4中国联通LTE无线网络优化指导书覆盖优化指导手册.doc

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1、中国联通LTE无线网络优化指导书第4分册：覆盖优化指导手册内部资料注意保存中国联通运行维护部中国联通网络技术研究院2013年12月目 录1概述42覆盖问题分类定义52.1覆盖空洞52.2弱覆盖62.3越区覆盖62.4重叠覆盖73覆盖问题分析流程83.1基础数据采集83.2覆盖指标93.2.1RSRP93.2.2RSRQ103.2.3SINR113.3覆盖优化目标123.4配置参数调整133.5覆盖问题分析流程及方法144覆盖优化原则165典型覆盖问题及优化方法175.1覆盖优化手段175.2覆盖空洞/弱覆盖问题185.3越区覆盖问题195.4重叠覆盖问题206覆盖增强策略226.1高功放236

2、.2IRC技术256.2.1IRC基本原理256.2.2IRC性能266.2.3IRC技术应用建议306.3ICIC技术316.3.1ICIC基本原理316.3.2ICIC性能366.3.3ICIC技术应用建议386.4TTI bundling396.4.1TTI bundling基本原理396.4.2TTI bundling性能406.4.3TTI bundling技术应用建议426.5MIMO覆盖增强436.5.1MIMO基本原理436.5.2MIMO性能456.5.3MIMO模式间的切换486.5.4MIMO技术应用建议50前 言本优化指导手册是中国联通LTE无线网络优化指导书系列文档之

3、一，该系列文档的结构和名称如下：（1）中国联通LTE无线网络优化指导书 第1分册：LTE无线网络优化指导原则（2）中国联通LTE无线网络优化指导书 第2分册：工程优化指导手册（3）中国联通LTE无线网络优化指导书 第3分册：LTE无线网络优化测试方案及验收指标（4）中国联通LTE无线网络优化指导书 第4分册：覆盖优化指导手册（5）中国联通LTE无线网络优化指导书 第5分册：干扰优化指导手册（6）中国联通LTE无线网络优化指导书 第6分册：切换及互操作优化指导手册（7）中国联通LTE无线网络优化指导书 第7分册：室内外协同优化指导手册（8）中国联通LTE无线网络优化指导书 第8分册：开局参数设置

4、及优化指导手册1 概述覆盖优化是网络优化环节中极其重要的一环。LTE的覆盖问题优化思路和3G一样，都是主要针对信号强度和合理网络拓扑的优化：（1）在系统的覆盖区域内，通过调整工程参数、功率及邻区关系等手段使最多区域的信号满足业务所需的最低电平的要求，尽可能利用有限的功率实现最优的覆盖，减少由于系统弱覆盖带来的用户无法接入网络或掉话、切换失败等问题。（2）合理的网络拓扑是指每个小区有明确的覆盖范围，不出现越区覆盖的现象，重叠覆盖度在合理范围。LTE网络一般采用同频组网，同频干扰严重，良好的覆盖和干扰控制对网络性能意义重大。LTE与3G覆盖分析的差异主要体现在：（1） 边缘速率要求：在LTE 中，

5、不存在CS域业务，只有PS域业务。不同的目标数据速率的解调门限不同，导致覆盖半径也不同，因此优化时，需确定小区边缘的数据速率目标。（2） 配置RB数量：LTE上下行覆盖半径受配置RB数量影响，在下行链路，有效发射功率与RB数量成正比，RB配置数理增多，有效发射功率增大，覆盖半径增大；在上行链路，RB的增多会提升上行的底噪，造成覆盖半径的降低，终端最大发射功率是固定的，如果已经到达最大发射功率，随着RB的增多，覆盖半径随着降低。对于特定的边缘速率要求，LTE 网络可以灵活的选择用户使用的RB资源和调制编码方式进行组合，以应对不同的覆盖环境和规划需求。在实际网络中，用户速率和MCS 及占用的RB

6、数量相关，而MCS 取决于SINR 值，RB 占用数量会影响SINR 值，所以MCS、占用RB 数量、SINR 值和用户速率四者之间会相互影响。不同的MCS和RB组合，会带来不同的覆盖性能和容量性能。因此应综合考虑RB，MCS与接收机灵敏度之间的关系的结果，既考虑空口资源的消耗又考虑小区的覆盖半径，合理选择MCS和RB数。2 覆盖问题分类定义 移动通信网络中涉及到的覆盖问题主要表现为四个方面：覆盖空洞、弱覆盖、越区覆盖和重叠覆盖，因此覆盖优化的主要目的就是减少弱覆盖，控制重叠覆盖。2.1 覆盖空洞覆盖空洞是指连片站点中间出现信号强度较低或者根本无法检测到信号，从而使终端无法入网的区域，覆盖空洞

