广州大学城TD-LTE网络策划及优化

第1章绪论

 

1.1研究背景 近二十年的时间里,移动通信及其相关产业迅猛发展,它给国家经济和人民生活的影响越来越大?随着人们对数据业务的需求逐步增加,新一代的宽带无线移动通信技术的长期演进技术(Long Term Evolution,简称为LTE)是这个产业向前推进的又一个里程碑? 目前,LTE已经被各国政府及相关部门列为战略发展计划,所以这也理所当然为TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,时分同步码分多址)系统的后续发展标准的时分LTE(Time-Division LTE,TD-LTE)技术推向整个世界创造了重大的历史机遇[1]? 在政府主管部门的统一组织下,作为TD-SCDMA演进技术的TD-LTE研发工作已经取得突破性进展,在技术上,TD-LTE(Time Division Duplexing,时分双工)已经达到了和FDD-LTE(frequent Division Duplexing,频分双工)竞争的水平,基本具备了大规模应用的条件?但不容乐观的是,TD-LTE的国际化受到了FDD-LTE和WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access,全球微波互联接入)的严峻挑战,截至2012年12月份LTE-FDD的商用网络超过30个并且有大幅增长的趋势,WiMAX己经成功商用并且获得多个运营商的青睐,而TD-LTE还在一个技术试验时期,即使在中国,也没有一个商用网络?就商用网络建设方面而方,TD-LTE的发展已经明显落后FDD-LTE,如果TD-LTE继续遵循技术试验?规模试验?试商用?商用的推进程序,与FDD-LTE之间存在的差距也将随时间而进一步的加大,TD-LTE将错失历史给予的这一次难得的发展机遇[3]?只有加速TD-LTE的商用化进程,尽早启动大规模试商用网络建设,才能够切实发挥中国对于TD-LTE的主导和引领作用,利用国内外移动通信产业的相对较好的资源,使TD-LTE产业尽快成熟起来? ................   1.2国内外研究现状 在2004年11月份3GPP魁北克的会议上,3GPP决定开始3G系统的长期演进LTE的研究项目?世界主要的运营商和设备厂家通过会议?邮件讨论等方式,开始形成对LTE系统的初步需求? 在2005年6月在法国召开的3GPP会议上,以大唐移动为龙头,联合国内厂家,提出了基于OFDM的TDD演进模式的方案,在同年11月,在汉城举行的3GPP工作组会议通过了大唐移动主导的针对TD-SCDMA后续演进的LTE TDD技术提案?到2006年6月,LTE的可行性研究阶段基本结束,规范制定阶段开始启动? 在2007年9月,3GPP RAN37次会议上,几家国际运营商联合提出了支持TYPE2的TDD帧结构,同年11月在济州工作组会议上通过了LTE TDD融合技术提案,基于TD的帧结构统一了延续已有标准的两种TDD(TD-SCDMALCR/HCR)模式?在RAN 38次全会上融合帧结构方案获得通过,被正式写入3GPP标准中? 2013年4月,爱立信向中国移动成功演示了TD-LTE上行单用户MIMO技术,该技术是LTE Advanced的关键技术之一,标志着爱立信成为首个在商用平台上支持TD-LTE上行单用户MIMO技术的厂商? 中国工信部于2013年12月4日向中国移动通信集团公司?中国电信集团公司和中国联合网络通信集团有限公司颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务(TD-LTE)”经营许可?中国移动获得130MHz频谱资源,分别为1880-1900 MHz?2320-2370 MHz?2575-2635 MHz;中国联通获得40MHz频谱资源,分别为2300-2320 MHz?2555-2575MHz;中国电信获得40MHz频谱资源,分别为2370-2390 MHz?2635-2655 MHz?2011年3月24日,工信部正式同意广州移动与中兴通讯在广州合作开展TD-LTE规模技术试验? ......................   第2章TD-LTE网络特征

 

