TD-SCDMA/TD-LTE協同優化方法研究

董飛, 仇勇, 鄭英, 陳康

（中國移動通信集團江蘇有限公司，南京 210003）

TD-SCDMA/TD-LTE協同優化方法研究

董飛, 仇勇, 鄭英, 陳康

（中國移動通信集團江蘇有限公司，南京 210003）

隨著4G網絡大規模部署越來越近，TD-LTE的組網及優化方法是當前TD-LTE網絡維護和優化的重點工作，特別是不同的建設方案對TD-SCDMA網絡也存在著較為重要的影響，因此本文通過對不同的建設方案，特別是基于現有TD-SCDMA站點直接升級的TD-LTE建設方案的優劣點，提出有利于TD-SCDMA/TD-LTE雙網質量提升的協同優化方法，為后續TD-LTE大規模部署及優化提供了重要的參考。本次基于江蘇無錫網絡進行研究和實踐，達到了協同優化的目的。

TD-SCDMA ；TD-LTE；結構分析；協同優化

1 基于TD-SCDMA直接升級TD-LTE

隨著中國移動TD-LTE試驗網的展開，大規模建設將接踵而至，如何選擇網絡建設方案對后續的網絡協調發展至關重要，特別是TD-SCDMA直接升級TD-LTE的建設方案，將涉及到多個方面的問題，下面是基于TD-SCDMA直接升級至TD-LTE網絡的優缺點分析。

共站址：優勢在于物業協調困難的情況下，減少工程難度；但是在1：1站點升級場景下部分結構不合理，將影響網絡性能。

共天饋：優勢在于天面受限的情況下，減少天饋建設降低投資；但是若TD-SCDMA/TD-LTE共天饋將影響獨立優化，非獨立電調場景無法進行獨立優化，特別是TD-SCDMA結構不合理區域，另外若需更換天饋將導致雙網退服。

功率繼承：優勢在于繼承了TD-SCDMA覆蓋優化成果，快速進行網絡優化； 但是TD-LTE同頻組網，相對于TD-SCDMA對網絡性能干擾受限因素影響突出，需要結合網絡結構進行深度評估優化。

鄰區繼承：優勢在于繼承TD-SCDMA優化成果，特別是接續關系； 但是TD-LTE對于結構要求更加嚴格，需要進一步基于LTE整體覆蓋進行持續鄰區優化。

從上面參數繼承來看，有一定的優點，但是對于后續的網絡維護優化存在一定的問題，主要體現在頻率組網、站點結構、工程RF可調性受限問題導致單點綜合性調整方案優化實施困難，需要進一步針對工程優化可實施性整改、基于網絡結構合理性優化達成網絡指標優化任務。

1.1 TD-LTE優化調整手段受限

如圖1所示，傳統的覆蓋優化手段主要包含軟硬兩個方面：RF工程參數優化（硬手段）及功率參數優化（軟手段）。

從GSM、TD-SCDMA開網優化經驗來看，控制網絡覆蓋的有效手段為RF工程參數優化，使網絡基礎更加扎實，隨著用戶的逐步增多，可以有效的保證網絡覆蓋及容量需求。無錫試驗網前期采用了基于TDSCDMA直接升級至TD-LTE，為了避免優化TDLTE網絡影響TD-SCDMA現網質量，TD-LTE開網初期進行的優化主要進行了功率、鄰區等軟性參數調整，TD-LTE網絡質量有了一定的提升，但是對于網絡結構改善不明顯。

圖1 LTE優化措施及功率設置

基本上均調整軟參數，特別是功率參數，CRS功率設置在1dB以內的占比大于20%，將不利于這些區域的深度覆蓋。

1.2 TD-LTE升級繼承了TD-SCDMA網絡結構，但對結構更敏感

TD-LTE從TD-SCDMA直接升級，繼承了TDSCDMA網絡結構，但是對結構更加敏感，性能損失更加嚴重，因此對TD-LTE天饋優化提出了更高的要求。

對共站址升級的TD-SCDMA/TD-LTE網絡同車測試，并分析發現：

（1） TD-SCDMA重疊覆蓋度大于3的比例為17.80%，同站升級TD-LTE重疊覆蓋度大于3的比例為13.48%，基本繼承了TD-SCDMA結構問題。

（2） 同站址升級的TD-LTE重疊覆蓋對下行速率損失嚴重，重疊覆蓋度達到3及以上時，吞吐量損失50%以上，而TD-SCDMA在重疊覆蓋度大于3以上時，性能損失為20%～30%。

