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文档简介

1、中国联通网络技术研究院中国联通网络技术研究院 20212021年年7 7月月 LTE无线网络优化要点及方法 龙青良 一. LTE无线网络优化特点 二. LTE优化流程及要点 三. LTE优化方法及案例 提纲 2 3 LTE与UMTS网络优化对比 LTE与UMTS优化思想想通,同样关注网络的覆盖、容量、质量等情况,通 过覆盖调整,干扰调整,参数调整,故障处理等各种网络优化手段达到网络 动态平衡,提升网络质量,保证用户感知; 基本思想 LTE与UMTS网络结构不同、采用的技术不同,导致系统优化过程中接入、 切换等各种流程涉及的参数不同;同时,LTE系统的干扰和UMTS系统的干 扰来源也有较大不同,

2、需要通过不同手段规避; 主要差异 目前LTE的网络优化方法和参数主要来自前期的研究成果和试验网的一些经 验总结,后续还需继续加强对网络优化技术的研究,和新工具、新方法的 探索。 后续探索 4 网络结构的差异 LTE MSC/SGSN/GGSN RNCRNC NodeB NodeBNodeBNodeB UMTS Iub Iub p LTE 功能扁平化,去掉RNC的物理实体,把部分功能下移到 eNodeB,以减少时延,增强调度能力。 p 采用全IP技术,继续实行用户面和控制面分离,部分功能上移到核心网,以加强移动交换管理。 网络结构的差异将带来网络规划与优化的差异 p E-UTRAN中只有eNod

3、e B一个网 元,具有WCDMA中Node B全部 功能和RNC大部分功能 无线资源管理:即实现无线承 载控制、无线接入控制和连接 移动性控制,调度等 IP头压缩和数据加密 为UE选择MME 将用户面数据路由到S-GW 调度和发送寻呼消息 调度和发送广播消息 测量控制和测量报告 p S1接口类似于WCDMA系统中的 Iu接口 p X2接口类似于WCDMA系统中的 Iur接口 4 关键技术的区别 项目UMTSUMTS_HSDPALTE 带宽5MHz5MHz1.4MHz 20MHz 传输技术CDMACDMAOFDMA 切换软切换硬切换硬切换 功控YesNo上行功控 支持MIMO?不支持 支持 支持

4、 容量资源# of Carriers # of Carriers# of RBs 支持 AMC?不支持 支持支持 UE 最大功率24dBm 24dBm23dBm 关键技术的不同导致覆盖、容量、互操作、干扰控制规划优化不同 5 下行多址接入技术OFDMA 6 p OFDMA的优点 u频谱分配方式灵活,能适应1.4MHz20MHz的带宽范围配置。 由于OFDM子载波间正交复用,不需要保护带,频谱利用率 高; u合理配置循环前缀CP,能有效克服无线环境中多径干扰引起 的ISI,保证小区内用户间的相互正交,改善小区边缘的覆盖; u支持频率维度的链路自适应和调度,对抗信道的频率选择性衰 落,获得多用户分

5、集增益,提高系统性能; u子载波带宽在15KHz的数量级,每个子载波经历的是频谱的 平坦衰落,使得接收机的均衡容易实现; uOFDM容易和MIMO技术相结合。 CDMA多载波频谱不重叠,需 要留有保护带 OFDMA子载波频谱重叠, 频谱利用率高 在时频域上的多用户分布(下行)在时频域上的多用户分布(下行) p OFDMA的缺点 u对时域和频域的同步要求高。OFDM技术利用各子载波 间严格的正交性来区分子信道,频率偏移和相位噪声会 使子载波间正交性恶化,仅仅1%的频偏会使信噪比下降 30dB; uOFDM的峰均功率比PAPR高,对功放的线性度和动态范 围要求很高。 u小区间干扰严重。 Freq

6、Freq F1F2F3F4F5F6F7 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 区分小区方法不同 UMTS 下行采用PSC 来区分小区 而 LTE 下行使用PCI来区分小区 Cell1 Cell2 RB1RB2 Physical Cell Identity 1 Physical Cell Identity 2 Cell1 Cell2 OVSF Code1 OVSF Code2 Primary Scrambling code1 Primary Scrambling code2 User1 Data User2 Data User3 Data User n Data Channel Code (

7、OVSF) Scrambling code Signal combine UMTS DL Data transmission x x x S ub-carriers S ub-fram e F req u en c y T im e Tim e frequency resource for U ser 1 Tim e frequency resource for U ser 2 Tim e frequency resource for U ser 3 S ystem B andw idth UMTSLTE 7 物理小区识别-PCI n物理小区标识(Physical Cell Identitie

8、s,PCI)是无线小区必 须配置的参数: ueNodeB的PCI用于终端区分不同的eNodeB小区。 u共有504个物理层小区标识。分成168个物理层小区标识组, 每个组包含3个唯一的标识。 nPCI和RS的位置有一定的映射关系: u PCI=0,其小区CRS起点为第一个OFDM符号;相同PCI的 小区,其RS位置一定相同,在同频情况下会产生干扰; u PCI不同,也不一定能完全保证RS位置不同,在同频的情况 下,如果两天线端口两个小区PCI 模3相等,这两个小区之间 的RS位置也是相同的,同样会产生严重的干扰,导致SINR急 剧下降。 u规划优化建议:PCI规划优化要结合频率、RS位置、小区

