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LTE DT测试指导书 目录1DT测试理论基础41.1LTE多天线技术简介41.2TD智能天线广播波束赋形51.2.1智能天线的基本功能51.2.2智能天线基础电磁场叠加原理和智能天线权值51.2.3智能天线的特点61.2.4智能天线广播波束与网络优化61.3理论吞吐率81.3.1下行吞吐率91.3.2上行吞吐率101.4信令流程141.4.1系统消息解析141.4.2切换信令解析232路测常用仪器的使用和功能介绍322.1惠捷朗（CDS）322.1.1准备工作322.1.2软、硬件安装332.1.3CDS LTE软件测试设置说明332.1.4CDS LTE测试操作说明372.1.5附1：小区数据库导入及使用372.2JDSU扫频仪402.3华星402.4鼎利403测试规范404测试流程与标准化414.1单站验证414.1.1单站测试的目标414.1.2单站优化前的注意事项414.1.3单站优化的测试内容和方法414.2测试流程424.2.1宏站测试424.2.2室分测试434.3标准化444.4区域优化与性能评估465优化经验与案例475.1单站验证475.1.1扇区接反475.1.2覆盖优化475.1.3干扰导致无法Attach485.2切换成功率优化495.2.1覆盖优化提升切换成功率495.2.2参数优化避免乒乓切换495.2.3未配置测量引起无法切换掉话495.2.4测量频点配置错误505.2.5邻区关系缺失导致无法切换511 DT测试理论基础1.1 LTE多天线技术简介LTE的多天线技术分为天线分集、波束赋形、空分复用三种。天线分集天线分集是指利用多天线间较低的无线信道的相关性，提供额外（发射或接收）的分集增益来对抗无线信道的衰落。可分为空间分集或极化分集。波束赋型是指利用发射端或接收端的多组天线单元高相关性，通过一定的相位叠加形成特定波束，使目标方向上的天线增益最大，从而有效提高发射接收的信噪比。空分复用（MIMO）技术利用无线信道在多维空间的正交特性，在空口创建多条并行的信道，实现多数据流的同时传输。从而使空口的传输速率成倍提高。上述多天线技术给网络带来的增益大致分为：更好的覆盖（如波束赋形）和更高的速率（如空分复用）。3GPP规范中定义的主要使用的传输模式包括以下几种：TM1:单天线端口传输：主要应用于单天线传输的场合。TM2:发送分集模式：适合于小区边缘信道情况比较复杂，干扰较大的情况，有时候也用于高速的情况， 分集能够提供分集增益。TM3:大延迟分集：适合于信道条件较好的场合，用于提供高的数据率传输。TM4:闭环空间复用：适合于信道条件较好的场合，用于提供高的数据率传输。TM7:Port5的单流Beamforming模式：主要也是小区边缘，能够有效对抗干扰。TM8:双流Beamforming模式：可以用于小区边缘也可以应用于其他场景。其中模式2为发射分集，模式3和4为空分复用MIMO技术，且支持模式内（发送分集和MIMO）自适应。模式7、8是单双流波束赋形。原则上，3GPP对天线数目与所采用的传输模式没有特别的搭配要求。但在实际应用中2天线系统常用模式为模式2、3；而8天线系统常用模式为模式7、8。在实际应用中，不同的天线技术互为补充，应当根据实际信道的变化灵活运用。在TD-LTE系统中，这种发射技术的转换可以通过传输模式（内/间）切换组合实现。上行目前主流终端芯片设计仍然以单天线发射为主，对eNB多天线接收方式3GPP标准没有明确要求。技术上波束赋形和空分复用各有所长。8天线由于采用了模式3/7自适应，相对2天线业务信道主要在小区边缘更有优势。由于8天线传输控制信道的短板，使得8天线的控制信道覆盖略逊于2天线，由此可能导致8天线覆盖增益的不确定性。在城区及密集城区等典型LTE覆盖场景中，2、8天线的性能差异并不明显；而2天线天面要求低，馈线少，易于安装，因此建议采用2天线的方案。在郊区等以覆盖为主要目的的场景，8天线在业务信道的优势得以发挥。因此针对不同场景，可对2、8天线进行灵活部署，互相补充。受天面制约（在相同天线长度的条件下），8天线的单元天线的增益较2天线增益低1.5-2.5dB。工程实践中，通常将8天线单元增益设为14.5dBi,而2天线增益设为18dBi。因此，8天线相对于2天线的实际增益优势约为3dB,而非6dB.考虑到站点方案、运维复杂度，产业链成熟度以及CAPEX/OPEX等因素，全球LTE商用网络目前广泛采用2天线方案。1.2 TD智能天线广播波束赋形1.2.1 智能天线的基本功能智能天线将雷达的相控阵阵列天线原理应用于蜂窝移动电话系统中。其主要功能在于，不仅可以像雷达一样自动生成跟踪移动目标（移动手机用户）的波束（业务方向图），而且还能按照蜂窝移动电话系统的组网环境特点生成小区方向图（广播波束）。它是通过系统软件控制各阵列单元的激励功率和相位（简称“权值”）来实现的，自适应生成不同环境最佳通信效果所需的两类波束方向图（广播波束及业务波束），使发射机功率得到有效利用及天线辐射功率得到最优的空间分配，最终得到全方位（包括常规蜂窝电话在小区重叠的弱信号区域）信干比最佳的通信效果和增大系统容量。1.2.2 智能天线基础电磁场叠加原理和智能天线权值假设如下图所示的4阵列天线，每阵列有若干辐射单元，阵列间隔为d 已知，方位角为 ，各阵列相位中心到观察点的距离为分别为r 1、r 2、r 3、r 4，各阵列激励功率分别为m 1、m 2、m 3、m 4，激励初始相位分别为 1、 2、 3、 4。