（3） 軟參數優化調整后TD-LTE重疊覆蓋度大于3的比例仍然高達13.48%，對LTE性能影響較大。

影響目前TD-SCDMA/TD-LTE網絡結構的因素主要有以下幾個方面：站間距較近、站點過高、美化天線比例過高無法調整等。

2 TD-SCDMA/TD-LTE共天饋，RF優化效果研究

2.1 以TD-LTE為優化目標，優化實施

利用網絡結構優化思路，對優化區域的小區結構進行優化調整，輸出重疊覆蓋度較大的TopN小區，并進行小區結構計算并輸出小區優化方法。

（1） STEP1：數據收集/工具分析：以重疊覆蓋度為重點關注指標評估TD-SCDMA/TD-LTE網絡性能，TD-SCDMA關注后臺MR和話統反映的覆蓋情況。

（2） STEP2：網絡結構評估：結合仿真、站間距、站高、下傾角、方位角等信息，識別出疑似網絡結構不合理的Top區域或站點 。

（3） STEP3：實地勘測、測試：針對Top區域實地勘測和測試，確認問題原因，制定優化調整方案。

（4） STEP4：優化調整實施：以TD-LTE性能最優為前提針對近站、高站造成的重疊覆蓋問題，適當調整天饋下傾角和方向角，建議優先調整下傾角；天饋調整后關注雙網的前臺測試指標和TD-SCDMA后臺話統以及反映覆蓋的MR指標。

根據以上思路，小區調整及優化措施如表1所示。

2.2 TD-SCDMA/TD-LTE協同優化效果評估

2.2.1 RF優化效果對于LTE性能提升明顯

RF優化效果明顯高于功率優化，LTE工程優化必須以RF優化為主，保證網絡基礎。如表2所示。

前一階段參數優化后，總體性能有所提升，但是重疊覆蓋度優化后大于3的比例仍有11.7%，不滿足集團公司考核標準（5%） 。

對簇1的重疊覆蓋度最嚴重的3個區域：春申路十字路口、火車站前、西門移動大樓路段周邊站點進行了天饋調整，網絡性能進一步提升，重疊覆蓋度降至7.01%，下行平均SINR提升了2.4 dB，下行平均吞吐量提升了5.58 Mbit/s。

表1 LTE優化調整措施示例

表2 不同優化措施實施效果

2.2.2 RF優化后對TD-SCDMA性能的影響

（1） 前臺路測：道路測試PCCPCH RSCP覆蓋率指標基本不變， PCCPCH C/I＞-3的比例提升了1.28個百分點，重疊覆蓋度大于3的比例降低了0.5個百分點，應用層下載速率提升了90 kbit/s，路測指標有所好轉。

（2） MRR統計：采集RF調整前后的MRR并分析可以看出，良好覆蓋采樣點比例降低了1.5個百分點，弱覆蓋采樣點比例降低了0.2個百分點，MRR統計弱覆蓋增加。

（3） 后臺統計：對調整前后的KPI指標進行對比分析發現調整小區的業務量降低，其中話務量降低了2.39%，數據業務流量降低了15.5%，呼叫建立請求次數降低了2.92%，電路域系統間切換次數提升了25%，而全網性能指標趨于平穩，業務量提升幅度較大，因此可以看出RF調整對TD-SCDMA吸收話務能力產生影響。

優化調整后路測TD-SCDMA指標平穩，而從MRR統計來看，TD-SCDMA覆蓋存在收縮現象，調整天饋后，KPI指標基本正常波動，但是業務量收縮明顯，說明TD-SCDMA覆蓋存在收縮現象，而且呼叫次數明顯降低，互操作頻次增多，呼叫切換比降低。

2.3 TD-SCDMA/TD-LTE共天饋結構優化小結

TD-SCDMA/TD-LTE共站址共天饋繼承TDSCDMA網絡結構問題，影響TD-LTE網絡性能。

TD-LTE網絡需要進行RF優化調整網絡結構，但共天饋時進行RF調整使TD-SCDMA覆蓋收縮，影響TD-SCDMA深度覆蓋，建議TD-SCDMA/TD-LTE獨立天饋建設。

3 TD-SCDMA/TD-LTE協同優化研究

3.1 TD-SCDMA/TD-LTE協同優化調整措施

無錫TD-LTE協同優化項目在完成一階段優化基礎上，按照深入發掘優化現網結構問題，發現從TDSCDMA直接升級將影響TD-LTE性能，而進行共天饋調整又影響TD-SCDMA網絡性能，因此需要進行對于TD-SCDMA/TD-LTE雙網網絡質量均有提升的建設方案研究，并使現網結構趨于合理。

