基于路測的TD?LTE網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化分析論文
摘 要： 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展以及4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的逐漸商用，將帶動(dòng)全球通信行業(yè)產(chǎn)生前所未有的巨大變革。面對高速增長(cháng)的4G用戶(hù)數以及用戶(hù)對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )更豐富的需求、更優(yōu)異的體驗，4G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化更加凸顯其在網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量中的地位�；诼窚y，對單站的網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化重要指標進(jìn)行分析，并結合實(shí)測數據對可能造成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上下行吞吐率不穩定等問(wèn)題的原因進(jìn)行排查定位，達到覆蓋、容量、質(zhì)量的最佳組合，提高用戶(hù)滿(mǎn)意度，提升運營(yíng)商的品牌形象。
關(guān)鍵詞： TD?LTE； 網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化； 路測； 吞吐率
中圖分類(lèi)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(zhù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，全球數據流量大幅增長(cháng)。KPCB發(fā)布的《移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)趨勢報告》中指出：“未來(lái)5年全球移動(dòng)數據流量有望增長(cháng)26倍”[1]。人們希望通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳輸更多數據內容，包括更高質(zhì)量的視頻內容。出于競爭壓力、降低網(wǎng)絡(luò )承載壓力、成本驅動(dòng)等因素，各國運營(yíng)商紛紛宣布向LTE演進(jìn)并制定商用的進(jìn)程。2013年底中國工信部向國內三大運營(yíng)商：中國移動(dòng)、中國聯(lián)通和中國電信頒發(fā)了4G（TD?LTE）牌照，大大地開(kāi)拓了新市場(chǎng)，目前共有156個(gè)國家的412家運營(yíng)商正在投資LTE[2]。相比于2G、3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )，TD?LTE具有更高的傳輸速率、更短的系統時(shí)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(mǎn)足幾乎所有用戶(hù)對于無(wú)線(xiàn)服務(wù)的要求，因此4G一經(jīng)推出便受到廣大用戶(hù)的青睞。據中國移動(dòng)的最新統計，目前其4G用戶(hù)數已經(jīng)突破5 000萬(wàn)[4]。不久將頒發(fā)FDD?LTE的牌照，LTE FDD/TD的協(xié)同發(fā)展已形成全球規模，并朝著(zhù)FDD?LTE和TD?LTE混合模式組網(wǎng)發(fā)展，可以預見(jiàn)不久的將來(lái)，全球通信行業(yè)將產(chǎn)生前所未有的巨大變革。
一方面，現網(wǎng)本身建設中沒(méi)有優(yōu)化到位導致無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )存在諸多問(wèn)題；另一方面，基礎設施、障礙物、基站、用戶(hù)數量及需求發(fā)生變化，導致無(wú)線(xiàn)環(huán)境發(fā)生變化；加之，無(wú)線(xiàn)信道的多徑衰落等特性，導致網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量下降影響通信質(zhì)量，影響了用戶(hù)對運營(yíng)商滿(mǎn)意度的評價(jià)[5]，因此4G網(wǎng)絡(luò )無(wú)論是在建設期、發(fā)展期以及成熟期都需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化。本文基于路測對單站的網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化重要指標進(jìn)行分析，并結合實(shí)測數據對可能造成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上下行吞吐率不穩定等問(wèn)題的原因進(jìn)行排查定位，保證網(wǎng)絡(luò )順暢快捷，提高用戶(hù)滿(mǎn)意度，提升運營(yíng)商的品牌形象，使用戶(hù)獲得最佳的體驗，達到覆蓋、容量、質(zhì)量的最佳組合。
1 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化
所謂無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化，就是根據系統的實(shí)際表現和實(shí)際性能，對系統進(jìn)行分析，并通過(guò)對網(wǎng)絡(luò )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(yōu)服務(wù)質(zhì)量[6]。
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的目標主要包括：覆蓋優(yōu)化、容量?jì)?yōu)化以及質(zhì)量?jì)?yōu)化。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化基本思想：關(guān)注網(wǎng)絡(luò )的覆蓋、容量、質(zhì)量等，通過(guò)覆蓋調整，干擾調整，參數調整，故障處理等等各種網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化手段達到網(wǎng)絡(luò )動(dòng)態(tài)平衡，提高網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量，保證用戶(hù)感知。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化方法在建設期可分為單站優(yōu)化、片區優(yōu)化/簇優(yōu)化、全網(wǎng)優(yōu)化等。
本文采用的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化手段主要是路測，屬于單站優(yōu)化。需對網(wǎng)絡(luò )參數進(jìn)行采集和數據分析，找出影響網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量的原因，如無(wú)線(xiàn)電波傳播的不確定性（障礙物的阻礙等）、基礎設施（新商業(yè)區、街道、城區的重新安排）的變化、取決于地點(diǎn)和時(shí)間的話(huà)務(wù)負荷（如運動(dòng)場(chǎng)）、話(huà)務(wù)要求、用戶(hù)對服務(wù)質(zhì)量要求的增加等，還有如覆蓋不好、話(huà)音質(zhì)量差、掉話(huà)、網(wǎng)絡(luò )擁塞、切換成功率、未開(kāi)通某些新功能等，并通過(guò)技術(shù)手段或參數調整使網(wǎng)絡(luò )達到最佳運行狀態(tài)的方法，使得呼叫建立時(shí)間減少、掉話(huà)次數減少、通話(huà)話(huà)音質(zhì)量不斷改善、網(wǎng)絡(luò )擁有較高可用性和可靠性，改善小區覆蓋、降低掉話(huà)率和擁塞率、提高接通率和切換率、減少用戶(hù)投訴，最終使網(wǎng)絡(luò )資源獲得最佳效益[7]。同時(shí)可以了解、研判網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展趨勢，為進(jìn)一步的發(fā)展擴容等提供技術(shù)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(yōu)化的主要手段。
