論文4G無線通信網(wǎng)絡優(yōu)化的研究

1、摘 要TD-LTE 即 Time Division Long Term Evolution (分時長期演進)是由中國主導,同時得到了廣泛國際支持的第四代(4G)移動通信技術與標準。目前我國三大通信運營商的移動2G與3G網(wǎng)絡建設都已有較大規(guī)模,中國移動已在20多個城市開始TD-LTE網(wǎng)絡商用,中國電信和中國聯(lián)通也已開始TD-LTE網(wǎng)絡建設。隨著無線網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大,無線網(wǎng)絡優(yōu)化成為了保證和提升網(wǎng)絡質(zhì)量的關鍵工作。 本文的主要工作是結(jié)合實際工作探討TD-LTE的網(wǎng)絡優(yōu)化技術。首先介紹了課題的選題背景和移動通信技術發(fā)展過程,以及我國移動通信的現(xiàn)狀和網(wǎng)絡優(yōu)化的重要性。再者介紹TD-LTE的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)以

2、及與網(wǎng)絡優(yōu)化相關的系統(tǒng)關鍵技術。分析網(wǎng)絡優(yōu)化的原理與方法,探討TD-LTE網(wǎng)絡優(yōu)化工作的過程、方法、內(nèi)容與技術,對在TD-LTE工程優(yōu)化工作中遇到的幾種典型問題進行研究與分析。最后總結(jié)與展望,總結(jié)當前工作的情況并展望移動網(wǎng)絡優(yōu)化的前景。關鍵詞：AbstractKeywords：引言第1章 緒論1.1 課題選取背景上世紀80年代，第一代移動通信系統(tǒng)（1G）開始實現(xiàn)大規(guī)模商用，從此人們開始擺脫僅通過書信和電報進行延時通信的時代，但由于世界上不同地區(qū)采用各自獨立開發(fā)的系統(tǒng)，雖能進行通信，卻無法實現(xiàn)漫游功能。隨著第二代移動通信系統(tǒng)（2G），全球移動通信系統(tǒng)GSM(Global System for M

3、obile Communication)的發(fā)展，漫游問題基本得到解決，全球通信網(wǎng)絡基本實現(xiàn)同步互通。 隨著科技和社會的不斷發(fā)展，2G網(wǎng)絡的語音通話及低速數(shù)據(jù)服務已經(jīng)從根本上無法滿足人們對信息的獲取需求，因此在上世紀末，第三代移動通信系統(tǒng)（3G）應運而生，對于3G及在3G基礎上發(fā)展起來的B3G，其目標均在于向用戶提供更高的數(shù)據(jù)速率和更加豐富多彩的通信和娛樂業(yè)務。 但是，隨著科技的發(fā)展，市場和業(yè)務需求不斷擴大，3G及B3G的網(wǎng)絡承載能力已經(jīng)遠遠不能滿足即將到來的信息量爆發(fā)式增長。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和空口技術必須找到一個新的突破點。原有的無線網(wǎng)絡已經(jīng)成型，無法從根本上改變網(wǎng)絡架構(gòu)和使用新的空中接口技術，這預示

4、著新一代的無線網(wǎng)絡技術的研究和應用被提上了議程。 雖然3G接入技術在支持QoS和移動性方面有較大優(yōu)勢，但在每比特成本、無線頻譜利用率和傳輸時延等能力方面明顯落后。知識產(chǎn)權的制約、用戶的需求和市場的挑戰(zhàn)共同作用下，推動了3GPP(第三代合作伙伴計劃)組織在4G出現(xiàn)之前加速制定新的空中接口和無線接入網(wǎng)網(wǎng)絡標準。目前我國三大通信運營商的移動2G與3G網(wǎng)絡建設都已有較大規(guī)模,截至到2012年底我國移動用戶總數(shù)已達到11億,其中3G用戶約2億3千萬1。中國移動已在多個城市開始TD-LTE試驗網(wǎng)絡的建設,中國電信和中國聯(lián)通也已計劃開始TD-LTE網(wǎng)絡建設。隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大,各種通信系統(tǒng)內(nèi)或系統(tǒng)間的互相干

5、擾問題更加突出,無線網(wǎng)絡優(yōu)化工作成為了保證和提升網(wǎng)絡質(zhì)量的關鍵工作。1.2 移動通信技術的發(fā)展概述上世紀80年代，第一代移動通信系統(tǒng)（1G）開始實現(xiàn)大規(guī)模商用，從此人們開始擺脫僅通過書信和電報進行延時通信的時代，但由于世界上不同地區(qū)采用各自獨立開發(fā)的系統(tǒng)，雖能進行通信，卻無法實現(xiàn)漫游功能。隨著第二代移動通信系統(tǒng)(2G)，全球移動通信系統(tǒng)GSM(Global System for Mobile Communication)的發(fā)展，漫游問題基本得解決，全球通信網(wǎng)絡基本實現(xiàn)同步互通。隨著科技和社會的不斷發(fā)展，2G網(wǎng)絡的語音通話及低速數(shù)據(jù)服務已經(jīng)從根本上無法滿足人們對信息的獲取需求，因此在上世紀末，第

