TD_LTE规模技术试验网现场优化案例浅析_林海.pdf

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1、52011年第19期责任编辑：林 菊 “TD-LTE网络演进和组网策略”专题【摘 要】文章通过对中国移动TD-LTE规模试验总体情况进行简要介绍，从TD-LTE技术的由来、技术特征及三个关键技术谈起，结合现场实际优化案例进行简要分析。【关键词】4G TD LTE 技术试验 网络优化林 海 中国移动通信集团福建有限公司TD-LTE规模技术试验网现场优化案例浅析1 TD-LTE发展历史简介LTE（Long Term Evolution，长期演进）项目是3G的演进，以OFDMA多址接入和MIMO多天线为主要技术基础开发的一套提高用户传输速率、满足更低传输时延、增加容量和覆盖、优化网络架构、减少运营费

2、用、采用更大载波带宽，并以优化分组数据域业务传输为目标的新一代移动通信标准1。TD-LTE是TD-SCDMA后续演进技术，我国拥有自主知识产权的TD-LTE已于2010年10月被国际电信联盟确定为第四代移动通信（4G）的国际标准，TD-LTE注定将因为全球通信行业的共同发力而创造出产业化发展的“中国速度”。移动通信已历经三代系统的演变1-3，如今正在向着第四代系统高速迈进4-6。2011年将完成包括FDD和TDD在内的LTE又一个新版本Release 10即LTE-Advanced（LTE-A），该版本主要增加了增强的上下行MIMO、载波聚合、无线中继、增强的小区间干扰协调等功能2。2 TD-

3、LTE规模试验网总体情况介绍2011年3月，TD-LTE迎来了其历史性的发展机遇中国移动率先拉开了4G的序幕，国家工业和信息收稿日期：2011-08-26编者按工业和信息化部组织的TD-LTE规模试验，由中国移动承担、众多知名厂商悉数参加、在上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门六城举行的第一阶段试验，已于上月底收官。TD-LTE技术能力、关键技术实际测试表现、无线网络性能及组网能力验证、终端、测试设备等的性能、网络规划和优化技术等重点环节，在此次试验中得到较全面的验证。据悉，现阶段TD-LTE系统设备已经接近FDD初期商用的能力，TD-LTE已初具组网能力。同时，第一阶段测试虽然解决了技术问题，

4、但TD-LTE离商业应用尚有长路要走，还需在后续研发和试验中不断优化完善。移动通信今年9月成功举办2011 TD-LTE网络创新研讨会，征集到众多蕴结实践经验的优秀论文，本期专题撷取佳篇，以飨读者，亦期待为未来TD-LTE的深入发展留印。62011年第19期责任编辑：林 菊 “TD-LTE网络演进和组网策略”专题化部公布了第一批6+1个城市的TD-LTE规模试验网部署计划，TD-LTE规模技术试验采用2.3GHz（室内）和2.6GHz（室外）频段。在第一阶段（即针对单模终端）测试工作中，中国移动已联合各合作供应商于2011年6月完成核心网、传输、承载和安全方面的测试，并开始了无线网络性能测试。

5、同年8月，中国移动宣布在国内TD-LTE规模技术试验取得重要进展，上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门六城市核心网和无线网基本建成，已建基站规模超过1000个，大部分基站设备已安装并开通。中国移动将在随后几个月与系统设备及芯片供应商，进行规模技术试验的网络建设、设备安装调测、网络优化等各项工作，9月底有望完成工信部确定的第一阶段试验目标。2011年8月份深圳举办的第26界世界大学生运动会上，TD-LTE首次规模服务国际赛事，全球首款TD-LTE手机发布。预计2011年底，单模、多模的LTE数据卡、CPE、MIFI、数据终端可预商用或商用，并可进行业务和应用及终端测试，满足友好用户发放、用户体验评

6、估与试商用需求；2012年，多模双待手机具备商用能力；2013年后，多模单待手机可商用。另悉，在全球范围内已有包括系统、终端、芯片、测试仪表企业等在内的主流企业加入TD-LTE产业链。目前，全球有24家运营商加入了TD-LTE全球发展倡议，5家运营商已启动商用网络建设，10家国外运营商已明确了商用计划，32家国外运营商已建立了试验网3。3 TD-LTE技术特征与关键技术LTE在空间接口部分采用OFDMA和SC-FDMA技术。3GPP从“系统性能要求”、“网络的部署场景”、“网络架构”、“业务支持能力”等方面对LTE进行了详细的描述。与3G相比，LTE具有如下技术特征4：（1）通 信 速 率 有

