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[论文与期刊] 浅谈扫频仪在LTE网络优化工作中的应用 [复制链接]

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发表于 2013-6-11 19:34:52 |显示全部楼层
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本文摘自《移动通信》2013年3期。作者:杨涛

【摘 要】LTE扫频仪作为常规路测仪表,真实地反映了测试区域的无线环境。通过CW信号测试、网优路测和室内分布系统方面分析了扫频仪在网优工作中的应用,并与其他测试仪表进行比较,最后还介绍了EAGLE扫频仪针对LTE规划的传播模型校正解决方案。
  【关键词】LTE扫频仪 网络优化 同模三干扰 路测
  1 概述
  国内LTE试验网络正在如火如荼的建设当中,2013年网络的规模还将更进一步扩大,4G网络的规划、优化工作已迫在眉睫,由于目前多以试验网为主,实际用户很少,通过传统的终端模块测试方式很难发现网络中存在的问题,而主设备参数的设定和邻区的规划需要大量的、可以真实反映网络覆盖的测试数据来完成。因此,扫频仪的应用价值得到了充分的体现,其多频段、多制式的灵活使用方式,丰富、完整的数据内容,为初期网络建设提供了实际有效的数据依据。本文将介绍扫频仪在目前4G网络建设中实际应用方式。
  2 认识扫频仪
  LTE扫频接收机是一款高精度、高速度采集无线空口信号的扫频接收设备,能扫频接收LTE-TDD信号,扫频输出RSSI、RP、RQ、Timing、CellID等主要参数,广泛地使用于网络勘察、规划、建设和优化等场合。其支持4G模拟测试,与4G模拟信号发射机匹配,测试网络站址、天线布放位置及覆盖效果,指导4G网络建设;可以和测试手机结合组成一个完整的路测系统,对空中接口信息进行采集和测试。如图1所示。
  LTE扫频仪可以测量PSS、SSS、RS信号,主要特点如下:
  (1)自动检测P-SCH和S-SCH信道,上报RSSI、RP、RQ、Timing、CellID等参数信息;
  (2)支持Reference Signal测试,上报RSSI、RP、RQ、Timing、CellID、No. of Antenna等参数信息;
  (3)支持时隙测量;
  (4)支持RB测量;
  (5)支持GPS失步检测;
  (6)支持BCH测量、展示码域星座图、EVM等信息。
  3 扫频仪在网优工作中的应用
  3.1 CW信号测试
  CW信号主要应用于以下两个方面:
  (1)传播模型校正:主要以发射机为信源,发射LTE频段模拟信号,使用扫频仪通过路测的方式接收含有地理信息的场强数据,将采集的数据导入规划软件,进行覆盖模型参数的调整。主要应用于建网初期站点覆盖规划和覆盖传输损耗的模拟仿真。
  (2)清频测试:利用接收机高速采集的特性(1000channel/s),在高铁、动车等高速移动场景测量信号的衰减程度,也经常用于新频段使用前的无线环境测量评估。
  CW测试示意图如图2所示:
  3.2 网优路测
  网络优化测试是LTE扫频仪的主要应用模式,扫频仪硬件有内置GPS模块,可通过自动导航的方式进行数据采集,收集现网实际运行的小区的RF参数信息,结合扫频仪的软件分析平台或目前现有的公共分析平台(如中国移动设计院开发的ASPS软件),对采集数据进行处理和统计分析,给出网络覆盖、干扰、邻区方面等问题的分析报告。
  (1)覆盖分析
  TDD-LTE网络正在建设当中,对于小区覆盖的控制是前期建站的主要分析内容之一,吸取2G/3G网络的规划经验,结合TDD-LTE的网络特殊性,4G网络的站点规划更加细致和谨慎,其覆盖控制的要求非常严格,小区之间的重叠度需要尽量地减少,以防止同频的影响太大,而导致SINR的急剧下降,同时也可以尽量避免同模三干扰现象的产生。
  运用扫频仪独立于网络的特点,高精度(RSRP检测精度-128dBm)的测量方式,可以检测出现网中存在的弱覆盖、越区覆盖、背向覆盖等覆盖问题,直接定位问题小区,并将其相关的无线参数进行上报,方便网优工程师进行调整。图3描述了覆盖异常小区的位置及问题路段的分布。
  (2)干扰分析
  目前国内的TDD-LTE网络采用同频组网方式,用户入网首先需要进行同步,进而通过参考信号来评估信道质量,进行相关资源的分配,如果主同步信道携带小区的ID(0,1,2)相同,就会造成用户接入困难的问题,后续的信道评估也会造成偏差,这就是现网规划及优化中经常提及的同模三干扰。
  扫频仪在解决网络中的同模三干扰现象时,是依赖其强劲的同频解析能力(同频解析20dB),检测现网中存在的同模三小区分布情况,分析和对比各小区的强度,直接定位问题小区,获得其相关的无线参数,干扰专题图可以直观地描述问题路段的分布。具体描述如图4所示。
  (3)邻区分析
  LTE扫频仪的采集数据可通过后台的数据统计及整合,直接给出系统内部邻区的核查结果,依据扫频数据的完整性,结合邻区规划的要求,对错配及漏配邻区给出建议,并将小区相关参数进行上报,网优工程师可自行配置门限,查找问题邻区。具体描述如图5所示。
  3.3 室内分布系统
  室内分布测试是网优路测应用的延伸,应用扫频仪软件提供的手动导航功能,以步测方式测量导频信号,给出室内覆盖、室外泄漏等问题的分析报告。如图6所示。
  4 扫频仪与其他测试仪
  表比较
  扫频仪与其他测试仪表比较如表1所示。
  5 EAGLE扫频仪针对LTE
  规划的传播模型校正解
  决方案
  经典传播模型具有良好的普遍适用性,但是对于具体传播环境下路径损耗的预测不够准确。而我国的传播环境具有自身的特点,与国外的环境有较大的差别。对经典传播模型进行校正,可以充分利用经典传播模型对损耗趋势预测准确的优点,克服其在具体环境下准确度方面的不足。
  常用的方法是通过车载测试,得到本地的路径损耗测试数据,然后通过拟和的方法,用这些数据对原始传播模型公式的各个系数项和地物因子进行校正,使得校正后公式的预测值和实测数据误差最小。因此,经过校正后的传播模型路径损耗预测的准确性将大大提高,能够比较好地反映本地无线传播环境的特点。
  由上海创远公司自主开发的EAGLE LTE系列发射机和扫频仪,为LTE网络的模型校正提供了完整的硬件平台和数据采集方案,大功率的发射机(功率可达到20W)和高速率扫频仪(采样速率800channel/s)将提高模型校正的效率及准确性。

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