中国移动TD网络硬仿真系统试点应用总结.ppt

TD网络硬仿真系统试点应用总结2009年6月中国移动通信集团福建有限公司,项目背景,TD网络硬仿真原理与系统简介,2,3,2,1,目录,试点应用性能论证,4,试点成效与系统应用,无线网络生命周期和存在的问题,TD网络规划的质量直接决定了未来成型网络的质量,无线网络生命周期可以分为：规划设计、工程建设、RF优化、性能优化等四个阶段，周而复始。规划设计中的问题：准确性、精确性难以保证，无法实时验证。网络规模估算动态范围大。工程建设中的问题：站点频繁变化，规划设计与工程施工两张皮。RF优化中的问题：网络优化大量工作用于补救工程遗留的问题，单站优化等同于单站质量检查。,4,关注投资规模和网络覆盖,关注候选点是否可租用、是否具备工程施工条件,关注工程进度和工程质量,受制于网络规划、站点和工程质量,网络生命周期各阶段关注点,不同阶段解决问题的代价分析,TD规划问题分析（1）,TD规划问题分析（2）,传统仿真和校模模式,操作过程,存在问题,划分区域,分区选择典型站点,逐个站点场强测试,逐个站点模型校正,应用到对应区域执行仿真,取决于规划工程师经验和对环境了解情况，不一定合理,典型模型不能完全反馈每个站点的地形地貌特征,传统模式下提高精度的方法,大量站点，甚至每个站点组织测试,工作量过大周期过长,资源投入大影响工期,一般每个区域只选择个别测试点,解决问题的方法分析,项目背景,TD网络硬仿真原理与系统简介,2,3,2,1,目录,试点应用性能论证,4,试点成效与系统应用,网络硬仿真系统简介,前提：TD上下行同频段，双向路径损耗不变。创新：利用接收机模拟基站，发射机模拟终端，反向预测道路覆盖效果。网络硬仿真系统的组成网络硬仿真测试系统网络硬仿真数据分析系统,应用一：模型校正测试,应用二：道路覆盖预测,各小区路损覆盖,各小区硬仿真测试数据,硬仿真测试发射功率和无线参数,各小区可实现PCCPCH的RSCP覆盖,整网可实现的PCCPCH的RSCP覆盖,规划阶段即能获得道路覆盖的结果，所见即所得。,规划方案设置的无线参数,规划设计阶段完成RF优化的工作,应用三：智能天线广播波束赋形,选择/调整相应的天线权值,天线厂家、极化方式、型号和频段,天线应用场景（密集或开阔）,道路覆盖仿真,统计PCCPCH的RSCP覆盖率,是否存在覆盖漏洞或过覆盖？,输出最优的天线权值,否,是,第一个天线权值优化工具！,应用四：结合系统设备的网络优化,网络硬仿真测试系统构成,移动发射机MT：用于发射上行信号，支持移动环境下测试；固定接收机TMR：用于接收上行信号；TMR本地操作维护工具ROMM：用于配置固定接收机TMR相关参数；MT本地操作维护工具TOMM：用于配置移动发射机MT相关参数，监控测试过程；控制中心CC：用于系统参数配置，对测试过程进行监控；网络服务器NS：数据存储，控制中心和TMR、MT联系的纽带。,支持TD频段支持CW信号发射支持TD信号发射支持与后台通讯支持蓄电池供电支持点烟器供电,支持CW接收支持TD频段支持与后台通讯电池供电便携安装简单,网络硬仿真测试系统具备如下特征：TMR具备扫频功能，确保在合适的频点上组织测试；提供单音发射接收功能，其中TMR在指定时隙上完成接收；可以通过GPRS网络进行指令下发和测试过程监控；TMR检测到的场强，和MT记录的经纬度，基于GPS时间对准，将接收场强对应到测试线路上；可以根据测试路线提供语音导航的功能；支持基于测试路线和MT所处位置，确定TMR处于休眠或激活测试工作模式；支持测试数据的回传。,网络硬仿真系统的特点,一次性完成多个小区的测试,一个移动发射机,多个便携式固定接收机,批量完成多个小区的模型校正,模拟终端,模拟基站,颠覆传统的测试模式,固定接收机特征,小型化,低功耗,高灵敏度,带GPRS,方便安装,方便长期待机和长时间测试,确保可以测试得到边缘覆盖特征,测试过程可控，数据及时回传,可以得到道路覆盖预测结果，可以实时验证仿真精度,网络硬仿真流程,网络硬仿真流程,车速控制，路线选择，路线距离。,路测,数据过滤，数据离散，地理平均，格式转换。,数据分析,福建公司理论结合实践，总结相关的操作经验，为TD三期正确使用硬仿真系统提供可操作性的使用建议。,指导TD网络建设规划及优化,根据不同的运用需求，网络硬仿真系统可以采用不同的方式来组织测试TD三期建设，建议运用第2种或第3种模式。