9、位 置关系和邻区关系等统一考虑,才能取得合理的结果。 n在PCI规划和优化中应满足: u避免冲突:在复用区域内的PCI是唯一的; u避免混淆:不能存在具有相同PCI的邻区。 8 影响网络性能因素的区别 WCDMALTE 性能码字、终端类型、无线环境 控制信道配置、MIMO模式、终端类型、带宽、 无线环境 资源码资源、功率资源、CE资源等RB数 覆盖RSCP、EcIoRSRP、SINR 干扰小区内干扰、小区间干扰小区间干扰 9 LTE终端测量量的区别 p CRS RSRP u 参考信号接收功率。是在某个符号内承载参考信号的所有 RE(资源粒子)上接收到的信号功率的平均值; u 覆盖电平的衡量指标

10、; p CPICH RSCP u 主CPICH上测量得到的码片接收功率; u 以终端的天线端口为参考点,如果终端使用的是接收分集, 则上报的值不低于每个独立接收天线对应的RSCP的值; p UTRA Carrier RSSI u 接收带宽功率; u 带宽内的热噪声以及接收机产生的噪声; u 以终端的天线端口为参考点,如果终端使用的是接收分集, 则上报的值不低于每个独立接收天线对应的RSSI的值; p CPICH Ec/No u 每码片接收能量与带宽内功率密度的比值; u 带宽内的热噪声以及接收机产生的噪声; u 以终端的天线端口为参考点,如果终端使用的是接收分集, 则上报的值不低于每个独立接收

11、天线对应的RSCP的值; p E-UTRA Carrier RSSI u E-UTRA载波接收信号强度指示; u 终端接收到的总接收带宽功率,包括公共信道的服务小区 和非服务小区、邻道干扰、热噪声; p RSRQ u 参考信号接收质量,NRSRP/(E-UTRA carrier RSSI); u 含义是一个OFDM符号上RS的平均功率与符号总功率的比值。 u 类似于WCDMA的CPICH Ec/No。 p SINR u 参考信号接收质量; u 针对携带RS的RE进行计算:下行RS的SINR = RS接收功率 /(干扰功率 + 噪声功率) p RSRQ和SINR的区别与联系 u 频宽不同。 u

12、分母不同。 u 精度不同,计算量不同。 u 物理含义类似。 10 无线网络规划指标 区域类型 公共参考信号覆盖场强 覆盖率 小区边缘速率小区平均吞吐率 RSRPRS-SINR dBmdBMbpsMbps 密集城区-100-590%DL/UL:4/1DL/UL:35/25 一般城区-100-590%DL/UL:4/1DL/UL:35/25 旅游景区-105-590%DL/UL:4/1DL/UL:30/20 机场高速、高铁 (车内) -110-590%DL/UL:2/0.512DL/UL:25/15 区域类型 公共参考信号覆盖场强 覆盖率 小区边缘速率小区平均吞吐率 RSRPRS-SINR dBm

13、dBMbpsMbps 密集城区-105-590%DL/UL:1/0.128DL/UL:18/10 一般城区-105-590%DL/UL:1/0.128DL/UL:18/10 旅游景区-110-590%DL/UL:1/0.128DL/UL:18/10 注:1)表格中数据均为20MHz系统带宽,50%网络负荷情况下的标准。 2)除高铁场景、机场高速外,RSRP和RS-SINR指室外测量值。 3)分公司可根据用户感知、场景的重要程度以及后续网络调整、优化难度,适当提高覆盖指标。 FDD LTE TD LTE 11 LTE与UMTS优化方向对比 12 UMTS 覆盖能力取决于网络负荷,有明显的呼吸效应

14、 容量受干扰影响 干扰包括小区内和小区间干扰 支持软切换,对交叉覆盖区域有一定要求 覆盖,容量,干扰相互关联 LTE 覆盖能力取决于网络负荷,无明显的呼吸效应,覆盖要求受业务边缘速率影响 SINR是决定吞吐率的主要因素 干扰主要是小区间干扰 以控制干扰为导向 重叠覆盖能确保强的RSRP,但导致吞吐率明显下降 对于LTE, 峰值速率要求SINR 达到25dB以上,12dB时的速率不及峰值的一半 LTE与UMTS优化手段对比 13 DT与CQT 覆盖评估 性能评估:接入、切换、掉话、平均吞吐 量 不同点:指标名称、取值有差异 参数规划与优化 覆盖 接入、切换、系统算法 不同点:参数的规划、优化原则

15、有所不同, LTE涉及的参数更多 现有3G的思路、技术手 段仍可借鉴 SON PCI自配置 自动邻区关系(ANR) 移动负载均衡优化(MLB) 移动鲁棒性优化(MRO) 覆盖与容量优化(CCO) MDT(最小化路测) 利用MDT数据进行覆盖评估与优化、移动性 优化 终端上报的信息:位置信息,覆盖信息RSRP 等 LTE新增的网优技术手段 一. LTE无线网络优化特点 二. LTE优化流程及要点 三. LTE优化方法及案例 提纲 14 LTE网络优化要点:以控制干扰为导向 p LTE的性能主要取决于信号质量SINR,来自于邻小区的干扰是决定SINR主要因素。 p 下行最小数据吞吐率的要求决定SI

