4G优化案例LTE室分系统多维分析优化探索.docx
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4G优化案例LTE室分系统多维分析优化探索
LTE室分系统多维分析优化探索推广案例
XX
XX年XX月
LTE室分系统多维分析优化探索
XX
【摘要】LTE的室外宏站建设已经覆盖到乡镇区域,基本满足室外用户对网络的需求,但用户大部分的数据业务都发生在室内,为抢先占领室内市场,提高用户满意度,LTE室内分布系统的优秀覆盖,能更好地树立公司形象和争取更多的用户。
大型高层建筑虽给人们带来了方便快捷的生活,但也给室内信号的建设带来了挑战:
在高层建筑物的地下室、停车场区域,建筑物屏蔽效应明显,手机无法正常使用,形成网络信号的弱区甚至盲区;在建筑物的低层,用户相对集中、手机使用密度过大导致基站信道拥挤,用户接入网络困难;在建筑物的中高层区域,手机信号在室内外之间频繁切换,容易产生乒乓效应;在建筑物超高层区域,由于基站和天线的限制导致无法覆盖,产生孤岛效应,成为信号的弱区。
为了提升VoLTE用户感知,本文从无线覆盖、故障、干扰、速率、切换等方面入手排查室分原因,逐一推进直至问题闭环,做到对工作的流程化、可控化、精细化,总结归纳出相应的处理流程及思路,保障VoLTE用户良好业务感知,达到集团既定目标。
【关键字】无线环境,RSSI、速率、参数
【业务类别】优化方法、基础维护、参数优化
一、推广背景
如何做好室内深度覆盖已成为4G时代运营商网络面临的最大挑战。
相比3G网络,4G室内分布系统更注重精细化的室内覆盖,系统指标不仅要关注场强覆盖值,而且还要关注容量、信号质量、速率感知,以及网络建设和维护成本等因素。
在具体的工程实施阶段,还需要注意系统融合、坚实、美观,工程调测量等工程问题。
4G室分网络覆盖精度已由面演化到点,场景化的室内覆盖解决方案也越分越细,满足用户应用体验则是检验室内分布建设的最好的标准。
在LTE室分优化过程中,常见的网络问题有弱覆盖、上传下载速率不达标、干扰、切换重选等。
由于室分系统的复杂性,这些问题不仅与站点的规划设计及工程建设质量有关,同时与设备性能、参数设置等密不可分。
本文主要从速率、切换、干扰、覆盖四大类现象分析定位室分问题,针对性提出相关优化方案,并总结出能有效提高室内LTE信号质量的优化方法及流程。
二、推广实施
1.
2.
2.1覆盖类问题优化处理
1.
2.
2.1
1.
2.
2.1
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.1弱覆盖问题优化流程
Ø话统、告警分析:
在没有进行现场测试前,可以通过话统及告警的分析了解一些必要的信息,通过话统分析,可初步了解问题的严重性,可以了解问题出现是一直存在还是最近才出现的,对现场测试有问题分析的指导作用,如现场测试发现走廊内信号满足要求,则可能在部分房间内存在弱覆盖问题;通过告警分析,可以及时了解是否是主设备故障、传输、驻波过高等问题,通过解决告警即可改善故障。
Ø现场测试:
通过对现场楼层的覆盖测试,从而了解覆盖是整体弱信号还是局部弱信号,局部弱信号则可直接检查天线与馈线、功分、耦合器等器件的连接,整体弱信号则从源头开始检查,从而快速定位出解决问题的方向。
Ø参数检查:
如果是整体弱信号,因对器件检查及信源检查对人力消耗较大,因此可以先对参数进行检查,如功率设置,影响功率输出的其他一些参数,在确认参数没问题后再进行下一步排查。
Ø检查器件频段支持:
部分LTE的室分系统是直接在原2G/3G系统上直接合路,如果是2G/3G信号好,而LTE信号不好,则可通过检查器件是否支持4G频段来解决。
Ø信源发射功率检查:
如果是整体弱覆盖,在排除功率输出参数设置问题后,可通过对信源发射功率进行现场测试,排除设备隐性故障及与有源设备连接的馈线是否良好。
Ø有源设备(直放站、干放)故障排查:
有源设备故障的排查可通过现场测试输出功率、后台查看上行干扰、及有源设备参数配置来定位>检查馈线连接:
