董飛, 仇勇, 鄭英, 陳康
(中國移動通信集團江蘇有限公司,南京 210003)
TD-SCDMA/TD-LTE協(xié)同優(yōu)化方法研究
董飛, 仇勇, 鄭英, 陳康
(中國移動通信集團江蘇有限公司,南京 210003)
隨著4G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署越來越近,TD-LTE的組網(wǎng)及優(yōu)化方法是當(dāng)前TD-LTE網(wǎng)絡(luò)維護和優(yōu)化的重點工作,特別是不同的建設(shè)方案對TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)也存在著較為重要的影響,因此本文通過對不同的建設(shè)方案,特別是基于現(xiàn)有TD-SCDMA站點直接升級的TD-LTE建設(shè)方案的優(yōu)劣點,提出有利于TD-SCDMA/TD-LTE雙網(wǎng)質(zhì)量提升的協(xié)同優(yōu)化方法,為后續(xù)TD-LTE大規(guī)模部署及優(yōu)化提供了重要的參考。本次基于江蘇無錫網(wǎng)絡(luò)進行研究和實踐,達到了協(xié)同優(yōu)化的目的。
TD-SCDMA ;TD-LTE;結(jié)構(gòu)分析;協(xié)同優(yōu)化
隨著中國移動TD-LTE試驗網(wǎng)的展開,大規(guī)模建設(shè)將接踵而至,如何選擇網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案對后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)發(fā)展至關(guān)重要,特別是TD-SCDMA直接升級TD-LTE的建設(shè)方案,將涉及到多個方面的問題,下面是基于TD-SCDMA直接升級至TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點分析。
共站址:優(yōu)勢在于物業(yè)協(xié)調(diào)困難的情況下,減少工程難度;但是在1:1站點升級場景下部分結(jié)構(gòu)不合理,將影響網(wǎng)絡(luò)性能。
共天饋:優(yōu)勢在于天面受限的情況下,減少天饋建設(shè)降低投資;但是若TD-SCDMA/TD-LTE共天饋將影響?yīng)毩?yōu)化,非獨立電調(diào)場景無法進行獨立優(yōu)化,特別是TD-SCDMA結(jié)構(gòu)不合理區(qū)域,另外若需更換天饋將導(dǎo)致雙網(wǎng)退服。
功率繼承:優(yōu)勢在于繼承了TD-SCDMA覆蓋優(yōu)化成果,快速進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化; 但是TD-LTE同頻組網(wǎng),相對于TD-SCDMA對網(wǎng)絡(luò)性能干擾受限因素影響突出,需要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行深度評估優(yōu)化。
鄰區(qū)繼承:優(yōu)勢在于繼承TD-SCDMA優(yōu)化成果,特別是接續(xù)關(guān)系; 但是TD-LTE對于結(jié)構(gòu)要求更加嚴(yán)格,需要進一步基于LTE整體覆蓋進行持續(xù)鄰區(qū)優(yōu)化。
從上面參數(shù)繼承來看,有一定的優(yōu)點,但是對于后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)維護優(yōu)化存在一定的問題,主要體現(xiàn)在頻率組網(wǎng)、站點結(jié)構(gòu)、工程RF可調(diào)性受限問題導(dǎo)致單點綜合性調(diào)整方案優(yōu)化實施困難,需要進一步針對工程優(yōu)化可實施性整改、基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理性優(yōu)化達成網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)優(yōu)化任務(wù)。
1.1 TD-LTE優(yōu)化調(diào)整手段受限
如圖1所示,傳統(tǒng)的覆蓋優(yōu)化手段主要包含軟硬兩個方面:RF工程參數(shù)優(yōu)化(硬手段)及功率參數(shù)優(yōu)化(軟手段)。
從GSM、TD-SCDMA開網(wǎng)優(yōu)化經(jīng)驗來看,控制網(wǎng)絡(luò)覆蓋的有效手段為RF工程參數(shù)優(yōu)化,使網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)更加扎實,隨著用戶的逐步增多,可以有效的保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋及容量需求。無錫試驗網(wǎng)前期采用了基于TDSCDMA直接升級至TD-LTE,為了避免優(yōu)化TDLTE網(wǎng)絡(luò)影響TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)質(zhì)量,TD-LTE開網(wǎng)初期進行的優(yōu)化主要進行了功率、鄰區(qū)等軟性參數(shù)調(diào)整,TD-LTE網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有了一定的提升,但是對于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改善不明顯。
