基于時間提前量與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的高鐵LTE覆蓋優(yōu)化

季安平

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司安徽省分公司，合肥 230061）

基于時間提前量與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的高鐵LTE覆蓋優(yōu)化

季安平

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司安徽省分公司，合肥 230061）

結(jié)合高鐵線上LTE網(wǎng)絡(luò)的測試結(jié)果，同步利用網(wǎng)管指標(biāo)對合寧高鐵安徽段沿線的高鐵基站采用基于時間提前量（TA）的網(wǎng)絡(luò)覆蓋距離估算。通過路測數(shù)據(jù)、基站覆蓋半徑與高鐵沿線站址結(jié)構(gòu)綜合判斷高鐵沿線基站異常覆蓋環(huán)境，快速提出RF及功率優(yōu)化建議。使網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作更具有針對性，提高LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的工作效率。

時間提前量；異常覆蓋；路測

合寧高鐵安徽段LTE網(wǎng)絡(luò)于2015年底建設(shè)完成，且經(jīng)過多輪優(yōu)化調(diào)整網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量已初步達(dá)標(biāo)。在2016年夏季例行優(yōu)化測試發(fā)現(xiàn)，該段高鐵夏季網(wǎng)絡(luò)覆蓋較冬季有一定下降。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和基站運(yùn)行沒有調(diào)整的前提下，經(jīng)初步分析，這與當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境有較大關(guān)系。主要是因為在夏季高鐵沿線楊樹樹葉遮擋對信號產(chǎn)生額外的衰減。

本專題分析的目的在于通過TA話務(wù)統(tǒng)計分析高鐵基站的覆蓋半徑，結(jié)合基站覆蓋半徑與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)綜合判斷是否存在異常覆蓋的情況，為后期覆蓋控制提供依據(jù)。同時結(jié)合高鐵線上路測結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，降低由于季節(jié)因素對信號產(chǎn)生的影響。

1 理論基礎(chǔ)

UE從網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收時間提前量（TA）命令，調(diào)整上行PUCCH/PUSCH/SRS的發(fā)射時間，目的是為了消除UE之間不同的傳輸時延，使得不同UE的上行信號到達(dá)eNode B的時間對齊，保證上行正交性，降低小區(qū)內(nèi)干擾。

根據(jù)3GPPTS36.213中定義：1 Ts對應(yīng)的時間提前量距離等于[3×108×1/(15 000×2 048)]/2=4.89 m。含義就是距離=傳播速度（光速）×1 Ts/2（上下行路徑和）。TA命令值對應(yīng)的距離都是參照1 Ts來計算的。

eNode B測量到上行PRACH前導(dǎo)序列，在隨機(jī)接入響應(yīng)（RAR）的MACpayload中攜帶11 bit信息，TA的范圍為0～1 282，根據(jù)RAR中TA值，UE調(diào)整上行發(fā)射時間Nta=TA×16。如TA=1，那么Nta=1×16 Ts，表征的距離為16×4.89m=78.12 m，UE與網(wǎng)絡(luò)的最大接入距離為：1 282×78.12 m=100.156 km，所以UE到基站的距離可以近似認(rèn)為是78×TA。

2 基于TA分布的小區(qū)覆蓋半徑分析方法

以合寧高鐵安徽段華為設(shè)備網(wǎng)管為例，如華為OMC指標(biāo)“L.RA.TA.UE.Index5”，對應(yīng)TA值為26～45，對應(yīng)覆蓋距離為2 028～3 035 m。華為OMC指標(biāo)中TA索引與TA對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 華為OMC指標(biāo)中TA索引與TA對應(yīng)關(guān)系表

根據(jù)華為指標(biāo)描述的接入距離的中值擬為平均半徑，利用TA區(qū)間值采樣點(diǎn)比例加權(quán)取定各個小區(qū)的TA加權(quán)覆蓋半徑。以合寧高鐵安徽段華為LTE網(wǎng)絡(luò)為例，全椒敖李-1小區(qū)TA索引區(qū)間1～6值的采樣點(diǎn)占比分別是0.23%、6.65%、18.99%、38.28%，26.71%、7.78%、1.34%，則該小區(qū)的平均距離為0.23%×39+6.65%×195 +18.99%×429+38.28%×819+26.71% ×1521+7.78%×2 769+1.34%×5 169 =1 099 m。

3 時間提前量與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的優(yōu)化調(diào)整

3.1 當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)存在的問題

合寧高鐵安徽段LTE網(wǎng)絡(luò)于2015年底建設(shè)完成，且經(jīng)過多輪優(yōu)化調(diào)整網(wǎng)絡(luò)覆蓋及業(yè)務(wù)質(zhì)量已初步達(dá)標(biāo)。在2016年8月例行優(yōu)化測試中發(fā)現(xiàn)，該段高鐵夏季整體網(wǎng)絡(luò)覆蓋較2015年底有一定下降。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)沒有調(diào)整、基站運(yùn)行狀態(tài)正常的前提下，經(jīng)初步分析，這與當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境有較大關(guān)系。受季節(jié)因素影響，高鐵周邊的楊樹在夏季屬于生長高峰期。較冬季，高鐵沿線茂盛的樹葉對無線信號會產(chǎn)生額外的穿透損耗，增加了覆蓋優(yōu)化的難度。