,传模测试,1,2,先传模测试，再硬仿真增量测试,3,先传模测试，再根据建网进度硬仿真增量测试,4,可根据传模测试结果组织预规划，再对预规划站点组织增量的硬仿真测试；硬仿真增量测试在工程施工前完成；应用于规划设计质量要求非常高，而且准备建设的站点大部分可以预先确定的情况,和传统的传播模型测试一致，可以选用更多站点同时执行测试，提高效率应用于网络规划仿真,根据传模测试结果执行预规划后，对具备条件的站点先组织测试，如果个别站点不完全合理，可能引起网络问题，可通过调整尚未开始建设站点的规划（参数或站址）来规避，满足工程实施要求的同时，逐步逼近最优效果适用于站址选择协调非常困难的情况,对所有可能的候选点组织测试，设计单位根据测试数据组合选择最优方案；适用于运营商拥有足够的候选站点，要求利旧的情况；但可能出现测试站点超出最终采用站点较多，工作效率不高的情况,全网硬仿真测试,站址选择数量,根据经典统计学中的中心极限定理，若假定采样是独立进行的，且采样数目足够多，那么随机变量服从标准正态分布。取样数目：其中为样本数目n，显著性水平的t分布的特征值，可由t分布表查得；为样本方差，k为取样精度（，）。通过分析某个样本，可以在不同的显著性水平（1置信度）和取样精度的条件下，计算得相应的采样点数目。在置信度为90的情况下，为1.7011，测试点数大于26个时，采样精度即可达到0.05。站址数量按以下方式确定：基站均匀分布于指定区域，并取正六边形蜂窝模型，S为区域面积，d为单个扇区最大覆盖距离。一个区域所需的基站数：密集城区：当N26时，基站数=26其他区域：基站数=MIN（N，26）站址选择数量：密集城区、普通城区、郊区和乡村。每个环境建议均匀取测试站点，且总站点控制在26个以内即可。根据一般经验，在人口密集的大城市，测试站址应不少于5个；对于中小城市则不少于1个，这主要取决于测试基站天线高度及其EIRP大小。,组网搭建测试平台,硬仿真测试系统移动发射机MT：安装在移动车辆上固定接收机TMR：安装在基站天线抱杆或接近天线的其他建筑物外表设备安装时的注意事项TMR尽可能安装到和现有TD天线高度比较接近的位置；较多情况安装在现有TD天线抱杆下方，高度低于TD天线约1米；部分安装于2G抱杆或楼顶女儿墙上，部分高度略高于现有TD天线；TMR采用宽波瓣角的定向天线，要求天线安装时，尽可能采用和规划方案近似的扇区朝向天线主瓣方向最好不要有障碍物仿真测试系统通过GPS进行定位，发射机和接收机之间的同步，因此测试要尽量在天气较好地时候进行，以提高精度,采样要求,基本采样要求：根据Lee准则，为了获得与本地均值差距不大于1dB的测量结果（在90%置信度上），必须从不小于40个波长（本征长度）的距离内采集50个以上的数据，然后再取其均值或中值。因此Lee准则给出了测试过程中车速与采样速率之间的制约关系，即：式中，分别为TD频段的波长和采样速率（Hz）。硬仿真测试系统每5ms记录一个数据，采样的速率为200次/s，由上式计算得到的最大车速为86.4km/h，这能满足大多数情况下的测试要求。测试车的移动速度建议保持在30Km/h60Km/h。区域采样要求：一般每个站点测试时间约1个小时（采样点数约10000点，按照采样数据平滑后1点/6m的采样率，10000点约为60km的测试路程）。由于采样点发生重叠几率较大，实际测试中区域内测试总路程可适当减少。一般的，采样点要尽量均匀分布于基站覆盖区域范围内。因此，测试路径必须照顾到区域中所有的主要地形，测试路径必须照顾到区域中离站点不同距离的位置，纵向和横向路径上的测试点数尽量保持一致。,数据分析,数据离散,由于接收机速度远大于GPS的定位速度，每个定位点下按时间顺序有很多条测试记录。数据离散时，假定两个定位点之间车是匀速的，每两条测量记录之间的时间间隔相等，将这些测量记录按时间顺序均匀分布到两点之间的路段，以满足在测试路线上每6米长度（李氏定义要求的本征长度）内有足够的点数。,格式转换,硬仿真分析系统能够支持多种规划工具，能够将TMR的测试数据导出成规划仿真工具可以支持的模型校正文件，包括hd文件和dat，也可以根据需要导出成其它规划工具支持的格式。