LTE掃頻儀同頻干擾測(cè)量及分析解決方案

楊濤

【摘 要】

針對(duì)目前FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)頻率使用混亂的現(xiàn)象，掃頻儀可以準(zhǔn)確地捕獲LTE網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際運(yùn)營(yíng)的小區(qū)信息和覆蓋情況，通過(guò)相關(guān)的算法分離出不同運(yùn)營(yíng)商的小區(qū)覆蓋情況，給出各運(yùn)營(yíng)商自身真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋指標(biāo)，使得運(yùn)營(yíng)商可以更加合理、有效地處理自身網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】

LTE掃頻儀 覆蓋優(yōu)化 同模干擾 路測(cè) 儀器儀表

1 概述

隨著2013年底TDD-LTE牌照的發(fā)放，三大運(yùn)營(yíng)商在TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的頻率劃分已塵埃落定，但FDD牌照遲遲未能發(fā)放?？紤]到建網(wǎng)成本、網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果及優(yōu)化的難易等問(wèn)題，使用低頻段成為各運(yùn)營(yíng)商組建FDD實(shí)驗(yàn)網(wǎng)默認(rèn)的選擇，以至于FDD現(xiàn)網(wǎng)中出現(xiàn)了不同運(yùn)營(yíng)商使用同一頻點(diǎn)或鄰近頻點(diǎn)組網(wǎng)的現(xiàn)象。這種情況下，各運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)之間的干擾情況則日益突出，想要了解自身網(wǎng)絡(luò)真實(shí)的覆蓋情況，如重疊覆蓋度、覆蓋率、導(dǎo)頻污染、SINR的分布情況等，首先要分辨出其他運(yùn)營(yíng)商的小區(qū)信息，進(jìn)一步在覆蓋分析、干擾分析中分離這些小區(qū)的影響，從而獲得真實(shí)有效的分析結(jié)果。掃頻儀獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的特性、高速準(zhǔn)確的檢測(cè)能力、專業(yè)的分析平臺(tái)可以很好的解決這些問(wèn)題。本文介紹的是基于掃頻儀系統(tǒng)平臺(tái)提供的一套不同運(yùn)營(yíng)商同頻組網(wǎng)的干擾測(cè)試及分析解決方案。

2 掃頻儀數(shù)據(jù)采集

LTE掃頻儀是一款用于無(wú)線空口信號(hào)掃頻測(cè)量的接收設(shè)備，其采集的數(shù)據(jù)是同頻干擾分析的數(shù)據(jù)來(lái)源，分析結(jié)果的準(zhǔn)確與否取決于數(shù)據(jù)采集的完整性和準(zhǔn)確性，對(duì)硬件的要求則體現(xiàn)在下面4個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)上：

（1）采樣速度

在同樣的采樣標(biāo)準(zhǔn)要求下，硬件采樣速率越快，也就意味著單位時(shí)間內(nèi)測(cè)量里程越長(zhǎng)，在相同的測(cè)量時(shí)間和里程內(nèi)，采樣點(diǎn)數(shù)也就越多，測(cè)試區(qū)域內(nèi)采集的數(shù)據(jù)也就越完整，因此采樣速度是體現(xiàn)硬件測(cè)量效率的重要指標(biāo)。常規(guī)路測(cè)的車(chē)速都在40～60km/h，主城區(qū)內(nèi)LTE小區(qū)的建站距離為500m左右，采樣速率不高的情況下很容易錯(cuò)過(guò)小區(qū)的主覆蓋區(qū)域，無(wú)法完整地體現(xiàn)小區(qū)的覆蓋情況。如果按照60km/h的車(chē)速，在多頻段多頻點(diǎn)測(cè)量的前提下（3個(gè)頻段共3個(gè)頻點(diǎn)以上），采樣速度在10m/s（采樣間隔為500ms）左右是比較合理的采樣速率。采樣速度示意圖如圖1所示：

