TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件ANPOP介紹

劉娜 李楠

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司 北京 100080）

1 引言

移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展日新月異，隨著LTE標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善和成熟，LTE的推出也被各大運(yùn)營(yíng)商提上日程。為更好地支撐中國(guó)移動(dòng)TD-LTE試商用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)設(shè)計(jì)院研究所推出一款專(zhuān)門(mén)針對(duì)LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的規(guī)劃工具ANPOP（Advanced Network Planning& Optimizing Platform），如圖1所示。該軟件于2009年11月啟動(dòng)開(kāi)發(fā)，V0.0.1版于2010年7月正式發(fā)布。本文將介紹該軟規(guī)劃工具的技術(shù)特點(diǎn)及功能。

圖1 ANPOP軟件啟動(dòng)屏閃

2 軟件特點(diǎn)

ANPOP無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件是中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)設(shè)計(jì)院繼TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件APOX之后獨(dú)立研發(fā)的又一款大型工具軟件，具備完整的LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃功能，同時(shí)支持TDD和FDD兩種制式。

ANPOP繼承了APOX的標(biāo)準(zhǔn)Windows中文界面和風(fēng)格，易于上手，使用方便；軟件安裝卸載簡(jiǎn)單便捷；工程管理方便，便于不同使用者之間的串行操作；算法完全按照3GPP LTE R8版本進(jìn)行設(shè)計(jì)，工程計(jì)算快速準(zhǔn)確；軟件的開(kāi)發(fā)注重與工程實(shí)際的結(jié)合，凝聚了大量規(guī)劃及外場(chǎng)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)；軟件中的各類(lèi)參數(shù)設(shè)定更是依據(jù)于外場(chǎng)測(cè)試的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，從而使得軟件既適應(yīng)新技術(shù)要求又能夠與工程實(shí)際實(shí)現(xiàn)完美的結(jié)合；軟件支持豐富的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃評(píng)估結(jié)果展示，能自動(dòng)生成符合業(yè)界統(tǒng)計(jì)習(xí)慣的多種圖層、報(bào)表及文檔，方便規(guī)劃仿真人員使用。

ANPOP是業(yè)內(nèi)首款針對(duì)TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的專(zhuān)用規(guī)劃仿真軟件，ANPOP及時(shí)的發(fā)布及其優(yōu)越的性能確保了其技術(shù)的領(lǐng)先性。軟件支持對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)資源以及各類(lèi)物理信道和業(yè)務(wù)模型的建模，支持靈活的無(wú)線場(chǎng)景設(shè)置及參數(shù)配置、支持對(duì)MIMO（分集/復(fù)用）、波束賦型、OFDM無(wú)線資源分配、自適應(yīng)調(diào)制編碼、上行功率控制、ICIC等關(guān)鍵技術(shù)的仿真模擬。

3 軟件功能介紹

軟件V0.0.1版本在架構(gòu)上有以下4個(gè)主要組成部分：數(shù)據(jù)管理、圖層管理、規(guī)劃仿真、報(bào)表輸出，如圖2所示。其中規(guī)劃仿真部分又包括了以下主要功能模塊：傳播模型校正、頻率規(guī)劃、公共信道覆蓋預(yù)測(cè)、蒙特卡洛仿真、業(yè)務(wù)信道覆蓋預(yù)測(cè)。在后續(xù)的版本中，還將進(jìn)一步推出EMBMS、LTE與TD-SCDMA共網(wǎng)規(guī)劃等新技術(shù)和新功能。

圖2 ANPOP軟件框架圖

主要功能模塊介紹如下。

3.1 傳播模型校正

為了對(duì)基站信號(hào)覆蓋做出較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，首先必須有一個(gè)合適的可用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的電磁波傳播模型，并且要通過(guò)無(wú)線電波的測(cè)試對(duì)具體城市進(jìn)行模型校正以保證規(guī)劃設(shè)計(jì)的相對(duì)準(zhǔn)確性。ANPOP支持路測(cè)基站及路測(cè)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，導(dǎo)入后的數(shù)據(jù)在地圖上直觀顯示；然后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)篩選完成對(duì)傳播模型的校正，提高傳播模型準(zhǔn)確度。校正結(jié)果支持圖形化輸出和表格輸出，直觀清晰，方便使用，如圖3所示。

3.2 頻率規(guī)劃

LTE系統(tǒng)支持多種可變帶寬，頻點(diǎn)配置更為靈活。ANPOP嚴(yán)格按照3GPP 規(guī)范支持1.4、3、5、15、20MHz共6種系統(tǒng)帶寬配置，可根據(jù)用戶(hù)配置總信道帶寬與系統(tǒng)帶寬自動(dòng)計(jì)算出可規(guī)劃頻點(diǎn)數(shù)，完成自動(dòng)頻率規(guī)劃。

3.3 公共信道覆蓋預(yù)測(cè)

