浅谈扫频仪在LTE网络优化工作中的应用

admin

本文摘自《移动通信》2013年3期。作者：杨涛

【摘 要】LTE扫频仪作为常规路测仪表，真实地反映了测试区域的无线环境。通过CW信号测试、网优路测和室内分布系统方面分析了扫频仪在网优工作中的应用，并与其他测试仪表进行比较，最后还介绍了EAGLE扫频仪针对LTE规划的传播模型校正解决方案。
　　【关键词】LTE扫频仪 网络优化 同模三干扰 路测
　　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。因此，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。本文将介绍扫频仪在目前4G网络建设中实际应用方式。
　　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，广泛地使用于网络勘察、规划、建设和优化等场合。其支持4G模拟测试，与4G模拟信号发射机匹配，测试网络站址、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采集和测试。如图1所示。
　　LTE扫频仪可以测量PSS、SSS、RS信号，主要特点如下：
　　（1）自动检测P-SCH和S-SCH信道，上报RSSI、RP、RQ、Timing、CellID等参数信息；
　　（2）支持Reference Signal测试，上报RSSI、RP、RQ、Timing、CellID、No. of Antenna等参数信息；
　　（3）支持时隙测量；
　　（4）支持RB测量；
　　（5）支持GPS失步检测；
　　（6）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的应用
　　3.1 CW信号测试
　　CW信号主要应用于以下两个方面：
　　（1）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。
　　（2）清频测试：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。
　　CW测试示意图如图2所示：
　　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，结合扫频仪的软件分析平台或目前现有的公共分析平台（如中国移动设计院开发的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。
　　（1）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2G/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地减少，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干扰现象的产生。
　　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。
　　（2）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同模三干扰现象时，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地描述问题路段的分布。具体描述如图4所示。
　　（3）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。
　　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。
　　4 扫频仪与其他测试仪
　　表比较
　　扫频仪与其他测试仪表比较如表1所示。
　　5 EAGLE扫频仪针对LTE
　　规划的传播模型校正解
　　决方案
　　经典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。因此，经过校正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。
　　由上海创远公司自主开发的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）将提高模型校正的效率及准确性。