LTE的發(fā)展與優(yōu)化

1、目錄摘要在過去的十多年里，因特網(wǎng)的飛速發(fā)展成了移動寬帶發(fā)展的潛在驅(qū)動。隨著世界各地越來越多的人使用固定寬帶，移動通信方面意識到必須開發(fā)一個全新的系統(tǒng)，能與DSL勢均力敵，且支持IP業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展。2005年前后，RAN小組開創(chuàng)了LTE項目的相關(guān)工作，系統(tǒng)方面小組開創(chuàng)了SAE的相關(guān)工作，2006年中期，這兩個小組完成了他們的初始研究并將之轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是按一定準(zhǔn)則、需要，對正在運行網(wǎng)絡(luò)進行參數(shù)的采集、數(shù)據(jù)的分析和技術(shù)的研究，找到網(wǎng)絡(luò)運行質(zhì)量的原因所在，并通過參數(shù)的調(diào)整或者采取一些改進技術(shù)，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，以及資源利用率。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是通信工程運行的一個重要環(huán)節(jié)。對于通信系統(tǒng)來說，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

2、極為重要。關(guān)鍵詞：LTE 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化1 目錄目錄第1章緒論1.1 LTE簡介31.2 課題意義31.3 論文內(nèi)容3第2章 LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)42.1 LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)42.2 關(guān)鍵技術(shù)52.2.1 高階調(diào)制52.2.2 AMC52.2.3 HARQ52.2.4 OFDM62.2.5 OFDMA72.2.6 MIMO72.3 MIMO傳輸模式9第3章 LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化案例103.1 南孟鎮(zhèn)西陶家務(wù)弱覆蓋103.2 鳳翔路與林新路（邊緣覆蓋）11第4章 Probe介紹124.1 Probe簡介124.2工作模式124.3菜單功能134.4用戶界面134.5測試準(zhǔn)備144.6測試流程14總結(jié)與展望15III

3、第1章緒論1.1 LTE簡介LTE是移動蜂窩系統(tǒng)演進的下一步，標(biāo)準(zhǔn)化后，成為3GPP Release 8規(guī)范的一部分。2G和3G蜂窩系統(tǒng)主要考慮語音服務(wù)啊，與之不同，LTE最初就被用于提供高速數(shù)據(jù)服務(wù)，這就是為何LTE是一種端到端的分組交換網(wǎng)絡(luò)，并且不支持電路交換服務(wù)。但是，LTE的低時延和QoS體系能使網(wǎng)絡(luò)在LTE的分組交換框架的最上層模擬電路交換連接。1.2 課題意義在過去的十多年里，因特網(wǎng)的飛速發(fā)展成了移動寬帶發(fā)展的潛在驅(qū)動。隨著世界各地越來越多的人使用固定寬帶，移動通信方面意識到必須開發(fā)一個全新的系統(tǒng)，能與DSL勢均力敵，且支持IP業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展。2005年前后，RAN小組開創(chuàng)了LTE

4、項目的相關(guān)工作，系統(tǒng)方面小組開創(chuàng)了SAE的相關(guān)工作，2006年中期，這兩個小組完成了他們的初始研究并將之轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)。在做這項畢業(yè)設(shè)計時，還讓我掌握了文獻檢索、資料查詢的基本方法以及吸收新知識的能力。同時也訓(xùn)練和提高了我對通信技術(shù)的認(rèn)識，更加深入的了解國內(nèi)的移動通信發(fā)展?fàn)顩r。能夠更好的為個人職業(yè)規(guī)劃做好準(zhǔn)備。1.3 論文內(nèi)容LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、無線信令流程和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流程。LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化任務(wù)：優(yōu)化參數(shù)包括每扇區(qū)的發(fā)射功率、天線位置（方位角、下傾角、高度），通過學(xué)習(xí)優(yōu)化方法，利用其完成問題分析，并解決問題。第2章 LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.1 LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖1 LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖1. UE：移動終

5、端2. eNodeB：基站，E-UTRAN中唯一邏輯節(jié)點，相當(dāng)于3G中RNC的作用3. MME：對3GPP接入的移動性方面進行管理4. S-GW：在E-UTRAN與EPC間發(fā)送數(shù)據(jù)包。具有實施合法攔截、計費及一些策略強制的功能。5. P-GW：在EPC和外部PDN間發(fā)送數(shù)據(jù)包。是策略執(zhí)行和計費數(shù)據(jù)收集的主節(jié)點。6. S1接口：E-UTRAN和EPC之間的接口。S1-U：eNodeB和服務(wù)網(wǎng)關(guān)間傳輸數(shù)據(jù)。S1-MME：eNodeB和MME間的一個僅供信令通過的接口。7. X2接口：eNodeB間的接口。第3 章 LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化案例2.2 關(guān)鍵技術(shù)2.2.1 高階調(diào)制調(diào)制方式圖2調(diào)制方式圖2.2.

