LTE簇优化流程及方法研究

LTE网络簇优化流程及方法研究 1 引言 LTE系统的架构设计是以优化分组数据业务为主要考虑，有效支持高速率和低时延的数据服务，并保证与不同制式的顺畅切换，整个LTE的架构称为EPS（Evolved Packet System，演进分组系统），在EPC（Evolved Packet Core，演进分组核心网）有2种最基本的节点：MME（Mobility Management Entity，移动管理实体）和SGW（Service Gateway，服务网关）、PGW（PDN Gateway，分组数据网网关），而E-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，演进的通用陆地无线接入网）只有eNodeB[1]。 为了满足快速建网的需要，网络的建设和优化往往并行进行，边开站边优化。簇优化通常是在eNodeB单站优化完成后进行，其目的是检验在LTE工程建设阶段各基站与簇的质量符合规划要求，硬件和软件配置与设计方案一致，基站簇的各项关键指标达到规划要求，尽量在网络结构上良好布局，杜绝影响后期全网优化的工程规划问题，为后期更深度的针对性优化打下扎实的基础[2]。

2 基站簇优化工作流程 基站簇优化工作流程分为3大阶段：簇优化准备工作、簇优化实施工作、簇优化验收工作。 2.1 簇优化准备工作 （1）划分和选择基站簇 从基站簇优化的目标和项目管理等方面考虑，通常在无线网络优化中，基站簇的划分和选择应遵循以下主要原则： ◆基站簇应包含若干个地理上相邻连片的基站，基站簇大小一般为20至30个基站； ◆基站簇所包含的区域应尽量具备一致的地物分布特性，如密集城区、一般城区等，可选择覆盖区域内明显的特征地物类型作为簇之间的边界，如山脉、河流等； ◆基站簇内的基站应具备连续覆盖条件，至少开通80%的站点，否则基站簇的优化成果有可能随簇内新站点的开通而受到影响，导致重复工作。 （2）配置基站参数及确认状态 在基站簇优化开始实施前，需对簇内基站之间的邻区关系等参数进行配置，检查簇内站点是否正常运行且没有告警等。准备好基站簇优化的基本资料，包括：站址勘察及规划设计图纸、单站优化报告、站点配置参数表和网络布局结构图等。 （3）规划测试路线 测试路线应经过簇内所有开通的站点，并且包括相邻簇的重叠覆盖区域，以便测试相邻簇重叠覆盖区域的切换和移动性能。将车辆行进方向的路线标注出来，并保存成MapInfo的格式，用于后期优化验证阶段保持同样路线测试条件，对前后结果进行比较论证。 （4）准备测试工具 开展优化前要准备好测试工具，如数据卡终端、测试电脑、软件加密狗、前台测试软件、后台分析软件、逆变器、电源插排和GPS等。 2.2 簇优化内容 在测试优化区域内首先进行数据业务的上传、下载及短呼测试，完成测试数据采集后针对测试数据进行簇优化实施。在簇优化实施阶段的主要工作包括：覆盖优化、干扰优化、切换优化、KPI（Key Performance Indicator，关键绩效指标）指标优化、网管告警和故障排查等。基站簇优化的主要工作如表1所示： 表1 基站簇优化的主要工作 优化工作 优化目标说明 覆盖优化 解决信号弱覆盖、越区覆盖、无主服务小区覆盖及SINR质差的问题 干扰优化 解决网内和网外干扰问题，如PCI冲突、同频等 切换优化 解决邻区关系配置和切换参数配置问题，提高切换成功率 KPI指标优化 解决掉线率和连接成功率等KPI指标问题 网管告警和故障排查 解决网管的故障告警和硬件问题