馈线连接的检查可根据局部弱覆盖和整体弱覆盖来确定是从源头排查还是从末端排查。
2.1.2外泄问题优化流程
Ø外泄范围确认:
通过测试确认是局部外泄还是整体外泄,从而选择不同的处理方案。
Ø局部外泄:
如果是局部外泄,处理方法有以下4种:
1)调整天线位置:
在确认哪个天线造成外泄后,可通过移动天线远离窗户或大门,从而减少到达室外信号强度。
2)调整天线型号:
在确认哪个天线造成外泄后,可通过更换全向天线为定向天线,达到控制外泄目的。
3)降低单个天线输出功率:
在确认哪个天线造成外泄后,可在天线处增加衰减器,降低天线口输出功率。
4)降低信源输出功率:
最简单的方法就是通过降低信源输出功率来控制外泄,但需要在不影响室内覆盖的前提下才能实施。
5)参数配置调整:
如果室内信号强度对室外信号不是压倒性的优势,可通过调整切换参数,避免室外快速移动的移动台切换到室内小区上,从而提高KPI。
Ø整体外泄:
如果是整体外泄,则说明室内总体信号太强,也无法通过调整单个天线来解决外泄问题,主要解决方法为以下2种:
1)降低信源输出功率:
最简单的方法就是通过降低信源输出功率来控制外泄
参数配置调整:
如果室内信号强度对室外信号不是压倒性的优势,可通过调整切换参数,避免室外快速移动的移动台切换到室内小区上,从而提高KPI。
2.2干扰类问题优化处理
1.
1.1
1.2
1.2.1
2.2
2.2.1上行RSSI统计监控排査
RSSI统计监控能够检测当前带宽内DMRS信号每个RB的接收功率,以及每根天线的平均接收功率。
RSSI统计监控主要从频域的角度观察上行的总接收功率。
在小区空载的时候可以用来分析频域的上行干扰。
但是,如果干扰属于TDD干扰,且干扰信号时隙没有落在DMRS信号所在的Symbol,则有可能无法观察到干扰。
在小区空载的情况下,可以通过RSSI统计监控观察干扰。
在OMC的Monitor->SignalingTrace->SignalingTraceManagement下启动InterferenceRSSIStatisticDetectMonitoring。
OMC上RSSI统计监控的跟踪结果如下:
可以将数据导出成CSV格式,统计所有时刻每个RB的平均值,然后将所有RB的RSSI画一条曲线,或者单独画某一个时刻所有RB的RSSI曲线,用以观察干扰在频域上的分布。
没有业务的时候RB的RSSI在-119dBm左右,当有上行业务时,上行RB的RSSI
提升,就不适合用于观察干扰。
因此,看该值时应尽量选择没有用户的时候观测。
通过查看RSSI的值来判断是否存在上行干扰,需要说明的是关于RSSI读数问题,在判断是否存在上行干扰时需要保证对应扇区不存在入网终端,否则会因为扇区接收到了终端信号RSSI很高导致无法做出判断。
同时主分集的读数会有差距,通常相差约5dB以内认为是正常。
另外通过分析不同天线端口的RSSI之间的差值,还可以初步分析工程或者设备是否存在问题。
RSSI(receivesignalstrengthindicator)即带内总信号强度指示。
其理论在的计算值为:
RSSI=-174dBm+10*logl0(BW)+NF+AD量化误差
对TDD,各带宽下无用户时的RSSI典型值如下表所示(下表是所有RB功率之和,实际会有所偏差,约±2dB):
带宽与RSSI对应关系表
对以RSSI为指标进行干扰判断的标准为:
当检测到无用户时的RSSI比上表中对应带宽的RSSI大8dB时,则认为此时存在干扰。
2.2.2上行干扰检测监控排査
干扰检测监控能够将当前每个RB上的干扰功率记录下来,可以查看上行干扰的情况。
干扰监测监控同RSSI统计监控一样从频域的角度观察干扰,能对干扰做较准确的判断,不受小区是否有负载影响。
不管是小区有负载还是小区空载,我们都可以通过干扰监测监控来观察干扰。
跟踪和判断方法与上面介绍的RSSI统计监控类似。
在OMC的Monitor->SignalingTrace->SignalingTraceManagement下启动InterferenceDetectMonitoring。