16、NR的最低的要求。 p 通过对重叠覆盖的控制,可以有效提高SINR 。 p SINR对吞吐率的影响如上图所示,可以看到SINR 的小幅增长可以引起速率的较大幅度增长;因此干 扰引起的SINR降低对速率的影响比较大。 p 来自某商用网络的测试数据: SINR 从9 dB 到 10 dB 11%吞吐率提升 SINR 从8 dB 到 10 dB 24% 吞吐率提升 SINR 从7 dB 到 10 dB 39% 吞吐率提升 15 LTE优化总体流程 参数 天馈 基本功能 单板告警 单站验证 覆盖 接入、切换、 掉话 吞吐量 簇优化 全网KPI PCI、PRACH、 TAC等参数优 化 全网RF优化 性

17、能监控(无 线、核心网、 传输网) 负荷监控 网络故障处理 网络性能保障 RF增强优化 KPI性能提升 CS性能提升 PS性能提升 网络性能提升 输出网优报告 总结网优案例 传递网优技能 网络性能验收 LTE网络优化在不同的阶段有不同的方法和侧重点 16 网络初始调整-单站验证 业务类:业务不能正常进行,诸如无法接入, 无法访问internet,视频不流畅等 性能类:吞吐率不达标,切换异常,(可能 原因:天线模式支持不全、传输误码率高、 传输闪断等问题) 工程类: 天线方位角、下倾角与规划不一致,天馈接 反或接错,天线近端被阻挡,天线挂高与规 划不一致,其他硬件故障问题 单站验证测试项 尝试

18、次数 成功 次数 失败 次数 RRC Setup Success Rate ERAB Setup Success Rate Access Success Rate FTP吞吐量测试好点 中点 差点 FTP下行吞吐量 RSRP Average SINR 下行吞吐量 FTP上行吞吐量 RSRP Average SINR 上行吞吐量 切换 单站验证测试可以检查出以上问题,需要通过工程整改、参数调整等方式进行优化 单站优化测试:单站点验证是优化第一阶段,涉及每个新建站点的功能 验证。 单站点验证工作的目标是确保站点安装和参数配置的正确。 工作重点: 主要业务的验证 覆盖与规划覆盖的比较 17 网络初始

19、调整-片区/簇优化 n RF优化流程介绍 一般情况下一个簇2030个站的规模;一个簇开启80%以上的基站才启动簇优化 n 簇优化关注指标 分类关注KPI 接入性RRC建立成功率、E-RAB建立成功率 保持性业务掉线率 保持性业务时间掉线比 完整性上行/下行平均吞吐量 完整性时延 移动性系统内切换成功率 覆盖类RSRP、SINR 18 网络性能保障-LTE负荷KPI、性能KPI监控 负荷监控平台 PRBPRB利用率利用率 下行在统计周期内,分别统计PDSCH信道每毫秒使用PRB平均值 上行PRB统计的是PUSCH、PRACH和PUCCH使用的PRB个数平均值 以1s为采样周期,采样当前上、下行P

20、RB可用个数,在统计周期 结束时根据采样值计算上下行PRB可用个数平均值 CPUCPU利用率利用率 以5s为采样周期,计算采样周期内CPU平均占用率 CCECCE个数个数 CCE可用个数:PDCCH为控制信道,可在频域上占有14个符号, 具体占用的符号数根据网络负载进行调整,该指标用来监控 PDCCH符号数动态调整下,CCE的总可用个数 CCE使用数:监控CCE资源消耗情况 PUCCHPUCCH消耗的消耗的RBRB数数 PRACHPRACH利用利用 RACH过程用于用户获得上行同步,该指标监控RACH信道的使用 情况 下行发射功率下行发射功率 激活用户数激活用户数 性能监控平台 接入性接入性

21、RRC建立成功率 E-RAB建立成功率 保持性保持性 掉线率 时间掉线比 移动性移动性 系统内切换成功率(同频、异频) 系统间切换成功率 完整性完整性 上行平均吞吐量 下行平均吞吐量 时延时延 RRC建立时延 E-RAB建立时延 19 网络性能提升 以用户感知为目标,关注接入性、保持性、移动性和速率 接入 切换 重选 准入控制 负载控制 拥塞控制 驻留策略 CSFB 边界切换 干扰协调 CoMP 接入、 移动优 化 负荷优 化 互操作 优化 特性应 用 网 络 性 能 提 升 20 LTE网络优化研究方向 优化研 究方向 同频干扰 优化 边缘速率 优化 PCI优化 重叠覆盖 室内外协 同覆盖优

22、 化 切换优化 LTE与 2G3G互 操作优化 21 一. LTE无线网络优化特点 二. LTE优化流程及要点 三. LTE优化方法及案例 提纲 22 影响用户感知的八大因素 23 影响用户感知有八大因素,其中的六种因素与网络相关。 影响用户感知的根本原因 24 LTE网络优化基本方法 25 网络 优化 调整天 线下倾 角 调整天 线方向 角 重选、 切换参 数调整 各制式 特性配 置 功率调 整 天线高 度 覆盖性能优化 天馈调整 RS功率调整 灵活选址 切换性能优化 PCI调整 功率调整 切换参数优化 邻区优化 速率性能优化 时延性能优化 数传性能优化 接入性能优化 业务保持性能优化 LT

23、E网络性能优化指标 26 用户感 知 覆盖指 标 质量指 标 接入指 标 保持性 指标 移动性 指标 资源类 指标 RSRP、SINR - -覆盖、干扰性能覆盖、干扰性能 BLER、时延、吞吐率 -为用户提供预期服务质量的能 力 RRC建立成功率、E-RAB建立 成功率、业务建立成功率 -满足用户业务需求的能力 掉线率、业务时间掉线比. -为用户提供持续服务的能力 系统内切换成功率、系统间切 换成功率. -切换性能 PRB利用率、CPU利用率、 下行发射功率 -业务、负荷、资源的使用 LTE覆盖性能分析 27 通信制式频段(GHz)上行业务 上行覆盖半径 (Km) 上行对应站间 距(Km) 下