则总电场矢量E适用于电磁场叠加原理：E=E1+E2+E3+E4E1=e1F1m1exp(j1) * exp(jkr1)E2=e2F2m2exp(jkd cos +2）* exp(jkr1)E3=e3F3m3exp(jk 2d cos +3）* exp(jkr1)E4=e4F4m4exp(jk 3d cos +4）* exp(jkr1)注：e：单阵列电场单位矢量，F：单阵列复数方图。智能天线权值见下表：1234幅度m1m2m3m4相位1234智能天线权值1.2.3 智能天线的特点（1）在结构上智能天线是一种阵列天线，由多列单天线（每列可有多个辐射单元）按照一定要求组合而成。（2）智能天线方向图有单元波束、广播波束和业务波束之分。单元波束与GSM天线相同，由单元阵列结构决定，不能由软件控制。广播波束的波束宽度、赋形及增益由软件可控，视环境而定，同一个天线可以有多种广播波束覆盖图形，同一地区不同基站、甚至同一基站不同扇区的广播波束宽度及增益都可能不同（最佳赋形），可以根据现场环境及用户分布现场软件设定。业务波束根据用户的上行波达方向的权值设定下行波束权值，即可跟踪用户（TDD上下行同频）。（3）智能天线引入了校准网络，其作用是实时监控智能天线各端口的输入功率和相位，以便保证各端口能以正确的权值工作，实现天线以最佳的广播波束和业务波束工作，达到最好的通信效果。1.2.4 智能天线广播波束与网络优化由于智能天线是多阵列天线，因此设置不同权值可得到不同波束宽度和增益的广播波束图。为了提高蜂窝扇区边缘弱电平及减少小区重叠区的软切换概率，需要给广播波束定义一个新指标。扇区功率比（SPR）扇区功率比（SPR）等于广播方向图60度之外的功率与60度之内的功率之比（如下图）：SPR越小，小区重叠区域就越小，软切换概率就越小，掉话率就越小这是网络优化的关键指标。一般可要求SPR判决（根据一些准则进行判断）-执行（根据决策结果落实具体动作）。2/3G MSCMME/SGWMME/SGWBSCRNCeNodeB频点2频点1异系统切换，与UMTS切换异频切换，基于S1切换同频切换，基站内切换同频切换，基于X2切换异系统切换，与GSM切换GSM网络NodeBNodeBNodeBNodeBeNodeBeNodeBeNodeBUMTS网络基于覆盖的切换分类终端侧切换信令流程如下图所示：从上图可以看出，在满足切换判决条件后，由UE向eNodeB上报测量报告，由eNodeB判决是否执行切换，通过RRC Connection Reconfiguration 向UE发送切换命令，UE完成配置后向eNodeB反馈RRC Connection Reconfiguration Complete消息完成切换。TD-LTE的切换流程与TD-S流程类似，相比TD-S少了测量控制消息。信令解析如下。1.4.2.1 Measurment Report信令解析如上图所示，UE通过测量报告上报本小区的RSRP、RSRQ值，以及目标小区的PCI、RSRP、RSRQ信息，以供eNodeB判决是否执行切换。上图中换算成真实的RSRP计算方式为：RSRP_Range-140，以目标小区RSRP计算为例，其RSRP值为64-140=-76dBm。1.4.2.2 RRC Connection Reconfiguration解析在UE测量的过程中，满足一定条件，就会触发一些事件；当触发条件不复存在时，就应该停止该事件的汇报，离开该事件。影响LTE某一具体事件触发的三剑客：（1） 门限（Threshold、Thresh）（2） 迟滞（Hysterysis、Hys）（3） 触发延迟时间（Time To Tigger）目前LTE定义的与切换相关的事件有8个，系统内切换事件有6个，系统外切换相关事件有2个，如下表所示。事件含义进入条件离开条件系统内A1服务小区比门限好MS-HysThreshMS+HysThreshMS-HysMp+Ofn+Ocn+OffMn+Ofn+Ocn+HysThreshMn+Ofn+Ocn+HysThreshA5服务小区比门限1差，邻小区比门限2好Mp+HysThresh2Mp-HysThresh1Mn+Ofn+Ocn+HysMS+Ocs+OffMn+Ocn+HysThreshMn+Ofn+Ocn+HysThreshB2主服务小区（Pcell）比门限1差，异系统（InterRAT)邻区比门限2好Mp+HysThresh2Mp-HysThresh1Mn+Ofn+Ocn+HysThresh2 其中：MS是不考虑任何偏置的服务小区测量值；Mp是不考虑任何偏置的主服务小区测量值；Mn是不考虑任何偏置的邻小区测量值Hys是一个事件的迟滞参数Thresh是一个事件开始考虑触发的门限； Thresh1是主服务小区的事件触发的门限； Thresh2是邻小区的事件触发的门限；Ocp是主服务小区的小区特定偏置，没有设置则设为0；Ocn是邻小区的小区特定偏置，没有设置则设为0；Ofp是主服务小区的频率特定偏置，没有设置则设为0；Ofn是邻小区的频率特定偏置，没有设置则设为0；Off是某一事件的偏置。信令流程中我们的对于源小区的测量配置将在Attach流程中的RRC Connection Reconfiguration下发。