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1、TD-LTE网络优化指导手册项目名称文档编号版 本 号作 者版权所有大唐移动通信设备有限公司本资料及其包含的所有内容为大唐移动通信设备有限公司(大唐移动)所有,受中国法律及适用之国际公约中有关著作权法律的保护。未经大唐移动书面授权，任何人不得以任何形式复制、传播、散布、改动或以其它方式使用本资料的部分或全部内容，违者将被依法追究责任。模板编号：DTM.TX.04.125 版本：V1.0.0 2005-1-1开始实施文档更新记录日期更新人版本备注目 录1引言61.1缩写术语62TD-LTE总体背景72.1概述72.2TD-LTE基本概念及技术特征72.3TD-LTE关键技术83LTE基础知识93
2、.1帧结构93.2物理信道103.2.1下行物理信道103.2.2上行物理信道113.3LTE接口123.3.1LTE网络整体架构123.3.2LTE网络接口协议123.3.3S1接口协议133.3.4X2接口协议133.3.5无线接口协议144TD-LTE网络优化概述154.1概述154.2TD-LTE网络优化指导思想与原则154.2.1最佳系统覆盖154.2.2合理邻区优化164.2.3系统干扰最小化184.2.4均匀合理的基站负荷185TD-LTE网络优化流程185.1总体流程185.2优化准备195.3单站优化195.3.1室外宏站单站优化205.3.2室内分布单站优化225.4簇优化
3、245.4.1测试前准备245.4.2簇优化流程265.4.3簇优化数据采集285.4.4簇优化覆盖分析295.4.5簇优化切换分析315.4.6簇优化调整分析325.5覆盖优化355.6业务优化365.7区域优化365.8边界优化365.9全网优化366TD-LTE关键参数解析367TD-LTE专题优化分析397.1覆盖优化397.2切换优化407.2.1切换相关参数407.2.2切换优化原则417.3重选优化417.3.1重选相关参数417.3.2重选优化原则447.4接入优化447.5掉话优化457.6单双流切换优化457.6.1MIMO模式457.6.2算法流程467.6.3参数修改4
4、88TD-LTE优化案例分析488.1覆盖优化案例488.1.1弱覆盖488.1.2越区覆盖498.1.3重叠覆盖508.2切换优化案例518.2.1邻区漏配518.2.2乒乓切换528.2.3切换不及时558.2.4UE未启动同频测量568.3干扰优化578.3.1PCI干扰578.3.2重叠覆盖干扰588.4参数优化598.4.1DSR上报周期598.4.2小区驻留困难608.4.3同频小区重选失败618.4.4切换后TAU导致掉话629TD-LTE网络优化经验总结629.1网络部署与优化思路629.2同频干扰减轻与小区边界性能提升639.3天线性能639.4TD-SCDMA与TD-LTE
5、网络优化649.4.1新技术分析649.4.2TD-SCDMA与TD-LTE之间同步/帧同步/对齐的共存分析64TD-SCDMA与TD-LTE组网规划分析6610D-LTE关键过程信令流程解析6610.1概述6610.2关键过程信令流程解析6610.2.1E-UTRAN初始附着过程661、流程概述662、消息解析6910.2.2切换过程941、流程概述942、消息解析9911TD-LTE路测软件和终端使用10711.1测试工具准备10711.1.1软件安装10811.1.2终端驱动安装10811.1.3GPS驱动安装10811.2CDS LTE软件测试设置说明10811.2.1添加设备1091
6、1.2.2添加测试项目10911.2.3添加视图11011.2.4保存工作区11111.3CDS LTE软件测试操作说明1111 引言描述TD-LTE系统基础知识，通过此文档可以对TD-LTE系统有比较全面的了解。1.1 缩写术语缩略语英文含义中文含义2 TD-LTE总体背景2.1 概述TD-SCDMA作为中国拥有完全自主知识产权的3G标准，在世界上获得了广泛的关注，在中国移动通信事业的发展中将起到至关重要的推动作用。随着通信技术在应用领域的快速发展，用户对数据传输速率和服务质量的要求也与日递增，促使TD-SCDMA必须加快演进速度以满足越来越高的数据传输速率需求。为了提高3G的系统性能并将现