24、行业务 下行覆盖半径 (Km) 下行对应站间 距(Km) LTE1.8256K0.390.5851024K0.460.69 LTE1.8512K0.320.482048K0.460.69 LTE2.1256K0.350.5251024K0.40.6 LTE2.1512K0.290.4352048K0.40.6 WCDMA2.1CS64K0.520.78CS64K0.570.86 GSM1.8语音0.861.29语音0.891.33 p2G/3G/LTE覆盖相关特性对比(密集城区) u基于选取的业务类型和基准速率,1.8G和2.1G的LTE系统上/下行覆盖能力皆比WCDMA系统和GSM差一些。

25、uLTE系统的覆盖能力受限于上行信道。密集城区500米站间距条件下,1.8G和2.1G的LTE系统上行均能达到256Kbps 的边缘速率,但是还不能达到512Kbps的边缘速率。 u下行速率1024Kbps和2048Kbps覆盖能力计算结果相同的原因:假设速率为1024Kbps时系统为终端分配10个RB; 而2048Kbps时系统分配20个RB。系统为小区边缘用户分配的RB数目由各厂家设备实现的具体调度算法所决定,必 须考虑系统效率和用户需求之间的平衡。如小区中用户较多,为了达到较高的速率而又RB数有限,就需要调度较高 格式的MCS,导致解调门限升高,覆盖半径缩短。 为了获取更高的上下行覆盖和

26、速率性能,有必要研究各种覆盖增强技术的应用场景和性能增益。 LTE覆盖增强技术 p在于2G/3G共站建设的条件下,由于LTE的高速率以及基于OFDM技术的特点,LTE需要覆盖增强技术以达到较 高的平均/边缘速率性能。 pLTE对邻小区干扰敏感,需要通过抗干扰技术改善信号质量。 高功放:目前LTE系统默认下行2X2配置,多数设备厂家可实现基站侧2X20W/2X40W/2X60W等发射功率配置 。高功率可以提升下行覆盖,但同时要采取措施规避干扰。 MIMO技术 时隙绑定技术 ICIC技术 IRC技术 IRC应用于重 负载的LTE网 络中,利用多 天线接收分集 消除邻小区终 端产生的干扰。 远距离覆

27、盖或小 区边缘, MIMO的分集 和波束赋形技术 可以降低干扰、 提高信号质量。 覆盖好时,复用 技术可以提升传 输速率。 干扰抑制利用 频率复用技术 来降低小区之 间的干扰,对 于提升小区边 缘速率,提高 系统吞吐率作 用较大。 时隙绑定为接 收信号提供时 分增益,主要 用于增强小区 边缘上行覆盖 能力。 28 IRC技术 29 p IRC(干扰抑制合并)技术原理: u 属于一种接收分集技术,在接收天线数目大于1的条件下实现,不需要 对发射端信号做特殊的设计。 u 利用一个权值矩阵对不同天线分支接收到的信号进行线性合并。 u 通过最小化干扰功率来提升SINR,提升覆盖。首先估计干扰特征,然

28、后根据干扰特征将接收天线波束零陷对准干扰,从而最小化干扰功率。 u 抑制信道相关性导致的干扰,提升上行覆盖。 p接收天线数量和干扰终端数量对性能的影响 u 接收天线数量越多,消除干扰的能力越强。 u 当邻小区干扰终端数量大于接收天线数量时,IRC的性能增益减小。 pIRC应用考虑 u IRC产生的解调增益1-7dB,和环境和用户分布情况关联较大。 u 对于LTE系统,在轻、中和重网络负荷的三种情况下到底IRC更适合哪 种情况,决定于网络中邻小区用户连续碰撞的概率(业务模型)。 u 适合在散射、折射、绕射条件简单的环境中得到应用。而由于室内环境 多径复杂,效果就会受到影响。 u IRC适合在用户

29、地理位置相对集中的环境中进行应用。 2接收天线 4接收天线 29 MIMO技术 p多入多出系统原理 发射端的多个天线各自独立发送信号,同时在接 收端用多个天线接收并恢复原信息。在无线通信中 可以带来如下几种增益: 多路空间信道传输同 样数据 提高接收的可靠性和提高覆盖 适用于需要保证可靠性或覆盖的环境 接收信号 分集合并 多路信道同时传输不 同并行数据 理论上成倍提高峰值速率 适合密集城区信号散射多地区,不适合有直射 信号的情况 接收信号 解预编码 多路天线阵列形成指 向性波束 最大比合并 将能量集中在目标用户方向,降低用户间干扰 可以提高覆盖能力,同时降低小区内干扰,提升 系统吞吐量 发送天

30、线 接收天线 p空间分集 p空分复用 p波束赋形 30 MIMO传输模式及应用场景 Mode传输模式技术描述应用场景 1单天线传输信息通过单天线进行发送无法布放双通道室分系统的室内站 2发射分集 同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落 特性相互独立的信道进行发送 信道质量不好时,如小区边缘,提 升网络覆盖质量主要用于室外场景 3 开环空间 复用 终端仅反馈信道的秩信息,发射端结合该秩 信息,按照设定的规则选择码本来发射信号 信道质量高且空间独立性强时,提 升网络容量,主要用于室外场景 4 闭环空间 复用 需要终端反馈信道的秩信息和码本,发射端 结合该信息来发送信号 信道质量高且空间独立性强时,