6、2 AMCAMC，自適應(yīng)調(diào)制和編碼，使得基站可以根據(jù)無線信道質(zhì)量指示（CQI，Channel Quality Indicator）快速選擇合適的調(diào)制和編碼方式的組合。用戶靠近基站、信噪比高時可分配高階調(diào)制和低冗余編碼以獲得更高的速率，用戶靠近基站邊緣、信噪比差時可分配低階調(diào)制和高冗余編碼以保證傳輸?shù)目煽啃?，對系統(tǒng)頻譜資源的使用更為合理，獲得最大的頻譜效率。2.2.3 HARQARQ是系統(tǒng)對抗傳輸誤碼的一種手段，接收端對接收到的數(shù)據(jù)塊進行解碼，根據(jù)crc校驗判斷是否為錯誤塊 ，如果判斷為錯誤塊，則接收端將該數(shù)據(jù)塊丟棄，并請求發(fā)送段重新發(fā)送完整的錯誤數(shù)據(jù)塊。ARQ用于RL層的ARQ，由RNC控制完

7、成。HSPA系統(tǒng)引入了ARQ和前向糾錯編碼結(jié)合的技術(shù)HARQ，用于MAC層的由基站控制實現(xiàn)。LTE中繼續(xù)采用了HARQ技術(shù)主要是系統(tǒng)端對編碼數(shù)據(jù)比特的選擇重傳以及終端對物理層重傳數(shù)據(jù)的合并處理。分類：一、 按重傳的時序安排分1. 同步HARQ2. 異步HARQ二、 按傳輸格式分1. 自適應(yīng)HARQ自適應(yīng)的調(diào)整每次重傳采用的資源塊（RB）、調(diào)制方式、傳輸塊大小、重傳周期等參數(shù)。是HARQ和自適應(yīng)調(diào)度、AMC的結(jié)合，提高系統(tǒng)在時變信道中的頻譜效率，其大大增加了HARQ流程的復(fù)雜度，增大了信令開銷。2. 非自適應(yīng)HARQ對每次重傳均用預(yù)定義好的傳輸格式，收發(fā)兩端都預(yù)先知道各次重傳的資源數(shù)量、位置、調(diào)

8、制方式等信息，避免了額外的信令開銷。綜合考慮，LTE系統(tǒng)中下行采用異步、自適應(yīng)HARQ，上行采用同步、非自適應(yīng)HARQ。2.2.4 OFDMOFDM是一種頻譜高效的多載波調(diào)制技術(shù)，為了獲得高速數(shù)據(jù)傳輸具有下列特性：1. 完美解決多徑干擾方法。2. 降低了計算復(fù)雜性。3. 過度時延情況下性能緩慢下降。4. 利用頻率分集。5. 促進高效的多址接入方案。6. 促進MIMO的使用。7. 有效支持廣播業(yè)務(wù)。2.2.5 OFDMAOFDMA是一種多址接入技術(shù)，用戶通過OFDMA共享頻帶資源，接入系統(tǒng)。下行：OFDMA上行：SC-FDMA SC-FDMA頻譜效率比OFDMA低，但是降低了峰均比。使用SC-F

9、DMA的主要有兩個方面的原因：第一、OFDMA的主要優(yōu)點得到保留：任何用戶一次只能使用部分頻譜。這允許高吞吐量自適應(yīng)的選擇使用的頻段，而可能更重要的是，如果如SC-FDMA或者OFDM-TDMA內(nèi)一樣使用整個頻譜，允許用低得多的總發(fā)射功率，換句話說，第一個理由指出SC-FDMA的基礎(chǔ)是OFDMA。第二、其原因是SC-FDMA的峰均值比比OFDMA要低得多，這是真正的理由。因為每個用戶發(fā)射的SC-FDMA信號只是過采樣的單載波信號，其峰均值比與對應(yīng)的單載波信號基本相同。這跟我們以前討論過的關(guān)于改善SC-FDE相對于OFDM的峰均比而來。2.2.6 MIMOMIMO 可提高鏈路健壯性、系統(tǒng)容量及頻