圖1 采樣速度示意圖

（2）同頻解析

同頻解析是指在同一頻點(diǎn)下，硬件檢測(cè)出的最強(qiáng)小區(qū)和最弱小區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)差值。LTE網(wǎng)絡(luò)采用同頻組網(wǎng)模式，同頻解析能力越強(qiáng)意味著同頻點(diǎn)下解出的小區(qū)數(shù)量越多，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性越高，同頻解析是硬件測(cè)量能力的重要指標(biāo)。目前LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)具備一定的規(guī)模，實(shí)際路測(cè)過(guò)程中每采樣點(diǎn)單頻點(diǎn)樣本數(shù)在10個(gè)左右（即每采樣點(diǎn)主頻點(diǎn)小區(qū)保持在10個(gè)左右），才能相對(duì)準(zhǔn)確的反映測(cè)試區(qū)域內(nèi)的覆蓋情況，小區(qū)太少容易遺漏干擾、鄰區(qū)、覆蓋等問(wèn)題，也不能真實(shí)反映測(cè)試區(qū)域內(nèi)的覆蓋效果。同頻解析示意圖如圖2所示：

圖2 同頻解析示意圖

（3）最小檢測(cè)靈敏度

最小檢測(cè)靈敏度是指檢測(cè)小區(qū)的最低電平值。LTE網(wǎng)絡(luò)判斷覆蓋的場(chǎng)強(qiáng)電頻為-105dBm，在覆蓋較弱的區(qū)域，小信號(hào)的測(cè)量能力可以提高區(qū)域內(nèi)干擾和覆蓋問(wèn)題判斷的準(zhǔn)確性，最小檢測(cè)靈敏度是體現(xiàn)硬件檢測(cè)能力的重要指標(biāo)。其示意圖如圖3所示：

圖3 最小檢測(cè)電平示意圖

（4）層三解碼

SIB1系統(tǒng)消息中的MCC、MNC可直接區(qū)分小區(qū)的運(yùn)營(yíng)商屬性，高速、準(zhǔn)確的解析出小區(qū)的系統(tǒng)消息，可以直接分辨出同頻點(diǎn)下不同運(yùn)營(yíng)商的小區(qū)，高速層三解碼功能是不同運(yùn)營(yíng)商同頻組網(wǎng)干擾測(cè)試的必要功能。其示意圖如圖4所示。

3 數(shù)據(jù)分析

基于掃頻儀硬件采集的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)相應(yīng)的算法剝離出不同運(yùn)營(yíng)商在覆蓋、干擾之間的相互影響。在獲得了測(cè)量小區(qū)的MCC、MNC信息后，已經(jīng)能夠準(zhǔn)確的判斷該小區(qū)隸屬于哪個(gè)運(yùn)營(yíng)商，進(jìn)一步進(jìn)行專題分析時(shí)，可通過(guò)濾除其他小區(qū)的覆蓋影響，來(lái)評(píng)估某運(yùn)營(yíng)商自身的覆蓋情況。對(duì)于CINR的計(jì)算，則需要知道本小區(qū)的RSRP和其他小區(qū)在本小區(qū)RS信號(hào)子載波上產(chǎn)生的總干擾，掃頻儀測(cè)量方式可以通過(guò)PCI判斷其他小區(qū)的RS信號(hào)有沒(méi)有干擾本小區(qū)的RS，因此同頻組網(wǎng)的前提下，共模對(duì)于RS信號(hào)的影響最大，由于掃頻測(cè)量不能準(zhǔn)確評(píng)估業(yè)務(wù)信道的干擾，所以在進(jìn)行干擾計(jì)算時(shí)，可以通過(guò)干擾平均分配的方式進(jìn)行SINR的計(jì)算，計(jì)算公式如下：

其中RSRP0是本小區(qū)的RSRP；I0為本小區(qū)每個(gè)子載波上受到的干擾，可由掃頻儀上報(bào)的RS-CINR估算得到；M為本小區(qū)帶寬內(nèi)的子載波數(shù)量，N為對(duì)本小區(qū)產(chǎn)生干擾的其他小區(qū)數(shù)目，即干擾小區(qū)數(shù)目；RSRPn為掃頻儀上報(bào)的每個(gè)干擾小區(qū)的RSRP；Wn為每個(gè)干擾小區(qū)與本小區(qū)重疊的子載波數(shù)目，通過(guò)重新計(jì)算本小區(qū)CINR值，可以在濾除其他運(yùn)營(yíng)商的前提下，預(yù)估自身的覆蓋質(zhì)量及覆蓋情況，統(tǒng)計(jì)自身TOP1覆蓋質(zhì)量的改善程度。