本文基于路測的實(shí)測網(wǎng)絡(luò )數據基礎上，對單站優(yōu)化中可能存在的一些網(wǎng)絡(luò )問(wèn)題進(jìn)行具體的分析。
2.1 獲取采集任務(wù)
取得單站驗證的采集任務(wù)之后選擇好測試點(diǎn)以及測試路徑，覆蓋測試路線(xiàn)選擇原則：測試路線(xiàn)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?chē)械缆�。本文所選擇的測試點(diǎn)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(dòng)之后打開(kāi)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(wǎng)絡(luò )工參表和地圖文件，進(jìn)行字段映射以及圖層標注。
2.3 數據采集及觀(guān)察記錄
2.3.1 基站基礎信息驗證
基礎信息驗證時(shí)先到基站處，通過(guò)測試專(zhuān)用GPS，檢查站點(diǎn)經(jīng)緯度是否與工參表一致，通過(guò)目測，檢查天線(xiàn)方向角、天線(xiàn)下傾角、天線(xiàn)掛高是否與規劃數據相符，并在單站驗證報告中填寫(xiě)基站的基礎信息如圖2所示。如發(fā)現基礎 信息與規劃有較大差異，則需上站進(jìn)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(yè)務(wù)是否正常。
2.3.3 定點(diǎn)測試
根據覆蓋測試的RSRP分布如表2定義，找出極好點(diǎn)和極差點(diǎn)各一個(gè)，在這兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行PING、FTP上傳和下載的功能測試。使用DUMETER軟件測試網(wǎng)絡(luò )的速率，并將測試結果進(jìn)行截圖。
2.3.4 數據分析
吞吐率是衡量網(wǎng)絡(luò )性能的一個(gè)重要參數，是指在單位時(shí)間內通過(guò)的數據比特量，與終端性能、在線(xiàn)用戶(hù)數、調度算法、功率控制、載波帶寬、天線(xiàn)模式、時(shí)隙配置、CQI、SINR、MCS等都密切相關(guān)[8]，實(shí)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(guān)。
通過(guò)對極好點(diǎn)上傳下載的速率進(jìn)行分析，發(fā)現實(shí)測中該小區無(wú)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(méi)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(shí)，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(shí)際上行吞吐率與理論值存在較大的差距。
3 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化
本文通過(guò)對影響吞吐率的因素進(jìn)行逐個(gè)排查，定位影響吞吐率不穩定問(wèn)題的最終原因并解決問(wèn)題，達到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的目的。排查和定位流程如圖4所示。
3.1 排查定位
通過(guò)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(wèn)題排查。
�。�2） 隨后排查基站以及PTN側、核心網(wǎng)側的參數配置，未發(fā)現問(wèn)題。
�。�3） 通過(guò)對路測系統的測試文件log進(jìn)行回放觀(guān)察，可以找到好點(diǎn)以及極好點(diǎn)，因此可以排除無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )不良的情況。
�。�4） 在好點(diǎn)或者是極好點(diǎn)時(shí)，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(jiàn)，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(yōu) 化
對于系統內部的上行干擾比較常見(jiàn)的可能是由于周?chē)军c(diǎn)GPS不同步導致的上下行時(shí)隙沖突[10]，因此首先搜集全網(wǎng)存在GPS告警的站點(diǎn)信息，導入mapinfo，發(fā)現該小區周?chē)嬖谳^多的GPS告警站點(diǎn)，通過(guò)依次關(guān)閉有GPS告警的站點(diǎn)，可發(fā)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(jìn)行驗證測試，通過(guò)對干擾正常之后的該小區1扇區進(jìn)行重新定點(diǎn)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(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的目的。
4 結 語(yǔ)
目前移動(dòng)通信的發(fā)展已經(jīng)轉變?yōu)闃I(yè)務(wù)驅動(dòng)模式，多樣化的業(yè)務(wù)應用和質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的通信資費是推動(dòng)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大重要因素。隨著(zhù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，在4G時(shí)代用戶(hù)對數據流量的需求變得更加旺盛。用戶(hù)需要在任何時(shí)刻、任何地點(diǎn)都能夠高速率的傳輸網(wǎng)絡(luò )數據，因此LTE對網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化變得比以往任何時(shí)刻都更加迫切。
本文基于路測對TD?LTE網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化分析流程進(jìn)行詳細闡述，通過(guò)案例的分析和探討，指出可能影響無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統上下行吞吐率的原因，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化是一個(gè)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(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的各個(gè)參數進(jìn)行深入理解，才可能快速地對TD?LTE進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化，滿(mǎn)足用戶(hù)對無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的需求，提升用戶(hù)滿(mǎn)意度。
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