OMC上上行干扰检测监控的跟踪结果如下:
干扰统计监控的跟踪结果图
干扰检测监控统计的是子载波级的干扰信号强度,所以,在没有干扰的情况下,监控统计的背景噪声在-128--130dBm左右。
对以IN为指标进行干扰判断的标准为:
当检测到无用户时的IN比背景噪声大8dB时,则认为此时存在干扰。
2.2.3互调干扰检测排检测
内部干扰主要是由发射系统内部器件的非线性特性引起的干扰,其中典型的代表类型为无源互调。
在大功率、多信道系统中,这些无源器件的非线性会产生相对于工作频率的更高次谐波,这些谐波与工作频率混合会产生一组新的频率,其最终结果就是产生一组无用的频谱从而影响正常的通信.互调分量阶数越高,分量幅度越低,距离有用信号越远,影响也越小。
无源互调的典型特征为:
1、随发射功率抬高而加倍上升;
2、对于线缆的位置和接头的接触面比较敏感;
3、信号带宽越宽,影响越大。
通过加下行模拟负载,观察小区性能检测中的小区RSSI检测或小区干扰检测是否会出现明显的整体抬升,如果抬升可以确认为无源互调影响。
在不便加载模拟负载的情况下(小区激活用户数超过6个,使用模拟加载则无法保证调度性能),可以长时间跟踪小区宽带在线频谱扫描,然后分析频谱扫描判断是否存在互调。
増加模拟负载,运行MML命令:
ADDSIMULOADCONTROL:
LocalCellId=x,SimLoadCfgIndex=9;其中参数SimLoadCfgIndex值越大,代表模拟负载率越高,输出功
率越大。
对于LTE双通道,可以通过监测小区各个通道的RSSI变化情况,如果其中一路RSSI出现明显的抬升,通过命令RMVSIMULOADCONTROL移除模拟负载后重新恢
复正常,则说明存在典型的无源互调。
如果没有明显变化,基本可以排除无源互调的因素。
以下为几种典型的具有PIM的场景:
前面为未加载状态,加负载后红线抬升明显
前面为加负载状态,移除负载后蓝线迅速降低
在不方便加模拟负载的情况下,可以通过在U2000界面的MaintenanceClient菜单
中打开webLMT,在业务空闲期做宽带在线频谱扫描,根据频谱是否有电平异常抬升来判断干扰信号的类型、带宽及频谱位置等信息,如下图所示:
频谱检测
如果稳定存在通道不平衡告警,也可在模拟加载时,从RRU机顶口往天线口晃动可疑段的馈线或轻轻敲击连接头位置,如果RSSI随之有明显跳动,可以初步判断导致互调的位置。
如果不能判断哪一段连接有问题,可以采用从RRU机顶口位置向天馈逐级排查的方式确认,通过换上匹配负载观察RTWP变化情况,找到故障点。
对于双通道组网,可以互换两套天馈,如果故障随天馈变换,可以确认RRU通道自身无问题。
此外需要注意,天线正面附近的金属物也有可能引起互调干扰,排查时需要事先了解天馈附近的环境。
2.2.4扫频排査
1)上行干扰定位
经过数据分析,判断基站上行存在外界干扰,需要对干扰的来源进行定位。
上行定点测试干扰定位步骤如下:
通过Internet或者运营商了解当地的频谱分配及存在的通信系统,结合采集数据分析,判断可能的干扰源;
按照下图连接测试设备,天线使用増益10dB以上的定向天线(建议使用八木天线,即YAGI天线),在站点的天面上,每隔45度方向,测试干扰信号强度,找到干扰最强的方向,参数设置保持与电磁背景测试的参数设置一致;
上行干扰定位仪器连接示意图
根据扫描到的干扰信号性质,改变SPAN和中心频率设置,进一步分析干扰信号的频谱宽度,分布范围,变化特性和信号强度等;
如果定位干扰源来自于共天面的其它通信系统,则找到干扰源,进一步确认是哪一种干扰类型,还需要进一步排查,排查方法请参见《TDDLTE共站系统外干扰排查指导书V1.0》。
否则进入下一步;
根据在测试站点找到的干扰最强方向,驱车通过三点定位方法,逐步缩小干扰的范围,最终定位到干扰源。
在每一点,按照step3中确定的SPAN和中心频率,设置频率仪的参数,扫描各个方向的干扰信号强度,找到干扰最强的方向。
三点定位干扰的示意图如下:
上行三点定位干扰示意图
2)下行干扰定位