31、终 端静止时性能好,提升网络容量。 主要用于室内场景 5 多用户 MIMO 基站端利用用户间空间信道的独立性,使用 相同时频资源给不同用户发送各自的数据, 用户数较多,易于配对调度,信噪 比条件比较好 6 单层闭环 空间复用 终端反馈RI=1时,发射端采用单层预编码 ,使其适应当前的信道 对于信道散射环境相对简单,或天 线间距难以满足充分的空间隔离 7 单流 Beamforming 发射端利用上行信号来估计下行信道信息, 以期实现最大比合并发送 获得充分的天线阵列增益 8 双流 Beamforming 结合复用和智能天线技术,进行多路波束赋 形发送,提高用户的峰值和平均速率 信噪比较高且空间独

32、立性相对较好 DL:开环空间复用开环空间复用 UL:多用户虚拟多用户虚拟MIMO DL:开环发射分集开环发射分集 UL:接收分集接收分集 DL:闭环空间复用闭环空间复用 UL:多用户虚拟多用户虚拟MIMO DL:闭环发射分集闭环发射分集 UL:接收分集接收分集 无线信道质量无线信道质量(SINR) Open Loop Closed Loop 小区中心小区中心小区边缘小区边缘 用户移动速度用户移动速度(km/h) 31 MIMO配置建议 p上行增益 u上行 1X4配置相比1X2配置,覆盖能力扩大27%左右,对于上行 终端发射功率受限的场景,上行多天线接收分集增益明显。 u上行1X4 相比1X2配

33、置,平均吞吐率获得35%的提升,小区边缘 吞吐率获得了52%的提升。 p下行增益 u当保持每天线发射功率不变的条件下(4X2配置相比2X2配置, 天线总功率增加3dB),覆盖能力扩大24%左右。 u下行4X2相比2X2来说,频谱效率增益大约16-21%,小区边缘用 户吞吐率提升20-30%。 pMIMO配置建议 uLTE-FDD室外基站原则上配置22MIMO,使用MIMO工作模式 3,TD LTE两通道基站配置22MIMO,使用MIMO工作模式3, 八通道基站配置82MIMO,使用MIMO工作模式3/7/8自适应 ; u部分上行覆盖受限的地区,LTE-FDD室外基站可以考虑配置 24MIMO,

34、采用上行4天线接收技术,但需要基站射频支持四通 道接收、基带支持4路接收算法。TD LTE八通道基站上行采用8路 接收算法; u室内基站根据场景可以选择单通道或双通道配置。若为双通道配 置,则采用22MIMO,可以采用MIMO工作模式3或工作模式4 。 32 ICIC小区干扰协调 33 ICIC技术Inter-Cell Interference Coordination 干扰协调技术是通过在小区间合理分配资源,尽量使相邻小区使 用的频率资源正交,使小区间干扰减小。 LTE使用OFDM,没有CDMA扩频增益;使用硬切换,没有软切换增益,因此同频干扰对性能 影响较大,需要有效干扰协调技术保证性能。

35、 ICIC应用考虑 34 p ICIC的价值 uICIC降低小区间干扰,提高边缘用户吞吐量,提升边缘用户的业务满意度。 u能够实现用户公平性和差异化处理,提升边缘用户的业务满意度。 u系统最大化利用带宽资源。 u提高边缘区域的覆盖能力;间接降低运营成本。 p ICIC应用的考虑 uICIC可产生1-3dB的增益。 u在网络建设初期,LTE主要针对热点地区,未形成成片覆盖,且系统负荷相对较低,可采用频率选择性调度方案 来降低系统干扰。 u当LTE形成连片覆盖,且系统负荷相对较高时,可开通ICIC功能降低系统干扰,在半静态/动态ICIC尚未成熟时, 建议采用静态SFR的方式;待半静态/动态ICIC

36、技术成熟后,可考虑引入基于X2接口的半静态或动态ICIC方案。 u3GPP对ICIC的具体算法没有统一,各厂家的ICIC算法各有差异,考虑到异厂家设备的差异性。因此网络建设应 尽量保证成片区域单个厂家连续覆盖。在不同厂家边界,采用静态ICIC或异频方案,通过网络规划,使相邻基站 之间边缘使用不同的频率资源,从而降低小区间干扰,改善系统边缘覆盖效果。 TTI Bundling技术 pTTI Bundling(时隙绑定)技术原理 u 将一个数据包在连续多个TTI资源上进行传输,每个TTI使用相同的HARQ过 程,不同的冗余版本,接收端将多个TTI资源上的数据合并达到提高传输质量 的目的。减小头开销

37、,减小信令开销,HARQ反馈出错对性能的影响较小。 u 3GPP R8/R9版本中定义TTI bundling用于VoIP业务,最大连续使用的TTI资 源数为4,往返时间RTT为16ms,调制格式为QPSK,最大分配RB资源数为3 。 u 无论是数据业务还是VoIP业务,利用4TTI bundling进行LTE覆盖增强,能够 大概提高上行用户12dB的SINR。 u 利用增强8TTI bundling进行上行传输,相比于4TTI性能提高13dB。 pTTI Bundling应用的考虑 u 目前R8、R9阶段LTE仅支持VoIP业务的TTI bundling,绑定的TTI数目限制 在4个。目前厂