7、有的成熟的技术应用于后3G系统，3GPP组织研究并标准化了LTE。2.2 TD-LTE基本概念及技术特征LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz 频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s 与上行86Mbit/s 的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。包括FDD-LTE（通常简称LTE）和TD-LTE两种技术标准
8、。TD-LTE即TD-SCDMA Long Term Evolution，宣传是是指TD-SCDMA的长期演进 。实际上没有关系。TD-LTE是TDD版本的LTE的技术，FDDLTE的技术是FDD版本的LTE技术。TDD和FDD的差别就是TD采用的是不对称频率是用时间进行双工的，而FDD是采用一对频率来进行双工。 TD-SCDMA是CDMA技术，TD-LTE是OFDM技术，不能对接。LTE将大大提升用户对移动通信业务的体验，为运营商带来更大的技术优势和成本优势，大大提升了运营商的利润空间，巩固蜂窝移动技术的主导地位，有助于改善目前通信业务的IPR格局。无论是后续市场的需求还是作为未来十年一个具
9、有较长竞争力的技术需求，TDLTE都得到了大家的一致关注。与3G 相比，LTE 具有如下关键技术特征：(1)通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps，上行为50Mbps。(2)提高了频谱效率，下行链路5(bit/s)/Hz，上行链路2.5(bit/s)/Hz。(3)简单的网络架构和软件架构，以信道共用为基础，以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。(4)QoS 保证，通过系统设计和严格的QoS 机制，保证实时业务(如VoIP)的服务质量。(5)系统部署灵活，能够支持1.420MHz 间的多种系统带宽，不必要分组残片过滤技术可支持“paired”和“unpaired”的频谱
10、分配，保证了将来在系统部署上的灵活性。(6)非常低的线网络时延。子帧长度为0.5ms 和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan5ms，C-plan DL-SCH - PDSCH）SIB1消息的重复周期为80ms，初始位置为subframe#5 of SFN mod 8 = 0，在SFN mod 2 = 0的帧上重复SIB System Information Blocks- SIB1:小区接入信息 (PLMN, TAC, CID); 小区选择相关信息; TDD相关配置信息; 余下SIB的时域调度信息- SIB2: 公共信道的无线资源配置（PCCH, RACH
11、); freqInfo (ul-carrierFreq, ul-bandwidth); defaultPagingCycle- SIB3: 小区重选信息. (Intra/Inter frequency or/and Inter-RAT cell re-selection)- SIB4: 邻区信息- SIB5:异系统重选信息5) PHICH：Physical HARQ Indicator Channel （物理HARQ指示信道）用于承载HARQ的ACK/NACK，在每个subframe的第1个symbol上进行传递（symbol 0 of each subframe），一个PHICH组对应于3个