公共信道覆蓋預(yù)測(cè)是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基礎(chǔ)模塊，良好準(zhǔn)確的公共信道覆蓋預(yù)測(cè)結(jié)果是蒙特卡洛仿真以及業(yè)務(wù)信道覆蓋預(yù)測(cè)的前提。本軟件通過(guò)參考信號(hào)RSRP及RSRQ的覆蓋預(yù)測(cè)、PBCH RxLevel及SINR的覆蓋預(yù)測(cè)，與用戶(hù)設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基礎(chǔ)參數(shù)作對(duì)比，計(jì)算出公共信道覆蓋成功率、最佳服務(wù)小區(qū)、邊緣覆蓋概率等，來(lái)描述規(guī)劃區(qū)域公共信道的覆蓋情況。對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果可以方便的進(jìn)行分段統(tǒng)計(jì)，以詳細(xì)了解網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況。并可以支持圖片及表格統(tǒng)計(jì)結(jié)果直接導(dǎo)出到Word文檔，形成規(guī)劃報(bào)告。

ANPOP公共信道覆蓋預(yù)測(cè)支持以下圖層輸出和統(tǒng)計(jì)：最佳服務(wù)小區(qū)（如圖4所示）、公共信道覆蓋是否成功（如圖5所示）、RS覆蓋是否成功、RS最強(qiáng)RSRP、RS次強(qiáng)RSRP、RS最強(qiáng)RSRQ、RS次強(qiáng)RSRQ、PBCH覆蓋是否成功、PBCH最強(qiáng)RxLevel、PBCH次強(qiáng)RxLevel、PBCH最強(qiáng)SINR、PBCH次強(qiáng)SINR、RSRP邊緣覆蓋概率、RSRQ邊緣覆蓋概率。

3.4 蒙特卡洛仿真

蒙特卡洛仿真在一定業(yè)務(wù)模型條件下隨機(jī)撒入用戶(hù)，并通過(guò)多次快照的形式進(jìn)行仿真，分析各種業(yè)務(wù)及個(gè)小區(qū)的性能，為規(guī)劃人員提供蒙特卡洛仿真結(jié)果；此外，還為業(yè)務(wù)信道覆蓋預(yù)測(cè)提供上下行信道的干擾情況作為計(jì)算前提。

LTE采用OFDM多址方式，系統(tǒng)帶寬可擴(kuò)展，無(wú)線資源更加豐富，終端永遠(yuǎn)在線。LTE引入了MIMO天線，支持發(fā)送分集、空間復(fù)用及波束賦形等多種技術(shù)。LTE采用了自適應(yīng)調(diào)制與編碼、功率控制等鏈路自適應(yīng)技術(shù)，無(wú)線資源管理方面采用了調(diào)度算法、接納控制算法、無(wú)線資源分配算法、小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)算法等多種關(guān)鍵算法。 ANPOP MC仿真對(duì)以上LTE關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了建模和仿真：

支持RR、PF、最大C/I 3種調(diào)度方式可選；

支持隨機(jī)、干擾最小兩種無(wú)線資源分配方式；

支持AMC，自適應(yīng)選取承載方式；

支持上行功率控制；

支持分集、復(fù)用、波束賦形技術(shù)；

圖3 傳播模型

圖4 最佳服務(wù)小區(qū)

支持小區(qū)間干擾消除技術(shù)ICIC。

圖5 公共信道覆蓋是否成功

ANPOP支持基于多種無(wú)線場(chǎng)景的同步仿真，便于規(guī)劃工程分期管理。蒙特卡洛仿真快照次數(shù)以及功率控制次數(shù)均可選擇多種收斂準(zhǔn)則，且支持不同陰影衰落方式的實(shí)現(xiàn)。仿真結(jié)果支持圖層顯示和Excel表格統(tǒng)計(jì)兩種方式，提供總體、分小區(qū)、分業(yè)務(wù)3種統(tǒng)計(jì)方式。

圖6 T-FTPDownload下行速率

3.5 業(yè)務(wù)信道覆蓋預(yù)測(cè)

業(yè)務(wù)信道覆蓋預(yù)測(cè)反映的是在一定業(yè)務(wù)負(fù)荷的條件下，規(guī)劃區(qū)域的每個(gè)柵格的業(yè)務(wù)信道的上下行SINR及業(yè)務(wù)速率情況。它根據(jù)蒙特卡洛仿真結(jié)果提供的干擾情況，采取引入被動(dòng)終端的方法對(duì)規(guī)劃區(qū)的每個(gè)柵格做仿真，計(jì)算業(yè)務(wù)信道覆蓋狀況。

ANPOP針對(duì)參與仿真的每種業(yè)務(wù)均提供以下圖層及統(tǒng)計(jì)：上行速率、下行速率（如圖6所示）、上行SINR、下行SINR（如圖7所示）。

圖7 T-FTPDownload下行SINR

4 結(jié)束語(yǔ)

LTE技術(shù)發(fā)展迅速，其技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備不斷成熟，試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)也提上日程。ANPOP的問(wèn)世，是LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的有力支撐，對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)程有積極的推進(jìn)作用。ANPOP體現(xiàn)了中國(guó)移動(dòng)設(shè)計(jì)院強(qiáng)大的技術(shù)研究開(kāi)發(fā)實(shí)力和創(chuàng)新能力，隨著LTE技術(shù)的日益成熟，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐步深入，ANPOP軟件必將成為未來(lái)LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)的必備利器。