38、家设备首先判断业务类型,仅针对VoIP考虑启动TTI bundling。 u 根据技术评估和3GPP覆盖增强技术的进展,上行业务的TTI bundling可以应 用到小数据量业务中。 u 针对覆盖较差、严重上下行覆盖不均衡的区域可以考虑更高的TTI bundling 数目。 u 鉴于系统整体性能和覆盖的折中考虑,仅推荐处于上行覆盖较差的终端(边 缘终端)使用TTI bundling技术,并可根据其覆盖效果,在一定范围内自适 应调整绑定时隙的数目,保证系统边缘UE的业务体验。 -10-9-8-7-6-5-4-3-2-1 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 SNR iBLER UL Me

39、dium data iBLER all scenario compare 1process no bundling 4process no bundling 1process 4TTI bundling 1process 8TTI bundling 8process no bundling -10-9-8-7-6-5-4-3-2 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 SNR rBLER UL VOIP rBLER all scenario compare 1process no bundling 4process no bundling 1process 4TTI bund

40、ling 1process 8TTI bundling 35 吞吐率与SINR、RSCP的关系 某试验网的实测数据 36 吞吐率与SINR的对应关系 某试验网的实测数据 国外FDD实测数据,10MHz 在RSRP一定时,SINR决定吞吐率, 提高SINR是无线网络设计和优化的关键目标. 37 吞吐率与RSRP的对应关系 在SINR一定时,吞吐率与RSRP弱相关,强RSRP 并不意味高吞吐率,不必过分追求 RSRP的高设计目标,而只需要满足PDCCH控制信道的接收要求即可。 38 影响SINR的因素 39 p SINR:参考信号接收质量 n针对携带RS的RE进行计算:SINR Signal /(

41、Interference Noise) nS: 测量到的有用信号的功率,主要关注的信 号和信道包括:RS、PDSCH; nI: 测量到的信号或信道干扰信号的功率,包 括本系统其他小区的干扰,以 及异系统的干 扰; nN: 底噪,与具体测量带宽和接收机噪声系数 有关。 影响 SINR的 因素 邻区的同 频干扰 PCI模3干 扰 重叠覆盖 小区功率 过大 LTE网络优化-同频干扰优化 40 同频干扰 公共信道/控制信道干扰 具体的映射位置与物理小区 ID密切相关 RS(参考信号) PCFICH(物理控制指示信道) 影响导频信号质量、影响调 度选阶 业务信道 PDSCH PUSCH 误码率高 影响网

42、络性能 解决方案 网络结构优化 通过站间距、天馈倾角、功率等调整控制 小区的覆盖 避免越区干扰、重叠覆盖区过大 参数优化 PCI的合理规划优化 邻区优化 优化调整切换门限、邻区、CIO、迟 滞等切换参数,提升边缘速率 干扰规避算法 ICIC 干扰随机化 干扰消除 频率选择调度 天线端口1导频 天线端口2导频 控制信号 业务信道数据 数据被邻区干扰部分 空载时数据部分受到邻区 导频干扰占总数据资源比 例为:10% LTE同频干扰原理示意图 参数优化小区功率参数优化-提升SINR 41 问题分析: 某路段受到某基站1,2小区的干扰,这是因为该小区受广告牌阻挡严 重,下倾角不能下压,站高41m,所以

43、对此路段干扰较大(见右图红 框所示)。 优化建议: 建议调整该站1,2小区功率为10w,减少对问题区域的干扰,进行深度 优化。 优化结果: 通过降低功率,发现此路段SINR明显改善,在此优化结果的基础上, 吞吐量性能提升较大。测试区域性能统对比(图中黑框选中区域)统 计如下: 下行吞吐量(Mbps)平均SINR 初始优化20.713.6 深度优化30.1714.6 针对特殊场景的优化,功率调整也是一个有效的手段 参数优化PCI参数优化-提升SINR 42 p两个小区的PCI如果模3相等将会导致: uUE测量到的SINR明显降低; uUE测量到的RSRP可能不准确 道路A及道路B路口部分路段的S

44、INR较弱, 出现很多SINR在-55dB范围内的区域。但 是此处覆盖良好,查看小区数据库发现相关 小区的PCI如上表,模3干扰严重。 小区PCI mod 3结果相等,导致RS同频干扰 严重,使RS SINR降低,导致吞吐率不理想, PCI优化后的路测结果表明显示此路段的 SINR水平有了明显的改善。 重叠覆盖优化 43 pLTE采用同频组网,建设方式主要继承WCDMA的网络结构,由于两者在传播特性和优化手段上 的差异,以WCDMA网络结构为基础形成的LTE网络重叠覆盖严重,影响了LTE网络质量。 n测试方法:50%加扰,A小区作为服务小区,B小区为干扰 小区,测试点可收到A小区信号在-70-

45、80dBm; n重叠覆盖程度影响SINR、吞吐量及接入,当主邻RSRP相差 10dB以上时吞吐量影响10%左右,SINR-5.2dB时影响接通 服务小区与邻区RSRP差值 逐步关闭邻区,吞 吐量逐步上升 邻区个数越多对吞吐量影响越大,当邻区个数大于3的时候,随邻区个数增加吞吐量减少不明显;当主服务小区大于邻区信号强度 10dB时,邻区对服务小区吞吐量影响不大。综合起来看,主服务小区受干扰程度与邻区的个数及信号强度有关。 建立重叠覆盖度的评估准则,通过对重叠覆盖度的优化,将优化目标聚焦于可能成为 干扰源的站点。通过高干扰站点数量的不断收敛提升网络结构和质量。 重叠覆盖优化 44 处于重叠覆盖区域