4 解決方案

應(yīng)某地市運(yùn)營(yíng)商邀請(qǐng)，在其指定區(qū)域進(jìn)行了FDD的測(cè)量，測(cè)試過(guò)程中通過(guò)MCC、MNC的屬性發(fā)現(xiàn)該區(qū)域存在多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共用同一頻點(diǎn)組網(wǎng)的現(xiàn)象，通過(guò)Eagle無(wú)線評(píng)估分析系統(tǒng)，根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)過(guò)濾和算法分析，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了重新處理，獲得了該運(yùn)營(yíng)商實(shí)際的覆蓋情況，相對(duì)于未處理前，可以明顯地看出部分區(qū)域存在比較大的變化。下面從覆蓋強(qiáng)度、重疊覆蓋、CINR統(tǒng)計(jì)3個(gè)方面展示不同運(yùn)營(yíng)商同頻組網(wǎng)的干擾測(cè)試及分析解決方案的實(shí)際效果：

（1）覆蓋強(qiáng)度對(duì)比

如圖5所示，通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)的對(duì)比分析，可以直觀的看出紅色圈內(nèi)該運(yùn)營(yíng)商的實(shí)際覆蓋效果，相對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)有所下降，表明該區(qū)域主導(dǎo)覆蓋小區(qū)隸屬于另一運(yùn)營(yíng)商，該運(yùn)營(yíng)商自身的覆蓋需要加強(qiáng)。

（2）重疊覆蓋對(duì)比

如圖6所示，通過(guò)重疊覆蓋的對(duì)比分析，可以直觀的看出紅色圈內(nèi)該運(yùn)營(yíng)商的實(shí)際覆蓋效果，相對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)有所下降，表明該區(qū)域的重疊覆蓋是比較理想的，受其他運(yùn)營(yíng)商覆蓋的影響導(dǎo)致實(shí)測(cè)情況較差。

（3）CINR實(shí)測(cè)及預(yù)估對(duì)比

如圖7所示，通過(guò)CINR實(shí)測(cè)及預(yù)估對(duì)比分析，可以看出紅色圈內(nèi)該運(yùn)營(yíng)商的預(yù)計(jì)覆蓋效果，相對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)有所下降，參照?qǐng)D5所示，判斷這些區(qū)域CINR值受覆蓋強(qiáng)度下降及共模干擾影響預(yù)測(cè)略有下降。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈嘉. 3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2008.

[2] 胡宏林，徐景. 3GPP LTE無(wú)線鏈路關(guān)鍵技術(shù)[M]. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2008.

[3] 周浩然. 淺談掃頻儀在LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中的應(yīng)用[J]. 移動(dòng)通信， 2013，37（2）： 78-81.

[4] 李慶. Eagle LTE測(cè)試使用手冊(cè)[Z]. 上海創(chuàng)遠(yuǎn)儀器技術(shù)股份有限公司， 2013.endprint

【摘 要】

針對(duì)目前FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)頻率使用混亂的現(xiàn)象，掃頻儀可以準(zhǔn)確地捕獲LTE網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際運(yùn)營(yíng)的小區(qū)信息和覆蓋情況，通過(guò)相關(guān)的算法分離出不同運(yùn)營(yíng)商的小區(qū)覆蓋情況，給出各運(yùn)營(yíng)商自身真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋指標(biāo)，使得運(yùn)營(yíng)商可以更加合理、有效地處理自身網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】

