浅谈扫频仪在LTE网络优化工作中的应用

2013-01-17 来源:微波射频网 字号:

1、 概述

国内LTE试验网络正在如火如荼的建设当中,2013年网络的规模还将更进一步扩大,4G网络的规划、优化工作已迫在眉睫,由于目前多以试验网为主,实际用户很少,通过传统的终端模块测试方式很难发现网络中存在的问题,而主设备参数的设定和邻区的规划需要大量的、可以真实反映网络覆盖的测试数据来完成,正因如此,扫频仪的应用价值得到了充分的体现,其多频段、多制式的灵活使用方式,丰富、完整的数据内容,为初期网络建设提供了实际有效的数据依据。本文介绍了扫频仪在目前4G网络建设中实际应用方式,希望对网优人员有所帮助。

2、认识扫频仪

LTE扫频接收机是一款高精度、高速度采集无线空口信号的扫频接收设备,能扫频接收LTE-TDD信号,扫频输出RSSI,RP, RQ,Timing,CellID等主要参数,广泛的用于网络勘察、规划、建设、优化等使用场合。扫频接收机支持4G模拟测试,与4G模拟信号发射机匹配,测试网络站址及天线布放位置及覆盖效果,指导4G网络建设;可以和测试手机结合组成一个完整的路测系统,对空中接口信息进行最完整的采集和测试。其组织构架如图1所示:

TE扫频仪可以测量PSS、SSS、RS信号,主要特点如下:
•  自动检测 P-SCH和 S-SCH信道,上报 RSSI,RP, RQ,Timing,CellID等参数信息
•  支持 Reference Signal测试,上报 RSSI,RP,RQ, Timing,CellID,No. of Antenna等参数信息
•  支持时隙测量
•  支持RB测量
•  支持GPS失步检测
•  支持BCH测量,展示码域星座图,EVM等信息

3、扫频仪在网优工作中应用

3.1 CW信号测试

CW信号主要应用于传播模型校正和清频测试两个方面,应用的网络构架如图2所示:
•  传播模型校正:主要以发射机为信源,发射LTE频段模拟信号,使用扫频仪通过路测的方式接收含有地理信息的场强数据,将采集的数据导入规划软件,进行覆盖模型参数的调整。主要应用于建网初期站点覆盖规划和覆盖传输损耗的模拟仿真。
•  清频测试:是利用接收机高速采集的特性(1000channel/S),在高铁、动车等高速移动场景的测量信号的衰减程度,也经常用于新频段使用前的无线环境测量评估。

图2  LTE扫频仪CW测试示意图

3.2 网优路测

网络优化测试,是LTE扫频仪的主要应用模式,扫频仪硬件有内置GPS模块,可通过自动导航的方式进行数据采集,收集现网实际运行的小区的RF参数信息,如:cellid、PCI、channel、RSRP、Timing等,结合扫频仪的软件分析平台,或目前现有的公共分析平台(如中移设计院开发的ASPS软件)对采集数据进行处理和统计分析,给出网络覆盖、干扰、邻区方面等问题的分析报告。

•  覆盖分析:
TDD-LTE网络正在建设当中,对于小区覆盖的控制是前期建站的主要分析内容之一,吸取2、3G网络的规划经验,结合TDD-LTE的网络特殊性,4G网络的站点规划更加细致和谨慎,其覆盖控制的要求非常严格,小区之间的重叠度需要尽量的减少,以防止同频的影响太大,而导致SINR的急剧下降,同时也可以尽量避免同模三现象的产生。

运用扫频仪独立于网络的特点,高精度(RSRP检测精度-128dBm)的测量方式,可以检测出现网中存在的弱覆盖、越区覆盖、背向覆盖等覆盖问题,直接定位问题小区,并将其相关的无线参数进行上报,方便网优工程师进行调整。图3描述了覆盖异常小区的位置及问题路段的分布:

图3  LTE背向覆盖示意图

•  干扰分析
目前国内的TDD-LTE网络采用同频组网方式,用户入网首先需要进行同步,进而通过参考信号来评估信道质量,进行相关资源的分配,如果主同步信道携带小区的ID(0,1,2)相同,就会造成用户接入困难的问题,后续的信道评估也会造成偏差,这就是现网规划及优化中经常提及的同模三干扰。
扫频仪在解决网络中的模三干扰现象时,是依赖其强劲的同频解析能力(同频解析20dB),检测现网中存在的同模三小区分布情况,分析和对比各小区的强度,直接定位问题小区,获得其相关的无线参数,干扰专题图可以直观的描述问题路段的分布。具体描述如图4所示:

图4  LTE同模三分析示意图

•  邻区分析
LTE扫频仪的采集数据可通过后台的数据统计及整合,直接给出系统内部邻区的核查结果,依据扫频数据的完整性,结合邻区规划的要求,对错配及漏配邻区给出建议,并将小区相关参数进行上报,网优工程师可自行配置门限,查找问题邻区。具体描述如图5所示:

图5  LTE邻区分析示意图

3.3室内分布系统

室内分布测试是网优路测应用的延伸,应用扫频仪软件提供的手动导航功能,以步测方式测量导频信号,给出室内覆盖、室外泄漏等问题的分析报告。如图6所示:

图6  LTE扫频仪室内测试示意图

4、扫频仪与其他测试仪表比较

测试手机 频谱仪 扫频仪

1)用于网优工程中的拨打测试,扑捉通话“事件”的产生,真实反映用户的感知。

2)不能脱离网络规划的限制,不能完整的反映“事件”产生时的无线环境,无法准确定位问题产生的原因。

1)用于射频信号的频谱分析,能够在扫描范围内精确地测量和显示各个频率上得信号特征,使测试人员能够方便的“看到”电信号。

2)不能反映信号分量的小区归属特性,不适用于路测数据采集。

1)用于网优工程中的无线环境覆盖数据采集,收集网络运行中各小区的射频参数,独立于网络的特性,可以反映真实的无线环境。其结果适用于无线网络的覆盖、邻区、干扰分析

2)不能进行通话测试

5、EAGLE扫频仪针对LTE规划的传播模型校正解决方案

经典的传播模型具有良好的普遍适用性,但是对于具体传播环境下路径损耗的预测不够准确,而我国的传播环境具有自身的特点,与国外的环境有较大的差别。对经典传播模型进行校正,可以充分利用经典传播模型对损耗趋势预测准确的优点,克服其在具体环境下准确度方面的不足。

常用的方法是通过车载测试,得到本地的路径损耗测试数据,然后通过拟和的方法,用这些数据对原始传播模型公式的各个系数项和地物因子进行校正,使得校正后公式的预测值和实测数据误差最小。这样,经过校正以后的传播模型路径损耗预测的准确性将大大提高,能够比较好地反映本地无线传播环境的特点。

由创远自主开发的EAGLE LTE系列发射机和扫频仪,为LTE网络的模型校正提供了完整的硬件平台和数据采集方案,大功率的发射机(功率可达到20W)和高速率扫频仪(采样速率800channel/S)提高了模型校正的效率和准确性。

作者:杨涛  上海创远仪器技术股份有限公司

作者简介
杨涛:毕业于西安电子科技大学通信专业,从事通信领域工作10余年,产品经理,目前就职于上海创远仪器技术股份有限公司,从事网络优化测试产品的市场应用及功能开发工作。
通信地址:上海市桂箐路69号28栋4楼  200233

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