12、REG，12个RE资源6) PMCH：Physical Multicast Channel （物理多播信道）- 目前不支持，无需掌握注：l PSS：Primary Synchronization Signal （主同步信号）频域上占系统带宽中间的6个RB，即72sc在第2个subframe的第3个symbol中进行传递（subframe 1 or 6, symbol 2）指示一个物理小区组内的id：Physical-layer id：0, 1, 2 (3个)l SSS：Secondary Synchronization Signal（辅同步信号）频域上占系统带宽中间的6个RB，即72sc。在第
13、1个subframe的最后1个symbol中进行传递（subframe 0 or 5, symbol 6）在subframe 0和5中的SSS结构相同，但是在频域上错开，以区别前5ms或后5ms的半帧。指示物理小区组号：Physical-layer cell-id group：0167（168个）Total cell IDs: 168 x 3 = 504 cell IDs. (0503)l RS：Reference Signal （参考信号）（every slot, symbol 0&4）用于下行信道估计，信道质量测量以及相关解调，对UE来说是已知信号（RS信号与小区physical id有关
14、，这个在小区搜索过程中的同步信号中获得）频域上：每6个子载波分配一个RS时域上：每个slot的symbol 0&4 用来传递RS，symbol 0和4之间有3个SC的间差，用于时频域分集。3.2.2 上行物理信道LTE上行共有3条物理信道，PUSCHPUCCHPRACH1) PUSCH：Physical Uplink Shared Channel （物理上行共享信道）承载用户信息；承载L1/L2控制信息：ACK/NACK, CQI, PMI, RI (Rank Indicator)2) PUCCH：Physical Uplink Control Channel （物理上行控制信道）PUCCH承
15、载上行控制信息（UCI），不与PUSCH同时传输，处于上行带宽的边缘，在TDD中不在UpPTS域上传输3) PRACH：Physical Random Access Channel （物理随机接入信道）承载随即接入信息3.3 LTE接口3.3.1 LTE网络整体架构LTE系统架构分为两部分，包括演进后的核心网EPC（MME/S-GW）和演进后的接入网E-UTRAN。E-UTRAN由演进型节点B（eNodeB）组成，提供到UE的E-UTRA控制平面和用户平面的协议终止点。eNodeB之间通过X2接口进行连接，LTE接入网与核心网之间通过S1接口进行连接。3.3.2 LTE网络接口协议3.3.3
16、S1接口协议S1接口的控制平面提供eNodeB与MME之间的控制平面功能。控制平面包括应用协议，以及用于传输应用协议消息的信令承载。S1接口的用户平面提供eNodeB与S-GW间的用户数据传输的功能。用户平面包括用于数据流的数据承载，这里的数据流指传输网络层的隧道协议。l S1接口控制平面S1接口控制平面接口（S1-MME）是eNodeB和MME间的接口，传输网络层是基于IP传输的，IP点对点传输用于传递信令分组数据单元（PDU，Packet Data Unit）。IP层之上采用SCTP，为应用层消息提供可靠的传输。S1接口应用层信令协议表示为S1AP（S1 Application Proto
17、col）。l S1接口控制平面S1接口用户平面（S1-U）提供eNodeB和S-GW间的用户数据传输功能。传输网络层基于IP传输，GTP-U协议位于UDP/IP之上，传输eNodeB和S-GW间的用户平面PDU。3.3.4 X2接口协议X2接口是eNodeB与eNodeB之间的接口。X2接口的定义采用了与S1接口一致的原则，X2接口的控制平面协议结构和用户平面协议结构均与S1接口类似。X2接口控制平面两个具有逻辑连接的eNodeB之间定义了X2控制平面接口（X2-C），传输网络层建立在IP之上的SCTP上，应用层信令协议为X2AP（X2应用协议）。X2接口用户平面eNodeB之间定义了X2用户