7、 了 提 高，下 行 峰 值 速 率 为100Mbps，上行为50Mbps。（2）提高了频谱效率，下行链路5b/s/Hz，34倍于R6版本的HSDPA；上行链路2.5b/s/Hz，是R6版本HSU-PA的23倍。（3）以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。（4）QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务（如VoIP）的服务质量。（5）系统部署灵活，能够支持1.25MHz20MHz间的多种系统带宽，并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配，保证了将来在系统部署上的灵活性。（6）降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题

8、并降低了网络时延，时延可达U-plan5ms，C-plan100ms。（7）增加小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。如MBMS（多媒体广播和组播业务）在小区边界可提供1b/s/Hz的数据速率。（8）强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。与3G相比，LTE更具技术优势，体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容，同时LTE还减少了RNC节点。LTE采用由Node B构成的单层结构，这种结构有利于简化网络和减小延迟，实现了低时延、低复杂度和低成本的要求。TD的双工技术、基于OFDM的多址接入技术、基于MIMO/SA的多天线

9、技术是TD-LTE标准的三个关键技术。第一个是基于TDD的双工技术。在TDD方式里面，TDD时间切换的双工方式是在一个帧结构中定义其双工过程。通过国内各家企业的共同合作与努力，在2007年10月份，形成了一个单独完整的双工帧结构的LTE-TDD规范。在讨论TDD系统的同时要考虑FDD（频分双工）系统，在TDD/FDD双模中，LTE规范提供了技术和标准的共同性。第二个关键技术是OFDM（正交频分复用技术）。其中有两个关键点：一是OFDM技术和MIMO（多输入多输出）技术如何结合，使移动通信系统性能进一步提升；二是OFDM技术在蜂窝移动通信组网的条件下，如何克服同72011年第19期责任编辑：林

10、菊 “TD-LTE网络演进和组网策略”专题频组网带来的问题。第三个是基于MIMO/SA的多天线技术。智能天线技术是通过赋形，提供覆盖和干扰协调能力的技术。MIMO技术通过多天线提供不同的传输能力，提供空间复用的增益，这在LTE以及LTE的后续演进系统中是非常重要的技术。我们同时也很关注MIMO技术和智能天线技术在后续演进上的结合5-7。4 TD-LTE规模技术试验网现场优化及 案例分析4.1 网络优化带来的挑战（1）网络初始设计需要优化现网基站分布VS理想蜂窝布局：有 限 的 基 站分布，部分基站过近（站距160m）。部 分 基 站 无法安装，导致站址相距过远，造成覆盖隐患。采用与3G相同的工

11、参，基站数量又少于3G。整体布局VS天线过高：从控制覆盖的角度出发，相邻基站天线挂高基本相同以便于覆盖控制，保证网络的指标和性能。初始设计中存在明显超高站伞状效应。不利于同频组网干扰控制。（2）天面条件更复杂预规划角度VS基站周边的传播环境：城市建设日新月异建筑物阻挡。美化天线无法调整。4.2 优化的流程与方法TD-LTE技术相比于传统的2G/3G具有不同特点，引入的各种新业务对无线承载有更高的QoS要求，给TD-LTE网络优化提出了新的要求。TD-LTE优化既有和传统优化一致的地方，也有自己的特点。建试验网的同时，不断摸索新的优化规划流程与方法，期望达到事半功倍的效果。当前采用的优化、初期规

12、划的流程如图1、图2。图1 优化的流程与方法图2 初期规划、优化过程82011年第19期责任编辑：林 菊 “TD-LTE网络演进和组网策略”专题路 测 数 据 采 集 设 备有：JDSU扫频仪+扫频仪天线+GPS天线+测试PC，CDS LTE+多UE+GPS天线+测试PC。4.3 TD-LTE主要优化指标和措施（1）主要优化指标无线环境：CINR分布；RSRP 分布；Best Serving Cell分布。DT性能：DT速率分布情况；DT切换成功率情况；DT Attach成功率情况。（2）主要优化措施无线覆盖优化：越区覆盖优化；无主导小区覆盖；弱覆盖优化。参数优化：Baseline参数基准；现

13、场参数调整。其他专题优化：PCI冲突优化；硬件排障；质差小区优化；邻区优化。4.4 优化案例分析（1）覆盖优化，重点解决越区覆盖（如图3）由于LTE现网采用同频组网，控制合理的覆盖范围是提高CINR的关键；因此，需要对小区的下倾角、发射功率和方位角做精细的优化。本次优化该区域共调整天线99根次。（2）参数优化，切换参数是核心LTE系统中只有硬切换，良好的切换性能才能保证DT中的UE吞吐量。优化原则：避免过早或者过晚切换，避免“乒乓效应”。优化思路：保证切换时的RSRP、CINR平稳，减少信号波动，保证切换点UE吞吐量。参数设置：缩短测量时间，合理配置门限，切换及时。切换的三个层次：启动测量的门