圖1 LTE優(yōu)化措施及功率設(shè)置
基本上均調(diào)整軟參數(shù),特別是功率參數(shù),CRS功率設(shè)置在1dB以內(nèi)的占比大于20%,將不利于這些區(qū)域的深度覆蓋。
1.2 TD-LTE升級繼承了TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),但對結(jié)構(gòu)更敏感
TD-LTE從TD-SCDMA直接升級,繼承了TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),但是對結(jié)構(gòu)更加敏感,性能損失更加嚴(yán)重,因此對TD-LTE天饋優(yōu)化提出了更高的要求。
對共站址升級的TD-SCDMA/TD-LTE網(wǎng)絡(luò)同車測試,并分析發(fā)現(xiàn):
(1) TD-SCDMA重疊覆蓋度大于3的比例為17.80%,同站升級TD-LTE重疊覆蓋度大于3的比例為13.48%,基本繼承了TD-SCDMA結(jié)構(gòu)問題。
(2) 同站址升級的TD-LTE重疊覆蓋對下行速率損失嚴(yán)重,重疊覆蓋度達到3及以上時,吞吐量損失50%以上,而TD-SCDMA在重疊覆蓋度大于3以上時,性能損失為20%~30%。
(3) 軟參數(shù)優(yōu)化調(diào)整后TD-LTE重疊覆蓋度大于3的比例仍然高達13.48%,對LTE性能影響較大。
影響目前TD-SCDMA/TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的因素主要有以下幾個方面:站間距較近、站點過高、美化天線比例過高無法調(diào)整等。
2.1 以TD-LTE為優(yōu)化目標(biāo),優(yōu)化實施
利用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化思路,對優(yōu)化區(qū)域的小區(qū)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化調(diào)整,輸出重疊覆蓋度較大的TopN小區(qū),并進行小區(qū)結(jié)構(gòu)計算并輸出小區(qū)優(yōu)化方法。
(1) STEP1:數(shù)據(jù)收集/工具分析:以重疊覆蓋度為重點關(guān)注指標(biāo)評估TD-SCDMA/TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能,TD-SCDMA關(guān)注后臺MR和話統(tǒng)反映的覆蓋情況。
(2) STEP2:網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估:結(jié)合仿真、站間距、站高、下傾角、方位角等信息,識別出疑似網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理的Top區(qū)域或站點 。
(3) STEP3:實地勘測、測試:針對Top區(qū)域?qū)嵉乜睖y和測試,確認問題原因,制定優(yōu)化調(diào)整方案。
(4) STEP4:優(yōu)化調(diào)整實施:以TD-LTE性能最優(yōu)為前提針對近站、高站造成的重疊覆蓋問題,適當(dāng)調(diào)整天饋下傾角和方向角,建議優(yōu)先調(diào)整下傾角;天饋調(diào)整后關(guān)注雙網(wǎng)的前臺測試指標(biāo)和TD-SCDMA后臺話統(tǒng)以及反映覆蓋的MR指標(biāo)。
根據(jù)以上思路,小區(qū)調(diào)整及優(yōu)化措施如表1所示。
2.2 TD-SCDMA/TD-LTE協(xié)同優(yōu)化效果評估
2.2.1 RF優(yōu)化效果對于LTE性能提升明顯
RF優(yōu)化效果明顯高于功率優(yōu)化,LTE工程優(yōu)化必須以RF優(yōu)化為主,保證網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。如表2所示。
前一階段參數(shù)優(yōu)化后,總體性能有所提升,但是重疊覆蓋度優(yōu)化后大于3的比例仍有11.7%,不滿足集團公司考核標(biāo)準(zhǔn)(5%) 。
對簇1的重疊覆蓋度最嚴(yán)重的3個區(qū)域:春申路十字路口、火車站前、西門移動大樓路段周邊站點進行了天饋調(diào)整,網(wǎng)絡(luò)性能進一步提升,重疊覆蓋度降至7.01%,下行平均SINR提升了2.4 dB,下行平均吞吐量提升了5.58 Mbit/s。
表1 LTE優(yōu)化調(diào)整措施示例
表2 不同優(yōu)化措施實施效果
2.2.2 RF優(yōu)化后對TD-SCDMA性能的影響
(1) 前臺路測:道路測試PCCPCH RSCP覆蓋率指標(biāo)基本不變, PCCPCH C/I>-3的比例提升了1.28個百分點,重疊覆蓋度大于3的比例降低了0.5個百分點,應(yīng)用層下載速率提升了90 kbit/s,路測指標(biāo)有所好轉(zhuǎn)。