根据路测数据的地理分布图和频域分析,了解存在干扰的区域,对每个干扰区域,采用三点定位方法,逐步缩小范围,最终确定干扰源的位置,如下图所示。
初时参数设置与电磁背景干扰测试中的下行参数设置一致。
下行三点定位干扰示意图
在测试过程中,可能会存在多个干扰源,这时需要根据干扰性质,通过频率或者功率变化情况,一个一个地分别定位干扰源,参数设置可根据具体情况设置,通常会修改频率、RBW和参考电平。
测试仪器的连接示意图如下:
下行干扰定位仪器连接示意图
下行电磁背景干扰测试过程中,经常容易遇到下面问题:
在协议规定的下行整个频段内,相邻的信道已经存在GSM/CDMA/UMTS/WiMAX等系统,这些系统的下行一直是在发射的,路测时如果靠近这些系统的站点,在电磁背景测试的目标频段内会出现比较多的干扰。
对这类干扰,建议选取几个典型点,直接获得包含邻道系统频段和测试目标频段的频谱,证明干扰是来自于邻道系统。
2.3速率类问题优化处理
2.3.1测试类业务定位流程
2.3.2空口问题指标
测试空口重点关注指标:
RSRP、SINR、TM、RI、流数、PDCCHDL、PDSCHRBnumber、MCS、iBLER、通道的平衡。
一般而言,吞吐率由频谱效率、频带宽度、频带占用机会、误码率综合决定。
在LTE系统中,频谱效率由MCS决定;频带宽度由分配的RB数决定;频带占用机会由DLgrant决定;误码率主要考虑IBLER,HARQ重传以后,残留BLER通常较低,因此只考虑初次传输的BLER,也即IBLER。
1)下行速率的基本分析方法:
(1)统计UE侧SINRvsTHP:
定点测试统计AVGSINR和吞吐率平均值。
(2)判断用户的RB数和DLGrant是否调度充足,如果不充足,首先判断上层数据源是否充足,可以直接在Probe上查看,也可以采用MML命令DSPETHPORT查看。
(3)若DLGrant和RB数都是调度充足,下一步需判断下行IBLER是否收敛到目标值。
目前下行的IBLER目标值一般为10%,即5%~15%即认为IBLER收敛。
可以直接在Probe上查看,也可通过U2000信令跟踪管理-用户性能监测-误码率监测观察。
(4)如果IBLER收敛,可判断是否使用了双码字,我司UE可通过Probe查看用户的RankIndicator和DLMCS。
也可通过U2000信令跟踪管理-用户性能监测-信道质量查看UE上报的Rank值和调度的CQI。
(5)如果上述都OK,可以查看下是否存在干扰,功率不平衡等现象,在Probe上可以直接查看
(6)上述1~5步检查结果都OK的话,需要进行深入定位,深入定位需要在U2000上采集的数据。
2)上行速率的基本分析方法:
一般而言,吞吐率由频谱效率、频带宽度、频带占用机会、误码率综合决定。
在LTE系统中,频谱效率由MCS决定,MCS由SINR和IBLER决定;频带宽度由分配的RB数决定;频带占用机会由ULgrant决定;误码率主要考虑IBLER,HARQ重传以后,残留BLER通常较低,但由于重传会影响传输的效率,进而影响RLC层吞吐率,因此只考虑初次传输的BLER,也即IBLER。
上行吞吐率在大的面上主要也是受四个方面的影响,RB数/ulgrant不足,MSC阶数偏低、ibler高、弱覆盖。
2.3.3检查覆盖和干扰水平(查看RSRP、SINR等参数)
下行覆盖采用SINR的PDF或CDF图形进行评估。
如果SINR的分布较差,需要从RF优化的角度去提升SINR的分布,使之符合RF的验收要求。
上行覆盖采用UE测量到的下行导频的RSRP(或路损Pathloss=下行RSRP-导频功率)作为覆盖的评估标准。
UE测量到的RSRP是UE接收到的服务小区的下行导频RS信号质量,因此RSRP实际反映的是下行路损情况。
一般情况认为,下行路损和上行路损是一致的。
1)RSRP异常:
定点测试时,建议选择好点,-65dBm>=RSRP>=-80dBm。
如果距离天线很近的地方(在天线下方)RSRP达不到-80dBm,需要进行如下核查;
•确认小区状态是否正常?