6、三代移動通信系統(tǒng)（3G）應運而生，對于3G及在3G基礎上發(fā)展起來的B3G，其目標均在于向用戶提供更高的數(shù)據(jù)速率和更加豐富多彩的通信和娛樂業(yè)務。但是，隨著科技的發(fā)展，市場和業(yè)務需求不斷擴大，3G及B3G的網(wǎng)絡承載能力已經(jīng)遠遠不能滿足即將到來的信息量爆發(fā)式增長。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和空口技術必須找到一個新的突破點。原有的無線網(wǎng)絡已經(jīng)成型，無法從根本上改變網(wǎng)絡架構(gòu)和使用新的空中接口技術，這預示著新一代的無線網(wǎng)絡技術的研究和應用被提上了議程。雖然3G接入技術在支持服務質(zhì)量QoS(Service Quality)和移動性方面有較大優(yōu)勢，但在每比特成本、無線頻譜利用率和傳輸時延等能力方面明顯落后2。知識產(chǎn)權的制約、用

7、戶的需求和市場的挑戰(zhàn)共同作用下，推動了3GPP(第三代合作伙伴計劃)組織在4G出現(xiàn)之前加速制定新的空中接口和無線接入網(wǎng)的網(wǎng)絡標準3。1.3我國移動通信的現(xiàn)狀和網(wǎng)絡優(yōu)化的重要性我國自1987年開通移動通信業(yè)務，經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國的移動通信在規(guī)模和技術上都取得了舉世矚目的發(fā)展。1994年我國移動用戶過百萬，1997年我國移動用戶超過了一千萬，2001年我國移動用戶超過了一億，2012年我國移動用戶總數(shù)突破了十億。隨著我國的移動通信的發(fā)展，我國的通信技術在全球通信高技術領域薪露頭角。自從2009年中國移動、中國電信和中國聯(lián)通3G網(wǎng)絡正式商用，憑借豐富的終端資源、成熟的技術和產(chǎn)業(yè)鏈，我國3G通信

8、業(yè)務取得了長足的進步，截至2013年底我國移動用戶總數(shù)已達12.33億，其中2G用戶8.16億，3G用戶4.17億。2013年12月,我國三大通信運營商都取得了TD-LTE的牌照。在“我國移動通信創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會”上,我國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院羅文院長表示,未來兩年在TD-LTE基站建設方面，中國移動規(guī)劃部署基站40萬個，中國電信計劃建設基站3萬個，中國聯(lián)通計劃建設基站5萬個，基站建設總投資將達到1100億元，網(wǎng)絡建設總投資將達到1600億元3。另外中國聯(lián)通和中國電信還將投資FDD-LTE網(wǎng)絡的建設。我國的移動通信網(wǎng)絡進入三網(wǎng)并行的狀態(tài)，并且伴隨著用戶的急速增長和對網(wǎng)絡質(zhì)量的要求逐步提

9、高，我國的移動通信網(wǎng)絡面臨著巨大考驗。1.4 LTE 標準進展 從嚴格意義上來說，LTE并不是4G技術標準，而是定位于3G與4G（LTE-Advanced）之間的一種技術標準，由于3G和4G技術在網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、峰值速率、頻譜利用率等方面均存在巨大的差異，3GPP希望通過LTE作為橋梁，填補這些技術差異。3GPP希望LTE技術保持無線資源頻譜高利用率的優(yōu)勢，并能夠在已有和新的頻段，特別是一些零碎的頻段上進行部署。在3GPP的推動下，很多研究機構(gòu)和廠商參與到標準制定中來，從而解決了在3G中專利過度集中的問題。LTE按照傳輸方式的不同，可分為TDD和FDD兩種雙工方式，即可分為TDD LTE（即TD-L

10、TE）和FDD LTE。兩種制式在信號生成、編碼、調(diào)制解調(diào)技術以及實現(xiàn)技術上基本一致。TDD方式按演進路線分為LTE TDD1和LTE TDD2兩類，其中LTE TDD1在幀結(jié)構(gòu)方面與LTE FDD相近，而LTE TDD2幀結(jié)構(gòu)更加接近于中國移動3G時代的TD-SCDMA制式。正是基于這點，采用TDD2雙工方式的TD-LTE在技術上更容易與TD-SCDMA系統(tǒng)融合演進，比較有效地解決了新建一個無線通信網(wǎng)絡成本過高，選址困難等問題，毫無疑問地被確定為TD-SCDMA標準的后續(xù)演進技術。 LTE在2006年年中完成了研究項目（Study Item）階段，明確了LTE的概念和目標需求，并對各方提出的