LTE掃頻儀 覆蓋優(yōu)化 同模干擾 路測(cè) 儀器儀表

1 概述

隨著2013年底TDD-LTE牌照的發(fā)放，三大運(yùn)營(yíng)商在TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的頻率劃分已塵埃落定，但FDD牌照遲遲未能發(fā)放?？紤]到建網(wǎng)成本、網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果及優(yōu)化的難易等問(wèn)題，使用低頻段成為各運(yùn)營(yíng)商組建FDD實(shí)驗(yàn)網(wǎng)默認(rèn)的選擇，以至于FDD現(xiàn)網(wǎng)中出現(xiàn)了不同運(yùn)營(yíng)商使用同一頻點(diǎn)或鄰近頻點(diǎn)組網(wǎng)的現(xiàn)象。這種情況下，各運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)之間的干擾情況則日益突出，想要了解自身網(wǎng)絡(luò)真實(shí)的覆蓋情況，如重疊覆蓋度、覆蓋率、導(dǎo)頻污染、SINR的分布情況等，首先要分辨出其他運(yùn)營(yíng)商的小區(qū)信息，進(jìn)一步在覆蓋分析、干擾分析中分離這些小區(qū)的影響，從而獲得真實(shí)有效的分析結(jié)果。掃頻儀獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的特性、高速準(zhǔn)確的檢測(cè)能力、專業(yè)的分析平臺(tái)可以很好的解決這些問(wèn)題。本文介紹的是基于掃頻儀系統(tǒng)平臺(tái)提供的一套不同運(yùn)營(yíng)商同頻組網(wǎng)的干擾測(cè)試及分析解決方案。

2 掃頻儀數(shù)據(jù)采集

LTE掃頻儀是一款用于無(wú)線空口信號(hào)掃頻測(cè)量的接收設(shè)備，其采集的數(shù)據(jù)是同頻干擾分析的數(shù)據(jù)來(lái)源，分析結(jié)果的準(zhǔn)確與否取決于數(shù)據(jù)采集的完整性和準(zhǔn)確性，對(duì)硬件的要求則體現(xiàn)在下面4個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)上：

（1）采樣速度

在同樣的采樣標(biāo)準(zhǔn)要求下，硬件采樣速率越快，也就意味著單位時(shí)間內(nèi)測(cè)量里程越長(zhǎng)，在相同的測(cè)量時(shí)間和里程內(nèi)，采樣點(diǎn)數(shù)也就越多，測(cè)試區(qū)域內(nèi)采集的數(shù)據(jù)也就越完整，因此采樣速度是體現(xiàn)硬件測(cè)量效率的重要指標(biāo)。常規(guī)路測(cè)的車(chē)速都在40～60km/h，主城區(qū)內(nèi)LTE小區(qū)的建站距離為500m左右，采樣速率不高的情況下很容易錯(cuò)過(guò)小區(qū)的主覆蓋區(qū)域，無(wú)法完整地體現(xiàn)小區(qū)的覆蓋情況。如果按照60km/h的車(chē)速，在多頻段多頻點(diǎn)測(cè)量的前提下（3個(gè)頻段共3個(gè)頻點(diǎn)以上），采樣速度在10m/s（采樣間隔為500ms）左右是比較合理的采樣速率。采樣速度示意圖如圖1所示：

圖1 采樣速度示意圖

（2）同頻解析

同頻解析是指在同一頻點(diǎn)下，硬件檢測(cè)出的最強(qiáng)小區(qū)和最弱小區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)差值。LTE網(wǎng)絡(luò)采用同頻組網(wǎng)模式，同頻解析能力越強(qiáng)意味著同頻點(diǎn)下解出的小區(qū)數(shù)量越多，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性越高，同頻解析是硬件測(cè)量能力的重要指標(biāo)。目前LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)具備一定的規(guī)模，實(shí)際路測(cè)過(guò)程中每采樣點(diǎn)單頻點(diǎn)樣本數(shù)在10個(gè)左右（即每采樣點(diǎn)主頻點(diǎn)小區(qū)保持在10個(gè)左右），才能相對(duì)準(zhǔn)確的反映測(cè)試區(qū)域內(nèi)的覆蓋情況，小區(qū)太少容易遺漏干擾、鄰區(qū)、覆蓋等問(wèn)題，也不能真實(shí)反映測(cè)試區(qū)域內(nèi)的覆蓋效果。同頻解析示意圖如圖2所示：

圖2 同頻解析示意圖

（3）最小檢測(cè)靈敏度

最小檢測(cè)靈敏度是指檢測(cè)小區(qū)的最低電平值。LTE網(wǎng)絡(luò)判斷覆蓋的場(chǎng)強(qiáng)電頻為-105dBm，在覆蓋較弱的區(qū)域，小信號(hào)的測(cè)量能力可以提高區(qū)域內(nèi)干擾和覆蓋問(wèn)題判斷的準(zhǔn)確性，最小檢測(cè)靈敏度是體現(xiàn)硬件檢測(cè)能力的重要指標(biāo)。其示意圖如圖3所示：

