路测项目TD-LTE网络优化的规划与实施.doc

《路测项目TD-LTE网络优化的规划与实施.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《路测项目TD-LTE网络优化的规划与实施.doc（28页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、四川师范大学成都学院本科毕业设计四川师范大学成都学院本科毕业设计路测项目路测项目 TD-LTETD-LTE 网络优化的规划与网络优化的规划与 实施实施学生姓名学生姓名谢谢 威威学学 号号20121011402012101140所在学院所在学院通信工程学院通信工程学院专业名称专业名称通信工程通信工程班班 级级20122012 级通信贝电卓越工程师级通信贝电卓越工程师试点班试点班指导教师指导教师范建发范建发四川师范大学成都学院四川师范大学成都学院二二一六年五月一六年五月四川师范大学成都学院本科毕业设计I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

2、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

3、很大的差距。随后，中国移动推出了TD-LTE（Time Division Long Term 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-LTE TD-LTE的优化四川师范大学成都学院本科毕业设计IIPlanningPlanning andand implementationimplementation ofof thethe roadroad projectproject TD-LTETD-LTE testtest network

4、network optimizationoptimizationAbstract:Abstract: From ancient times the War to todays wireless communications, people always use their own way to complete delivery of the message. The wireless communication is one of the greatest inventions in history. In 1897, Marconi completed the first fixed wi

5、reless communication with a base station 18 sea miles away from the ship, which is a cross-age test. November 18, 1987 of Guangdong Province built the first TACS analog cellular mobile telephone system and put into commercial use. 94 the end of December, also in Guangdong Province, Chinas opening of

6、 GSM digital mobile telephone network, this means that Chinas progress into the 2G era. In the third generation mobile communication system (3G) with the European technology China Unicom WCDMA, China Telecom CDMA2000 with the time, China Mobile started using new technology developed by a Chinese lea

7、ding TD-SCDMA. TD-SCDMA is indeed a mature technology, it WCDMA and CDMA2000 there is a considerable gap. Subsequently, China Mobile launched TD-LTE (Time Division Long Term Evolution) time division duplex mobile 4G network (actually just 3.9G). TD-LTE launch was very successful, which is not inferi

8、or to all aspects of FDD-TD-LTE. This article explains how simple optimization optimization of TD-LTE.Keywords:Keywords: Wireless communication TD-LTE TD-LTE Optimization 四川师范大学成都学院本科毕业设计III目 录 前言.11 TD-LTE 的理论知识.11.1 TD-LTE 的关键技术 .11.1.1 高阶调制、AMC.11.1.2 OFDM.31.1.3 MIMO.41.2 TD-LTE 的物理层 .41.2.1 TDD

9、 帧结构.41.2.2 物理资源概念.51.2.3 TD-LTE 的物理信道.51.3 移动性管理 .81.3.1 相关概念.81.3.2 小区选择.81.3.3 小区重选.101.4 TD-LTE 切换 .111.4.1 同频内的测量事件.111.4.2 异频测量事件.122 TD-LTE 路测拉网的准备与实施.122.1 测试设备 .132.2 测试注意事项 .143 TD-LTE 数据分析.143.1 单小区覆盖分析 .143.1.1 天线接序检查.143.1.2 单小区越区覆盖.143.2 片区覆盖分析 .143.2.1 弱覆盖.14四川师范大学成都学院本科毕业设计IV3.2.2 导频

10、污染.153.2.3 模三干扰.163.2.4 越区覆盖.163.3 切换问题 .173.3.1 邻区漏配.173.3.2 邻区错配.183.3.3 乒乓切换.184 小结.20附录 1：TD-LTE 术语.21附录 2：基本的优化.21参考文献.23四川师范大学成都学院本科毕业设计1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 (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)。接入网连同核心网的系统架构将演进为 SAE (System A

11、rchitecture Evolution)。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（

12、Voice over TD-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（Mobility Management Entity, 负责信令处理部分） ，SGW（Serving Gateway , 负责本地网络用户数据处理部分） ，PGW（PDN Gateway，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。1

13、TD-LTE 的理论知识1.1 TD-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、AMCTD-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。四川师范大学成都学院本科毕业设计2图 1.1.1-1 QPSK如图 1.1.1-2 所示，16QAM 含有 4 个比特。图 1.1.1-2 16QAM如图 1.1.1-3 所示，64QAM 含