11、技術提案進行評估和討論；2006年年中前開始工作項目（Work Item）階段，討論未來的LTE細節(jié)，開始建立標準，WI階段持續(xù)到2007年年中；2009年年初，3GPP發(fā)布了第一個商用版本R8；一年之后（2010年中）發(fā)布了增強版本R9，主要增加了雙流波束賦形（主要是對于下行鏈路）、增強型多播廣播多媒體業(yè)務、Femto基站（家庭基站）等新技術和新功能； R10版本的LTE標準在2011年初制定完成并發(fā)布，即LTEA，標志著真正的4G標準已經(jīng)確立。該版本增加了大量的新技術和新功能，使整個網(wǎng)絡性能得到極大的提高5。1.5 LTE 的技術需求和目標 3GPP為確立LTE系統(tǒng)需求創(chuàng)建了一個研究項目，

12、用以確保其能在3G和4G系統(tǒng)間充當橋梁作用，并使LTE能在未來10年的競爭力。隨著該研究項目的深入展開，LTE需求被不斷完善和細化，并于2005年6月完成最終版本。 具體需求可歸納為如下幾點： （1）系統(tǒng)建立連接的時延和系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延必須降低； （2）提高用戶數(shù)據(jù)傳輸速率，理論上應該比3G高一個數(shù)量級； （3）提高小區(qū)邊緣的數(shù)據(jù)傳輸速率和用戶接入成功率； （4）提高頻譜效率，理論上應該比3G高一個數(shù)量級； （5）增強多種帶寬（包括現(xiàn)有和新增）的使用靈活度； （6）簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)； （7）提高切換成功率，無論是在同系統(tǒng)或者異系統(tǒng)中； （8）實現(xiàn)移動終端的合理功耗。LTE技術目標匯總?cè)缦拢喉椖考?/p>

13、術目標備注峰值速率下行大于100Mbit/s在20MHz帶寬下，LTE以FDD模式運行上行大于50Mbit/s峰值頻譜速率下行大于5bit/s上行大于2.5bit/s小區(qū)平均頻譜速率下行大于1.62.1bit/s/Hz/Cell單天線傳輸，IRC接收機上行大于0.661.0bit/s/Hz/Cell小區(qū)邊緣頻譜效率下行大于0.040.06bit/s/Hz/用戶單天線傳輸，IRC接收機上行大于0.020.03bit/s/Hz/用戶系統(tǒng)用戶平面延時<10ms系統(tǒng)連接建立時延<100ms從空閑狀態(tài)至激活狀態(tài)系統(tǒng)運行帶寬1.2520MHz移動性120km/h350km/h(甚至在某些頻段支

14、持500km/h)高速移動15120km/h高性能中等移動速度015km/h性能優(yōu)化低移動速度1.6 本文的主要工作以及論文內(nèi)容安排本文的主要工作是結(jié)合實際工作探討TD-LTE的網(wǎng)絡優(yōu)化技術。論文章節(jié)安排如下:第一章 緒論,介紹了課題的選題背景和移動通信技術發(fā)展過程，以及我國移動通信的現(xiàn)狀，網(wǎng)絡優(yōu)化的重要性和LTE的標準進程。第二章 移動網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與關鍵技術,介紹了TD-LTE的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)以及與網(wǎng)絡優(yōu)化相關的系統(tǒng)關鍵技術。第三章 網(wǎng)絡優(yōu)化的原理與方法,探討TD-LTE網(wǎng)絡優(yōu)化工作的過程、方法、內(nèi)容與技術。第四章 TD-LTE網(wǎng)絡工程優(yōu)化,對在TD-LTE工程優(yōu)化工作中遇到的幾種典型問題進行研究與分

15、析。第五章 總結(jié)與展望,總結(jié)了當前工作的情況并展望移動網(wǎng)絡優(yōu)化的前景。第2章 移動網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與關鍵技術在實際的網(wǎng)絡優(yōu)化工作中我們通常需要根據(jù)問題的現(xiàn)象,選擇不同的問題分析與處理方法,熟悉系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與接口技術可以使我們更加準確的進行信令跟蹤和判斷故障點。本章主要介紹TD-LTE的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)以及與網(wǎng)絡優(yōu)化相關的系統(tǒng)關鍵技術。TDD-LTE是由CDMA TDD演進來的LTE系統(tǒng),其演進過程已經(jīng)歷了 3GPP R8、R9和R10等三個版本。在R8版本中,明確采用由TDS-CDMA系統(tǒng)演進的LTE TDD Type 2作為的TDD-LTE物理層頓結(jié)構(gòu),并定義了相應的物理層參數(shù)。2.1 TD-LTE系統(tǒng)的

16、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)TD-LTE系統(tǒng)由三部分組成:演進分組核心網(wǎng)(EPC)、演進型基站(eNB)及用戶設備(UE)。EPC由控制處理部分(MME)和數(shù)據(jù)承載部分(S-GW)組成,eNB 組成了 E-UTRAN,EPC 與 E-UTRAN 組成EPS。eNB主要具有無線資源管理、UE附著時選擇MME、壓縮IP頭和加密用戶數(shù)據(jù)流、用戶面數(shù)據(jù)向S-GW的路由、調(diào)度及發(fā)送尋呼和廣播信息、移動性測量及配置測量報告等功能。MME主要的功能包括:向eNB分發(fā)尋呼信息、空閑狀態(tài)的移動性管理、SACE承載控制、安全控制和非接入層(NSA)信令的加密及完整性保護等。S-GW主要的作用是結(jié)束因?qū)ず粼蛏傻挠脩羝矫鏀?shù)據(jù)包和完成

