信令分析在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的運(yùn)用探討

【摘要】 本文通過結(jié)合筆者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，闡述了信令分析的概念、作用和數(shù)據(jù)采集，從而就信令分析在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的運(yùn)用進(jìn)行了探討與分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE 信令分析 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 應(yīng)用

隨著移動(dòng)通信系統(tǒng)的高速發(fā)展，LTE項(xiàng)目被普遍認(rèn)為是準(zhǔn)4G的通信技術(shù)，主要以通信寬帶化為主，是在對(duì)B3G發(fā)展研究的基礎(chǔ)上開展的TD-LTE項(xiàng)目，主要采用了OFDM、MIMO等技術(shù)，對(duì)頻譜的利用和數(shù)據(jù)的傳輸技術(shù)得到了提升?？傮w來說，TD-LTE目前仍處于發(fā)展階段，只有利用高新技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化才能促進(jìn)TD-LTE不斷向前發(fā)展。為此，下面結(jié)合工作實(shí)踐，主要就信令分析在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的運(yùn)用進(jìn)行了論述。

一、信令分析概述

信令是指通信設(shè)備之間任何實(shí)際應(yīng)用信息的傳送過程中伴隨著的一些控制信息，它不是我們直接需要的而是專門用來控制電路的。嚴(yán)格意義上講，信令是一個(gè)允許程控交換、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)交換信息，能夠呼叫、建立、監(jiān)控、拆除應(yīng)用程序所需信息，管理網(wǎng)絡(luò)信息的系統(tǒng)。任何網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化都是不可避免的，尤其是在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營初期，會(huì)采用各種方法包括數(shù)據(jù)測(cè)試、分析，參數(shù)分析等，找出網(wǎng)絡(luò)中存在的問題，然后對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行重新取樣或?qū)?shù)進(jìn)行修改，以期達(dá)到高覆蓋、高容量和高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。信令通過檢測(cè)采集網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)接口，獲取充分的樣品、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化奠定基礎(chǔ)，而TD-LTE網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)比3G系統(tǒng)更加簡化，利用信令分析來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)更具有明顯的優(yōu)勢(shì)。信令流程，顧名思義主要是從整體上體現(xiàn)這個(gè)通信過程，通過發(fā)現(xiàn)問題出現(xiàn)的位置來找原因。而測(cè)量報(bào)告主要包括測(cè)量同頻、異頻、系統(tǒng)間、業(yè)務(wù)量及內(nèi)部測(cè)量，雖然著眼點(diǎn)在很細(xì)小的方面，但把這些細(xì)節(jié)整合起來同樣可以全面反映網(wǎng)絡(luò)問題。

二、信令采集端口的選擇

若要使用信令分析法解決TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)問題，就必須先監(jiān)控傳遞信令的各個(gè)端口，然后選取能夠反映網(wǎng)絡(luò)問題的重要端口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。而與之前的3G系統(tǒng)相比較，TDLTE系統(tǒng)更加簡化了，包括核心網(wǎng)EPC（MME/S-GW）、接入網(wǎng)E-UTRAN（多是eNodeB）和UE三個(gè)部分，（如圖1）其中接入網(wǎng)與核心網(wǎng)通過S1接口進(jìn)行連接，eNodeB之間通過X2進(jìn)行連接，而UE和eNodeB則通過Uu連接。LTE對(duì)eNodeB進(jìn)行了加強(qiáng)，尤其是加入了3G系統(tǒng)中的RNC節(jié)點(diǎn)的無線資源管理功能，這個(gè)功能包括資源管理、接入控制、承載控制、對(duì)移動(dòng)性管理的接入等，同時(shí)RRC，PDCP，PLC，MAC等協(xié)議也跟著移動(dòng)而來，其中Uu接口傳輸了大量的RRC協(xié)議；而eNodeB和MME之間的控制平面功能則是由S1提供，X2接口則與S1接口一致，主要支持ECMConnected狀態(tài)下UE在LTE接入系統(tǒng)內(nèi)的移動(dòng)性。所以根據(jù)能解決網(wǎng)絡(luò)問題的信令分析，在通信網(wǎng)絡(luò)中可以得到TDLTE最佳信令采集接口是Uu，S1，X2接口。

三、KPI的計(jì)算方法

利用信令分析進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)需要注意網(wǎng)絡(luò)中的各種指標(biāo)，KPI就是反映網(wǎng)絡(luò)狀況的重要指標(biāo)。KPI指標(biāo)體系是衡量網(wǎng)絡(luò)性能的主要方法，也是為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供明確方向的具體體系。通過對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)可以計(jì)算出相關(guān)KPI值。根據(jù)上文中的圖1可以發(fā)現(xiàn)，eNodeB對(duì)UE的接納能力通過RRC連接來驗(yàn)證。而RRC連接建立的公式如下所示：