圖3 最小檢測(cè)電平示意圖

（4）層三解碼

SIB1系統(tǒng)消息中的MCC、MNC可直接區(qū)分小區(qū)的運(yùn)營(yíng)商屬性，高速、準(zhǔn)確的解析出小區(qū)的系統(tǒng)消息，可以直接分辨出同頻點(diǎn)下不同運(yùn)營(yíng)商的小區(qū)，高速層三解碼功能是不同運(yùn)營(yíng)商同頻組網(wǎng)干擾測(cè)試的必要功能。其示意圖如圖4所示。

3 數(shù)據(jù)分析

基于掃頻儀硬件采集的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)相應(yīng)的算法剝離出不同運(yùn)營(yíng)商在覆蓋、干擾之間的相互影響。在獲得了測(cè)量小區(qū)的MCC、MNC信息后，已經(jīng)能夠準(zhǔn)確的判斷該小區(qū)隸屬于哪個(gè)運(yùn)營(yíng)商，進(jìn)一步進(jìn)行專題分析時(shí)，可通過(guò)濾除其他小區(qū)的覆蓋影響，來(lái)評(píng)估某運(yùn)營(yíng)商自身的覆蓋情況。對(duì)于CINR的計(jì)算，則需要知道本小區(qū)的RSRP和其他小區(qū)在本小區(qū)RS信號(hào)子載波上產(chǎn)生的總干擾，掃頻儀測(cè)量方式可以通過(guò)PCI判斷其他小區(qū)的RS信號(hào)有沒(méi)有干擾本小區(qū)的RS，因此同頻組網(wǎng)的前提下，共模對(duì)于RS信號(hào)的影響最大，由于掃頻測(cè)量不能準(zhǔn)確評(píng)估業(yè)務(wù)信道的干擾，所以在進(jìn)行干擾計(jì)算時(shí)，可以通過(guò)干擾平均分配的方式進(jìn)行SINR的計(jì)算，計(jì)算公式如下：

其中RSRP0是本小區(qū)的RSRP；I0為本小區(qū)每個(gè)子載波上受到的干擾，可由掃頻儀上報(bào)的RS-CINR估算得到；M為本小區(qū)帶寬內(nèi)的子載波數(shù)量，N為對(duì)本小區(qū)產(chǎn)生干擾的其他小區(qū)數(shù)目，即干擾小區(qū)數(shù)目；RSRPn為掃頻儀上報(bào)的每個(gè)干擾小區(qū)的RSRP；Wn為每個(gè)干擾小區(qū)與本小區(qū)重疊的子載波數(shù)目，通過(guò)重新計(jì)算本小區(qū)CINR值，可以在濾除其他運(yùn)營(yíng)商的前提下，預(yù)估自身的覆蓋質(zhì)量及覆蓋情況，統(tǒng)計(jì)自身TOP1覆蓋質(zhì)量的改善程度。

4 解決方案

應(yīng)某地市運(yùn)營(yíng)商邀請(qǐng)，在其指定區(qū)域進(jìn)行了FDD的測(cè)量，測(cè)試過(guò)程中通過(guò)MCC、MNC的屬性發(fā)現(xiàn)該區(qū)域存在多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共用同一頻點(diǎn)組網(wǎng)的現(xiàn)象，通過(guò)Eagle無(wú)線評(píng)估分析系統(tǒng)，根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)過(guò)濾和算法分析，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了重新處理，獲得了該運(yùn)營(yíng)商實(shí)際的覆蓋情況，相對(duì)于未處理前，可以明顯地看出部分區(qū)域存在比較大的變化。下面從覆蓋強(qiáng)度、重疊覆蓋、CINR統(tǒng)計(jì)3個(gè)方面展示不同運(yùn)營(yíng)商同頻組網(wǎng)的干擾測(cè)試及分析解決方案的實(shí)際效果：

（1）覆蓋強(qiáng)度對(duì)比

如圖5所示，通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)的對(duì)比分析，可以直觀的看出紅色圈內(nèi)該運(yùn)營(yíng)商的實(shí)際覆蓋效果，相對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)有所下降，表明該區(qū)域主導(dǎo)覆蓋小區(qū)隸屬于另一運(yùn)營(yíng)商，該運(yùn)營(yíng)商自身的覆蓋需要加強(qiáng)。