46、的终端对邻区上行产生干扰,从而降低网络的上行性能。左下图某测试小区处在中心密 集城区,周围邻区较多。通过不断增加加扰小区终端数量,使主测小区的噪声抬升水平逐级提高。 降低重叠覆盖必须通过网络良好的网络结构设计和天线的调整,从物理上同时控制上下行的重叠覆盖, 而不是通过优化基站发射功率而单纯降低下行信号的覆盖。 干扰优化小结 45 p LTE的性能决定于信号质量SINR,来自于邻小区的干扰是决定SINR的主要因素。 n下行最小数据吞吐率的要求决定SINR的最低的要求。 n为了提高网络的性能,如小区平均吞吐率,必须提升高SINR的比例,所以在网络设计中,需 要满足SINR分布的要求。 n网络设计时

47、需要通过站点选择、天面设计、站型设计、天线选型、天线工参设计来保障全网良 好的SINR 。 p 通过对重叠覆盖的控制,可以有效提高SINR。所以在网络设计时,需要对重叠覆盖的比例提出要求。 n信号强度RSRP只要高于热噪声电平,终端能够在有干扰的条件下保证信号接收就可以了,不 必过高强调信号强度。过高的RSRP要求势必大大增加站点密度,反而降低SINR,从而降低网 络的整体性能。 nLTE的信号强度RSRP保证PDCCH信道接收的基础,高的RSRP并不能保证好的吞吐率。 相反, 为了满足强信号RSRP覆盖要求,过密的基站布局可能带来重叠覆盖的增加,增加干扰, 限制 了网络性能的提高。 n网络优

48、化时需要通过天线调整等手段来减小重叠覆盖,以优化网络的SINR。 切换优化 46 n 在无线的移动环境中,由于UE位置的不断变化以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。 n eNodeB通过测量控制消息,下发相关配置信息,UE据此完成切换测量, 并在eNodeB控制下完成切换的过程,保证不间断的通信服务。切换前后的 UE连接如下图所示: n切换典型过程:测量控制测量报告切换判决切换执行新的 测量控制 判决 执行 测量 pIntra-RAT (系统内切换) 载频关系: n 同频切换 n 异频切换 信令承载方式: neNodeB内的切换 nMME内基于X2接口的切

49、换 nMME内基于S1接口的切换 触发原因: n基于覆盖 n基于负载 n基于频率优先级 n基于业务 pInter-RAT(系统间切换) 切换优化-切换事件说明 47 事件名称事件定义 触发条件 进入条件离开条件 A1事件 Serving becomes better than threshold:表示服务小区信号质量高于一定 门限,满足此条件的事件被上报时,eNodeB停止异频/异系统测量;类似于 UMTS里面的2F事件; Ms-HysThreshMs+HysThreshMs-Hys ms+Ofs+Ocs+off Mn+Ofn+Ocn+Hys Thresh Mn+Ofn+Ocn+HysThre

50、sh1 Mn+Ofn+Ocn-Hys Thresh2 Ms-HysThresh1 Mn+Ofn+Ocn+Hys ThreshMn+Ofn-Hys Thresh B2事件 Serving becomes worse than threshold1 and inter RAT neighbour becomes better than threshold2:表示服务小区质量低于一定门限并且异系 统邻区质量高于一定门限,类似于UMTS里进行异系统切换的3A事件。 Ms+Hys Thresh2 Ms+HysThresh1 Mn+Ofn-Hys Thresh2 切换优化-关键参数 48 参数英文名称参数

51、中文名称功能描述参数对网络性能的影响 IntraFreqHoA3Hyst同频切换幅度迟滞 该参数表示同频切换测量事件的迟滞,可减少由于无线信 号波动导致的同频切换事件的触发次数,降低乒乓切换以 及误判,该值越大越容易防止乒乓和误判。参见协议3GPP TS 36.331。 增大迟滞Hyst,将增加A3事件触发的难度,延缓 切换,影响用户感受;减小该值,将使得A3事件 更容易被触发,容易导致误判和乒乓切换。 IntraFreqHoA3Offset同频切换偏置 该参数表示同频切换中邻区质量高于服务小区的偏置值。 该值越大,表示需要目标小区有更好的服务质量才会发起 切换。参见协议3GPP TS 36.

52、331。 若为正,将增加A3事件触发的难度,延缓切换; 若为负,则降低A3事件触发的难度,提前进行切 换。 IntraFreqHoA3TimeToT rig 同频切换时间迟滞 该参数表示同频切换测量事件的时间迟滞。 当同频切换事件满足触发条件时并不能立即上报,而是当 该事件在时间迟滞内,一直满足上报条件,才触发上报该 事件测量报告。 该参数可以减少偶然性触发的事件上报,并降低平均切换 次数和误切换次数,防止不必要切换的发生。 延迟触发时间的设置可以有效减少平均切换次数 和误切换次数,防止不必要切换的发生。延迟触 发时间越大,平均切换次数越小,但延迟触发时 间的增大会增加掉话的风险。 Intra