(2) MRR統(tǒng)計:采集RF調(diào)整前后的MRR并分析可以看出,良好覆蓋采樣點比例降低了1.5個百分點,弱覆蓋采樣點比例降低了0.2個百分點,MRR統(tǒng)計弱覆蓋增加。
(3) 后臺統(tǒng)計:對調(diào)整前后的KPI指標(biāo)進行對比分析發(fā)現(xiàn)調(diào)整小區(qū)的業(yè)務(wù)量降低,其中話務(wù)量降低了2.39%,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量降低了15.5%,呼叫建立請求次數(shù)降低了2.92%,電路域系統(tǒng)間切換次數(shù)提升了25%,而全網(wǎng)性能指標(biāo)趨于平穩(wěn),業(yè)務(wù)量提升幅度較大,因此可以看出RF調(diào)整對TD-SCDMA吸收話務(wù)能力產(chǎn)生影響。
優(yōu)化調(diào)整后路測TD-SCDMA指標(biāo)平穩(wěn),而從MRR統(tǒng)計來看,TD-SCDMA覆蓋存在收縮現(xiàn)象,調(diào)整天饋后,KPI指標(biāo)基本正常波動,但是業(yè)務(wù)量收縮明顯,說明TD-SCDMA覆蓋存在收縮現(xiàn)象,而且呼叫次數(shù)明顯降低,互操作頻次增多,呼叫切換比降低。
2.3 TD-SCDMA/TD-LTE共天饋結(jié)構(gòu)優(yōu)化小結(jié)
TD-SCDMA/TD-LTE共站址共天饋繼承TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題,影響TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能。
TD-LTE網(wǎng)絡(luò)需要進行RF優(yōu)化調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),但共天饋時進行RF調(diào)整使TD-SCDMA覆蓋收縮,影響TD-SCDMA深度覆蓋,建議TD-SCDMA/TD-LTE獨立天饋建設(shè)。
3.1 TD-SCDMA/TD-LTE協(xié)同優(yōu)化調(diào)整措施
無錫TD-LTE協(xié)同優(yōu)化項目在完成一階段優(yōu)化基礎(chǔ)上,按照深入發(fā)掘優(yōu)化現(xiàn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)問題,發(fā)現(xiàn)從TDSCDMA直接升級將影響TD-LTE性能,而進行共天饋調(diào)整又影響TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)性能,因此需要進行對于TD-SCDMA/TD-LTE雙網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量均有提升的建設(shè)方案研究,并使現(xiàn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)趨于合理。
實施區(qū)域涵蓋解放環(huán)路在內(nèi)的無錫典型密集城區(qū)、一般城區(qū),全區(qū)共計83站點,243小區(qū),具有站點密度高、無線環(huán)境復(fù)雜等特點,優(yōu)化難度較大。主要根據(jù)以下思路提出小區(qū)建設(shè)方案。
3.1.1 基于現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù),分析LTE小區(qū)結(jié)構(gòu)問題
小區(qū)干擾貢獻度(冗余覆蓋度)計算方法如圖2所示。
3.1.2 小區(qū)結(jié)構(gòu)分析,輸出建設(shè)建議
如圖3所示,對小區(qū)干擾性能進行分析,并結(jié)合小區(qū)結(jié)構(gòu)分析工具進行結(jié)構(gòu)分析,輸出調(diào)整建議。具體小區(qū)結(jié)構(gòu)分析步驟如下:
(1) 基于泰森多邊形進行小區(qū)覆蓋范圍大致評估,并基于小區(qū)方向角到達小區(qū)覆蓋邊緣最近距離作為小區(qū)的覆蓋距離。
(2) 利用小區(qū)方向角、站點高度、小區(qū)最優(yōu)覆蓋距離,理論推導(dǎo)出小區(qū)的最優(yōu)下傾角,作為評估因素。
(3) 根據(jù)豐富的網(wǎng)優(yōu)經(jīng)驗及以工具輸出的小區(qū)冗余覆蓋度和小區(qū)結(jié)構(gòu)分析,進行小區(qū)結(jié)構(gòu)分析,并輸出小區(qū)評估。
輸出小區(qū)建設(shè)建議:對于實驗區(qū)域涉及的站點16個,小區(qū)45個改造如下所示(利舊15個站點、44個小區(qū),新增1個站點、1個小區(qū)):其中28個小區(qū)進行F頻段雙模升級;7個小區(qū)進行獨立天饋建設(shè),7個小區(qū)進行D頻段獨立天饋建設(shè);3個小區(qū)采用D頻段建設(shè),但是由于天面受限,天饋采用與TD-SCDMA合路建設(shè)。
圖2 LTE小區(qū)冗余覆蓋度計算
3.2 TD-SCDMA/TD-LTE協(xié)同優(yōu)化效果評估
3.2.1 TD-SCDMA優(yōu)化效果評估
前臺路測:從TD-SCDMA路測指標(biāo)結(jié)果來看,優(yōu)化后覆蓋率從99.27%提升至99.50%,增加0.23%;大于500 kbit/s應(yīng)用層速率占比提升2.8%; 應(yīng)用層平均速率提升3.1%; 重疊覆蓋度從15.21%降低至12.46%,降低2.75%。
