多模扫频仪在LTE网络规划和优化中的运用

2016-01-10 12:41:02   来源:eefocus   

关键字: 多模扫频仪  LTE  网络规划

1、概述

随着国内4G牌照发放,全国各省份都在紧锣密鼓地开展TD-LTE网络建设。TD-LTE网络的规划到优化,越来越受运营商的重视,都已成为如今工作的关注重点。 由于TD-LTE网络制式的自身特点,以及同频组网的特殊性,使得TD-LTE网络对于覆盖和干扰的控制有着很高的要求。同时,在步入4G商用的时代,绝大多数用户仍然使用着2G和3G网络,对于TD-SCDMA和GSM的网络的日常优化也是丝毫不能松懈的。

传统的测试终端,除了受限于自身的硬件灵敏度等因素,还受到其他诸多因素制约。包括LTE终端多以测试数据业务速率为主,其同频小区的解析能力有限,而TD/GSM的手机或者数据终端,则又受限于网络的邻区或参数规划,都不能客观地反映真实的无线覆盖情况。并且,一般的测试终端都无法对多种网络制式同时进行测试分析,而是各种网络制式拥有各自的测试终端,需要进行多次的测试才能获得每一种网络的测试数据,对于多网协调优化则更显得无能为力了。

扫频仪作为一款网络优化测试常用仪表,其多频段、多制式的灵活使用方式,丰富、完整的数据内容,为初期网络建设和深度优化阶段提供了实际有效的数据依据。本文将通过TD-LTE网络建设的各阶段对于扫频仪的功能应用来做介绍,希望对网络规划、优化的工作人员有所帮助。

2、认识多模扫频仪

多模扫频接收机是一种多功能扫频仪,能同时扫频接收2G/3G/4G等多种网络制式信号(本文以中国移动运营的GSM、TD-SCDMA、TD-LTE信号为主要对象),扫频输出结果内容丰富,包括空中接口的主要参数、频谱分析及地理化参数等,广泛的用于网络勘察、规划、建设、优化等使用场合。鉴于目前网络的复杂环境和多样的网规网优工作需求,现有的扫频仪系列一般能够提供三种测试模式:频谱测试模式、CW测试模式、Top N测试模式。每种模式针对无线网络规划、优化工作中的不同需要,可以提供相应的测试数据和分析手段。

下面,按照TD-LTE网络建设的顺序,逐一介绍扫频仪在各个阶段的应用。

多模扫频仪在LTE网络规划和优化中的运用

3、TD-LTE网络建设过程中的扫频仪应用

3.1前期规划

清频测试

建网初期,使用扫频仪器对新设频段进行的全频段摸底测试,统称清频测试。在LTE网络建设中,也有将一些低频谱效率系统进行清频转作LTE。目前LTE信号带宽可达到20M,散落在其带宽内的干扰信号会淹没在其信号内,对LTE数据业务的影响是巨大的,网络建设完成后,想从宽带的LTE信号中,分离这些干扰信号是很困难的。清频测试可以在预设频段使用前,对干扰基站信号的无线干扰源进行定位,找出干扰的方向、大小、频段。所以清频测试对LTE预设频段内干扰程度进行的评估,可以净化频段,降低底噪,减轻后续网优工作的难度[1]。在前期规划的清频阶段,可使用扫频仪的频谱测试模式进行清频测试。

频谱测试模式:通过频段和RBW的设定展示信号电压幅度随频率变化的规律。它能够在扫描范围内测量和显示各个频率上得信号特征,使测试人员能够方便的“看到”电信号,主要用于新设频段的底噪测试、干扰的评估、频率使用情况的评估等,典型应用如TD-LTE网络D/E/F频段的清频测试。如下图所示:

多模扫频仪在LTE网络规划和优化中的运用

目前,中移集团已在全国范围内推广了针对TD-LTE使用频段的清频测试。在许多地市发现了TD-LTE频段上存在的外部干扰,如F频段的小灵通信号、900M二次谐波、1800M泄露干扰,2500-2690MHz频段的广电信号、定位系统干扰等。

以下是在某市开展的清频测试中发现广电信号干扰的真实案例。测试过程中在高架和部分路面有时会出现多个有规则的波形,波形带宽约为8M,分布在2567-2575 MHz和2583-2591 MHz之间,分布很有规律,且在一段时间内持续。如下图所示:

多模扫频仪在LTE网络规划和优化中的运用

经和主设备厂商工程师验证,该信号应为广电信号,且前期已经基本验证了信号来源,扫频仪的测试数据再次验证了广电信号对TD-LTE D频段影响的真实性。

传播模型校正

 

