LTE网络工程优化的方法思考

发布时间:2022-02-27 10:15:03 论文编辑:vicky

本文是一篇毕业论文范文,笔者首先从工程优化的关键性基础知识进行讨论和阐述,并细致的揭示了工程优化的关键性的流程操作顺序,指出参数获取方式。其次细致清晰地根据工程优化工作中需要解决哪些问题入手,针对这些问题产生的原因、处理常用手段的知识进行分析,并阐述三个主要解决问题手段的原理和具体要求。在最后,针对某市的实际工程优化案例,对本文所涉及的工程优化手段进行验证和研究,为后续研究人员提出参考。


第 1 章 绪论


1.1 本课题研究背景和意义

1.1.1 研究背景

随着新一轮科技革命和产业革命的开展,信息化的普及程度不断加深,手机通讯和数据业务在人民生活占比愈发重要,人民的生活、娱乐甚至工作都要依赖手机数据业务的支持。然而,在 5G 建设过程中也存在着一些制约性质的问题,比如——能耗大、成本高、覆盖范围小等,使得各大运营商逐步意识到,如果想要实现祖国每一寸领土的全方位数据网络覆盖的愿望,仍需借 4G 网络搭台唱戏、承担重任。

与此同时,VOLTE 技术也在不断发展、趋于成熟,LTE 网络不但承载了 4G 网络功能,而且也在逐步取代 2G 语音通话业务,可以说 LTE 在实现全网用户的业务全覆盖这一功能上发挥了巨大作用。移动公司于 2018 年成功申请 FDD 牌照,这一点也充分证明了 4G 建设持续发热、又将进入一个火爆的阶段。种种迹象表明,在此发展趋势的基础上,各大运营商 LTE 网络建设势必需要实现一个稳定密集的整体规划覆盖,用以确保网络高质量、低干扰、低投诉的运行。

基于本人长期从事新建站的单验及工程优化工作,对于这一部分内容有些浅薄的认识。所谓工程优化,即每当有新建 LTE 基站建设完成,又要对其进行测试和优化,指标合格方可入网。工程优化的前提即是,首先使用运营商配备的专用测试终端、匹配的测试软件,配合各地市图层参数、GPS 定位设备和专测试天线,前往新建站址,对新建站四周道路进行路测,重点对三个小区的主覆盖路面进行拉网,保存 LOG 数据。完成测试后在后台回放 LOG,进行分析,找出网络问题,并针对先关问题进行制定方案和书写分析报告。在分析报告中,确定基站是否符合建设开站标准,以准许基站入网。然而,在日常工作中新建站入网测试往往忽略工程优化,如能通过后期优化调整解决,便可认定单验通过。此种模式往往使新建站遗留许多问题,如:低接通小区问题、干扰问题、覆盖问题、高质差问题、资源不足问题、用户行为异常问题以及一系列日常优化指标不达标等问题。


1.2 国内外研究现状

自 2013 年中国 4G 牌照正式发放起,及至今日,4G 在中国已发展了近 7 年的时间;从探索起步,到今日的飞速发展,中国不但在国内建设起较为完善的 LTE覆盖网络,而且走出国门,为世界许多国家建设从宏站到室分的 LTE 的全面网络覆盖。依托华为、中兴设备的 LTE 网络,在中国不计其数的工程师、学者的积极努力探索下,日趋成熟。LTE 的网络优化工作作为 LTE 网络建设和维护中的最关键一环,无数中外学者对此进行过积极探索,并提出了无数的可参考性方案。

1.2.1 国内研究现状

在本篇论文研究初始,便寻找并阅读了许多最新的相关研究资料。工程优化虽是 LTE 网络优化的一种,但因其直接面向新建站的入网指标优化,具有一定的特殊性,早期 LTE 4G 基站大规模开站建设,为了尽快入网,各运营商牺牲入网指标以加快基站入网速度,导致工程优化未收获良好重视。所以在众多文献之中,针对其进行专门的相关研究的人较少。