14、有 6 个比特，一般用于信号质量较好的小区中心。四川师范大学成都学院本科毕业设计3图 1.1.1-3 16QAMAMC（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。1.1.2 OFDMOFDM（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 1.1.2-1 OFDM传统的 FDM 想要避免载波之间的干扰

15、，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（通过四川师范大学成都学院本科毕业设计4FFT 实现） 。1.1.3 MIMOMIMO 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 MIM

16、O）：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。1.2 TD-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。1.2.1 TDD 帧结构一个长度为 10ms

17、 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 所示四川师范大学成都学院本科毕业设计5图 1.2.1-1 TDD 帧结构 现网 TDD 帧结构的上下行配比如表 1.2.1-1 所示。表 1.2.1-1 TDD 帧结构的上下行配比Subframe numberDL-UL ConfigurationSwitch-pointperiodicity012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310m

18、sDSUUUDDDDD410msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUD1.2.2 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。1.2.3 TD-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。

19、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。四川师范大学成都学院本科毕业设计6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。四川师范大学成都学院本科毕业设计7表 1.2.3

20、-1 物理信道简介信道类型信道名称功能简介PBCH（物理广播信道）MIBPDCCH（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。控制信道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。 PDSCH（下行物理共享信道）该信道主要传输 RRC 相关信令、S

21、IB、paging 消息、下行用户数据等。业务信道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PCFICHREG该信道占用了 4 个 REG，系统全带宽平均的分配时域。PHICHREG最少占用 3 个 REG 时域：下行子帧的第一或前三个 OFDM 符号。PDCCHCCE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频域：频点中间的 72 个子载波时域：每无线帧 subframe 0 第二个

22、slot。控制信道PUCCHN/A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PDSCHPUSCHRB除了分配给控制信道及参考信号的资源四川师范大学成都学院本科毕业设计8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。TA List（跟踪区列表）：我们将多个 TA 组成一个跟踪区列表即 TA List，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

23、表内那么久需要进行 TA 更新。如图，当 UE 在 TA List1 里面时，当它移动到 TA List2 时不需要进行 TA 更新，但进入 TA List3 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

24、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。四川师范大学成都学院本科毕业设计9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 。Srxle

25、v：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) TS 36.101。小区选择的流程图如图 1.3.2-1 所示。图 1.3.2-1 小区选择流程图四川师范大学成都学院本科毕业设计101.3.3

26、 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=

27、Qmeas，s+QHyst（磁滞值） 。邻小区： Rn=Qmeas，n-Qoffset（偏置值） 。重选条件：当 RnRs 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：

28、Srxlev（服务小区） 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 Srxlev ThreshXLow（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。四川师范大学成都学院本科毕业设计11图 1.3.3-1 小区重选流程图1.4 TD-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

29、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（Measurement Report）：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

30、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。四川师范大学成都学院本科毕业设计12A1 事件的判决不等式：进入该事件：Ms-HysThresh。退出该事件：Ms+HysMs+Ofs+Ocs+Off。退出该事件：Mn+Ofn+Ocn+HysMs+Ofs+Ocs+Off。Mn：邻小区测量值。 Ms：服务小区测量值。Of

31、n：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。2 TD-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

32、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。四川师范大学成都学院本科毕业设计13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 Windows XP 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

33、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

34、携式的无线宽带设备，但目前选用 MIFI 只能测试 TD-LTE。四川师范大学成都学院本科毕业设计142.2 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。3 TD-LTE 数据分析3.1 单小区覆盖分

35、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。针对这样现象我们一般调整该小区的下倾角与方向角，使其不能覆盖到其它区域，若调整天线不能解决问题我们还可以降低 RS 的发射功率。当然，在调整天线时也要考虑对其它地方是否有影响。3.2 片区覆盖分析良好的覆盖是保证网络质量的前提，片区覆盖尤为重要。移动网络的片区覆盖主要存在弱覆盖、导频污染、模三干扰、越区覆盖等问题。3.2.1 弱覆盖弱覆盖现象是 TD-LTE 网络优化中存在最多，而且也是最基础的问题。通常，小区RSRP 小于-105dbm，我们就称在该区域存在弱覆盖。如图 3.2.1-1 所示。四川师范大学成都学院本科毕业设计15图 3.2.1-1 弱覆盖针对弱覆盖有下面几类优化方式：A、根据具体情况进行天线的调整，调整其下倾角，方向角（一般优化优先选择进行天线的调整） 。B、后台