實施區域涵蓋解放環路在內的無錫典型密集城區、一般城區，全區共計83站點，243小區，具有站點密度高、無線環境復雜等特點，優化難度較大。主要根據以下思路提出小區建設方案。

3.1.1 基于現網數據，分析LTE小區結構問題

小區干擾貢獻度（冗余覆蓋度）計算方法如圖2所示。

3.1.2 小區結構分析，輸出建設建議

如圖3所示，對小區干擾性能進行分析，并結合小區結構分析工具進行結構分析，輸出調整建議。具體小區結構分析步驟如下：

（1） 基于泰森多邊形進行小區覆蓋范圍大致評估，并基于小區方向角到達小區覆蓋邊緣最近距離作為小區的覆蓋距離。

（2） 利用小區方向角、站點高度、小區最優覆蓋距離，理論推導出小區的最優下傾角，作為評估因素。

（3） 根據豐富的網優經驗及以工具輸出的小區冗余覆蓋度和小區結構分析，進行小區結構分析，并輸出小區評估。

輸出小區建設建議：對于實驗區域涉及的站點16個，小區45個改造如下所示（利舊15個站點、44個小區，新增1個站點、1個小區）：其中28個小區進行F頻段雙模升級；7個小區進行獨立天饋建設，7個小區進行D頻段獨立天饋建設；3個小區采用D頻段建設，但是由于天面受限，天饋采用與TD-SCDMA合路建設。

圖2 LTE小區冗余覆蓋度計算

3.2 TD-SCDMA/TD-LTE協同優化效果評估

3.2.1 TD-SCDMA優化效果評估

前臺路測：從TD-SCDMA路測指標結果來看，優化后覆蓋率從99.27%提升至99.50%，增加0.23%；大于500 kbit/s應用層速率占比提升2.8%； 應用層平均速率提升3.1%； 重疊覆蓋度從15.21%降低至12.46%，降低2.75%。

MRR統計：從下行來看，良好覆蓋小區比例增加3.4%，弱覆蓋小區未增加，下行平均PCCPCH RSCP增加0.08 dB，整體良好覆蓋采樣點增加0.04%，弱覆蓋采樣點增加0.17%； 從上行來看，UE平均發射功率降低0.29 dB，UE高發射功率占比提升了0.42%左右，業務質量無明顯變化。

圖3 LTE小區結構分析思路

KPI統計：優化后RNC2和RNC3 CS呼叫切換比降低0.54，精品網一階段小區CS呼叫切換比降低1.83。RNC2和RNC3 PS呼叫切換比降低4.53%；精品網一階段小區PS呼叫切換比降低6.31%。精品網一階段小區與對應區域RNC2和RNC3的呼叫切換比變化趨勢一致。

TD-LTE精品網改造前后，通過TD-SCDMA路測、MR分析、話統KPI 3個緯度來評估TD-SCDMA網絡質量。

從路測指標上分析，通過路面上問題點的分析和優化，提升了TD-LTE網絡覆蓋率、應用層下載速率，降低了網絡重疊覆蓋度。

從MR數據分析，良好覆蓋小區數量增加，弱覆蓋小區數量持平，UE平均發射功率降低，業務質量保持平穩。

從話統KPI指標分析，精品網小區話務量、流量、互操作指標與對應區域RNC變化趨勢一致，接通率和掉話率指標穩定。

3.2.2 TD-LTE優化效果評估

從TD-LTE路測指標結果來看： 優化后下行PDCP平均速率從29.44 Mbit/s提升至45.00 Mbit/s，增加52.9%；平均SINR值從12.92 dB提升至19.19 dB，增加48.53%； 重疊覆蓋度從6.62%降低至1.31%，降低5.31%，達到了提升TD-LTE網絡性能的優化目標，為后續的TD-LTE建設和優化提供了指導和思路。

3.3 協同優化分場景解析

3.3.1 精品網區域不同場景增益分析——整體增益和效果

無錫LTE網絡的組網結構基本可以分為3種場景：F頻段雙模升級場景，F頻段新建場景和D頻段新建場景。 當前精品網區域的組網方案是以上3種場景的組合。

從精品網一階段區域改造優化前后的對比數據分析，通過F頻段雙模升級、F頻段新建、D頻段新建3類組網方案的結合，改造優化后的下行吞吐率性能比較改造優化前有了明顯的提升，主要體現在以下幾個方面：