RRC Connection Reconfiguration信令首先提供给终端目标小区的频点、带宽、邻区配置数量和小区质量偏移。首先介绍一下频点37900换算成真实频率的方法。在TD-LTE协议中给出了TDD LTE频段使用的建议，如下表所示。频段指示 上行下行双工模式322545MHz 2575MHz2545MHz 2575MHzTDD331900 MHz 1920 MHz1900 MHz 1920 MHzTDD342010 MHz 2025 MHz2010 MHz 2025 MHzTDD351850 MHz 1910 MHz1850 MHz 1910 MHzTDD361930 MHz 1990 MHz1930 MHz 1990 MHzTDD371910 MHz 1930 MHz1910 MHz 1930 MHzTDD382570 MHz 2620 MHz2570 MHz 2620 MHzTDD391880 MHz 1920 MHz1880 MHz 1920 MHzTDD402300 MHz 2400 MHz2300 MHz 2400 MHzTDD其中终端侧测量的D值计算方式为：D=(P-Low)*10+Offset，Low的取值按照频段指示分别为32:2545, 33:1900, 34:2010, 35:1850, 36:1930, 37:1910, 38:2570, 39:1880, 40:2300，Offset的取值按照频段指示分别为 32:35700, 33:36000, 34:36200, 35:36350, 36:36950, 37:37550, 38:37750, 39:38250, 40:38650。可知上图中37900（P-Low）*10+Offset，经过推算37900为频段指示为38，对应频段为2570MHz2620MHz，所以Low取值为2570，Offset为37750，计算P=2585MHz，37900对应的中心频点为2585MHz。measurementBandwidth表示可测量带宽，配置值范围为Enumeratembw6(0), mbw15(1), mbw25(2), mbw50(3), mbw75(4), mbw100(5)分别对应1.4M(6RB)，3M(15RB)，5M(25RB)，10M(50RB)，15M(75RB)，20M(100RB)。NeighCellConfig值表示配置的邻区数目，为16进制数值，上图表示配置邻区数为1。Offsetfreq是频率特定偏置，影响小区间重选的偏移值， EnumeratedB-24 (0), dB-22 (1), dB-20 (2), dB-18 (3), dB-16 (4), dB-14 (5), dB-12(6), dB-10 (7), dB-8 (8), dB-6 (9), dB-5 (10), dB-4 (11), dB-3 (12), dB-2(13), dB-1 (14), dB0 (15), dB1 (16), dB2 (17), dB3 (18), dB4 (19), dB5 (20),dB6 (21), dB8 (22), dB10 (23), dB12 (24), dB14 (25), dB16 (26), dB18 (27),dB20 (28), dB22 (29), dB24 (30), spare(31)图中配置值为15，对应偏移值为0dB。在RRC Connection Reconfiguration中还包括把A3事件相关参数提供给终端，因而在TD-LTE系统里没有测量控制信令。如下图所示。triggerTypeEUTRA参数，取值范围EnumerateeventA3(0),periodicalStrongestCells(1),eventA2 (2),eventA4(3),eventA1(4),eventA5(5),periodicalReportCGI(6)A3事件相关的测量信息，包括如下信息：eventA3Offset:表示触发A3事件的偏移量。Float Min: -15 Max: 15 Step: 0.5 Unit: dBHysterisis表示进行判决时迟滞范围，取值范围Float Min: 0 Max: 15 Step: 0.5 Unit: dB。TimetoTrigger监测到事件发生的时刻到事件上报的时刻之间的时间差，其含义是只有当特定测量事件（如2a）条件在一段时间即触发时间（TimeToTrigger）内始终满足事件条件才上报该事件，取值范围对应的实际取值Enumeratems0(0),ms40(1),ms64(2),ms80(3),ms100(4),ms128(5),ms160(6),ms256(7), ms320(8), ms480(9), ms512(10), ms640(11), ms1024(12),ms1280(13), ms2560(14), ms5120(15)上图配置为1对应40ms。TriggerQuantity表示事件触发的测量指标，Enumeratersrp(0),rsrq(1)。maxReportCells表示最大上报小区数目，对应可配置Integer Min: 1 Max: 8 Step: 1。reportInterval事件触发周期报告间隔，配置范围Enumeratems120(0),ms240(1),ms480(2), ms640(3),ms1024(4),ms2048(5)