MRR統(tǒng)計:從下行來看,良好覆蓋小區(qū)比例增加3.4%,弱覆蓋小區(qū)未增加,下行平均PCCPCH RSCP增加0.08 dB,整體良好覆蓋采樣點增加0.04%,弱覆蓋采樣點增加0.17%; 從上行來看,UE平均發(fā)射功率降低0.29 dB,UE高發(fā)射功率占比提升了0.42%左右,業(yè)務(wù)質(zhì)量無明顯變化。
圖3 LTE小區(qū)結(jié)構(gòu)分析思路
KPI統(tǒng)計:優(yōu)化后RNC2和RNC3 CS呼叫切換比降低0.54,精品網(wǎng)一階段小區(qū)CS呼叫切換比降低1.83。RNC2和RNC3 PS呼叫切換比降低4.53%;精品網(wǎng)一階段小區(qū)PS呼叫切換比降低6.31%。精品網(wǎng)一階段小區(qū)與對應(yīng)區(qū)域RNC2和RNC3的呼叫切換比變化趨勢一致。
TD-LTE精品網(wǎng)改造前后,通過TD-SCDMA路測、MR分析、話統(tǒng)KPI 3個緯度來評估TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。
從路測指標(biāo)上分析,通過路面上問題點的分析和優(yōu)化,提升了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋率、應(yīng)用層下載速率,降低了網(wǎng)絡(luò)重疊覆蓋度。
從MR數(shù)據(jù)分析,良好覆蓋小區(qū)數(shù)量增加,弱覆蓋小區(qū)數(shù)量持平,UE平均發(fā)射功率降低,業(yè)務(wù)質(zhì)量保持平穩(wěn)。
從話統(tǒng)KPI指標(biāo)分析,精品網(wǎng)小區(qū)話務(wù)量、流量、互操作指標(biāo)與對應(yīng)區(qū)域RNC變化趨勢一致,接通率和掉話率指標(biāo)穩(wěn)定。
3.2.2 TD-LTE優(yōu)化效果評估
從TD-LTE路測指標(biāo)結(jié)果來看: 優(yōu)化后下行PDCP平均速率從29.44 Mbit/s提升至45.00 Mbit/s,增加52.9%;平均SINR值從12.92 dB提升至19.19 dB,增加48.53%; 重疊覆蓋度從6.62%降低至1.31%,降低5.31%,達到了提升TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化目標(biāo),為后續(xù)的TD-LTE建設(shè)和優(yōu)化提供了指導(dǎo)和思路。
3.3 協(xié)同優(yōu)化分場景解析
3.3.1 精品網(wǎng)區(qū)域不同場景增益分析——整體增益和效果
無錫LTE網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)基本可以分為3種場景:F頻段雙模升級場景,F(xiàn)頻段新建場景和D頻段新建場景。 當(dāng)前精品網(wǎng)區(qū)域的組網(wǎng)方案是以上3種場景的組合。
從精品網(wǎng)一階段區(qū)域改造優(yōu)化前后的對比數(shù)據(jù)分析,通過F頻段雙模升級、F頻段新建、D頻段新建3類組網(wǎng)方案的結(jié)合,改造優(yōu)化后的下行吞吐率性能比較改造優(yōu)化前有了明顯的提升,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)總體平均速率從29.44 Mbit/s提升至45.0 Mbit/s。
(2)5 Mbit/s以下的低速率占比從原先的2.09%下降至0.94%,邊緣性能得到明顯改善。
(3) 40 Mbit/s以上高速率占比從原先的24.29%上升至65.10%,4G高速率體驗增強。
同時通過本次精品網(wǎng)一階段改造優(yōu)化,我們從RSRP、SINR、路測吞吐率以及對于鄰區(qū)的影響這幾個維度對現(xiàn)網(wǎng)3種場景改造方案對網(wǎng)絡(luò)的性能增益進行了對比分析。
3.3.2 精品網(wǎng)區(qū)域不同場景增益分析——D頻段新建場景
精品網(wǎng)區(qū)域D頻段站點的平均SINR上升92.9%,PDCP層下載速率上升153.84%,RSRP平均下降3.36 dB。
D頻段新建區(qū)域主要為原先的高干擾、天饋無法調(diào)整且周邊站點覆蓋均比較強的區(qū)域。在這類場景下通過新建D頻段小區(qū)作為服務(wù)小區(qū)可以有效降低區(qū)域干擾引起的性能下降問題,同時由于周邊多個F頻段站點覆蓋均較強,因此改造后不會出現(xiàn)深度覆蓋下降的問題。
3.3.3 精品網(wǎng)區(qū)域不同場景增益分析——F頻段新建(分拆)場景
F頻段新建區(qū)域主要為原先的高干擾、天饋無法調(diào)整、且周邊站點覆蓋均比較弱的區(qū)域。在這類場景下如果通過新建D作為服務(wù)小區(qū)可能會由于頻段差距產(chǎn)生深度覆蓋下降,同時此類場景的F小區(qū)較大程度上是其它小區(qū)的高電平鄰區(qū),因此通過F頻段新建主要為解決區(qū)域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理,提升區(qū)域整體性能。