告警or闭塞小区
•确认小区功率参数配置正确,LSTPDSCHCFG
•宏站场景:
确认天线是否存在问题,是否天线存在接反、天线的下倾角是否设置合理?
•室分场景:
确认分布系统是否存在问题,可以采取断开分布系统直接在RRU端口连小天线进行测试;
2)SINR异常
定点测试时,建议选择好点,选择SINR大于20以上的地方进行测试,在RSRP较好但是SINR异常的时,需要如下核查
•闭塞邻区,看SINR的变化,如果闭塞邻区SINR变好,可以证明是同频干扰,需要MOD3干扰、重叠覆盖是不是过大,参数设置存在问题?
•外部干扰查询,可以通过监控空闲状态RSSI和扫频进行问题定位;
2.3.4检查同频干扰的影响
当存在同频邻小区或者同频段的2G/3G信号时,邻小区的信号有可能会对本小区产生干扰,干扰严重时极度影响下行数传吞吐量。
而且即便邻区没有用户接入,邻区的导频信号也会对本小区产生干扰。
此类问题最典型的现象就是无论怎么调节UE的位置来改变信号的接收质量,即便RSRP调整得非常高,但UE测量出的下行SINR总是非常低,如下图所示本小区信号RSRP为-77dBm,信号非常好,但测出的RANK2的SINR仅有1.64dB,非常低。
而此时邻区信号强度为-83dBm,和本小区的信号强度很接近,也就意味着干扰非常大,这将会导致MCS选阶较低。
如果发现有邻区干扰的情况,那么需要联系网规网优的同事,查看站点规划上是否出现了异常,可能有PCI冲突和越区覆盖的情况出现。
2.3.5检査空口误码率(BLER)
如果空口误码率高的话,会导致部分RB用于重传数据,进而影响吞吐量,此时应该重新选一个BLER低的点。
误码率一般在10°%左右收敛。
若DLGrant和RB数都是调度充足,下一步需判断下行IBLER是否收敛到目标值。
目前下行的IBLER目标值一般为10%,即5%~15%即认为IBLER收敛。
如果要达到峰值,需要IBLER为0。
也可通过U2000信令跟踪管理-用户性能监测-误码率监测观察。
一般来说,在SINR较好的情况下BLER不高主要是数据业务信道的SINR较差,数据业务信道受到干扰或上行存在干扰,而这种干扰一般来自同频干扰的邻小区,或是部分频段的外界干扰;
2.3.6RSRP过髙的影响
在峰值测试中,虽然要求测试地点的RSRP与SINR要尽可能的好,但是也并不是说RSRP就没有了限制。
通常我们规定的“近点”的RSRP要在-75dBm以上,但也不要超过-60dBm。
这是因为终端接收到的功率过高的话会引起接收器件的削波,导致下行SINR降低,反而只会使得流量下降。
并且,RSRP很高也就意味着离基站的天线很近,那么收到同站邻区的干扰也可能増大,所以不建议在“极近点”进行测试。
一般来说,RSRP可以通过后台来减小功率或者加衰减器来消除影响。
2.3.7检查上行干扰
在下行信号较好的情况,上行吞吐率交底,UE的发射功率较大,但是MCS的阶数没有达到24(cat4、cat3终端)、RB调度不满,一般是因为上行可能存在干扰,按照干扰处理的思路进行分析;
在空载时(UE没有入网),打开OMC上打开小区性能检测中的RSSI统计监控:
通过查看RSSI的值来判断是否存在上行干扰,需要说明的是关于RSSI读数问题,在判断是否存在上行干扰时需要保证对应扇区不存在入网终端,否则会因为扇区接收到了终端信号RSSI很高导致无法做出判断。