（1）總體平均速率從29.44 Mbit/s提升至45.0 Mbit/s。

（2）5 Mbit/s以下的低速率占比從原先的2.09%下降至0.94%，邊緣性能得到明顯改善。

（3） 40 Mbit/s以上高速率占比從原先的24.29%上升至65.10%，4G高速率體驗增強。

同時通過本次精品網一階段改造優化，我們從RSRP、SINR、路測吞吐率以及對于鄰區的影響這幾個維度對現網3種場景改造方案對網絡的性能增益進行了對比分析。

3.3.2 精品網區域不同場景增益分析——D頻段新建場景

精品網區域D頻段站點的平均SINR上升92.9%，PDCP層下載速率上升153.84%，RSRP平均下降3.36 dB。

D頻段新建區域主要為原先的高干擾、天饋無法調整且周邊站點覆蓋均比較強的區域。在這類場景下通過新建D頻段小區作為服務小區可以有效降低區域干擾引起的性能下降問題，同時由于周邊多個F頻段站點覆蓋均較強，因此改造后不會出現深度覆蓋下降的問題。

3.3.3 精品網區域不同場景增益分析——F頻段新建（分拆）場景

F頻段新建區域主要為原先的高干擾、天饋無法調整、且周邊站點覆蓋均比較弱的區域。在這類場景下如果通過新建D作為服務小區可能會由于頻段差距產生深度覆蓋下降，同時此類場景的F小區較大程度上是其它小區的高電平鄰區，因此通過F頻段新建主要為解決區域網絡結構不合理，提升區域整體性能。

從F頻段新建小區前后測試數據分析，平均RSRP上升9.14 dB、SINR上升27.87%、吞吐率上升26.94%。

另一方面，從F頻段新建小區在鄰區里強干擾電平（即鄰區和服務小區電平差在6 dB以內）的采樣點占比的變化可以看到，優化后 F頻段總體高干擾鄰區占比由原先的48.34%下降至32.89%，干擾下降了約15個百分點。

3.3.4 精品網區域不同場景增益分析-F頻段雙模升級場景

F頻段雙模升級站點改造后的性能提升主要受益于D頻段、F頻段新建以及優化帶來的網絡結構的優化。

從改造前后的指標分析，區域內和區域外的F頻段雙模升級站點的性能均得到了一定提升，精品網區域內和精品網區域外F頻段雙模升級站點的SINR、PDCP下載速率均分別提升了40.8%～79.24%以及36.42%～38.18%

4 TD-SCDMA/TD-LTE協同優化后續計劃

由于TD-SCDMA/TD-LTE建設方式決定了雙網的優化調整息息相關，需要共同考慮TD-SCDMA/ TD-LTE的網絡質量，因此常規的優化手段無法兼顧兩者，需要利用現網數據，通過禁忌算法進行RF優化，使兩者達到最優，下面是TD-SCDMA/TD-LTE ACP工具的基本原理，有待后續研究實現，如圖4所示。

（1） TD-SCDMA/TD-LTE ACP通過對以下參數的禁忌算法尋優得到建議進行調整優化的RF參數：基站發送功率；天饋方位角；天饋機械下傾角和天饋電下傾角。

圖4 TD-SCDMA/TD-LTE ACP工具實現

（2） TD-SCDMA/TD-LTE ACP算法的優化目標主要考慮3方面： 覆蓋，質量和成本。

（3） TD-SCDMA/TD-LTE ACP方案解決問題：網絡弱覆蓋，網絡導頻污染和網絡干擾。

（4） TD-SCDMA/TD-LTE ACP方案包含特性：基于TD-SCDMA制式的ACP RF優化，基于TDLTE制式的ACP RF優化和TD-SCDMA/TD-LTE共天饋的ACP RF優化。

Research of collaborative optimization methods on TD-LTE &TD-SCDMA

DONG Fei, QIU Yong, ZHENG Ying, CHEN Kang
(China Mobile Group Jiangsu Co., Ltd., Nanjing 210003, China)

With the large scale deployment of 4G networks is getting closer, networking and optimization method of TD-LTE is now of priorities in current TD-LTE network maintenance and optimization. Especially, the different schemes of TD-LTE construction have a signifcant impact on TD-SCDMA network, therefore, according to the advantages and disadvantages of the different construction schemes, particularly the schemes of upgrading from existing TD-SCDMA sites to TD-LTE sites, this article proposed a collaborative optimization method which is in favor of the dual-network quality improvement of TDSCDMA and TD-LTE, and which will also provide an important reference of the subsequent large-scale TD-LTE deployment and optimization. The study and practice of the network of Wuxi, Jiangsu have achieved the purpose of collaborative optimization.

TD-SCDMA; TD-LTE; analysis of structure; collaborative optimization

TN929.5

A

1008-5599（2014）02-0001-06

2014-01-06