在式（1）中，PRRC為RRC建立成功率。nRRC為RRC連接建立成功的次數(shù)，mRRC連接建立嘗試的次數(shù)。根據(jù)上式可知，RRC在連接時(shí)分為連接成功和連接失敗兩種模式，兩種信令流程分別如圖2、3所示。

四、LTE網(wǎng)絡(luò)問題通過信令分析的解決方案

4.1 網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題

覆蓋問題是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化無論如何都必須面對(duì)的關(guān)鍵性問題，它直接影響著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)用戶的多少、網(wǎng)絡(luò)收益等一系列問題。在TD-LTE建網(wǎng)之初，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不夠成熟、工作人員技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)相對(duì)缺乏，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足的問題。通過信令統(tǒng)計(jì)分析，準(zhǔn)確得出RRC連接成功率等標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)出現(xiàn)的覆蓋問題進(jìn)行補(bǔ)救。

4.2 網(wǎng)絡(luò)干擾問題

網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部問題和外部因素都可能引起網(wǎng)絡(luò)干擾。內(nèi)部問題主要是設(shè)備出現(xiàn)故障，而外部因素則比較復(fù)雜可能包括阻塞干擾、互調(diào)干擾和雜散干擾。通過信令分析法，結(jié)合信令流程和測(cè)量參數(shù)，準(zhǔn)確地檢測(cè)出問題所在，對(duì)內(nèi)解決設(shè)備故障、對(duì)外查找干擾源和干擾信號(hào)的特征，進(jìn)行有效的規(guī)避。

4.3 解決頻率規(guī)劃問題

與以前的通信系統(tǒng)相比，TD-LTE的頻率資源分配更加靈活，在采用了OFDM技術(shù)后，道帶寬可以從1.4MHz變化到20MHz，可以實(shí)現(xiàn)的組網(wǎng)方式有室內(nèi)外完全同頻組網(wǎng)，室內(nèi)外異頻組網(wǎng)，室內(nèi)占用大量帶寬異頻組網(wǎng)，室外和室內(nèi)相鄰地區(qū)局域異頻組網(wǎng)等。為了找到適合自己的組網(wǎng)方式，有很多因素需要考慮進(jìn)去，如追求傳輸速率、穩(wěn)定性以及覆蓋面積，相對(duì)而言異頻組網(wǎng)比較有優(yōu)勢(shì)；若追求利用率、節(jié)約資源、減少資源支出費(fèi)用則同頻組網(wǎng)更有優(yōu)勢(shì)。而關(guān)于兩種組網(wǎng)方式的優(yōu)劣分析，就需要利用信令分析，通過UE測(cè)量報(bào)告中的參數(shù)CarrierRSSI對(duì)終端小區(qū)中的干擾情況進(jìn)行測(cè)評(píng)，為頻率規(guī)劃指明道路。

4.4 時(shí)段間隙規(guī)劃問題

用戶在使用TD-LTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)時(shí)，RRC協(xié)議消息自動(dòng)分配控制信道和業(yè)務(wù)信道，要得到某一時(shí)間內(nèi)檢測(cè)小區(qū)的時(shí)隙分配情況，了解其擁塞率、使用率、上下行時(shí)隙負(fù)載情況的信息，也必然要利用信令分析手段，從Uu接口獲取的RRC消息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，得出TDLTE系統(tǒng)時(shí)隙分配比例后，再結(jié)合Uu接口測(cè)量出的干擾情況，便可以較好的解決因時(shí)隙配置不當(dāng)而產(chǎn)生的干擾問題，作出更好的時(shí)隙配置選擇。

五、結(jié)論

綜上所述，目前TD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還處于初步發(fā)展階段，因此其自身還具有較大的發(fā)展空間。如果要準(zhǔn)確、全面的分析網(wǎng)絡(luò)性能，需要對(duì)出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)問題進(jìn)行優(yōu)化，通過精確的數(shù)據(jù)采集，信令分析以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的。同時(shí)，我們還需要充分理解TD-LTE的運(yùn)行機(jī)制，熟悉其協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，不僅在出現(xiàn)問題后進(jìn)行修復(fù)，以防患于未然，并做好網(wǎng)絡(luò)分析，提高網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和安全。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]欒林林.支持高速切換的TD-LTE信令的設(shè)計(jì)及其優(yōu)化的研究[D].北京：北京郵電大學(xué)，2013.

[2]李美艷.淺談LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)[J].電子世界，2014（5）.