经典的传播模型具有良好的普遍适用性,但是对于具体传播环境下路径损耗的预测不够准确,而我国的传播环境具有自身的特点,与国外的环境有较大的差别。对经典传播模型进行校正,可以充分利用经典传播模型对损耗趋势预测准确的优点,克服其在具体环境下不够准确的不足。

常用的方法是通过车载测试,得到本地的路径损耗测试数据,然后通过拟和的方法,用这些数据对原始传播模型公式的各个系数项和地物因子进行校正,使得校正后公式的预测值和实测数据误差最小。这样,经过校正以后的传播模型路径损耗预测的准确性将大大提高,能较好地反映本地无线传播环境的特点[2]。而测试的方式,通常是配合发射机,采用扫频仪的CW测试模式。

CW测试模式:以很窄的带宽测量移动网络系统内可能规划的,所有频率的中心频点功率值,主要应用于传播模型校正测试和频率规划工作,可以通过评估各频率中心频点的能量值,核查测试区域内频率使用情况[3]。应用模式如下图所示:

多模扫频仪在LTE网络规划和优化中的运用

3.2常规优化

进入网络建设的初期优化阶段,优化的首要对象就是覆盖,同时还包括干扰和邻区,这三大类问题贯穿于长期的网络优化工作中。对于优化阶段的数据测量,运用的是扫频仪最主要的一种测试方式,Top N测试模式。

Top N测试模式:通过解析网络制式内正常服务的小区的信息,分析网络无线环境中的覆盖、邻区和干扰问题,并通过数据统计和条件设定,给出问题小区的信息和问题路段的位置,以及问题占比、轨迹图、报表等内容,典型应用如ASPS的网络结构指数分析,现网中邻区关系分析和系统间的互操作问题,GSM的同邻频分析、TD-SCDMA的时隙干扰分析、TD-LTE的同模3分析等等。

覆盖分析

建网初期优化,覆盖类问题无疑是重中之重。同频组网的TD-LTE对覆盖要求非常严格,重叠覆盖度一旦过高,将直接引起严重的同频干扰和同模3干扰,严重影响RS-CINR,导致业务速率的急剧下降。如何在加大建站力度、扩大覆盖范围的同时,保证合理的网络结构就成为了摆在网优工程师面前的一大挑战。

在解决重叠覆盖这个问题上,使用扫频仪进行工程优化,是依靠扫频仪优异的同频解析能力(>15dB),对覆盖道路进行盲扫,找出符合重叠覆盖定义门限条件的同频小区,分析和上报各小区的重叠覆盖度,同时还能上报引起重叠覆盖的冗余小区,为开展覆盖控制优化提供大量数据,方便网优工程师查找问题小区。

以下图为例,重叠覆盖度场强差门限设定为6dB。在初次路测时,红色区域内采样点重叠覆盖度为3,即符合与第一强小区场强差6dB范围内的小区数为3(含第一强)。

多模扫频仪在LTE网络规划和优化中的运用

通过分析不难看出,该区域采样点内第二、第三强小区与第一强信号强度十分接近,在RSRP良好的情况下,由于重叠覆盖度高而导致CINR受影响,参考信号质量并非十分良好。如下图,通过软件自动生成的重叠覆盖度报告和冗余覆盖度报告,找出对重叠覆盖造成影响较大的小区,作为此次覆盖优化的重点。

多模扫频仪在LTE网络规划和优化中的运用

根据冗余覆盖度报告找出问题小区,适当调整其方位角下倾角,有效控制这些问题小区的覆盖距离。同时,根据重叠覆盖度报告适当加强受影响的第一强小区的覆盖强度。优化后覆盖效果如下图:

多模扫频仪在LTE网络规划和优化中的运用

 

经优化后,加强了红圈区域内第一强小区的覆盖强度,同时控制了第二、第三强小区的覆盖范围,红圈区域内重叠覆盖度明显下降。如当前采样点重叠覆盖度为1,表明该区与第一强小区场强差6dB范围内的小区数由3下降为1(含第一强),这说明此时已无小区与第一强小区场强差在6dB内,CINR也从7.65dB上升到15.48dB 。

除了解决重叠覆盖度以外,依靠扫频仪独立于网络的特点,高精度(RSRP检测精度-128dBm)的测量方式,可以检测出现网中存在的弱覆盖、越区覆盖、覆盖方向不符等覆盖问题,直接定位问题小区,生成各类问题核查图层,并将其相关的无线参数进行上报,方便网优工程师进行调整[4]。

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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_14297.html
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