,项目背景,TD网络硬仿真原理与系统简介,2,3,2,1,目录,试点应用性能论证,4,试点成效与系统应用,福州大学城网络环境简要介绍,TD二期福州大学城区域，TD二期已有站点大学城为南北狭长的区域，东面为乌龙江、西面为旗山，共对13个站点，39个小区组织测试，站点分布如左图。目地：验证上行替代下行测试用于传模校正，是否可行验证网络硬仿真道路覆盖预测结果是否比传统仿真结果要精确总结应用成果，形成操作指导手册,网络硬仿真系统验证的思路,上下行对比测试结果,上下行的平均偏差为0.229dB，信号动态波动的标准偏差为4.421dB其中两个上行同时测试，标准偏差为2.6dB其中两个下行同时测试，标准偏差为2.5dB说明接收到的信号强度基本一致。结论：利用上行方式来替代下行进行传播模型校正，完全可行的。,道路覆盖预测与现网测试数据的对比结果,全局比较效果,道路覆盖预测现网测试数据,网络硬仿真系统对于提升规划设计质量，具有非常显著的效果道路覆盖预测和现网测试数据对比，标准偏差可达到6.5dB以内结论：道路覆盖预测与现网测试数据基本相符。,28,硬仿真模式下仿真结果,硬仿真模式下仿真结果与路测数据的偏差分布,传统模式下仿真结果与路测数据的偏差分布,传统模式下仿真结果,硬仿真模式与传统模式仿真结果比对,传统模式及硬仿真模式下仿真精度对比,关于两组仿真的说明：同样的工具：都是采用百林仿真软件同样的基本传播模型：COST231-Hata相同的工程参数：差别只是校正后的传播模型的Ki不同同样的比较数据：采用同一组现网测试数据进行验证分析,传统模式下仿真精度差异标准差：13.1dB差异平均差：-2.18dB,硬仿真模式下仿真精度,仿真精度受到测试时段基站工作是否正常、基站信息表是否和现网完全吻合等因素的影响，虽然绝对精度不是非常高，但相对传统模式，改善显著，达5dB,工作效率分析对比,以300个站点规模的网络为例：网络硬仿真模式：选择30个站点组织传播模型校正测试（假设根据地形地貌特征，划分为10种传播环境，各选择3个典型站点组织测试）；传统模式：选择10个站点组织测试（区域划分简单，密集城区4个测试点，一般城区和郊区各3个测试点，农村1个测试点）。以一个工程队为例，每个工作日工作效率如下：,31,传播模型校正模式下工作量对比规划阶段,以300个站的网络为例，假设传统模式测试10个站点，硬仿真模式测试30个站点。,网络硬仿真：设备安装：30/7.5*2=8人天测试：4人天（包括补测）设备拆卸：6人天工作周期：4+1+3=8天传统模式：10/1.5*3=20人天工作周期：7天,按照一个组安装测试拆卸估算周期站点勘察和选择都按4人1天来估算传统模式下传播模型校正2人1天并行处理硬仿真模式下，设备拆卸和传播模型校正可以同时开展,32,传播模型校正模式下工作量对比RF优化阶段,以单站工作量/人天来评估，测试站点是传统模式的3倍，预计各项工作减少20%以上,说明：优化阶段工作量减少量为（2.1-1.56）300=162人天。以3个工作组，每个组4人，总共12人为例，两种模式下的工作周期分别为：传统模式：3002.1/12=52天；硬仿真模式：3001.56/12=39天；,网络硬仿真模式工作效率总结,以单站工作量/人天来评估，网络硬仿真系统工作效率是传统模式的3倍预计整个网络生命周期内工作量可减少27%，工期可缩短22%。,34,网络硬仿真模式下工作量对比,网络硬仿真工作量评估-规划阶段,传统模式，工作量仍为26人天，工作周期仍为10天,网络硬仿真下所有站点均组织测试，基于道路覆盖预测规划无线参数，预计各项工作减少50%,网络硬仿真工作量评估-RF优化阶段,传播模型校正模式下工作效率,由于硬仿真模式下参数设置非常合理，RF优化阶段的工作量可以减少很多，大致可减少50%。预计整个网络生命周期内工作量可减少31%，工期可缩短26%。,工作效率分析结论,假如对300个站的网络组织全网硬仿真测试，规划阶段的工作量会有所增加，但由于规划设计质量更高，可以大幅度减少RF优化的工作量，整体工期会明显缩短，并显著提升建成后的网络KPI性能。理论分析和实验结果都表明应用于传播模型校正模式，单纯从传播模型校正测试分析，效率达到传统模式的3倍；应用于网络硬仿真测试模式，可以减少整个TD网络规划和优化工作量30%以上，工期缩短20%左右。,项目背景,TD网络硬仿真原理与系统简介,2,3,2,1,