（2）重疊覆蓋對(duì)比

如圖6所示，通過(guò)重疊覆蓋的對(duì)比分析，可以直觀的看出紅色圈內(nèi)該運(yùn)營(yíng)商的實(shí)際覆蓋效果，相對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)有所下降，表明該區(qū)域的重疊覆蓋是比較理想的，受其他運(yùn)營(yíng)商覆蓋的影響導(dǎo)致實(shí)測(cè)情況較差。

（3）CINR實(shí)測(cè)及預(yù)估對(duì)比

如圖7所示，通過(guò)CINR實(shí)測(cè)及預(yù)估對(duì)比分析，可以看出紅色圈內(nèi)該運(yùn)營(yíng)商的預(yù)計(jì)覆蓋效果，相對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)有所下降，參照?qǐng)D5所示，判斷這些區(qū)域CINR值受覆蓋強(qiáng)度下降及共模干擾影響預(yù)測(cè)略有下降。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈嘉. 3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2008.

[2] 胡宏林，徐景. 3GPP LTE無(wú)線鏈路關(guān)鍵技術(shù)[M]. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2008.

[3] 周浩然. 淺談掃頻儀在LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中的應(yīng)用[J]. 移動(dòng)通信， 2013，37（2）： 78-81.

[4] 李慶. Eagle LTE測(cè)試使用手冊(cè)[Z]. 上海創(chuàng)遠(yuǎn)儀器技術(shù)股份有限公司， 2013.endprint

【摘 要】

針對(duì)目前FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)頻率使用混亂的現(xiàn)象，掃頻儀可以準(zhǔn)確地捕獲LTE網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際運(yùn)營(yíng)的小區(qū)信息和覆蓋情況，通過(guò)相關(guān)的算法分離出不同運(yùn)營(yíng)商的小區(qū)覆蓋情況，給出各運(yùn)營(yíng)商自身真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋指標(biāo)，使得運(yùn)營(yíng)商可以更加合理、有效地處理自身網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】

LTE掃頻儀 覆蓋優(yōu)化 同模干擾 路測(cè) 儀器儀表

1 概述

隨著2013年底TDD-LTE牌照的發(fā)放，三大運(yùn)營(yíng)商在TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的頻率劃分已塵埃落定，但FDD牌照遲遲未能發(fā)放?？紤]到建網(wǎng)成本、網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果及優(yōu)化的難易等問(wèn)題，使用低頻段成為各運(yùn)營(yíng)商組建FDD實(shí)驗(yàn)網(wǎng)默認(rèn)的選擇，以至于FDD現(xiàn)網(wǎng)中出現(xiàn)了不同運(yùn)營(yíng)商使用同一頻點(diǎn)或鄰近頻點(diǎn)組網(wǎng)的現(xiàn)象。這種情況下，各運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)之間的干擾情況則日益突出，想要了解自身網(wǎng)絡(luò)真實(shí)的覆蓋情況，如重疊覆蓋度、覆蓋率、導(dǎo)頻污染、SINR的分布情況等，首先要分辨出其他運(yùn)營(yíng)商的小區(qū)信息，進(jìn)一步在覆蓋分析、干擾分析中分離這些小區(qū)的影響，從而獲得真實(shí)有效的分析結(jié)果。掃頻儀獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的特性、高速準(zhǔn)確的檢測(cè)能力、專業(yè)的分析平臺(tái)可以很好的解決這些問(wèn)題。本文介紹的是基于掃頻儀系統(tǒng)平臺(tái)提供的一套不同運(yùn)營(yíng)商同頻組網(wǎng)的干擾測(cè)試及分析解決方案。

2 掃頻儀數(shù)據(jù)采集

LTE掃頻儀是一款用于無(wú)線空口信號(hào)掃頻測(cè)量的接收設(shè)備，其采集的數(shù)據(jù)是同頻干擾分析的數(shù)據(jù)來(lái)源，分析結(jié)果的準(zhǔn)確與否取決于數(shù)據(jù)采集的完整性和準(zhǔn)確性，對(duì)硬件的要求則體現(xiàn)在下面4個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)上：