從F頻段新建小區(qū)前后測試數(shù)據(jù)分析,平均RSRP上升9.14 dB、SINR上升27.87%、吞吐率上升26.94%。
另一方面,從F頻段新建小區(qū)在鄰區(qū)里強干擾電平(即鄰區(qū)和服務(wù)小區(qū)電平差在6 dB以內(nèi))的采樣點占比的變化可以看到,優(yōu)化后 F頻段總體高干擾鄰區(qū)占比由原先的48.34%下降至32.89%,干擾下降了約15個百分點。
3.3.4 精品網(wǎng)區(qū)域不同場景增益分析-F頻段雙模升級場景
F頻段雙模升級站點改造后的性能提升主要受益于D頻段、F頻段新建以及優(yōu)化帶來的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。
從改造前后的指標(biāo)分析,區(qū)域內(nèi)和區(qū)域外的F頻段雙模升級站點的性能均得到了一定提升,精品網(wǎng)區(qū)域內(nèi)和精品網(wǎng)區(qū)域外F頻段雙模升級站點的SINR、PDCP下載速率均分別提升了40.8%~79.24%以及36.42%~38.18%
由于TD-SCDMA/TD-LTE建設(shè)方式?jīng)Q定了雙網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)整息息相關(guān),需要共同考慮TD-SCDMA/ TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量,因此常規(guī)的優(yōu)化手段無法兼顧兩者,需要利用現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù),通過禁忌算法進行RF優(yōu)化,使兩者達到最優(yōu),下面是TD-SCDMA/TD-LTE ACP工具的基本原理,有待后續(xù)研究實現(xiàn),如圖4所示。
(1) TD-SCDMA/TD-LTE ACP通過對以下參數(shù)的禁忌算法尋優(yōu)得到建議進行調(diào)整優(yōu)化的RF參數(shù):基站發(fā)送功率;天饋方位角;天饋機械下傾角和天饋電下傾角。
圖4 TD-SCDMA/TD-LTE ACP工具實現(xiàn)
(2) TD-SCDMA/TD-LTE ACP算法的優(yōu)化目標(biāo)主要考慮3方面: 覆蓋,質(zhì)量和成本。
(3) TD-SCDMA/TD-LTE ACP方案解決問題:網(wǎng)絡(luò)弱覆蓋,網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)頻污染和網(wǎng)絡(luò)干擾。
(4) TD-SCDMA/TD-LTE ACP方案包含特性:基于TD-SCDMA制式的ACP RF優(yōu)化,基于TDLTE制式的ACP RF優(yōu)化和TD-SCDMA/TD-LTE共天饋的ACP RF優(yōu)化。
Research of collaborative optimization methods on TD-LTE &TD-SCDMA
DONG Fei, QIU Yong, ZHENG Ying, CHEN Kang
(China Mobile Group Jiangsu Co., Ltd., Nanjing 210003, China)
With the large scale deployment of 4G networks is getting closer, networking and optimization method of TD-LTE is now of priorities in current TD-LTE network maintenance and optimization. Especially, the different schemes of TD-LTE construction have a signifcant impact on TD-SCDMA network, therefore, according to the advantages and disadvantages of the different construction schemes, particularly the schemes of upgrading from existing TD-SCDMA sites to TD-LTE sites, this article proposed a collaborative optimization method which is in favor of the dual-network quality improvement of TDSCDMA and TD-LTE, and which will also provide an important reference of the subsequent large-scale TD-LTE deployment and optimization. The study and practice of the network of Wuxi, Jiangsu have achieved the purpose of collaborative optimization.
TD-SCDMA; TD-LTE; analysis of structure; collaborative optimization
TN929.5
A
1008-5599(2014)02-0001-06
2014-01-06