17、因移動性進行的用戶面切換工作。2.2 TD-LTE系統(tǒng)的網(wǎng)絡接口與協(xié)議TD-LTE系統(tǒng)的主要接口包括空中接口、S1接口和X2接口等。UE通過空中接口與eNB連接;eNB通過S1接口與EPC相連;eNB間通過X2接口互相連接。和UMTS相比,NodeB與RNC融合成eNB,因此TD - LTE沒了 lub接口; X2接口和lur接口類似,S1接口和lu接口類似,但是都進行了很多的簡化。eNB與MME間的接口是S1-MME,應用協(xié)議是S1AP,主要用于S1接口的無線接入承載控制和接口專用的操作維護功能;eNB與S-GW間的接口是S1-U,完成傳送用戶數(shù)據(jù)和用戶平面控制幀。X2接口的應用協(xié)議是X2A

18、P,其主要作用是支持激活模式的手機移動,分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和多小區(qū)的無線資源管理等。2.3 TD-LTE系統(tǒng)的關鍵技術 TD-LTE對物理層的傳輸技術進行了改進,其與網(wǎng)絡優(yōu)化相關的關鍵技術主要包括:頻域多址技術、MIMO技術、自適應調(diào)制編碼技術、小區(qū)間干擾消除與協(xié)調(diào)技術等。2.3.1頻域多址技術在TD-LTE系統(tǒng)中,上行方向采用了 SC-FDMA技術,即單載波頻分多址技術,下行方向上采用了 OFDMA技術,即正交頻分多址接入技術。OFDMA的基本原理是將高速數(shù)據(jù)流分散后由多個正交的子載波傳輸,可以較大的降低單個子載波上的符號速率,符號持續(xù)時間加長,增強對由多徑效應引起的時延擴展的抵抗力,符號間干擾的

19、影響大大的降低。另外只要在OFDMA符號前加上的保護間隔大于信道的時延擴展就可以完全消除符號間干擾。與傳統(tǒng)的FDMA相比,OFDMA允許子載波間緊密相臨甚至部分重合,采用正交復用方式避免頻率間的干擾,可以很好的節(jié)省帶寬資源。SC-FDMA是OFDMA的改進,與OFDMA相比峰均比較低,可以提高功放的效率,降低終端的功耗。2.3.2 MIMO 技術MIMO技術是將數(shù)據(jù)分解成多個并行的數(shù)據(jù)流利用多個發(fā)射天線、多個接收天線進行空間分集傳送,最終利用解調(diào)技術恢復原數(shù)據(jù)流的技術。MIMO技術通過的將鏈路劃分成多個并行的子信道可以較大的提高系統(tǒng)容量;下行時多天線發(fā)送方式主要有波束賦形、空時預編碼、發(fā)送分集

20、和多用戶MIMO等,上行時通過多用戶構(gòu)成虛擬MIMO也能提升系統(tǒng)的上行容量。多用戶MIMO技術通過多天線形成的空間自由度來分離用戶,依靠發(fā)射端的信號處理算法降低多用戶間的信號干擾,使用簡單的多用戶調(diào)度算法可以取得明顯的多用戶分集增益,是小區(qū)負載較大時獲得高系統(tǒng)容量的有效手段。 在LTE系統(tǒng)中,應用MIMO技術的上行天線基本配置是1根發(fā)送天線加上2根接收天線。上行多用戶MIMO中,每個終端均發(fā)一個數(shù)據(jù)流,兩個或者更多的終端使用相同的時頻資源,來自不同終端使用相同時頻資源的多個數(shù)據(jù)流對接收機來說可以認為是從同一終端的不同天線上發(fā)送的數(shù)據(jù)流,從而形成一個虛擬的MIMO系統(tǒng)。2.3.3 自適應調(diào)制與編

21、碼技術 自適應調(diào)制與編碼技術即AMC技術,其基本原理是根據(jù)當前的信道狀態(tài)信息判斷信道的質(zhì)量,再由信道的質(zhì)量與系統(tǒng)可用資源來確定使用適合的編碼與調(diào)制方式。信道狀態(tài)較好時,選擇較高的調(diào)制等級和編碼速率;信道狀態(tài)較差時,選擇較低的調(diào)制等級和編碼速率。 AMC技術在TD-LTE系統(tǒng)中上行與下行實現(xiàn)的方法是不同的。下行時UE通過測量下行公共參考信號確定下行信道質(zhì)量并將測量的結(jié)果通過反饋信道發(fā)送至基站側(cè),基站根據(jù)反饋的信息再對相應的下行傳輸?shù)恼{(diào)制與編碼方案進行調(diào)整。上行時基站側(cè)通過測量UE發(fā)送的上行參考信號取得的信息調(diào)整上行傳輸?shù)恼{(diào)制與編碼方案,然后發(fā)送控制信令至UE。2.3.4 小區(qū)間干擾消除與協(xié)調(diào)技術

