【高速环境下覆盖与容量优化算法综述8300字】

高速环境下覆盖与容量优化算法综述目录TOC\o"1-2"\h\u3821高速环境下覆盖与容量优化算法综述 1319681TD-LTE网络优化概述 1158441.1优化原则 1150231.2TD-LTE无线网络规划流程 390791.3总体规划思路 4121832TD-LTE网络规划特点 5194572.1需求分析 6142932.2频率规划 6263242.3覆盖规划及链路预算特点 685343TD-LTE网络优化方法 7323863.1PCI优化 8223593.2干扰排查 8308493.3覆盖优化 8235403.4系统参数优化 8161154LTE网络优化流程 818871总体网络优化流程 8198562LTE网络优化流程 9401(a)排查影响设备运行的告警 925350(5)优化方案实施:根据上一步制定的优化实施调整方案; 10211643LTE网络优化关键步骤 1025173(1)网络参数核查 101913(2)邻区核查 103044(3)设备健康检查 104755(4)射频通道检查 11134115TD-LTE网络优化运用 116218(1)工具功能使用简单介绍 114033(2)工具使用注意事项 121TD-LTE网络优化概述1.1优化原则随着大数据时代的到来，中国移动对LTE网络的不断建设、优化和测试，一张具有竞争力的LTE网络逐步形成。面对WCDMA，CDMA2000以及WLAN的竞争，LTE网络的优化，网络质量也面临前所未有的挑战。只有不断对LTE网络进行优化提升，才可以打造LTE精品网络，满足客户需要。一张具有领先优势的网络是通过不断优化产生的，而网络优化是需要多人努力，不断创新的结果，是一项长期复杂而又意义深远的工作。作为一种新型的4G网络技术，TD-LTE网络优化工作内容与GSM/TD-SCDMA等其它网络制式相比，既有相同点也有不同点。相同的是，网络优化的工作目标和效果都相同，不同的是优化的对象、参数以及优化的方法有所区别。LTE作为新一代移动通信的统一标准，具有频谱效率高、高速速率、高移动性和扁平化的网络结构等多种优势，为了确保确保通话质量和网络的稳定性以及客户的良好感知度等因素，对网优工程师在TD-LTE无线测试以及对网优难题的解决方面都提出了很高的要求。只有这样才能让客户真正体验到TD-LTE带来的真实感受和对生活的改变。在实际优化过程中，现场模拟用户行为，通过严格的检查测试和结果分析并结合专业工具分析，可以有效检查现网设备运行的状态以及网络性能的好坏程度，为提升网络质量和发现网络问题提供支撑。单站验证采取DT和CQT两种测试相结合的方式，主要是保证待优化区域中的各个小区的接入、切换、FTP上传和下载等功能是否均是正常的。可以区分网络覆盖问题和设备功能性故障原因造成的接入、切换等问题，有利于准确定位和解决后期优化过程中遇到的问题，提高工作效率，为后期优化工作做支撑。（1）LTE网络优化指导思想LTE网络优化的指导思想是在低成本运营下，建设一个高容量和覆盖范围较大的通信网，为客户提供优质的通信网络服务，并适应未来网络发展和网络设备更新及扩容的需要。LTE网络优化的工作思路是首先做到无缝全覆盖，在全覆盖得到保证的基础上进行其它类型业务优化如干扰、接入失败等，最后进行整体优化。LTE网络优化的原则包括以下内容（a）最佳的系统覆盖覆盖优化是LTE网络优化的重点。在系统的覆盖范围内，为了满足业务所需的最低电平的需求，一般是通过人为调整功率、天线等手段来实现。尽可能利用有限的资源来实现覆盖性能的最优化，降低系统覆盖问题导致的客户频繁掉线或者无法连接、切换异常等。在工程建设初期可根据客户反映实情、无线环境等因素对基站位置进行合理规划、设置天线参数及发射功率的修改。然后在后期优化中，再根据客户实际需求及检测情况进一步对天线参数及功率设置进行调整，从而进一步对网络覆盖问题进行优化。