利用現網數據預測TD—LTE網絡主要指標及性能的方法研究

符新 周巍 張立武 王洪梅

【摘要】 不同運營商可能采用不同的網絡策略或者部署計劃。對于已有2G（GSM）或者3G（TD-SCDMA）的運營商，通常會傾向于使用共站址設計和共天線的方案，從而達到快速部署網絡。運營商也可能要求針對LTE覆蓋邊界服務受限區域，使用戶回退到2G和3G網絡，針對這樣的要求，對相關網絡質量風險需要進行仔細研究，如系統間干擾、網絡結構的劃分、多天線配置等，以保證覆蓋強度、控制干擾、提高系統容量。

【關鍵詞】 LTE 共址 預測

一、前言

TD-LTE網絡采用了OFDM、MIMO、AMC及64QAM等技術及同頻組網方式，其網絡性能（吞吐量、可接入性、接通率、掉線率）是否理想，主要取決于SINR指標。要提高SINR，系統內干擾控制十分重要，而系統內干擾主要是由于網絡結構不合理、重疊覆蓋過大、鄰區個數過多帶來的干擾，因此TD-LTE網絡規劃的其中一個重點任務是網絡結構分析。

針對目前已存在的2/3G網絡，如何在此基礎上進行LTE建設，需要進行縝密的研究分析，以確定網絡的覆蓋和質量要求。根據GSM的現網數據進行站址規劃，可以最有效地利用現有站址、減少選站周期、降低成本。在LTE網絡建設開始之前，需要對基站工參和站址數據進行精細化的規劃，即將優化工作提至工程建設之前，可以確保網絡建設的質量，為日后的優化工作奠定堅實的網絡結構基礎。

二、基于現網數據預測TD-LTE指標的方法

緊扣TD-LTE網絡規劃最為關鍵的兩個指標（RSRP和RS-SINR），從弱覆蓋、重疊覆蓋和干擾源三個方面進行網絡結構評估，全面分析現網站點結構問題。影響RSRP的因素主要是弱覆蓋，所以評估RSRP是否達標，需要找出反應該小區弱覆蓋的比例，目的是找出弱覆蓋問題小區；影響RS-SINR的因素包括重疊覆蓋和干擾源，其中重疊覆蓋反應了服務小區存在強干擾信號的比例，目的是找出受到網絡結構影響的小區，干擾源反應了某小區對網絡的干擾水平，發現高干擾小區，目的是找出引起結構問題的高干擾小區。（圖1）

基于上述評估方法，LTE規劃時需秉承“以終為始”的網絡規劃思路，在規劃中引入基于現網性能統計數據的網絡結構分析，為網絡規劃的合理性提供更多的定量分析。由于LTE主要承載高速數據業務，因此規劃時不能只關心覆蓋門限值，應盡量提高全網范圍內的SINR，為用戶提供更高的速率，提升用戶感知。因為當信號強度達到基本門限后，SINR是網絡質量的決定因素，相應的對干擾抑制及網絡結構要求也就更高。

本文可以根據2G現網移動通信用戶通話時的相關測量數據信息實時、簡單、有效、準確地評估TD-LTE網絡結構。基本思路是：基于2G現網數據，對基于現網升級的LTE網絡結構進行預估，評估現網哪些站址可用于建設LTE網絡。實施中只要采集相關測量數據MRR和NCS就可以對小區覆蓋進行評估，不受地域及其他因素的影響，使運營商及時了解基站情況，及時判斷基站問題，有效進行LTE選址工作。

NCS的測量對于發現過覆蓋風險小區效果明顯，而MRR則主要用于弱覆蓋高風險小區的查找。為準確評估TD-LTE網絡結構，可采取二維評估形式，一是體現干擾源數量，二是體現干擾信號強度。