18、平面接口（X2-U），X2-U提供了用户平面PDU的非保证传输，传输网络层基于IP传输，GTP-U协议位于UDP/IP之上，传输eNodeB之间的用户平面PDU。X2-U接口协议栈与S1-U的协议栈是完全相同的。3.3.5 无线接口协议无线接口是终端与eNodeB之间的接口，是一个完全开放的接口。无线接口协议栈主要分三层两面，三层包括物理层、数据链路层和网络层；两面是指控制平面和用户平面。l 无线接口控制平面无线接口控制平面主要负责对无线接口的管理和控制，包括RRC协议、数据链路层协议和物理层协议。数据链路层分为3个子层，包括媒体接入控制（MAC）、无线链路控制（RLC）和分组数据汇聚协议（P
19、DCP）。NAS（非接入层）控制协议实体位于终端UE和移动管理实体MME内，负责对非接入层部分的控制和管理，eNodeB对NAS不作处理。RRC协议实体位于UE和ENB网络实体内，负责对接入层的控制和管理。数据链路层和物理层提供对RRC协议消息的数据传输功能。l 无线接口用户平面无线接口用户平面协议为数据链路层协议（MAC、RLC、PDCP）和物理层协议。物理层为数据链路层提供数据传输功能。物理层通过传输信道为MACA子层提供相应的服务，MAC子层通过逻辑信道向RLC子层提供相应的服务。4 TD-LTE网络优化概述4.1 概述随着中国移动LTE规模试验网络的建设，优化及测试，一张具有竞争力的L
20、TE网络将逐渐展开。面对WCDMA，CDMA2000以及WLAN的竞争，LTE网络的优化，网络质量也面临前所未有的挑战。我们需要不断优化网络提高网络质量，建设LTE精品网络。众所周知，网络优化是一项复杂，艰巨而又意义深远的工作。作为一种全新的4G技术，TD-LTE网络优化工作内容与其他标准体系网络优化既有相同点又有不同点。相同的是，网络优化的工作目的都是相同的，不同的是具体的优化方法，优化对象和优化参数。4.2 TD-LTE网络优化指导思想与原则LTE网络优化的基本原则是在一定的成本下，在满足网络服务质量的前提下，建设一个容量和覆盖范围都尽可能大的网络，并适应未来网络发展和扩容的要求。LTE网
21、络优化的工作思路是首先做好覆盖优化，在覆盖能够保证的基础上进行业务性能优化最后进行整体优化。整体网络优化的原则包含以下4个方面：l 最佳的系统覆盖l 合理的邻区优化l 系统干扰最小化l 均匀合理的基站负荷4.2.1 最佳系统覆盖覆盖是优化环节中极其重要的一环。在系统的覆盖区域内，通过调整天线，功率等手段使最多地方的信号满足业务所需的最低电平的要求，尽可能利用有限的功率实现最优的覆盖，减少由于系统弱覆盖带来的用户无法接入网络或掉话、切换失败等。工程建设期可根据无线环境合理规划基站位置、天线参数设置及发射功率设置，后续网络优化中可根据实际测试情况进一步调整天线参数及功率设置，从而优化网络覆盖。在对
22、TD-LTE覆盖规划时，可以为边缘用户指定速率目标，即在覆盖区域的边缘，要求用户的数据业务满足某一特定速率的要求，例如64kbps，128kbps，甚至根据某些场景下的业务需要，可以提出512kbps或1Mbps更高的速率目标。只要不超过TD-LTE系统的实际峰值速率，TD-LTE系统通过系统资源的分配与配置就能满足用户不同的业务速率目标要求。1) LTE系统强弱覆盖情况判定通过扫频仪和路测软件可确定网络的覆盖情况，确定弱覆盖区域和过覆盖区域。弱覆盖区域指在规划的小区边缘的RSRP小于-110Bm；过覆盖是在规划的小区边缘RSRP高于-90dBm。2) 天线参数调整调整天线参数可有效解决网络中