TD-LTE在对覆盖进行规划时，为了满足边缘用户的需要可以指定速率目标，也就是说在覆盖半径的边缘，对用户在使用数据业务时要求满足某一特定速率，例如256kbps，512kbps，甚至在某些特殊场景下的业务需要，可以提出1Mbps或者更高的下载速率。只要不超过TD-LTE系统的理论最高速率，TD-LTE系统就可以实现系统资源的分配与配置，从而满足用户不同的业务速率需求。（b）合理的邻区优化影响终端测量不准确的主要因素是邻区过多，这样会出现不及时切换或错误切换及重新选择慢等情况；邻区太少，会引起孤岛效应和错误切换等；错误的邻区信息会导致网络的正常切换。这两种情况都会影响网络的连接、掉话和切换等指标，影响客户感知。因此，要保证通话质量和网络的稳定就必须合理的邻区优化。（c）系统干扰最小化系统干扰分为两类，一类是系统内部引起的干扰，如基站设备参数配置有错误，GPS跑偏、RRU设备故障等；另一类是系统外部干扰。这两类系统干扰都会对现网质量有影响。系统内部干扰的解决思路是调整各项参数，如功率参数，功率控制参数，算法参数等，使系统内部干扰尽可能最小化；系统外部干扰的解决思路是通过对系统外部环境进行干扰原因排查和定位干扰源，使系统外部干扰最小化。（d）均匀合理的基站负荷为了使基站负荷均匀合理，对基站覆盖范围进行调整，合理控制基站负荷。1.2TD-LTE无线网络规划流程无线通信网络的设计以及实施通常情况下可以根据内容分成新建的网络工程以及网络扩容工程。这两种工程在进行计划的时候便有所不同，但都是在运营商限定的投资成本内，通过在使用范围内建立若干基站，为使用者提供足够的网络容量以及网络信号的有效覆盖，实现用户对于移动网络的需求。要详细全面的设计一个网络覆盖系统，通常的会分成三个主要阶段:准备阶段，预设计阶段以及设计的具体实施阶段。在进行准备的过程中，首先要确定一个完善的实施方案，确定每一个步骤要完成的任务，同时还要对目前网络的情况进行调查，通过经验模型来评估使用者对于系统的要求和期望，同时还要准备好系统实现所需的各种工具以及软件。进行预设计时，要以投资的数额以及目的对系统的要求做出初步分析，定制实施计划，并以此为根据设计网络的容量以及覆盖范围，也可以进行一些有关的前期检测。经过一段时间的调查和分析之后，就可以实现进行网络覆盖系统的开发设计时期，首先要进行的是对于基站位置的规划，然后是设计一系列的参数，最后进行模拟操作进行验证。这个过程可以往复进行，仿真结果可以作为后续继续调整和完善网络覆盖系统的基站地址以及参数的依据。对基站的位置进行合理的布局，必须先对链路值进行合理的预算，得到一个合理的基站列表，并进行站点的分布;然后通过对实际应用情况的检查分析站点位置的可行性，确定好基站位置后要对各项参数进行确定。然后就可以直接将各项预设的参数以及数据录入到仿真系统内，计算覆盖率以及网络容量，对比是否能够完成设计目标。并通过结果判断是否需要进一步调整，然后再次进行仿真模拟，直到实现设计目标。因为准备工作并不涉及技术层面的问题，只是与运营市场以及相关单位的联系，所以并未进行描述。下面将从需求的分析、容量的确定、如何避免干扰以及覆盖的实施方案等方面对该系统进行介绍。1.3总体规划思路近年来我国高速铁路建设事业飞速发展，多条城际快速铁路和高速客运专线已在加紧建设，可以预见，未来几年高速铁路将成为地面客运的主流。在高铁上的乘客有很大一部分都是中高端商务客户，如果可以提高高铁的网络信号覆盖水平，不但可以提升用户体验，还可以维护运营商所树立的品牌形象。高铁移动网络覆盖设计的整体思路。高铁沿线网络的覆盖作为移动网络的一个方面，进行设计以及实施的过程中都要遵循无线网络建设的总体规范，要与2G/3G网络的目标和发展相适应。高铁沿线的网络覆盖无论是从最初方案的设计、现场的实地考察、实施原则、工程的实现，以及完工之后应用期间的维护都要与铁路部门以及通信管理部门进行联系和沟通，实现意见的统一以及目标的一致性。也可以协调共享基站的地址、隧道设施等一系列的基础设备，通过这种方法可以减少投资商的投入，避免浪费，提高各项设备的使用效率。