22、LTE使用OFDMA技術依靠頻率間的正交性區(qū)分用戶,較好的解決了小區(qū)內(nèi)干擾的問題,但是小區(qū)間干擾比較嚴重。3GPP提出了包括隨機化、消除和協(xié)調(diào)技術等三種干擾解決方案。 干擾消除技術是通過對干擾小區(qū)發(fā)送信號的解調(diào)和解碼,再利用接收端的處理增益從接收信號中去除干擾信號的方法消除干擾。干擾消除技術可以較好的提升系統(tǒng)小區(qū)邊緣的性能,獲得較高的頻譜效率。第3章 網(wǎng)絡優(yōu)化的原理與方法網(wǎng)絡優(yōu)化的目的就是提升網(wǎng)絡質(zhì)量,優(yōu)化的目標不是為了追求最好的指標,而是為了滿足移動網(wǎng)絡的市場競爭需求而制定。網(wǎng)絡的性能可表示為所提供業(yè)務的質(zhì)量,網(wǎng)絡的成本可表示為運營商為建設和維護網(wǎng)絡所做的投入,最小的成本取得最大的性能是不可

23、能的,因此取得成本與性能最佳平衡才能使網(wǎng)絡具有最好的商業(yè)價值和網(wǎng)絡質(zhì)量。網(wǎng)絡優(yōu)化工作是一個長期的過程,貫穿了網(wǎng)絡的規(guī)劃、設計、建設及維護的全生命周期。網(wǎng)絡優(yōu)化根據(jù)網(wǎng)絡建設的階段一般可分為工程優(yōu)化和運維優(yōu)化。工程優(yōu)化一般是指網(wǎng)絡商用前的優(yōu)化工作,一般包含站點配置審查、單站驗證、基站簇優(yōu)化和全網(wǎng)優(yōu)化及驗收等階段。運維優(yōu)化是網(wǎng)絡投入商用后為保持和提升網(wǎng)絡性能進行的優(yōu)化,運維優(yōu)化又可為分日常優(yōu)化和專項優(yōu)化。日常優(yōu)化是指在現(xiàn)有的網(wǎng)絡條件下,通過日常測試、分析話務統(tǒng)計及用戶投訴等方式發(fā)現(xiàn)和預判問題,并通過一定的技術手段解決問題的優(yōu)化工作。其特點為:處理問題和網(wǎng)絡調(diào)整規(guī)模相對局部,對全局影響不大,需要配置的

24、人員較少。專項優(yōu)化工作是指通過對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)釆集,結(jié)合話務統(tǒng)計數(shù)據(jù)及用戶投訴信息等對系統(tǒng)進行深入的分析,找出影響系統(tǒng)性能的根本原因,制定相應的優(yōu)化方案并實施,從而提升問題區(qū)域網(wǎng)絡性能的優(yōu)化工作,另外專項優(yōu)化工作還含為保障大規(guī)模突發(fā)性話務需求及重要活動或重大事件的通信暢通而進行的應急性網(wǎng)絡優(yōu)化工作。專項優(yōu)化工作的特點包括:以項目為單位,有明確的優(yōu)化目標,需要專業(yè)人員較多,采用整體與局部相結(jié)合的方式進行,突出系統(tǒng)的全面優(yōu)化,調(diào)整網(wǎng)絡規(guī)模較大等。3.1移動通信系統(tǒng)的無線電波對移動通信網(wǎng)絡進行優(yōu)化我們必須要了解無線通信中的無線電波及其特性。無線電波是電磁波中頻率相對較低的部分,無線電波的頻率決定了它的傳

25、播特性:頻率低則損耗小、覆蓋遠、容量小;頻率高則損耗大、覆蓋近、容量大。移動通信系統(tǒng)選擇頻段時需要兼顧系統(tǒng)的容量和覆蓋,相對其他頻段,UHF(300-3000MHZ)頻段更適合于移動通信。并且隨著移動通信的業(yè)務需求不斷增長,容量也需要不斷擴大,移動通信系統(tǒng)使用的頻率也會越來越高。在實際的環(huán)境中,手機與基站之間通常會被建筑物阻擋,散射是其的主要傳式,從信號發(fā)出至被接收通常會經(jīng)過很多的反射或折射,因此接收端收到的信號往往非常復雜。無線電波在傳播的過程中通常會遇到衰落的問題,為降低衰落問題對移動通信造成的影響,通常使用分集技術克服。另外在分析山區(qū)和城市中高樓密集區(qū)域的傳輸損耗時,還要分析繞射損耗與穿

