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基于路測的TD?LTE網絡優化分析論文
摘 要： 移動互聯網的高速發展以及4G移動網絡的逐漸商用，將帶動全球通信行業產生前所未有的巨大變革。面對高速增長的4G用戶數以及用戶對移動網絡更豐富的需求、更優異的體驗，4G網絡優化更加凸顯其在網絡質量中的地位。基于路測，對單站的網絡優化重要指標進行分析，并結合實測數據對可能造成無線網絡上下行吞吐率不穩定等問題的原因進行排查定位，達到覆蓋、容量、質量的最佳組合，提高用戶滿意度，提升運營商的品牌形象。
關鍵詞： TD?LTE； 網絡優化； 路測； 吞吐率
中圖分類號： TN929.532?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）09?0012?04
Abstract： With the rapid development of mobile internet and gradually commercial using of 4G mobile network， it leads the unprecedented great change of global communication industry. Since the rapid growth of 4G users， and their more abundant demands and greater excellent experience over mobile network， 4G network optimization becomes a more important factor in network quality. Based on the drive test， the important index of single station network optimization is analyzed； the reason possible caused by unstable throughput rate of wireless network is found out with measured data. The proposed method achieves the best combination of coverage， capacity and quality， improves customer satisfaction and promotes the brand image of operators.
Keywords： TD?LTE； network optimization； drive test； throughput rate
0 引 言
隨著移動互聯網的高速發展，全球數據流量大幅增長。KPCB發布的《移動互聯網趨勢報告》中指出：“未來5年全球移動數據流量有望增長26倍”[1]。人們希望通過無線方式傳輸更多數據內容，包括更高質量的視頻內容。出于競爭壓力、降低網絡承載壓力、成本驅動等因素，各國運營商紛紛宣布向LTE演進并制定商用的進程。2013年底中國工信部向國內三大運營商：中國移動、中國聯通和中國電信頒發了4G（TD?LTE）牌照，大大地開拓了新市場，目前共有156個國家的412家運營商正在投資LTE[2]。相比于2G、3G移動通信網絡，TD?LTE具有更高的傳輸速率、更短的系統時延和更高的頻譜效率，它的理論下載速率可達100 Mb/s，上傳的速率可達到[3]50 Mb/s，能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求，因此4G一經推出便受到廣大用戶的青睞。據中國移動的最新統計，目前其4G用戶數已經突破5 000萬[4]。不久將頒發FDD?LTE的牌照，LTE FDD/TD的協同發展已形成全球規模，并朝著FDD?LTE和TD?LTE混合模式組網發展，可以預見不久的將來，全球通信行業將產生前所未有的巨大變革。
一方面，現網本身建設中沒有優化到位導致無線網絡存在諸多問題；另一方面，基礎設施、障礙物、基站、用戶數量及需求發生變化，導致無線環境發生變化；加之，無線信道的多徑衰落等特性，導致網絡質量下降影響通信質量，影響了用戶對運營商滿意度的評價[5]，因此4G網絡無論是在建設期、發展期以及成熟期都需要進行網絡優化。本文基于路測對單站的網絡優化重要指標進行分析，并結合實測數據對可能造成無線網絡上下行吞吐率不穩定等問題的原因進行排查定位，保證網絡順暢快捷，提高用戶滿意度，提升運營商的品牌形象，使用戶獲得最佳的體驗，達到覆蓋、容量、質量的最佳組合。
1 無線網絡優化
所謂無線網絡優化，就是根據系統的實際表現和實際性能，對系統進行分析，并通過對網絡資源和系統參數的調整，使系統性能逐步得到改善，達到系統現有配置條件下的最優服務質量[6]。
無線網絡優化的目標主要包括：覆蓋優化、容量優化以及質量優化。無線網絡優化基本思想：關注網絡的覆蓋、容量、質量等，通過覆蓋調整，干擾調整，參數調整，故障處理等等各種網絡優化手段達到網絡動態平衡，提高網絡質量，保證用戶感知。無線網絡優化方法在建設期可分為單站優化、片區優化/簇優化、全網優化等。
本文采用的無線網絡優化手段主要是路測，屬于單站優化。需對網絡參數進行采集和數據分析，找出影響網絡質量的原因，如無線電波傳播的不確定性（障礙物的阻礙等）、基礎設施（新商業區、街道、城區的重新安排）的變化、取決于地點和時間的話務負荷（如運動場）、話務要求、用戶對服務質量要求的增加等，還有如覆蓋不好、話音質量差、掉話、網絡擁塞、切換成功率、未開通某些新功能等，并通過技術手段或參數調整使網絡達到最佳運行狀態的方法，使得呼叫建立時間減少、掉話次數減少、通話話音質量不斷改善、網絡擁有較高可用性和可靠性，改善小區覆蓋、降低掉話率和擁塞率、提高接通率和切換率、減少用戶投訴，最終使網絡資源獲得最佳效益[7]。同時可以了解、研判網絡的發展趨勢，為進一步的發展擴容等提供技術依據和計劃建議。