14、限（S_Measure）；Event汇报的开关与门限（Ax_enable/trigger/threshold）；切换判决的门限（thresh/offset）。图3 优化前后无线环境对比（RSRP）图4 优化前后无线环境对比（RSRP VS CINR）92011年第19期责任编辑：林 菊 “TD-LTE网络演进和组网策略”专题（3）参数优化，切换点VS切换速率（如图4）通过调整切换参数，道路的切换点基本合理。从切换点和切换速率对比看，大部分切换点在切换后速率都保持稳定。（4）PCI不合理导致的CINR突降优化如图5，在优化过程中发现，在A站点PCI154和另一个PCI148站点B之间的交界区域，

15、RSRP非常好，但CINR很差（5），且调整了天线俯仰角和方位角，问题依旧。解决办法：将B站点的PCI148改为PCI147。路测显示：CINR好转至2530。原因：PCI148 mod 6=PCI154 mod 6。P C I 是 小 区 的 标识，和RS的位置有一定的映射关系：相 同 P C I 的 小区，其RS位置一定相同，这会产生干扰；PCI不同，也不一定能完全保证RS位置不同，在同频的情况下，如果两个小区PCI mod 6相等的话，即使它们的PCI本身并不相等，这两个小区之间的RS也会产生严重的干扰，导致CINR急剧下降。PCI规划要结合频率、RS位置、小区关系统一考虑，才能取得合理

16、的结果。（5）硬件排障解图5 优化前后无线环境对比（CINR）图6 优化前后无线环境对比（Best Serving CELL）决覆盖异常（如图6）在优化过程中发现站点C的PCI101信号覆盖存在断续情况，调整天线角度改善不大。问题解决：LTE天线为8通道，共8根馈线需要连接RRU。检查发现天线和馈线之间存在连接问题，整改后覆盖正常。（6）质差小区优化核心网侧检查链路S1的带宽。硬件检查（VSWR、合路器、馈线连接顺序）。“TD-LTE网络演进和组网策略”专题102011年第19期责任编辑：林 菊 Baseline参数核查。Wireshark log，帮助定位问题。原因1：信号弱，RSRP小，导

17、致UE上报CQI值小，最终导致MCS偏小。原因2：信号RSRP尚可，但CINR偏小，一般是邻区同频干扰或者同小区其它UE导致，同样影响上报CQI和基站选择MCS。原因3：信号条件好，CQI值理想，但是Nack率高，可以尝试关闭harq，也可以尝试更换Dongle。原因4：信号条件好，CQI值理想，重传率低，RB没调满，建议检查S1链路和电脑本身的软件设置。（7）邻区优化规划软件初始推荐。主要测试道路Scan+Google Earth图层，优化邻区初始方案表。Missing Neighbor专题分析。将多次重复扫频结果综合分析，参照接收机RSRP（R0/R1/R2）测试结果，将测试轨迹分割成大小

18、一样的面积单元块。在每个面积单元块中，根据最强小区的Cell ID在数据库中查找他的邻区列表。如果最强的N个Top missing neighbor count中，有的小区RSRP大于所设置的门限值，但这个小区又没出现在邻区列表里，那就认为是邻区丢失问题。4.5 现阶段的优化问题及难点（1）优化工具还在逐步完善中；（2）测试Dongle本身成熟度对大规模应用的挑战；（3）尽量采用性能较好的测试UE；（4）TDD同频系统本身的同频干扰问题；（5）细致优化，包括方向角，倾角，功率；（6）相关参数（切换、功控）的修改与反复测试；（7）LTE因采用较高频段，信号穿透能力差；【作者简介】林 海：高级工程

19、师，现任中国移动福建公司网优中心室经理，长期从事移动通信无线网络规划优化专业及技术管理工作。参考文献13GPP TS 2.913 V8.0.0.Requirements for Evolved UTRAE-UTRA)and Evolved UTRAN(E-UTRAN)(R8)S.2http:/www.3gpp.org.3网易通信.http:/ LTE技术原理与系统设计M.北京:人民邮电出版社,2010.5 中 国 信 息 产 业 网.h t t p:/w w w.c n i i.c o Sesia,Issan Toufik,Matthew Baker.LTE-The UMTS long Trem Evolution:From Theory to PraticeM.UK,John Wiley&Sons,2009.（8）非视距、衰落需要仔细优化；（9）有限基站下的覆盖需求。5 小结由于目前TD-LTE还处于试验网阶段，尚需要通过大量实战工作来丰富及完善，我们相信TD-LTE的未来将由于全球相关通信行业的共同支持而迎来前所未有的繁荣。