10、譜效率。分類：發(fā)射分集發(fā)射分集是一種有效的緩解多徑衰落的技術(shù)。會增加系統(tǒng)容量和小區(qū)覆蓋范圍。波束賦形波束賦形可以提高接收到的信干比。提高覆蓋范圍、容量、可靠性、及電池壽命，也能為用戶跟蹤提供角度信息。支持于LTE下行鏈路?？臻g復(fù)用LTE標(biāo)準(zhǔn)支持最多帶4根發(fā)射天線和4根接收天線的空間復(fù)用。在較高的信噪比和負(fù)載較小的情況下，工作良好，更易影響峰值速率而非系統(tǒng)總?cè)萘?。多用戶MIMO下行：支持SU-MIMO和MU-MIMO。上行：不支持SU-MIMO，只支持MU-MIMO。52.3 MIMO傳輸模式1. TM1， 單天線端口傳輸：主要應(yīng)用于單天線傳輸?shù)膱龊稀?2. TM2，發(fā)送分集模式：適合于小區(qū)邊緣

11、信道情況比較復(fù)雜，干擾較大的情況，有時候也用于高速的情況，分集能夠提供分集增益。 3. TM3，開環(huán)空間分集：合適于終端（UE）高速移動的情況。 4. TM4，閉環(huán)空間分集：適合于信道條件較好的場合，用于提供高的數(shù)據(jù)率傳輸。 5. TM5，MU-MIMO傳輸模式：主要用來提高小區(qū)的容量。6. TM6，Rank1的傳輸：主要適合于小區(qū)邊緣的情況。7. TM7，Port5的單流Beamforming模式：主要也是小區(qū)邊緣，能夠有效對抗干擾。8. TM8，雙流Beamforming模式：可以用于小區(qū)邊緣也可以應(yīng)用于其他場景。9. TM9， 傳輸模式9是LTE-A中新增加的一種模式，可以支持最大到8層

12、的傳輸，主要為了提升數(shù)據(jù)傳輸速率。第3章 LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化案例3.1 南孟鎮(zhèn)西陶家務(wù)弱覆蓋 現(xiàn)象描述：車輛行駛至霸州西陶家務(wù)村，路段上信號覆蓋較差，部分路段存在弱覆蓋現(xiàn)象，路段上 RSRP=-100dBm左右，SINR=-3左右。圖3交匯處問題RSRP覆蓋圖現(xiàn)象分析： 經(jīng)現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)本村中無主導(dǎo)小區(qū)覆蓋，頻繁切換造成本村弱覆蓋（RSRP-96dbm）且下載速率低(11Mbps)；最近站點霸州西陶家務(wù)距離本村700M，站高40M。優(yōu)化方案：1、霸州西陶家務(wù)2扇區(qū)電下傾6至4。第3 章 LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化案例3.2 霸州王墳現(xiàn)象描述： 該區(qū)域無主導(dǎo)小區(qū)，而且覆蓋較弱。圖4鳳翔路和林新路問題RSRP覆蓋圖

13、現(xiàn)象分析：經(jīng)現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)該村在兩站點之間(各1kM)，頻繁切換導(dǎo)致RSRP（-100dbm）和速率（19Mbps）較差，最近站點站高40M。優(yōu)化方案：霸州王墳1扇區(qū)電下傾6至4。3.3 岔河集鄉(xiāng)趙一村覆蓋差問題敘述：該區(qū)域覆蓋非常差，電平、SINR、下載速率都不達標(biāo)。問題分析:經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)岔河集鄉(xiāng)趙一村有樹林阻擋，最近站點霸州趙家務(wù)距離本村800M，站高30M，站點較低無法有效覆蓋本村，造成本村RSRP差（-111dbm）和速率差（8Mbps）解決方法:建議新建站點，位置（116.300459,39.174365）3.4霸州趙家務(wù)現(xiàn)象描述： 該區(qū)域建筑物較為密集，形成阻擋，建議調(diào)電下傾。問題分析