同时主分集的读数会有差距,通常相差约5dB以内认为是正常。
RSSI(receivesignalstrengthindicator)即带内总信号强度指示.其理论在的计算值为:
RSSI=-174dBm/Hz+10*logl0(BW)+NF+AD量化误差,单RB正常情况下的RSSI在
-120dbm左右,20M带宽内的RSSI在-98dbm左右,在RSSI跟踪中是按照RB、系统带宽和物理天线端口进行统计的,随着RB值増加频率依次増加;
2.3.8上下行Grant调度次数不足
如何判断调度次数不足
•对于下行,DLGrant次数需要接近1000次。
•对于上行,在峰值区域,ULGrant次数需要接近1000次;在非峰值区域,因为上行HARQ重传时,调度器不需要下发ULGrant,而IBLER—般收敛到10%,所以ULGrant在900左右或以上都是正常的。
•调度次数在probe中观察方法如下:
1)DLgrant调度不足的排查手段
Ø查看Probe->RadioParameters->DLGrantCount是否满调度?
Ø检查用户配置的AMBR和GBR是否大于空口速率?
Ø检查DRX开关是否关闭?
LSTDRX
Ø检查S1入口数据是否充足,是否上层给水量问题?
Ø检查是否存在多用户;
2)ULgrant调度不足的排查手段
Ø首先检查是否为DSP能力限制(查询版本预警;如我们前期版本出现当2个RRU都分配到一个DSP上以后会出现DSP流控问题);
Ø观察核心网指配的QoS速率,如果偏低,则检查核心网开户信息是否异常;
Ø上行来水是否充足;
Ø上行存在DTX(需要跟踪IFTS),通过查看上行干扰和下行PDCCH的ibler来查看;
Ø上行功控问题;(上行PUSCH会有功控)
2.3.9上下行调度RB不足
如何判断调度RB不足
Ø对于下行,在UE能力没有受限的情况,下行需要满RB调度。
Ø对于上行,在闭环功控的条件下,在路损超过120dB〜125dB的条件下上行开始缩小调度的RB个数,此时MCS阶数大概在3〜5阶左右,在路损小于120dB情况下,都应该以满RB调度。
(满RB=总的RB个数一PUCCHRB个数,这个结果还要满足2,3,5法则。
2,3,5法则指的是:
单用户所用的RB个数必须是2,3,5的倍数,不能还包含其他倍数)
Ø不管下行还是上行,需要注意小区内的用户数,对于多用户的情况,单个用户是不可能满调度的。
上图为终端Probe显示的结果,上行RB数=TotalRBCount/Count,下行因为可能是
双码字,两个码字的RB数分别通过Code0和Code1来计算
(2)下图为U2000中的RB数观察方法:
RB利用率跟踪项中的等效下行RB使用数。
(1)下行RB调度不足的排查手段
Ø查看Probe->RadioParameters-〉PDSCHRBnumber/SubFrame是否达到满带宽?
Ø是否则存在多用户?
Ø检查S1入口数据是否充足,是否上层给水量问题?
Ø检查频选调度是否关闭;LSTCELLALGOSWITCH;
Ø检查下行ICIC是否关闭;LSTENODEBALGOSWITCH;
(2)上行RB数和MCS的分配与上行调度算法有关,上行调度的输出包括分配给用户的RB、MCS、TBS等,包含在ULgrant中。
上行调度的主要输入包括L1
的
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