（1）采樣速度

在同樣的采樣標(biāo)準(zhǔn)要求下，硬件采樣速率越快，也就意味著單位時(shí)間內(nèi)測(cè)量里程越長(zhǎng)，在相同的測(cè)量時(shí)間和里程內(nèi)，采樣點(diǎn)數(shù)也就越多，測(cè)試區(qū)域內(nèi)采集的數(shù)據(jù)也就越完整，因此采樣速度是體現(xiàn)硬件測(cè)量效率的重要指標(biāo)。常規(guī)路測(cè)的車(chē)速都在40～60km/h，主城區(qū)內(nèi)LTE小區(qū)的建站距離為500m左右，采樣速率不高的情況下很容易錯(cuò)過(guò)小區(qū)的主覆蓋區(qū)域，無(wú)法完整地體現(xiàn)小區(qū)的覆蓋情況。如果按照60km/h的車(chē)速，在多頻段多頻點(diǎn)測(cè)量的前提下（3個(gè)頻段共3個(gè)頻點(diǎn)以上），采樣速度在10m/s（采樣間隔為500ms）左右是比較合理的采樣速率。采樣速度示意圖如圖1所示：

圖1 采樣速度示意圖

（2）同頻解析

同頻解析是指在同一頻點(diǎn)下，硬件檢測(cè)出的最強(qiáng)小區(qū)和最弱小區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)差值。LTE網(wǎng)絡(luò)采用同頻組網(wǎng)模式，同頻解析能力越強(qiáng)意味著同頻點(diǎn)下解出的小區(qū)數(shù)量越多，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性越高，同頻解析是硬件測(cè)量能力的重要指標(biāo)。目前LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)具備一定的規(guī)模，實(shí)際路測(cè)過(guò)程中每采樣點(diǎn)單頻點(diǎn)樣本數(shù)在10個(gè)左右（即每采樣點(diǎn)主頻點(diǎn)小區(qū)保持在10個(gè)左右），才能相對(duì)準(zhǔn)確的反映測(cè)試區(qū)域內(nèi)的覆蓋情況，小區(qū)太少容易遺漏干擾、鄰區(qū)、覆蓋等問(wèn)題，也不能真實(shí)反映測(cè)試區(qū)域內(nèi)的覆蓋效果。同頻解析示意圖如圖2所示：

圖2 同頻解析示意圖

（3）最小檢測(cè)靈敏度

最小檢測(cè)靈敏度是指檢測(cè)小區(qū)的最低電平值。LTE網(wǎng)絡(luò)判斷覆蓋的場(chǎng)強(qiáng)電頻為-105dBm，在覆蓋較弱的區(qū)域，小信號(hào)的測(cè)量能力可以提高區(qū)域內(nèi)干擾和覆蓋問(wèn)題判斷的準(zhǔn)確性，最小檢測(cè)靈敏度是體現(xiàn)硬件檢測(cè)能力的重要指標(biāo)。其示意圖如圖3所示：

圖3 最小檢測(cè)電平示意圖

（4）層三解碼

SIB1系統(tǒng)消息中的MCC、MNC可直接區(qū)分小區(qū)的運(yùn)營(yíng)商屬性，高速、準(zhǔn)確的解析出小區(qū)的系統(tǒng)消息，可以直接分辨出同頻點(diǎn)下不同運(yùn)營(yíng)商的小區(qū)，高速層三解碼功能是不同運(yùn)營(yíng)商同頻組網(wǎng)干擾測(cè)試的必要功能。其示意圖如圖4所示。

3 數(shù)據(jù)分析

基于掃頻儀硬件采集的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)相應(yīng)的算法剝離出不同運(yùn)營(yíng)商在覆蓋、干擾之間的相互影響。在獲得了測(cè)量小區(qū)的MCC、MNC信息后，已經(jīng)能夠準(zhǔn)確的判斷該小區(qū)隸屬于哪個(gè)運(yùn)營(yíng)商，進(jìn)一步進(jìn)行專題分析時(shí)，可通過(guò)濾除其他小區(qū)的覆蓋影響，來(lái)評(píng)估某運(yùn)營(yíng)商自身的覆蓋情況。對(duì)于CINR的計(jì)算，則需要知道本小區(qū)的RSRP和其他小區(qū)在本小區(qū)RS信號(hào)子載波上產(chǎn)生的總干擾，掃頻儀測(cè)量方式可以通過(guò)PCI判斷其他小區(qū)的RS信號(hào)有沒(méi)有干擾本小區(qū)的RS，因此同頻組網(wǎng)的前提下，共模對(duì)于RS信號(hào)的影響最大，由于掃頻測(cè)量不能準(zhǔn)確評(píng)估業(yè)務(wù)信道的干擾，所以在進(jìn)行干擾計(jì)算時(shí)，可以通過(guò)干擾平均分配的方式進(jìn)行SINR的計(jì)算，計(jì)算公式如下：