2014 年,中国联通网络技术研究院的张涛、袁明强两位工程师,针对无线网络工程优化的流程以及要点进行了初步的分析,指出“包括单站优化、分簇优化、分区优化、不同厂家边界优化和全网优化等环节,其中单站优化、分簇优化和全网优化是必选环节,分区优化和不同厂家交界优化为可选环节” [1],同时工程优化应有相应的单验分析做支撑,首先针对单站进行优化调整,再进行 RF 优化调整,干扰小区优化处理的流程步骤。

2016 年,四川邮电职业技术学院李珂教授,在参数核查上提出相应建设化建议,指出“参数核查时,一般在网管系统中,导出各个站点参数配置信息表,与站点规划信息表进行对比,核查规划参数和实际配置的差别” [2]。2017 年,广东南方通信建设有限公司文新懿工程师,针对工程优化中的干扰问题提出了具体案例分析,他的经验对“为后期进行扩容、大规模建设等工作提供数据支持”[3]。


第 2 章 研究内容


2.1 基础理论

随着 3G 网络协同发展的智能机的提升,人们对数据业务需求不断提高,为了满足人们的视频、上网和游戏等需求,LTE 给人们解决了对更低时延、更高传输速度的要求。而 OFDM 技术和 MIMO 技术即是支撑 LTE 的基础技术。

2.1.1 OFDM 技术

1、OFDM 技术原理

OFDM 的全称是 Orthogonal Frequency Division Multiplexing,是多载波调制(Multi-Carrier Modulation,MCM)技术中的一种,“4G 系统中可以运用的 OFDM技术有 MIMO、V、W 等[9]”。OFDM 来源于 HPA 联盟(Home Plug PowerlineAlliance)[10],是一种基础的行业标准,它作为调制复用技术,是正交频分复用的一种,基础原理便是把它能够把系统带宽拆分成多个的相互正交的子载波,让数据在拆分的多个子载波上快速传输。因此它的技术相较于上一代技术,能够合并不同频率的信号,以单一信号的形式进行快速传播。在 50 年前,OFDM 由于技术条件限制,造价昂贵且复杂,很难大规模应用,发展受到极大制约。但随着20 世纪到来,快速发展起来的数字信号处理技术和集成电路的发展,有效的解决了 OFDM 的一系列制约条件,消除掉制约的 OFDM 技术优势愈发凸显,受到了通讯产业的关注和研究发展。图 2.1 为 LTE 的演变情况。

OFDM 的相关原理是:在使用的系统带宽频域内,将信道进行分解,使其变为正交的 N 个子信道,使得数据经过串并转换操作由传输较快的数据流变成传输较慢的数据流。将子信道数 N 乘以传输较慢的数据流,然后再进行数据的传输。时域上一个复数符号周期变成了原来的 N 倍。频域上子信道带宽缩小为原来的1N。在这种情况之下,较小的独立子信道带宽较小,能够有效地消除信道的频率选择性衰落。其原因是对每个子信道调制时,各个子载波并行传输,得其结果是虽然频率响应曲线总体不平坦,但对相对于每个子信道[11]都平坦,因为每个子信道都是信道带宽较窄的窄带传输,较窄的信号带宽小于信道的相应带宽,所以信号波形间的相互干扰被消除。同时在 OFDM 之中,每个子信道载波呈现的是两两相互正交状态,所以子信道的频谱会呈现相互重叠情况,这样的方法,在增加频谱利用率的同时,还能减弱子载波内部干扰。同时,OFDM 在 4G 中采用的原因还有,它可以选用新的方法替代多载波调制和解调,通过 IDFFT/DFFT。在OFDM 中,收发框图如图 2.2 所示。

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2.2 工程优化主要参数和指标

学习了解各项指标的概念和意义,有助于我们充分了解工程优化工作的操作和内容,对于问题来源的分析也有着重要的辅助作用[22]。

1、RSRP

RSRP,即子载波功率平均值。LTE 是多载波复用,每个子载波的 RS 导频信号功率平均功率,就是 RSRP。RSRP 的功率值代表了每个子载波的功率值[21]。