2 路測與數據分析
路測可分為DT（Drive Test）和CQT（Call Quality Test），它們是單站優化的主要手段。
本文基于路測的實測網絡數據基礎上，對單站優化中可能存在的一些網絡問題進行具體的分析。
2.1 獲取采集任務
取得單站驗證的采集任務之后選擇好測試點以及測試路徑，覆蓋測試路線選擇原則：測試路線盡量遍歷測試小區的所有覆蓋區域，盡可能跑全待測基站周圍所有道路。本文所選擇的測試點位于武漢市江夏區的某小區。
2.2 設備準備與連接
路測所需設備如表1所示，其中路測系統軟件采用Span Outum 7.0，測試終端采用的是HUAWEI MIFI （CAT 4），將所需的硬件設備如測試終端以及GPS等連接到測試筆記本的USB口，安裝好驅動之后打開路測系統軟件，選擇好對應的端口以及波特率，確認將設備連接到路測軟件系統。導入小區網絡工參表和地圖文件，進行字段映射以及圖層標注。
2.3 數據采集及觀察記錄
2.3.1 基站基礎信息驗證
基礎信息驗證時先到基站處，通過測試專用GPS，檢查站點經緯度是否與工參表一致，通過目測，檢查天線方向角、天線下傾角、天線掛高是否與規劃數據相符，并在單站驗證報告中填寫基站的基礎信息如圖2所示。如發現基礎 信息與規劃有較大差異，則需上站進行檢查。
2.3.2 DT測試
DT測試主要包括：覆蓋是否正常、是否存在扇區接反、扇區方位角是否與規劃數據一致、切換是否正常、業務是否正常。
2.3.3 定點測試
根據覆蓋測試的RSRP分布如表2定義，找出極好點和極差點各一個，在這兩個點進行PING、FTP上傳和下載的功能測試。使用DUMETER軟件測試網絡的速率，并將測試結果進行截圖。
2.3.4 數據分析
吞吐率是衡量網絡性能的一個重要參數，是指在單位時間內通過的數據比特量，與終端性能、在線用戶數、調度算法、功率控制、載波帶寬、天線模式、時隙配置、CQI、SINR、MCS等都密切相關[8]，實測的吞吐率還與硬件故障、參數錯誤、外部干擾、傳輸資源不足等因素有關。
通過對極好點上傳下載的速率進行分析，發現實測中該小區無論上傳和下載速率都比較不穩定，在圖形上表現為鋸齒較大、掉坑以及裂縫，并且平均速率都沒有達到要求，如圖3所示。當TD?LTE子幀配比為2和特殊子幀配比為7時，可計算出理論上行吞吐率峰值為[9]20.4 Mb/s，從圖3（b）可知實際上行吞吐率與理論值存在較大的差距。
3 無線網絡優化
本文通過對影響吞吐率的因素進行逐個排查，定位影響吞吐率不穩定問題的最終原因并解決問題，達到無線網絡優化的目的。排查和定位流程如圖4所示。
3.1 排查定位
通過數據的分析，對小區上傳和下載速率不穩定和上行吞吐率與理論值存在較大差距的問題排查。
（2） 隨后排查基站以及PTN側、核心網側的參數配置，未發現問題。
（3） 通過對路測系統的測試文件log進行回放觀察，可以找到好點以及極好點，因此可以排除無線網絡不良的情況。
（4） 在好點或者是極好點時，MCS調度階數偏低，初步斷定是由于系統干擾引起上行傳輸速率嚴重不足。
（5） 由于目前LTE系統所使用的頻段受系統外的干擾可能性較小，所以可斷定是由系統內部干擾造成的。
（6） 查看該小區1扇區的干擾檢測情況，如圖5所示。
由圖5可見，此小區的上行干擾水平基本較平穩地保持在-100 dBm。正常水平應該在-116～-120 dBm。存在比較嚴重的干擾情況。
3.2 優 化
對于系統內部的上行干擾比較常見的可能是由于周圍站點GPS不同步導致的上下行時隙沖突[10]，因此首先搜集全網存在GPS告警的站點信息，導入mapinfo，發現該小區周圍存在較多的GPS告警站點，通過依次關閉有GPS告警的站點，可發現該小區1扇區的干擾水平就基本正常，干擾水平在-118 dBm左右。然后進行驗證測試，通過對干擾正常之后的該小區1扇區進行重新定點的吞吐率測試，測試結果如圖6所示，上傳平均傳輸速率已達到8.48 Mb/s，達到網絡優化的目的。
4 結 語
目前移動通信的發展已經轉變為業務驅動模式，多樣化的業務應用和質優價廉的通信資費是推動移動通信產業發展的兩大重要因素。隨著移動互聯網的蓬勃發展，在4G時代用戶對數據流量的需求變得更加旺盛。用戶需要在任何時刻、任何地點都能夠高速率的傳輸網絡數據，因此LTE對網絡優化變得比以往任何時刻都更加迫切。
本文基于路測對TD?LTE網絡優化分析流程進行詳細闡述，通過案例的分析和探討，指出可能影響無線網絡系統上下行吞吐率的原因，無線網絡優化是一個復雜而且系統的工程，需要在對TD?LTE理論掌握基礎上，對影響無線網絡的各個參數進行深入理解，才可能快速地對TD?LTE進行網絡優化，滿足用戶對無線網絡的需求，提升用戶滿意度。
參考文獻
[1] MURPHY M， MEEKER M. Top mobile internet trends [R/OL]. [2011?02?10]. http：//www.techweb.com.cn/special/download/kpcb.pdf.
[2] MATIN M A. Evolution of wireless and mobile communications [J]. Handbook of Research on Progressive Trends in Wireless Communications and Networking， 2014， 1： 1?17.
[3] 王映民.TD?LTE技術原理與系統設計[M].北京：人民郵電出版社，2011.
[4] 高亢.中國移動4G用戶突破5000萬[EB/OL]. [2014?11?14].http：//news.xinhuanet.com/2014?11/14/c_1113255204.htm.
[5] 梁纓，陳恒州.基于路測的移動通信網絡優化分析與實踐[J].電子技術與軟件工程，2014（9）：76?77
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