23、大部分覆盖问题，天线对于网络的影响主要包括以下性能参数和工程参数两方面：l 天线性能参数：天线增益、天线极化方式、天线波束宽度l 天线工程参数：天线高度、天线下倾角、天线方位角一般在网络规划设计时已根据组网需求确定选择合适的天线，因此天线性能参数一般不调整，只在后期覆盖无法满足要求，且无法增设基站，通过常规网络优化手段无法解决时，才考虑更换合适的天线，例如选用增益较高的天线以增大网络覆盖。因此，在网络优化中，天线调整主要是根据无线网络情况调整天线的挂高、下倾角和方位角等工程参数。例如弱覆盖和过覆盖主要通过调整天线的俯仰角以及方位角来解决，弱覆盖可通过减小俯仰角，过覆盖可通过增大俯仰角来改善。3
24、) 天线参数调整方法在单站和簇优化时，需要保证对每个基站的天馈参数都进行现场核实，后续在不断优化的过程中，对天馈的调整，同时也要注意对基站数据资料的更新。同时，随着新加站的开启，仍需要对覆盖的合理性进行全方位的评估和优化调整。4.2.2 合理邻区优化邻区过多会影响到终端的测量性能，容易导致终端测量不准确，引起切换不及时、误切换及重选慢等；邻区过少，同样会引起误切换、孤岛效应等；邻区信息错误则直接影响到网络正常的切换。这两类现象都会对网络的接通、掉话和切换指标产生不利的影响。因此，要保证稳定的网络性能，就需要很好地来规划邻区。1) LTE邻区规划原则做好邻区规划可使在小区服务边界的手机能及时切换
25、到信号最佳的邻小区，以保证通话质量和整网的性能。合理制定邻区规划原则是做好邻区规划的基础。TD-LTE与3G邻区规划原理基本一致，规划时需综合考虑各小区的覆盖范围及站间距、方位角等因素。TD-LTE邻区关系配置时应尽量遵循以下原则：l 距离原则：地理位置上直接相邻的小区一般要作为邻区；l 强度原则：对网络做过优化的前提下，信号强度达到了要求的门限，就需要考虑配置为邻小区；l 交叠覆盖原则：需要考虑本小区和邻小区的交叠覆盖面积；l 互含原则：邻区一般都要求互为邻区，即A 扇区载频把B作为邻区，B 也要把A 作为邻区；在一些特殊场合，可能需要配置单向邻区。2) 系统内外邻区设置原则系统内邻区设置l
26、 宏站系统内邻区设置原则：l 添加本站所有小区互为邻区；l 添加第一圈小区为邻区；l 添加第二圈正打小区为邻区（需根据周围站址密度和站间距来判断）；l 宏站邻区数量建议控制在8条左右。l 室分系统内邻区设置原则：l 添加有交叠区域的室分小区为邻区（比如电梯和各层之间）；l 将低层小区和宏站小区添加为邻区，保证覆盖连续性；l 高层如果窗户边宏站信号很强，可以考虑添加宏站小区到室分小区的单向邻小区。异系统邻区设置除TD-LTE系统内部邻区规划，还需做好TD-LTE与TD-SCDMA、GSM等异系统间的邻区规划。由于目前LTE主要针对热点进行覆盖，存在覆盖盲区，添加异系统邻区可保证业务连续，异系统邻
27、区设置时一般优先考虑添加TDS邻区，其次考虑GSM900邻区。宏站异系统邻区设置原则：l 添加同站址的同向TDS/GSM小区为邻区；l 添加正对TDS/GSM小区为邻区，弥补覆盖盲区；l 处于规划区边缘的LTE宏站，可考虑添加相应的TDS/GSM小区为邻区,保证业务连续；l 宏站异系统邻区数量建议控制在3条左右。室分异系统邻区设置原则：l 建议不添加异系统室分邻区，除非处于高业务量保障点，可以考虑添加同覆盖异系统邻区，达到负荷均衡效果；l 建议不添加异系统宏站邻区，除非是孤立室分点，添加周围TDS/GSM小区为邻区，弥补覆盖盲区，保证业务连续。4.2.3 系统干扰最小化一般干扰分为2大类，一是
28、系统内引起的干扰，例如参数配置不合适，GPS跑偏、RRU工作不正常等等；另一类是系统外干扰。这2类干扰均会直接影响网络质量。通过调整各种业务的功率参数，功率控制参数，算法参数等，尽可能将系统内干扰最小化；通过外部干扰排查定位，尽可能将系统外干扰最小化。l 系统内干扰LTE有6种信道带宽配置，其中设备规范将5M，10M，15M，20M作为配置选项，配置大系统带宽优势明显，基可以获得更高的峰值速率，也可以获得更多的传输资源块，这样需要考虑选择同频组网方式。相对异频组网，同频组网最明显的优势在于可以高频率效率的利用频率资源，但小区之间的干扰造成小区载干比环境恶化，使得LTE覆盖范围收缩，边缘用户速率