26、透損耗。3.2網(wǎng)絡優(yōu)化的原理網(wǎng)絡優(yōu)化工作就是對已運行的無線網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)采集與分析,并根據(jù)分析結(jié)果找出影響網(wǎng)絡質(zhì)量的原因,通過調(diào)整參數(shù)或者其他手段,提升網(wǎng)絡的運行質(zhì)量,提高用戶滿意度,增加運營商的效益。網(wǎng)絡優(yōu)化的調(diào)整原則包括:以有限的功率實現(xiàn)最佳的覆蓋;合理的切換設置,減少掉話和呼叫失敗;控制發(fā)射功率減少系統(tǒng)干擾,基站進行合理的負荷分擔。GSM系統(tǒng)主要的業(yè)務是語音業(yè)務,所以其優(yōu)化的重點是語音業(yè)務,無線網(wǎng)絡的覆蓋與容量相對獨立,基本上通過路測確認信號強度和切換邊界就能解決,主要工作是頻率復用方案的不斷調(diào)整。WCDMA系統(tǒng)增大了數(shù)據(jù)與多媒體業(yè)務的比重,所以其優(yōu)化的內(nèi)容增加了分組域的內(nèi)容。另外WCDM

27、A系統(tǒng)具有自千擾的特性,其網(wǎng)絡的覆蓋、容量和質(zhì)量互相關聯(lián),優(yōu)化工作需要兼顧多個方面,通常需要反復的調(diào)整以找到各業(yè)務間的平衡點。其優(yōu)化的原理、流程和方法與GSM系統(tǒng)相比發(fā)生了較大變化。TD-LTE系統(tǒng)優(yōu)化以數(shù)據(jù)業(yè)務為主,同時需要考慮2G和3G的網(wǎng)絡優(yōu)化。TD-LTE網(wǎng)絡的覆蓋與質(zhì)量的評估指標使用RSRP、RSRQ及SINR。3.3 TD-LTE網(wǎng)絡優(yōu)化的流程TD-LTE目前正處于緊張的建設階段,其優(yōu)化工作主要以工程優(yōu)化和專項優(yōu)化為主。工程優(yōu)化主要是通過對DT、CQT的數(shù)據(jù)分析,結(jié)合天線參數(shù)調(diào)整及優(yōu)化鄰區(qū)、頻率與基本參數(shù)等方法提升網(wǎng)絡性能的過程。工程優(yōu)化的工作量取決于網(wǎng)絡規(guī)劃數(shù)據(jù)(站址、站高、方位

28、角、下傾角及系統(tǒng)內(nèi)系統(tǒng)鄰區(qū)、頻點、擾碼等)的準確性。工程優(yōu)化的質(zhì)量決定了系統(tǒng)網(wǎng)絡的質(zhì)量及運維優(yōu)化工作的工作量。工程優(yōu)化的主要任務有覆蓋調(diào)整、基本組網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化、業(yè)務優(yōu)化、2G/3G/4G互操作優(yōu)化以及特殊場景的優(yōu)化、異常排除及網(wǎng)絡基礎信息更新、維護、共享等。3.4 網(wǎng)絡優(yōu)化的方法無論GSM、WCDMA還是TD-LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化的前提都需要采集大量的信息進行分析,數(shù)據(jù)采集的方法主要包括信令跟蹤、話務統(tǒng)計、DT、CQT及系統(tǒng)告警和用戶申告等。網(wǎng)絡優(yōu)化常用的方法有信令分析法、話務統(tǒng)計分析法、路測分析法等。我們在實際的網(wǎng)絡優(yōu)化過程中通常會將這三種優(yōu)化方法組合使用。信令分析法主要是通過對接口的信令進行跟

29、蹤與分析找出問題的原因。如因為缺少切換的局數(shù)據(jù)引起的掉話可以通過信令跟蹤發(fā)現(xiàn)問題原因。信令分析法與其它方法配合使用可以取得更好的效果,如結(jié)合路測分析法的分析上、下行鏈路不匹配造成的問題。話務統(tǒng)計分析法是通過分析話務統(tǒng)計報告數(shù)據(jù)中的各項指標,根據(jù)各項數(shù)據(jù)的大小判斷系統(tǒng)參數(shù)和網(wǎng)絡組織是否設置合理。路測分析法一般是通過地面移動測試來取得空中接口的各項數(shù)值,通過分析數(shù)據(jù)取得網(wǎng)絡的各種狀態(tài)并制定出系統(tǒng)的優(yōu)化方案。其測試的內(nèi)容一般有場強測試、干擾測試及呼叫測試。測試結(jié)果通常以彩色地圖和統(tǒng)計報告的形式輸出,如信號質(zhì)量分布圖、接受場強分布圖、頻率干擾圖和小區(qū)切換圖等,從這些彩圖和統(tǒng)計報告中直接反映出網(wǎng)絡的覆蓋