53、RatHoMaxRprtCell 测量上报最大小区数 该参数表示系统内同频、异频切换事件测量或快速ANR周 期测量触发上报时,允许上报的最大小区数。参见协议 3GPP TS 36.331。 该参数减小,则减少切换候选小区数目,减少每 次测量报告触发的切换的成功率,但是节省了空 口资源。反之亦然。 IntraRatHoRprtAmount测量报告上报次数 该参数表示系统内同频或者异频切换事件触发后周期上报 测量报告的次数。 主要为防止测量报告的遗失和内部处理流程的失败对切换 造成的影响。参见协议3GPP TS 36.331。 增大参数值,报告的次数越多,切换的成功率会 有一定的提高。但另一方面,

54、如果报告的次数过 多,会导致过多的信令,浪费空口资源。 IntraFreqHoRprtInterval A3测量报告上报间隔 该参数表示同频切换事件触发后周期上报测量报告的间隔。 异频A3测量报告上报间隔取值与该参数相同。 参见协议3GPP TS 36.331。 该值减小,报告增多,增大切换机率, 耗费空口 资源; 该值过大会导致重试切换时延过大,降低切 换成功率。 切换问题的定位 49 p 设备状态检查 n 查询基站、小区告警,保证没有与切换 相关的严重告警(如X2配置链路断开、 RRU告警等) n检查测试终端是否能正常使用,是否支 持异频、异系统重选、切换功能 p 参数核查 n确认切换开关

55、状态 n确认邻区配置,确认邻区关系、X2接口 配置、传输配置 n确认切换参数,比如切换门限,幅度迟 滞,时间迟滞等 n确认是否存在PCI冲突告警 p 切换失败TOP站邻区漏配检查 n地理位置、网络规划角度,确认是否邻 区漏配,并实施相应操作 切换问题的定位、解决方法-邻区漏配 50 p 问题1:邻区漏配核查: l从网络侧跟踪Uu口和终端侧Uu口跟踪结合判断: u网络侧:同一用户连续上报测量报告但没有下发切换命令,检查X2或S1跟踪中分别也没有 HANDOVER REQUST及S1AP_HANDOVER_REQUIRED,则很可能是漏配的小区(通过查询配置 确认); u终端侧:随着UE移动服务小

56、区RSRP越来越差,SINR越来越差,而邻区RSRP越来越好,上报测量 报告,没有收到切换命令; UE侧:发测量 报告,但收不 到切换命令eNodeB侧:收到 测量报告,但不 发起切换(X2口 没有切换请求, 空口没有下发切 换命令) 自动邻区参数优化ANR 51 p自动邻区关系ANR是LTE SON的重要功能,通过 终端的报告和eNodeB的判断,即时建立起缺失邻 小区关系: u大大减少优化维护工作 u增强网络性能,减少掉话 u网络通过小区分裂方式扩容,无需人力添加邻小 区 p利用ANR进行邻区优化前提条件 u优化的无线环境 u合理的PCI规划 u合理的ANR参数设置 p避免由于PCI冲突,

57、导致有些邻区不能添加 u出现大量的PCI confusion uANR功能检测和添加的相邻关系不合理 邻区关系的合理配置,会提升用户切换成功率。 自动邻区ANR的功能会大大提升邻区优化的效率。 切换优化-弱覆盖 52 问题问题2:弱覆盖:弱覆盖: p 从终端侧判断: n当邻区无线质量满足切换门限时,服务小区 和邻区的RSRP都十分弱; p 从网络侧判断: n从网络侧跟踪的UU口消息中,触发切换的 A3测量报告记录的源小区、目标小区RSRP 都很低,当测量报告中携带的服务小区 RSRP值小于-110dBm时,可以认为处于信 号质量微弱的区域,此时容易出现切换失败, 需要调整覆盖; p 弱覆盖的解

58、决方法: n调整天线方向角、倾角:当下行先受限时, 可以通过调整天线(如减小下倾角)补充远 点的下行覆盖; n增加基站:当上行先受限时,可以通过增加 小区(基站或接远RRU)的方式增强上行覆 盖。 eNodeB侧表现为下 发切换命令后收不到 切换完成消息,或者 连测量报告也收不到 UE侧信令表现为收到 切换命刚发出切换完成 消息后即发起RRC重建, 或者收不到切换命令 切换优化-重定向参数调整 53 p 在全网网络级别,释放和重定向到 WCDMA的设置为RSRP=-121dBm: p 现网中发现大多数LTE掉话发生在RSRP -111dBm到-121dBm之间 p 调整后,LTE掉话率从6.1

59、%降低 到1%,单用户下行吞吐率从 6.1Mbps提升到8Mbps。 切换优化-切换带调整 54 p 问题现象 温州街小区4向金箔东路小区9切换失败,但反向可以切换成功 p 问题分析 从小区4向小区9移动在右转弯后是切换带,终端上报测量报告, 此处存在快衰落,基站收不到测量报告或者还没来得及完成切换, 终端已经RL Failure p 解决方案 降低A3配置中的“事件触发持续时间”、“A3事件触发偏移 值”,使切换带向小区4的方向移动,当终端在路上刚转弯即开始上 报测量报告和切换,调整后,双向切换成功。 LTE驻留重选策略 p开机优选LTE网络: 具有LTE覆盖时,能够保证良好的业务质量; p互操作优先级: 移出LTE覆盖区后,优先在3G网络驻留/继续业务,若无3G网络则选择2G网络,终端一旦重新检 测到LTE覆盖,则返回LTE。 LTE GSM/GPRS WCDMA /HSPA 无3G覆盖时,则选择GSM驻留 无LTE和3G网络覆盖时,选 择GSM驻留 无LTE覆

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