29、下降，控制信令无法正确接收等。对此，可采用ICIC，功率控制，波束赋形及IRC等措施，可以有效解决系统内同频干扰问题。另外，通过GPS跑偏检测工具以及网元设备操作维护管理平台（OMC），可对网元设备运行状态和告警进行实时监控，一旦网元运行出现异常，可第一时间通知操作维护人员进行排障，确保将网元故障引起的系统内干扰降到最低。l 系统外干扰对于系统外引的干扰，一旦发现后，应该及时通知客户协调解决。在无法明确干扰源的情况下，在网络初期优化的过程中，可先通过逐个关闭受干扰基站附近12圈的站点，逐个进行排查。外部干扰可通过使用八目天线，进行测试位置选取，天线方向，以及极化方向进行定位，过程周期较长，需要
30、优化人员的细心耐心排查。4.2.4 均匀合理的基站负荷通过调整基站的覆盖范围，合理控制基站的负荷，使其负荷尽量均匀。5 TD-LTE网络优化流程5.1 总体流程如图5.1图5.1 TD-LTE总体优化流程5.2 优化准备工程优化工作开始前，需要做好如下准备：l 基站信息表：包括基站名称、编号、MCC、MNC、TAC、经纬度、天线挂高、方位角、下倾角、发射功率、中心频点、系统带宽、PCI、ICIC、PRACH等l 基站开通信息表，告警信息表l 地图：网络覆盖区域的mapinfo电子地图l 路测软件：包括软件及相应的licencel 测试终端：和路测软件配套的测试终端l 测试车辆：根据网优工作的具
31、体安排，准备测试车辆l 电源：提供车载电源或者UPS电源5.3 单站优化在网优工作开始前，首先针对需要优化区域的站点信息进行重点参数核查，确认小区配置参数与规划结果是否一致，如不一致需要及时提交工程开通人员进行修改。站点开通时的可以设置统一的开站模板，开站模板中涉及一些参数由规划确定，各个站点设置不一致，需要手动设置，往往出现不一致现象。重点参数包括：频率、邻区、PCI、功率、切换/重选参数、PRACH相关参数等。参数核查准确无误后，对于单站进行遍历覆盖测试，详细了解每个站点的覆盖情况，以及各扇区系统性能，为后续簇优化准备。5.3.1 室外宏站单站优化室外宏站单站优化流程如图5.2所示站点规划
32、工程施工（建议施工队或者督导取得基站GPS点，与设计院提供GPS点信息进行核对，防止漂站）基站人员上站进行安装检查，对基站进行试开通，试开通正常取得GPS点后闭站，通知规划人员规划人员规划好小区数据，发给维护人员，并抄送优化人员优化人员测试前对邻区常规参数进行检查优化，通知维护人员开通基站，对各小区进行功能验证并优化闭站检查数据等新站开通负责人异常正常维护人员对各小区加载数据，小区名更改为入网名，完成后通知优化人员开通报告更新图5.2 室外宏站单站优化流程1) 测试前准备l 站点状态检查：在站点测试前，首先需要准备待测区域多个基站或单个基站的小区清单，并确认这些待测小区状态正常l 配置数据检查
33、：在站点测试前，需要采集网络规划配置的数据以及基站数据库中配置的其他数据，并检查实际配置的数据与规划数据是否一致。在测试前必须取得待测站点各小区的站点位置、TA、UARFCN、PCI等l 测试站点选择：为了保证测试的业务由待测小区提供，在选择测试点时，选择目标小区信号强度较强且其他小区信号相对较弱的位置进行小区设备功能测试2) IDLE模式下验证工作l 频率检查：在路测软件上检查各小区频点是否正确l PCI检查：在路测软件上检查各小区PCI是否正确l TA检查：在路测软件上检查各小区TA是否正确l 小区重选：在路测软件上测试检查小区重选参数是否设置正常，并进行站内小区重选3) Connect模式下验证工作l Attach激活成功率：终端随机接入网络并进行attach激活，需要统计终端attach激活成功率，如果存在问题，需要定位解决后重新测试l 随机接入成功率：终端随机接入网络，msg5完成后认为随机接入成功，需要统计随机接入成功率，如果存在问题，需要定位解决并重新测试。l 寻呼测试：网络侧下发寻呼指令，检查终端是否可以从idle状态顺利进入active状态l 切换测试：利用UE进行不间断测试，切换是否正常l 上传下载业务测试：终端进行指定ftp业务，保持3m