14、:經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)岔河集鄉(xiāng)趙三村房屋較為密集，最近站點距離600M，RSRP-104dbm，下載速率7Mbps，造成岔河集鄉(xiāng)趙三村弱覆蓋。解決方法:霸州趙家務(wù)3扇區(qū)電下傾5至3。11 第4章 Probe介紹第4章 Probe介紹4.1 Probe簡介Probe是華為推出的一款支持4G測試與優(yōu)化的綜合軟件。4.2工作模式Probe軟件集成了路測需要的前、后臺所有功能，主要工作于兩種模式：n 數(shù)據(jù)采集模式：圖10數(shù)據(jù)采集模式圖n 數(shù)據(jù)分析模式圖11數(shù)據(jù)采集模式圖兩種工作模式之間需要通過“空閑”狀態(tài)進行過渡注意事項： 1.連接設(shè)備采集數(shù)據(jù)前必須先關(guān)閉已打開的日志文件2.打開日志文件進行回放或分析前必須先斷

15、開不實際設(shè)備的連接4.3菜單功能Idle (空閑) 狀態(tài)： 當(dāng)測試軟件啟勱，但沒有不測試設(shè)備進行通訊，也沒有打開日志文件時處于的Idle狀態(tài)。Connected（連接）狀態(tài)： 此狀態(tài)軟件采集設(shè)備上報的數(shù)據(jù)并通過測試視圖實時顯示，但測試數(shù)據(jù)不會記錄到日志文件中。Recording（錄制）狀態(tài)： 此狀態(tài)不Connected狀態(tài)的區(qū)別在亍采集的數(shù)據(jù)同時會被記錄到指定的日志文件中。LogOpened（日志打開）狀態(tài)： 當(dāng)用戶打開一個或多個測試日志，但沒有對日志文件進行其他操作時，軟件處于LogOpened狀態(tài)。ReplayPause（回放暫停）狀態(tài)： 當(dāng)用戶打開測試日志文件后，丏沒有處亍勱態(tài)回放時則為

16、此狀態(tài)。此時所有視圖的顯示不回放進度區(qū)間指示保持同步。Replaying（普通回放）狀態(tài)：當(dāng)用戶打開了日志文件后，點擊“回放”按鈕進入此狀態(tài)，此時軟件動態(tài)顯示采集的測試數(shù)據(jù)。FastReplaying（快速回放）狀態(tài)：當(dāng)用戶打開了日志文件后，點擊“快速回放”按鈕進入此狀態(tài)。在此時數(shù)據(jù)將以數(shù)十倍于采集速度進行快速回放。用戶可以使用“+”和“-”按鈕來調(diào)節(jié)回放的速度。4.4用戶界面操作界面：圖中藍(lán)色部分，包拪標(biāo)題欄，工具欄，導(dǎo)航欄以及資源管理器，大部分的CDS配置呾控制操作從此部分發(fā)起4.5測試準(zhǔn)備4.5.1測試設(shè)備安裝ü 執(zhí)行Probe安裝程序，將終端設(shè)備連接至PC機，按提示操作完成安

17、裝即可。 ü 某些終端自帶驅(qū)勱程序，揑入終端后彈出自勱運行程序，按照步驟安裝即可，如中興終端ü 完成安裝后，Probe會自勱識別出正確的端口號4.5.2輔助設(shè)備安裝ü 需要配合UE Agent程序使用，使用時需安裝不終端版本匹配的UE Agent程序并啟，終端UE Agent正確連接后才能正常連接ü 設(shè)置網(wǎng)卡，需要將終端網(wǎng)卡的IP地址設(shè)置為222.222.132.68ü 建立撥號連接：用戶需要單獨創(chuàng)建一個PPPOE的寬帶連接，連接屬性設(shè)置默認(rèn)，且不需要指定用戶名和密碼4.6測試流程1. 添加【測試項目】2. 連接設(shè)備3. 點擊【生效】4. 設(shè)備連接正常，點擊【連接】5. 點擊【go】，保存LOG，開始記錄LOG6. 點擊【stop】，結(jié)束LOG記錄13 致謝 總結(jié)與展望流光容易把人拋，紅了櫻桃，綠了芭蕉。不經(jīng)意間大學(xué)一年就這樣匆匆結(jié)束?；厥走^去一年的校園生活，有太多的回憶和感觸。而轉(zhuǎn)眼又到春風(fēng)如蘇的季節(jié)，我大學(xué)生涯的十分之一也就此劃上了句號。沒有總結(jié)的人生是曲折的人生，沒有計劃的人生是盲目的人生。在這個小小的驛站上，我將過去壘成堅固的基石，構(gòu)想美好的藍(lán)圖。在各種活動中，我們同來自不同院系的同學(xué)打交道，加深彼此了解，不僅促進了知識的交匯