（1）覆盖优化分析 覆盖优化分析是基于对基站簇区域的路测数据分析，通过测试设备记录log，使用后台分析软件导出所需的测试数据，包括经纬度、SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比）值、RSRP（Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率）值以及PCI（Physical Cell ID，物理层小区标识号）覆盖等指标，然后通过MapInfo导出测试覆盖图并分析。覆盖优化分析过程包括如下： ◆服务小区主导性分析 无覆盖和弱覆盖区域：通过后台处理软件导出相应的PCI覆盖图确定弱覆盖区域规划设计中主服务小区覆盖差的原因，结合现场勘测输出方案，通常对天线方向角、下倾角、高度等进行基础RF优化调整和新增站点来解决；越区覆盖区域：通过后台处理软件查看指定小区信号覆盖范围是否超过两层基站，越区覆盖一般通过调整天线方向角、下倾角等措施来控制其覆盖范围；无主服务小区覆盖区域：无主服务小区是指某覆盖区域内服务小区和邻区的接收电平相差不大，进而导致切换频繁或者掉线等问题，如果所有小区RSRP差，也可认为是弱覆盖的一种[3]，通过控制邻小区覆盖范围或提升主服务小区的RSRP功率和降低邻小区RSRP来解决；SINR质差区域：SINR的质量好坏会影响吞吐量的高低，一般通过小区功率参数优化、PCI合理规划和重叠覆盖优化等措施来提升SINR质量。 ◆上行覆盖问题分析 上行覆盖问题分析是对DT测试获得的Tx Power进行分析。若Tx Power高于一定门限值，则可能存在上行覆盖问题。在上行覆盖问题区域分析下行CPICH RSRP覆盖是否也存在空洞。对于上下行覆盖均很弱的情况，首先要解决下行覆盖，再考虑解决上行覆盖问题；对于仅有上行覆盖弱的情况，可以通过排除上行干扰影响、增加塔放、调整天线的下倾角和方向角等方式来解决。 ◆下行覆盖问题分析 下行覆盖问题分析是对DT测试获得的CPICH RSRP值进行分析。若RSRP低于一定门限值，则可能存在下行覆盖问题。在下行覆盖问题区域分析与相邻基站的结构覆盖关系，检查相邻站点的CPICH RSRP值分布是否正常。如果存在问题，可以通过调整天线的下倾角和方向角进行改善覆盖，或者增加资源。 （2）干扰优化分析 干扰将直接影响测试的指标，最坏情况下会导致无法接入和不断掉线。干扰优化分析包括如下： ◆网内干扰优化 通过DT测试中接收的SINR指标数据进行问题定位区域，若RSRP和SINR都差，则是弱覆盖，需要进行覆盖优化分析；若RSRP好但SINR差，则确定为下行干扰，一般通过RF优化、功率参数控制、PCI优化、邻区优化和ICIC（Inter Cell Interference Coordination，小区间干扰协调）技术等解决，以提升SINR值。其中，PCI规划优化是相邻小区的PCI不能相同且mod3也不能相同。 ◆网外干扰优化 核实测试簇范围内没有用户接入使用，并进行上行频段扫频，假如发现有底噪异常过高的区域，则需定位干扰源并排除干扰。一般通过拆除干扰源、增加保护带或空间隔离来解决。 （3）切换优化分析 切换是一个重要的无线资源管理功能。在无线的移动环境中，由于UE位置的不断变换及每个小区覆盖范围的有限性，引入基于覆盖的切换来保证UE业务的连续性。在簇优化阶段，LTE切换优化主要包括如下： ◆邻区配置优化：基于路测数据和KPI指标分析邻区漏配或邻区关系优先级的调整。 ◆切换参数优化：主要解决测试区域中存在的切换失败和切换异常问题。切换优化关键参数包括“同频切换偏置”、“同频切换时间迟滞”和“同频切换幅度迟滞”等，如A3切换事件：Mn+Ofn+Ocn-Hys>Ms+Ofs+Ocs+Off。 （4）KPI指标优化分析 KIP指标主要包括影响用户感知性能指标，如掉线率、E-RAB（Evolved Radio Access Bearer，演进的无线接入承载）连接成功率、速率等。 ◆掉线率的优化 掉线率的优化通过测试数据和话统分析，通常与网络的覆盖、邻区设置和切换参数配置有关，同时需要排除硬件故障及终端问题。 ◆连接成功率的优化 连接成功率的优化同样与覆盖、干扰和切换性能等相关，涉及的定时器参数包括T300、T301、T310等。同时，设备的硬件问题和资源容量也会影响，如载频容量、无线资源、传输资源等。 ◆速率优化 首先，硬件排查：软件设置、开户信息、UE终端、PC硬件等是否符合要求；然后，空口异常排查：站点状态、参数配置、传输及核心网等是否正常；最后，通过提升SINR、MIMO模式和MCS（Modulation and Coding Scheme，调制与编码策略）阶数等提升速率。 （5）网管告警和故障排查 首先，通过网管工具来查询基站是否存在告警情况；其次，在测试时，若发现有小区信号不能接收或接入，应该停止测试并马上和后台联系，查看簇内该小区的运行状态，采取重新配置小区信息、闭塞/解锁、重启等操作来解决问题，甚至上站排查同时采取相应的维护措施。

3 基站簇优化分析 基站簇优化分析是对基站簇DT测试后发现的问题进行分析，并制定处理方案以解决问题，从而使整个簇网络KPI指标达标。下面将通过介绍某地簇优化工作来深入研究簇优化方法。 某地基站簇21共有28个室外站点，开通26个、未开通2个，分布在主城区区域。具体分布情况如图1所示： 图1 簇站点结构分布图 问题分析：问题路段UE从新平路搬迁3（PCI=239）往惠富街1（PCI=58）方向移动时掉线。在靠近惠富街基站时，服务小区RSRP和SINR变差，而邻小区变好。UE不断上报测量报告，但收不到切换命令，同时基站没有响应，不下发切换命令，怀疑基站之间漏配邻区。如图2所示：

图2 切换优化前 调整方案：通过网管核实新平路搬迁与惠富街和惠东园岭均未配邻区关系，在网管后台添加它们之间邻区关系。 优化结果：调整后重新测试显示新平路搬迁顺利切换至惠富街，未出现切换失败和掉线情况。如图3所示：