2、SINR

SINR 代表信号与干扰加噪声比

S:所测量的信号功率(RS、PDSCH)。I:所测量的信号或信道中干扰信号功率,包含外部干扰、内部干扰。N:底噪大小,取决于带宽以及接收机噪声系数。

根据公式判断,SINR 值与 RSRP、干扰功率、噪声功率有关。

3、CQI

CQI 是用户和基站之间的下行信道质量,从 CQI 参数中可以了解下行信道质量的好坏。用户与基站产生连接时,会根据 SINR 值,对下行链路进行评测,由用户内部计算当前 SINR 值下可以获取的 BLER 值,根据 BLER<10%的要求,得出下行信道质量的 CQI 值并进行上报。从这里可以看出,CQI 取决于下行 SINR以及用户端设备灵敏度[22]。

LTE 的下行 PDSCH 支持三种调制方式:QPSK、16QAM 和 64QAM。当 CQI:1-6 采用 QPSK 方式调制,当 CQI:7-9 采用 16QAM 方式调制,当 CQI:10-15 采用 64QAM 方式调制。基站端根据用户端上报的 CQI 来决定下行 PDSCH 信道的MCS。MCS 不同,则使用的编码方式不同,所以用户端的 CQI 上报决定了下行的编码效率,其它条件一样的时候,越高的下行编码效率意味着数据下载速度越高。所以,CQI 体现了信号覆盖的质量和编码效率。与 SINR、RSRP、上传下载速率等指标相比,CQI 更有助于对 LTE 网络质量进行评测。


第 3 章 LTE 网络工程优化............................ 20

3.1 工程优化的主要内容.................................... 20

3.1.1 单站验证........................................21

3.1.2 RF 优化阶段..................................... 22

第 4 章 以某市为例的工程优化方法的应用验证...............................46

4.1 优化前期准备......................................... 46

4.1.1 CXT/CDS 路测软件调试.............................. 46

4.2.2 CXT/CDS 路测软件数据指标提取分析........................47

第 5 章 总结...............................67


第 4 章 以某市为例的工程优化方法的应用验证


4.1 优化前期准备

前台测试作为工程优化工作的重要环节,也是工程优化的重要支撑,良好有效的前台测试结果有助于对工程优化中存在的指标、覆盖问题进行分析并找出原因,以便后续处理。所以作为工程优化人员,能够熟练操作测试软件并做出分析,是必须要学习和熟练的技能之一。

4.1.1 CXT/CDS 路测软件调试

测试工具的准备工作

(1)测试用笔记本要求:内存 1G 以上,硬盘 120G 以上,CPU 2.0Ghz 以上,操作系统为 WINDOWS XP SP3/WINDOWS VISTA/WINDOWS7。

(2)测试设备:路测型测试终端;GPS:支持 NMEA 接口 GPS(推荐使用环天BU-353)。如图 4.1 所示。

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第 5 章 总结

本论文主要致力于解决 LTE 新建站入网中的新站优化问题。因为工程优化具有复杂性,新建站的规划合理性、工程建设的合格与否,新建站址指标劣化等问题都是影响 LTE 单验入网的重要因素。工程优化应该注重从全方位多角度思考并解决问题。

笔者首先从工程优化的关键性基础知识进行讨论和阐述,并细致的揭示了工程优化的关键性的流程操作顺序,指出参数获取方式。其次细致清晰地根据工程优化工作中需要解决哪些问题入手,针对这些问题产生的原因、处理常用手段的知识进行分析,并阐述三个主要解决问题手段的原理和具体要求。在最后,针对某市的实际工程优化案例,对本文所涉及的工程优化手段进行验证和研究,为后续研究人员提出参考。

工程优化作为网络初期入网的关键优化阶段,能够确保网络健康入网及长时间的健康运行,有效降低运营商收到的关于网络质量方面的投诉,能够节约大量的人工成本。在未来 4G 网络作为通话和数据交流的主要担当,能够减少重复优化和日常优化正是重中之重,因此工程优化的重要也势必会日益凸显。

本论文因笔者自身能力和工作限制等问题,势必存在一些未到之处,希望本文能够为他人从事工程优化的同仁提供一些参考和帮助。有任何不足之处,还望给予斧正。

参考文献(略)

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