；

C、到达指定起点进行设备的连接，在确保设备连接正常的情况下进行测试；

D、在测试过程中注意GPS的打点，确保收集的数据准确、完整。

3TD-LTE数据分析

3.1单小区覆盖分析

3.1.1天线接序检查

在平常的网络优化中，我们经常会遇到由于工程问题导致天线接反或接错从而造成网络问题，比如接反有可能会造成邻区缺失，导致不能进行切换等问题。

针对这种问题，我们一般会检查天线的，然后要求工程队进行修改，一般考虑到工程队进行修改需要一定的时间，所以我们会在后台临时的修改邻区关系，保证网络的正常使用。

3.1.2单小区越区覆盖

在网络优化中经常存在一个小区信号出现在不该它覆盖的区域，然后到时弱覆盖、模三干扰、乒乓切换等问题。

针对这样现