2.1 TD-LTE系统构架 TD-LTE对传统3G的网络架构进行了优化,采用扁平化?IP化的网络架构,即接入网E-UTRAN不再包含RNC,仅包含节点eNB(eNodeB),各网络节点之间的接口实现IP化传输,CS域业务均可通过CS Fall Back技术由现在的2G网络承载[6]? 简化的网络架构使TD-LTE具有以下优点:系统延时减少,极大的改善了用户的体验,可开展更多的数据业务;网元数目减少,可以通过新建基站或者3G基站升级使得网络部署更为简单;取消了RNC的集中控制,避免故障,网络的维护更加容易,有利于提高网络稳定性[7]? LTE系统由核心网(EPC)?基站(eNodeB)和用户设备(UE)3部分组成?其中EPC负责核心网部分,EPC信令处理部分称MME,数据处理部分称为S-GW;eNodeB负责接入网部分,也称E-UTRAN;S1接口定义为E-UTRAN和EPC之间的接口,X2接口定义为各个eNB之间的接口,UE与eNB通过空中接口Uu接口连接[8]? LTE网络中的eNodeB除了具有原来3G网络中NodeB的功能之外,还承担了IP头压缩和用户数据流的加密;当从提供给UE的信息无法获知到MME的路由信息时,选择UE附着的MME;路由用户面数据到S-GW;调度和传输从MME发起的寻呼消息;调度和传输从MME或O&M发起的广播信息;用于移动性和调度的测量和测量上报的配置;调度和传输从MME发起的ETWS(即地震和海啸预警系统)消息等功能?同时,eNB还具备了RNC的大部分功能,具体包括有:无线承载控制?无线接入控制?移动性控制?上下行链路的动态资源分配等功能?MME是SAE的控制核心,主要负责用户接入控制?业务承载控制?寻呼?切换控制等控制信令的处理? .......................   第3章广州大学城TD-LTE网络规划..........14 3.1 TD-LTE网络规划原则........................14 3.1.1区域选取原则...................................14 3.1.2频段使用原则..................................14 3.1.3 TD-LTE站点建设原则...................15 3.1.4无线规划设计目标.........................15 3.2广州大学城特点概述..........................15 3.3大学城TD-LTE网络规划方案...........17 3.3.1大学城F频段规划方案概述............17 3.3.2大学城D频段规划方案概述...........24 3.3.3室内分布系统建设思路..................27 3.4大学城工程实施方案........................28 3.4.1大学城工程建设方案....................28 3.4.2天线隔离度考虑............................32 3.5本章小结............................................32 第4章广州大学城TD-LET网络优化.......33 4.1优化方法和案例................................33 4.1.1覆盖问题.........................................33 4.1.2切换问题........................................36 4.1.3重建问题........................................43 4.1.4下载速率问题..................................47 4.2测试概述............................................52 4.2.1测试环境..........................................52 4.2.2大学城TD-LET网络优化线路及工具......52 4.3 KPI指标优化前后对比..............................53 4.3.1覆盖指标对比...................................54 4.3.2切换成功率对比..............................55 4.3.3下载速率对比..................................56 4.3.4接通类指标对比..............................57 4.4本章小结............................................59 ...................   第4章广州大学城TD-LET网络优化

 

4.1优化方法和案例 在本次优化中,由于重点针对的是下载速率的优化,所以遇到的问题也基本上与此有关,常见问题的如下:覆盖问题?切换问题?重建问题?下载速率问题?针对这些问题,我们将结合在优化过程中出现的案例进行分析说明? 4.1.1覆盖问题 4.1.1.1概述 覆盖优化主要消除网络中存在的五种问题:覆盖空洞?弱覆盖?越区覆盖?针孔覆盖和导频污染?覆盖空洞可以归入到弱覆盖中,越区覆盖和导频污染都可以归为交叉覆盖,所以,从这个角度和现场可实施角度来讲,优化主要有两个内容:消除弱覆盖和交叉覆盖?覆盖优化目标的制定,就是结合实际网络建设,衡量最大限度的解决上述问题的标准? 4.1.1.2案例分析 案例1:弱覆盖问题案例 现象描述:如图4-1在PCI30小区覆盖区域有一小段弱覆盖?问题分析:如下图4-2所示,PCI30和PCI18覆盖图中区域1的位置,但两个小区的覆盖都较弱,在此处形成了一小段弱覆盖?根据上图和下图的覆盖基本可以判断PCI30的方位角基本正确,如果PCI30在上图区域1方向无阻挡,可以考虑将PCI30方位角顺时针调整30度左右加强该区域的覆盖,并且可以减小对下面图中的干扰问题?解决方法与验证:通过将PCI30的方位角顺时针调整30度,降低PCI18小区俯仰角3度后,在该区域增强了PCI30的覆盖,抑制了PCI18的覆盖,该区域的SINR基本都在0dB以上?案例2:针孔覆盖问题案例现象描述:如图4-4,测试过程中UE在PCI91小区切换至PCI41小区时失败,致使SINR差? .................   第5章结论及展望

 

5.1结论 根据对大学城场景下网络现状及周边环境的分析,本文提出了符合大学城的覆盖要求的规划方案,并根据规划方案对大学城相关KPI指标进行重点优化,得出的主要结论如下: 1.介绍了TD-LTE的发展和背景,总结了国内外最新的研究现状,并对大学城的规划原则及方法做了说明?确定了本文的规划依据和规划原则,使得规划方案更符合大学城的实际情况? 2.首先,根据基站仿真确定了以F频段解决连续覆盖问题,热点区域用D频段网络扩充容量,同时对重点区域进行室内E频段深度覆盖的基本原则?其次,在工程建设方面采用利旧?替换?升级等措施进行TD-LTE基站建设? 3.根据上面的规划方案,分别对大学城的覆盖?切换?重建?下载速率等KPI指标进行了优化?前后对比,从而反向验证了规划方案的准确性;同时结合多个案例详细介绍了覆盖?切换?重建?下载速率类问题的处理? 5.2展望 在TD-LTE网络中,反映网络性能的主要指标为SINR和RSRP,由于TD-LTE网络目前为同频组网,网络干扰问题是影响SINR?下载速率的主要因素,在确保连续覆盖的前提下,需通过细致的天馈?参数优化尽可能减低网络小区间干扰问题,减少区域内重叠覆盖小区的数量? TD-LTE技术目前正处于快速发展阶段,需要不断的从我们日常的维护及优化实践中总结经验,因此尚有许多工作有待于进一步研究,随着技术的快速发展?终端的不断完善?新技术的不断引入?载波聚合?VOIP等功能的实现,TD-LTE网络的建设和优化将面临巨大的挑战和机遇,为高速发展的移动互联网业务提供坚实的网络基础?.........

 

参考文献(略)