3.2 異常小區(qū)識別與解決方案

通過高鐵線上的路測數(shù)據(jù)，使用鼎利后臺路測分析軟件，以表格的形式導(dǎo)出高鐵主服務(wù)小區(qū)的TAC、PCI和RSRP等字段。與網(wǎng)管統(tǒng)計的高鐵沿線小區(qū)的平均覆蓋距離、高鐵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的天線掛高、下傾角、站間距等字段進(jìn)行合并。篩選出異常覆蓋的小區(qū)列表，典型異常小區(qū)識別如圖1和表2所示。

圖1 典型覆蓋異常小區(qū)覆蓋圖

表2 典型覆蓋異常小區(qū)覆蓋指標(biāo)

以合寧高鐵TAC 21891對應(yīng)的小區(qū)為分析對象，選取路測平均接收電平RSRP小于95 dBm且網(wǎng)管平均覆蓋距離不足站間距的一半的小區(qū)（為保證高鐵快速移動小區(qū)間的連續(xù)切換，此處可適當(dāng)增加200 m左右的余量）為分析對象。根據(jù)條件篩選出CUZ全椒萬墩FDD-1、 CUZ全椒人武部FDD-1等多個小區(qū)初步判斷為覆蓋異常小區(qū)。

結(jié)合上述分析條件對異常覆蓋小區(qū)進(jìn)行初步定位，通過現(xiàn)場勘察與分析，對典型問題與解決方案進(jìn)行梳理總結(jié)。整理出本次問題小區(qū)的主要問題與解決方案，相關(guān)優(yōu)化方案如表3所示。

由于合寧高鐵安徽段經(jīng)過多輪優(yōu)化調(diào)整，天饋覆蓋優(yōu)化已經(jīng)相對合理。本次重點(diǎn)針對季節(jié)因素的弱覆蓋以增加RS參考功率的形式規(guī)模調(diào)整，其中41個小區(qū)RS參考信號功率由15.2 W提升至18.2 W，但仍有2個小區(qū)目標(biāo)覆蓋區(qū)域未達(dá)到預(yù)期繼續(xù)提升RS參考信號功率至21.2 W。

3.3 優(yōu)化調(diào)整整體效果

經(jīng)過1個月的優(yōu)化調(diào)整，合寧高鐵安徽段LTE網(wǎng)絡(luò)整體覆蓋較優(yōu)化前有了明顯的改善，高鐵線上網(wǎng)絡(luò)測試覆蓋及網(wǎng)管相關(guān)KPI對比如圖2和表3所示。

表3 合寧高鐵安徽段覆蓋優(yōu)化方案

圖2 合寧高鐵安徽段路測覆蓋優(yōu)化效果

優(yōu)化前后DT對比結(jié)果，合寧高鐵安徽段網(wǎng)絡(luò)覆蓋RSRP≥-110 dBm的比例由95.33%提升至98.22%，提升2.89 pp。同時網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量SINR≥0 dB的比例基本相當(dāng)（98.05%－>97.42% ，因整體覆蓋增加，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的波動在正常范圍內(nèi)）。

對比調(diào)整前后一周網(wǎng)管指標(biāo)，表4優(yōu)化前后網(wǎng)管KPI對比顯示，合寧高鐵小區(qū)平均覆蓋距離由1 079 m增加至1 208 m，約增加12%。因覆蓋增加重定向至WCDMA次數(shù)由41 878次減少為37 795次，約減少10%。LTE向WCDMA執(zhí)行的CSFB重定向次數(shù)由6 594次同步增加至8 001次，約增加21%（4G覆蓋增加導(dǎo)致至4G網(wǎng)絡(luò)話音呼叫增加）。

表4 合寧高鐵安徽段網(wǎng)管指標(biāo)優(yōu)化效果

4 結(jié)束語

相對于GSM的1個TA單位距離約為550 m，WCDMA的1個TA單位距離約為234 m。由于LTE的1個TA單位僅為78 m，因此覆蓋統(tǒng)計精度更高，對于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的判斷相對也更加精準(zhǔn)。本次合寧高鐵安徽段，采用路測數(shù)據(jù)，結(jié)合網(wǎng)管加權(quán)覆蓋半徑和站點(diǎn)站間距關(guān)聯(lián)的LTE小區(qū)覆蓋優(yōu)化。最終形成綜合考慮季節(jié)因素的2套優(yōu)化調(diào)整方案，取得了較好的優(yōu)化效果。

通過上述方法，提高了利用后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析定位前臺覆蓋異常問題的效率。簡化了重復(fù)上站調(diào)整的次數(shù)，加快了LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員發(fā)現(xiàn)問題的速度，提高了LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的效率和性能。

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LTE coverage optimization of the high-speed rail based on the timing advance and network structure

JI An-ping
(China Unicom Anhui Branch, Hefei 230061, China)

The site coverage distance of Hening high-speed rail within the range of Anhui province is obtained based on the timing advance technology, which is combined with the LTE test result and network monitoring KPI counters. The RF and cell-power parameters optimization method can be obtained rapidly based on the DT test result, site coverage range and the site surroundings, which targets the network optimization work better and improves the LTE network optimization eff i ciency also.

timing advance; abnormal coverage; drive test

TN929.5

A

1008-5599（2017）04-0065-04

2017-02-04