如果铁路正处于建设阶段，网络覆盖系统要随时保持联系，提前完成进行设计、选址以及各项基础设施的筹建，争取可以与高铁的建设同一时间竣工。针对建设比较困难的场所，比如桥梁隧道等，应该提前做好准备，避免措手不及。由于科技的不断发展，4G终端及其业务在生活中越来越普遍，正常情况下，3G的网络信号应该可以覆盖到每一条铁路。而针对4G网络就必须参考市场的需求，观察是否有必要和3G网络一起进行建设。一旦决定4G/3G全部实现网络覆盖，就必须统一进行，分享站点以及设施。针对穿越不同省市的高铁线路，省市之间要进行统筹计划，保证覆盖整体不受破坏，同时保证省市之间流畅切换。由于车体的穿透损耗与列车的种类密切相关，所以还是要综合考虑链路的估算情况，必须保证在损耗最大和最小的情况下都可以保持网络性能稳定。小区切换带的设置:确保在高速运行的条件下，使用终端可以获得充足的切换路径的时间。相对于GSM网络覆盖系统而言，完成小区的重选或者是切换最少要花费5s的时间;而TD-LTE的切换只需3s即可完成。在铁路运营初期速度还有提升空间，因此要做长远打算，增加使用车速的最大值。另外还要根据高铁行经的地势的变化，考虑到不同运行环境的运行速度也存在差异，对网络适用速度的设计进行分段，个性化设计。高铁上信号的穿透损耗还和信号入射的角度相关，当信号垂直入射时，其损耗达到最小值，因此要使发射基站与铁路相隔一段长度，保持较大的入射角。(9)高铁呈线状分布，会经过很多不同的地形以及地貌，所以覆盖方式也随之变化，通常情况下可以采取的覆盖方式包括:大网宏基站、BBU(BuildingBasebandUnit，基带处理单元+R.RU、光纤直放站等，这样的结合就可以完成较少投资但较高质量的高铁网络覆盖。2TD-LTE网络规划特点TD-LTE和3G网络设计的不同主要体现在对于网络的需求不同，频率的设计不同，规模的规划不同，网络参数的设计不同等等。TD-LTE网络系统在使用的对信号边界的处理、用户体验以及对于服务模型的模拟上优势突出。2.1需求分析由于网络用户的增加非常迅猛，所以无线网络无论是容量还是覆盖范围都有不断扩大的趋势，也正是因为这样，网络的建设一直在不断地开展，包括2G/3G网络也都服务于广大群众。在这样的条件下，TD-LTE的出现不但减少了由于上一代网络技术存在很多不足之处而失掉的用户，还能够解决信息量不断增加的压力。所以，对于TD-LTE而言，他不应该仅仅是建设4G网络，还要增加与2G/3G网络之间的合作。其实TD-LTE的建设的主要原因就是想要改善网速，所以在进行网络覆盖的设计时要把主要精力放在室内、外的热点区域，扩大覆盖面积，减少使用者在不一样的系统之间进行切换，让使用者收获更好的使用体验。另外，TD-SCDMA技术还不够成熟，而TD-LTE有很大的机会全面替换掉3G网络，在未来的通信技术中作为中坚力量存在。在进行TD-LTE网络的设计时，还要重点思考以下两个方面。部署场景为TD-LTE网络进行网络场景的部署需要首先研究目前网络中的数据流量，为今后的发展做出合适的规划，重点考虑那些热点区域。因为GSM所主打的是语音服务，因此TD-SCDMA的发展已经无法适应时代的变化以及用户在通信需求上的改变，所以对于网络技术而言，对于市场未来发展趋势的把握非常重要。新关键网络指标要求天线接收的功率RSRP(ReferenceSignalReceivingPower)这一技术指标作为评判信号覆盖的强弱情况，新增的标准是要查看在小区边界处的使用者的网速以及切换成功率。2.2频率规划由于每个国家运营商已使用的频率资源各不相同，因此在引进LTE技术的时候分配的频谱资源也不尽相同，FDD(FrequencyDivisionDuplexing)和TDD(TimeDivisionDuplexing)模式使用的频率也有不同。FDD网络主要集中在2.6GHz频段;TD-LTE网络主要占用2.6GHz,2.SGHz和2.3GHz。我国TD-LTE频谱在去除两端留出各SMHz保护带后，实际可用频谱共40MHz。依据大带宽组网部署的原则，在40MHz带宽下，有同频组网及异频组网两种方式。