30、質(zhì)量、誤碼率及千擾等的實際情況。網(wǎng)絡質(zhì)量達到一定程度后,采用路測分析法能更好的優(yōu)化網(wǎng)絡。3.5 網(wǎng)絡優(yōu)化的內(nèi)容網(wǎng)絡優(yōu)化工作的內(nèi)容主要包括:覆蓋優(yōu)化、接入優(yōu)化、干擾優(yōu)化和聯(lián)合優(yōu)化等。3.5.1 覆蓋優(yōu)化覆蓋優(yōu)化的目的主要是為了解決系統(tǒng)中存在的信號盲區(qū)和弱覆蓋、過蓋和越區(qū)覆蓋等問題,另外在WCDMA和TD-LTE中還需要解決導頻污染的問題。信號盲區(qū)是指無信號或者信號極差的區(qū)域,在該區(qū)域內(nèi)無法進行通話。信號盲區(qū)一般是因為附近沒有基站或者附近有嚴重的阻擋造成的。弱覆蓋是指區(qū)域的信號質(zhì)量較差,區(qū)域內(nèi)呼叫的掉線率較高、接通率較低且通話質(zhì)量較差。處理信號盲區(qū)和弱覆蓋常用的優(yōu)化方法有:一，增加基站;二，提高基

31、站發(fā)射功率或天線高度;三，增加室內(nèi)分布;四，系統(tǒng)間互操作優(yōu)化。過覆蓋是指由于某種原因?qū)е禄镜母采w區(qū)域過大,這種情況容易因話務量過大而導致系統(tǒng)擁塞。越區(qū)覆蓋是由于基站覆蓋的區(qū)域過大而覆蓋到其他基站的覆蓋區(qū)域,越區(qū)覆蓋與過覆蓋的情形類似。處理過覆蓋和越區(qū)覆蓋常用的方法是降低基站的發(fā)射功率和調(diào)整天線的傾角。導頻污染是指在某一點有過多的強導頻卻沒有一個足夠強的主導頻,以至于因收不到預期的導頻或者收到的導頻強度差值太小使移動臺選取不到主導頻。導頻污染一般通過調(diào)整基站的工程參數(shù)或覆蓋區(qū)域來解決。3.5.2 接入優(yōu)化接入過程是移動通信系統(tǒng)非常重要的環(huán)節(jié),接入的成功率會直接影響用戶的感知,因此網(wǎng)絡的接入優(yōu)化

32、工作也是網(wǎng)絡優(yōu)化工作的重要部分。在TD-LTE系統(tǒng)中,UE通過發(fā)起Attach Request消息或Service Request消息觸發(fā)隨機接入過程建立RRC連接,然后再通過初始直傳建立用于傳輸NAS消息的信令連接,最后建立E-RAB連接。目前TD-LTE系統(tǒng)的用戶數(shù)較少,E-RAB連接的建立成功率較高,問題主要集中在隨機接入過程,因此經(jīng)常導致RRC連接無響應,導致起呼不成功,所以當前TD-LTE系統(tǒng)提升接通率的重點是解決隨機接入失敗問題。隨機接入開始前先要進行初始化接入?yún)?shù),同時物理層接受來自上層的參數(shù)、隨機接入信道的參數(shù)和產(chǎn)生前導序列的參數(shù),UE從廣播信息取得PRACH信道的基本配置信息

33、,通過檢查UE發(fā)送的MSG1消息可以判斷UE是否是按照系統(tǒng)消息內(nèi)容所攜帶的參數(shù)進行隨機接入。通常在TD-LTE系統(tǒng)中觸發(fā)隨機接入過程的情況包括:一、UE從空閑態(tài)轉(zhuǎn)入連接態(tài)的初始接入;二、無線鏈路失敗后的再接入;三、切換時的接入;四、UE處于連接態(tài)時因為某些原因上行或下行數(shù)據(jù)到達。隨機接入根據(jù)選擇前綴的方式分為基于沖突的隨機接入和基于非沖突的隨機接入,前者是UE基于特定的算法隨機選擇一個隨機接入前綴;后者是基站指配非沖突的隨機接入前綴給UE。非競爭的隨機接入適用于切換過程和UE處于連接態(tài)時因為某些原因下行數(shù)據(jù)到達的情況。3.5.3 干擾優(yōu)化無線電波的特性決定了其在空中的傳播會受到多種因素的干擾,

34、在通信系統(tǒng)中因為干擾的存在會極大的影響通話的質(zhì)量、及網(wǎng)絡的掉線率和接通成功率等指標。干擾優(yōu)化也是網(wǎng)絡優(yōu)化比較重要的工作之一。干擾根據(jù)不同的來源一般可分為系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)外干擾。在TD-LTE系統(tǒng)干擾可以分為系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)外干擾。TD-LTE系統(tǒng)內(nèi)干擾根據(jù)方向的不同可分為上行干擾和下行干擾,根據(jù)干擾的來源可以分為小區(qū)內(nèi)干擾和小區(qū)間干擾。TD-LTE系統(tǒng)由于采用OFDMA的接入技術,小區(qū)內(nèi)的的干擾很小,干擾的主要來源是其它小區(qū)。系統(tǒng)內(nèi)干擾分類如下表所示:TD-LTE系統(tǒng)內(nèi)干擾分類方向類型影響大小下行小區(qū)間干擾終端端接收的非理想同步引起子載波的非理想正交一般小區(qū)間干擾不同小區(qū)釆用相同的子載波嚴重下