其中RSRP0是本小區(qū)的RSRP；I0為本小區(qū)每個(gè)子載波上受到的干擾，可由掃頻儀上報(bào)的RS-CINR估算得到；M為本小區(qū)帶寬內(nèi)的子載波數(shù)量，N為對(duì)本小區(qū)產(chǎn)生干擾的其他小區(qū)數(shù)目，即干擾小區(qū)數(shù)目；RSRPn為掃頻儀上報(bào)的每個(gè)干擾小區(qū)的RSRP；Wn為每個(gè)干擾小區(qū)與本小區(qū)重疊的子載波數(shù)目，通過(guò)重新計(jì)算本小區(qū)CINR值，可以在濾除其他運(yùn)營(yíng)商的前提下，預(yù)估自身的覆蓋質(zhì)量及覆蓋情況，統(tǒng)計(jì)自身TOP1覆蓋質(zhì)量的改善程度。

4 解決方案

應(yīng)某地市運(yùn)營(yíng)商邀請(qǐng)，在其指定區(qū)域進(jìn)行了FDD的測(cè)量，測(cè)試過(guò)程中通過(guò)MCC、MNC的屬性發(fā)現(xiàn)該區(qū)域存在多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共用同一頻點(diǎn)組網(wǎng)的現(xiàn)象，通過(guò)Eagle無(wú)線評(píng)估分析系統(tǒng)，根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)過(guò)濾和算法分析，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了重新處理，獲得了該運(yùn)營(yíng)商實(shí)際的覆蓋情況，相對(duì)于未處理前，可以明顯地看出部分區(qū)域存在比較大的變化。下面從覆蓋強(qiáng)度、重疊覆蓋、CINR統(tǒng)計(jì)3個(gè)方面展示不同運(yùn)營(yíng)商同頻組網(wǎng)的干擾測(cè)試及分析解決方案的實(shí)際效果：

（1）覆蓋強(qiáng)度對(duì)比

如圖5所示，通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)的對(duì)比分析，可以直觀的看出紅色圈內(nèi)該運(yùn)營(yíng)商的實(shí)際覆蓋效果，相對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)有所下降，表明該區(qū)域主導(dǎo)覆蓋小區(qū)隸屬于另一運(yùn)營(yíng)商，該運(yùn)營(yíng)商自身的覆蓋需要加強(qiáng)。

（2）重疊覆蓋對(duì)比

如圖6所示，通過(guò)重疊覆蓋的對(duì)比分析，可以直觀的看出紅色圈內(nèi)該運(yùn)營(yíng)商的實(shí)際覆蓋效果，相對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)有所下降，表明該區(qū)域的重疊覆蓋是比較理想的，受其他運(yùn)營(yíng)商覆蓋的影響導(dǎo)致實(shí)測(cè)情況較差。

（3）CINR實(shí)測(cè)及預(yù)估對(duì)比

如圖7所示，通過(guò)CINR實(shí)測(cè)及預(yù)估對(duì)比分析，可以看出紅色圈內(nèi)該運(yùn)營(yíng)商的預(yù)計(jì)覆蓋效果，相對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)有所下降，參照?qǐng)D5所示，判斷這些區(qū)域CINR值受覆蓋強(qiáng)度下降及共模干擾影響預(yù)測(cè)略有下降。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈嘉. 3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2008.

[2] 胡宏林，徐景. 3GPP LTE無(wú)線鏈路關(guān)鍵技術(shù)[M]. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2008.

[3] 周浩然. 淺談掃頻儀在LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中的應(yīng)用[J]. 移動(dòng)通信， 2013，37（2）： 78-81.

[4] 李慶. Eagle LTE測(cè)試使用手冊(cè)[Z]. 上海創(chuàng)遠(yuǎn)儀器技術(shù)股份有限公司， 2013.endprint