2.3覆盖规划及链路预算特点(1)频段对覆盖的影响对于目前的TD-LTE网络的覆盖而言其最为重要的影响因素就是频率，TD-LTE网络所使用的频率范围偏高，信号强度在传递的过程中会发生较大的损失，穿透的效果会不理想，直接影响到网络信号的覆盖面积及其传递的效率。所以必须对网络进行各项参数的修正来估计损耗的大小。往往在进行室内覆盖时也会出现这样的情况，因为高频段的传播损失比较多，所以要用更粗的馈缆来保证信号的强度。(2)技术差异对覆盖的影响TD-LTE网络所使用的信道都是共享信道，所以也要关注小区边界上信号最差处的使用者的联网速率，使其满足基本的使用要求，要扩展网络的有效范围，在保持速率一定的条件下，覆盖的面积和使用的RB(ResourceElement)资源以及子帧的数目呈正比。在2G/3G网络技术中都是利用更改网络覆盖半径来调节功率。链路预算中的差异进行链路的预算主要是在实现了系统的业务需求的条件下，估算出传送过程中信号的最大损耗，通过依靠所选的模型得出建立高铁网络覆盖面积。TD-LTE的链路预算。需要注意以下几点①发送功率对覆盖的影响由于TD-LTE频率较高，经过路径损耗后到达终端的功率与发射功率增加并不成完全正比，通过计算，在一定功率值附近频谱效率达到平衡。不同厂家生产的设备具有不一样的计算方法，所以设备的发射功率也不一样。②多天线技术的影响一般情况下，TD-LTE系统应用于高铁沿线时，特别是小区边界位置会通过波束赋形来对网络信号进行改善，同时也可以提高系统的各项性能。这一技术的应用，还可以扩大网络覆盖的面积。因此，将多天线技术应用到TD-LTE中对网络覆盖效果以及范围的影响都很大。3TD-LTE网络优化方法TD-LTE网络优化方法有对PCI模三干扰进行优化、排查干扰问题、覆盖性能的优化、相邻小区之间的优化、系统参数的优化等。3.1PCI优化PCI干扰会引起下载速率较慢、掉话等问题。PCI优化需要遵循以下三大原则：PCI复用至少大于五倍的小区半径，间隔四层以上小区；相同的PCI不要在同一个小区的所有邻区中出现；尽量使相邻小区模3后的余数不同，也就是错开邻区导频位置。3.2干扰排查在干扰排查过程中，因干扰源不同，可将干扰分为两类。一类为系统内干扰，如GPS不精确、基站设备故障、天馈故障等；一类为系统外干扰，如互调、杂散、阻塞等干扰。3.3覆盖优化造成接入成功率较低、掉线率较高、切换成功率较低及下载速率较低的原因多数是由于过覆盖或覆盖不足造成的。产生LTE覆盖问题的原因很多，有天馈问题、与覆盖相关的参数设置问题、基站设备问题等。覆盖优化措施有检查天馈是否完好、调整天线的方向角和俯仰角、调整天线波束赋形系数、检查基站设备工作状态、检查邻区关系、调整功率参数等。对邻区进行优化，主要为了提高网络覆盖率，提高接通率，优化切换的成功率。邻区配置过程中主要会出现如下两个问题，邻区漏配可能会直接导致掉线，邻区多配不仅会占用邻区资源，也会影响检测的准确性。因此合理配置邻区尤为重要。在实际优化过程中再根据基站所处位置、无线网络的环境、KPI考核指标和测试数据对邻区进行核查和调整优化。3.4系统参数优化当前，TD-LTE系统参数有天线技术、功率设置、PCI、切换、干扰规避算法等。3G网络优化为TD-LTE的网络优化提供了有力的数据支撑，许多好的思路可以参考，但是两个系统还存在差异，因此在实际优化过程中的切入点、优化的调整方法还是存在差异的。4LTE网络优化流程1总体网络优化流程在整个网络优化流程中，从网络优化项目启动、基础数据收集、基站勘察、站点建设到站点调测完毕后，网络优化开始进入单站验证阶段。单站验证是通过小区的设备功能进行自检测试，检验每个小区的设备功能是否完好，各项指标是否达标。当优化小区通过了单站验证，说明该站设备功能完好，单站验证阶段结束，进入到下一个簇优化阶段。单站验证在整体网络优化过程中所处位置如图1所示。图1整体网络优化流程LTE系统优化重点关注的是网络的覆盖、容量、质量等内容，为了达到这一目标，要对网络覆盖进行调整、干扰优化、参数调整及显/隐形故障排查等多种网络优化手段，以实现网络动态平衡，提高网络质量，保证用户感知。