35、行小區(qū)間干擾不同終端的時延頻偏等引起的非理想正交一般小區(qū)間干擾不同小區(qū)采用相同的子載波嚴重TDD系統(tǒng)的特殊干擾在上下的時隙轉(zhuǎn)移附近的干擾，與UE距離小區(qū)的遠近相關不確定TD-LTE系統(tǒng)內(nèi)干擾的解決辦法主要有:1、 通過調(diào)整工程參數(shù)提升SINR;2、 采用主要抗干擾算法以緩解干擾的影響。TD-LTE的系統(tǒng)外干擾與WCDMA系統(tǒng)的異常干擾來源類似也包括雜散干擾、阻塞干擾和互調(diào)干擾等。對TD-LTE系統(tǒng)的F頻段而言干擾的來源主要包括GSM1800引起的雜散、互調(diào)和阻塞干擾,GSM900的二次諧波和小靈通的帶內(nèi)雜散與阻塞干擾等。對TD-LTE系統(tǒng)的D頻段而言目前存在的干擾來源主要是廣電系統(tǒng)使用的MMD

36、S系統(tǒng)。目前可以通過系統(tǒng)級的仿真來判斷TD-LTE系統(tǒng)外干擾的影響,其原理是評估在允許系統(tǒng)損失一定容量的情況下,系統(tǒng)可承受的系統(tǒng)外干擾功率,目的是為現(xiàn)網(wǎng)的TD-LTE系統(tǒng)干擾等級判定提供參考。3.5.4聯(lián)合優(yōu)化聯(lián)合優(yōu)化的目的是為了彌補2G、3G或4G網(wǎng)絡在本身覆蓋或信號存在問題時,通過切換與重選來選擇其他網(wǎng)絡提供服務,已提高網(wǎng)絡質(zhì)量和保障用戶通信的暢通。聯(lián)合優(yōu)化具有兩方面目的:覆蓋擴展和容量優(yōu)化。對于中國聯(lián)通的3G用戶,GSM/WCDMA系統(tǒng)間互操作主要是指當UE位于WCDMA網(wǎng)絡覆蓋較差或無覆蓋的區(qū)域時,UE切換或重選至GSM網(wǎng)絡,以保障UE的業(yè)務暢通;當UE重新進入WCDMA網(wǎng)絡的覆蓋區(qū)域

37、、并滿足切換或重選條件時,UE可切換或重選返回WCDMA系統(tǒng)。 3G2G移動性策略: 一、電路域3G至2G單向切換:語音業(yè)務在3G網(wǎng)絡接入后,因覆蓋問題切換至2G網(wǎng)絡,通話結(jié)束前不允許返回3G網(wǎng)絡;通話結(jié)束后再通過小區(qū)重選或PLMN重選返回3G網(wǎng)絡;2G網(wǎng)絡不影響語音業(yè)務的質(zhì)量,避免3G網(wǎng)絡與2G網(wǎng)絡間的兵兵切換。 二、分組域雙向重選:當存在數(shù)據(jù)業(yè)務時允許用戶在2G網(wǎng)絡與3G網(wǎng)絡間重選,存在3G網(wǎng)絡覆蓋時優(yōu)先選擇3G網(wǎng)絡。 三、空閑態(tài)雙向重選:空閑狀態(tài)下,允許用戶在2G網(wǎng)絡與3G網(wǎng)絡間重選,存在3G網(wǎng)絡覆蓋時盡量駐留在3G網(wǎng)絡。 對于中國移動的4G用戶,系統(tǒng)間的互操作如下表所示：狀態(tài)方式配置要

38、求TD-LTE空閑態(tài)TD-LTE至TD-SCDMA重選3G/4GG核心網(wǎng)支持3G/4G互通配置3G鄰區(qū)，廣播3G鄰區(qū)及重選相關參數(shù)TD-LTE至GSM配置2G鄰區(qū)，廣播2G鄰區(qū)及重選相關參數(shù)數(shù)據(jù)業(yè)務連接態(tài)TD-LTE至TD-SCDMA重定向4G開通4G至3G數(shù)據(jù)業(yè)務連接重定向功能TD-LTE至GSM4G開通4G至2G數(shù)據(jù)業(yè)務連接重定向功能TD-SCDMA空閑態(tài)TD-SCDMA至TD-LTE重選3G開通至4G的空閑態(tài)重選功能，配置4G鄰區(qū)數(shù)據(jù)業(yè)務連接態(tài)TD-SCDMA至TD-LTE重定向3G開通至3G的數(shù)據(jù)業(yè)務連接態(tài)重定向功能區(qū)GSM空閑態(tài)GSM至TD-LTE重選2G開通2G至4G的重選功能，配置4G鄰區(qū)數(shù)據(jù)業(yè)務連接態(tài)GSM至TD-LTE重選2G開通2G至4G的重選功能，配置4G鄰區(qū)系統(tǒng)間互操作的原則:影響最小,切換最少,體驗最優(yōu)。即盡量減少對其他系統(tǒng)的沖擊