三、基于現網數據預測TD-LTE指標的具體實施方式

為使本文要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合圖2進行詳細描述。

（1）高干擾風險小區的分析方法：NCS方法和MRR方法

1）干擾數據NCS處理方法

鏈路預算分析

可以將Okumura-Hata模型簡化為下面公式：

Lb=A-13.82lgHb-α（Hm）+（44.9-6.55lgHb）lgd

其中：

Lb：波傳播損耗值（dB）

A：覆蓋場景損耗參數

f：工作頻率（MHz）

Hb：基站天線有效高度（m）

Hm：移動臺天線有效高度（m）

d：移動臺與基站之間的距離（km）

α（Hm）：移動臺天線高度因子α（Hm）=（1.1lgf-0.7）Hm-（1.56lgf-0.8）

對密集和一般城區，一般1800M穿損比900M大8dB；對郊區，一般1800M穿損比900M大6dB。

NCS測量門限設定

考慮以上因素，對于不同場景不同頻段下的serving cell和neighbor cell需選取不同的門限進行處理。

具體計算方法如下：

ABSS

GSM：RX LEVEL=GSM TX Power+天線增益-饋線及接頭損耗1-Pathloss1

LTE：RSRP=LTE TX Power+天線增益-饋線及接頭損耗2-Pathloss2

上面兩式相減得到

RSRP= RX LEVEL+（LTE TX Power-GSM TX Power）+（饋線及接頭損耗1-饋線及接頭損耗2）+（Pathloss1-Pathloss2）

RELSS

當鄰區的電平高于服務小區-9dB時，鄰區會對服務小區產生同頻干擾，工程上一般留3dB余量，即該差值為-12dB。由于相對門限需計算同頻干擾，因此對于不同頻段的鄰區，需根據路損差異，轉換為同頻段再做比較。

根據以上計算方法可以得到不同區域（密集城區、一般城區、郊區和農村）的NCS定義門限要求。

NCS干擾小區計算方法

A小區對B小區的干擾影響系數=（B小區測量A小區期間，收到的包含A小區測量結果、且A小區場強絕對值-B小區場強絕對值≥-12dB的測量報告數量）/（測量時間內B小區收到的測量報告總數），當該值大于3%時，認為A小區對B小區會產生同頻干擾。

根據干擾影響系數計算A小區的影響小區個數，干擾小區個數大于20時，該小區視為過覆蓋小區。對于一般城區和郊區該門限為14。

2）MRR處理方法

在小區覆蓋方向120度范圍內，以某一寬度為單位掃描，記錄最遠層三小區距離，將若干個記錄結果做比較，取最大值作為最遠第三層小區的距離，并與MRR中99%的TA值相比較，考慮TA測量的誤差，當兩者的差小于-550米時，視為該小區過覆蓋。

3）干擾高風險小區篩選

條件一：NCS干擾小區數大于14；

條件二：MRR最遠覆蓋距離與第三層基站距離之差大于-550米；

根據以上兩個條件，將干擾高風險小區分為以下三個等級：

等級一，滿足條件一和條件二。

一個基站3個小區中有兩個小區為等級一，且每小區話務量低于整個區域平均值，不建議該站建設LTE；若同站僅有一個小區為等級一，則可通過調整工參解決。

等級二，僅滿足條件一。

此類小區可作為LTE站址，但需要合理設置基站工參。

等級三，僅滿足條件二。

此類小區需對話務數據和測試數據進行詳細分析，如無明顯過覆蓋可建設LTE。

（2）弱覆蓋數據處理方法

從MRR測量結果中可以直接得到GSM每個小區的Pathloss值，根據以下公式可以計算出LTE在該采樣點對應的RSRP。

RSRP=參考信號發射功率+天線增益-Pathloss-饋線及接頭損耗-不同頻段路損差異

其中，參考信道發射功率設為15dB，天線增益為17.5dB，饋線及接頭損耗1.5dB，不同頻段路損差異取8或6dB。

當RSRP低于-110dB的采樣點數占某小區總采樣點數5%以上時，該小區視為弱覆蓋風險小區。

四、總結

本文的目的就在于利用現網2/3G的統計數據及測量報告，通過不同頻段差異性計算分析，得出不同場景下LTE的高風險站址篩選標準，作為精確規劃站址、準確調整工參的依據，并指導以后的規劃及優化工作。

參 考 文 獻

[1] OSS系統中MRR和NCS進行無線覆蓋評估的研究 陳源惠 廣東怡創通信有限公司 移動通信雜志

[2]向潞璐 基于MRR的天線方位角計算與無線優化應用 -計算機與數字工程

[3]基于NCS進行頻率評估與優化 《廣東通信技術》 -2014年4期 彭成干