LTE系统与其它系统有所区别，系统优化中的接入、切换等各种过程涉及的参数不同以及无线资源管理算法不同，导致干扰源也存在较大不同，要想解决必须通过不同的优化手段来实现。工程优化阶段:(1)单站覆盖测试、业务验证(2)了解业务性能指标、对簇、片区进行覆盖监测(3)全网覆盖测试、业务性能指标网络运维阶段:(1)全网覆盖测试(2)全网业务性能测试(3)全网设备告警监控2LTE网络优化流程(1)网络评估测试:对现网情况进行摸底，对需要优化的区域网格进行评估，包括网管中心的数据统计、用户投诉情况、DT和CQT测试分析等。(2)设备故障定位:根据网管中心的数据统计，分析判断导致网络指标较差的原因，对问题小区进行定位和评估。(a)排查影响设备运行的告警(b)核查问题小区和传输异常(c)排查设备可用率异常的小区(d)排查覆盖异常区域及干扰区域(3)数据采集:通过OMC统计、DT,CQT等有针对性采集数据;(4)定位问题:以路测结果、CQT测试报告、对干扰源定位和话务统计分析;(5)优化方案实施:根据上一步制定的优化实施调整方案;(6)验证性测试:网络优化完成之后，对问题小区进行复测，进行数据采集并对数据进行分析，以此来验证系统优化后的性能是否有所提升;(7)优化验收和总结:对网络性能做优化后评估，判断网络性能是否恢复正常，以此来满足移动运营商和客户的需要并提供优化总结报告。3LTE网络优化关键步骤一般情况下，网络优化时按照基站簇进行的，一个簇包括20个基站左右。基站簇优化是指在对某个特定区域的N个独立基站进行有目标性的优化。划分基站簇的主要依据[m基站所在的地理环境、区域特征(平原或丘陵)、相同的TAC区域等。一个基站簇包含的基站数不需要太多，为了防止基站簇的边界小区形成孤岛效应往往会在每个基站簇之间覆盖区域设置相应的重叠小区。(1)网络参数核查网络参数核查，指的是网络实际配置的参数与规划参数一致性的核查。在很多网络中都遇到过这种问题，发现实际配置的参数与规划参数差异很大。很多网络性能问题定位到最后，都发现是一些人为操作原因导致的参数问题，比如某些特性开关没有开启，参数升级没有继承等等。需要核查的参数包括如下:PCI冲突核查;网络基本信息:如频点、带宽等;规划的参数:如PLMN,eNodeBID,CELLID等;其它需要优化的参数。邻区核查邻区核查，指的是网络中实际配置的邻区与规划结果一致性的核查。设备健康检查重点确认网络中不存在影响网络性能的告警(对TDD来说，尤其要关注GPS相关告警)。另外需要关注当前的eNodeB版本是否为推荐版本，是否存在大量版本已知问题可能影响优化工作的开展。射频通道检查排查基站的射频通道质量(如VSWR,RSSI等)，提前排除对网络覆盖和性能的负面影响。整个射频通道核查动作可包括4个核查内容:上行通道核查，上行天馈核查，下行通道核查，下行天馈核查。优化的手段包括:基站设备故障处理、射频通道参数优化、相邻小区优化、天馈线优化、施工质量问题处理等。数据分析和故障定位的内容包括:对接通率、覆盖、干扰、小区吞吐率、掉话、切换、下载速率优化等，通过数据分析核故障定位，提供优化措施。在数据分析及故障定位阶段给提供优化措施包括邻区修改、天馈调整、PCI调整、切换阀值修改等。修改和调整时需要注意做好记录。调整实施结束，要求安排网优测试人员对问题区域进行复测，以此验证优化成效并提供整个网络优化分析报告。5TD-LTE网络优化运用TD-LTE建网初期，网络覆盖尚不完善，客户对语音通话还有很大需求，这就需要移动终端与GSM/TD-SCDMA进行互操作[yob。在语音通话结束或TD-LTE网络覆盖性能良好时，移动终端再返回TD-LTE网络，这样不影响客户进行其它移动互联网的应用体验。邻区核查工具是对GSM/TD-SCDMA/TD-LTE三网互操作时邻区的核查。(1)工具功能使用简单介绍(a)42一致性功能:输入:42邻区关系，2G工参输出:42邻区关系与