7、的定义和WCDMA是类似的。具体判断可以利用测试得到最强小区的RSRP与设定的门限进行比较，则覆盖空洞定义为RSRP120dBm的区域。图1是可能存在覆盖空洞场景的示意图。图1 覆盖空洞示意图通常覆盖空洞产生的主要原因有：（1） 规划不合理、其他工程方面的因素导致实际站点与规划站点偏差较大、站点布局不合理、或站点未开通；（2） 站间距过大，站点过于稀疏；（3） 天线下倾角过大；（4） 天馈质量问题、天面空间受限导致挂高不足、天线方位角调整受限、天馈线接反或接错等。（5） 山体或建筑物等障碍物遮挡。2.2 弱覆盖弱覆盖一般是指有信号，但信号强度不足以保证网络能够稳定的达到要求的KPI指标的情况。

8、主要表现为数据速率低、接通率不高、掉线率高、用户感知差等。弱覆盖区域定义为RSRP -100dBm的数据点的百分比密集城区和一般城区规划覆盖区内95%RS-SINR公共参考信号SINR -3dB 的数据点的百分比95%小区下行边缘速率下行MAC层速率4Mbps的百分比95%小区上行边缘速率上行MAC层速率1Mbps的百分比95%小区下行平均吞吐率每个小区所有测试点的下行平均速率（Mbps）35小区上行平均吞吐率每个小区所有测试点的上行平均速率（Mbps）25注：1）表格中数据均为20MHz系统带宽，50%网络负荷情况下的标准。2）RSRP和RS-SINR指室外测量值。3）分公司可根据用户感知、

9、场景的重要程度以及后续网络调整、优化难度，适当提高覆盖指标。（2）TD LTE无线网络覆盖及吞吐量指标优化目标表2 TD LTE无线网络优化指标要求指标定义场景要求目标值RS- RSRP公共参考信号 RSRP -105dBm的数据点的百分比密集城区和一般城区规划覆盖区内95%RS-SINR公共参考信号SINR -3dB 的数据点的百分比95%小区下行边缘速率下行MAC层速率1Mbps的百分比95%小区上行边缘速率上行MAC层速率128Kps的百分比95%小区下行平均吞吐率每个小区所有测试点的下行平均速率（Mbps）18小区上行平均吞吐率每个小区所有测试点的上行平均速率（Mbps）10注：1）该

10、表中要求只针对TD LTE连续覆盖区域2）表格中数据均为20MHz系统带宽，50%网络负荷情况下的标准。3）RSRP和RS-SINR指室外测量值。3.4 配置参数调整在进行LTE覆盖优化中，需关注表3中的关键参数，重点了解各参数调整对网络性能的影响。当调整天线的方向角、下倾角、挂高等工程参数仍无法解决相应的覆盖问题时，可以考虑以下相关参数的调整。表3 覆盖类关键参数表参数中文名称参数功能简介参数对网络性能的影响下行参考信号功率 该参数表示下行参考信号的功率，该参数用作一个基准值，其他下行信道的功率设定，均以参考信号功率为基准。该参数如果设置过小，将会影响相应Cell的覆盖范围。该参数如果设置过

11、大，对其他小区干扰加大，影响网络的整体性能。PA值该参数表示PDSCH功率控制PA调整开关关闭且下行ICIC开关关闭时，PDSCH采用均匀功率分配时的PA值。RS功率一定时，增大该参数，增加了小区所有用户的功率，提高小区所有用户的MCS，但会造成功率受限，影响吞吐率；反之，降低小区所有用户的功率和MCS，降低小区吞吐率。该参数的调整需考虑PB的同步调整。PB值该参数表示PDSCH上EPRE（Energy Per Resource Element）的功率因子比率指示，它和天线端口共同决定了功率因子比率的值。即B/A，对每个UE，不包含RS的OFDM符号中的PDSCH的EPRE与RS的EPRE之比

12、为A；包含RS的OFDM符号中的PDSCH的EPRE与RS的EPRE之比为B。取值越大，小区RS的功率不变的情况下，PDSCH RE功率相对越大，小区发射总功率相对越大；小区发射总功率不变的情况下，PDSCH RE功率相对越大，小区RS的功率相对越小。当小区发射总功率受限时，可以将取较小值，保证小区RS的功率能够满足覆盖要求，信道估计性能良好，但传输数据的功率减小，接收端的SINR降低，数据解调的性能下降 。最低接收电平该参数表示小区最低接收电平，应用于小区选择准则（S准则）的判决公式。增加某小区的该值，使得该小区更难符合S规则，更难成为适当小区，UE选择该小区的难度增加，反之亦然。该参数的取

13、值应使得被选定的小区能够提供基础类业务的信号质量要求。前导格式该参数表示小区所使用的前导格式不同的前导格式，对应于不同的小区半径：小区半径小于等于1400米时，对于FDD，建议前导格式取值为03，对于TDD，建议前导格式取值为04；小区半径大于1400米小于等于14500米时，建议前导格式取值为03；小区半径大于14500米小于等于29500米时，建议前导格式取值为13；小区半径大于29500米小于等于77300米时，建议前导格式取值为1、3；小区半径大于77300米小于等于100000米时，建议前导格式取值为3。3.5 覆盖问题分析流程及方法 RSRP是网络覆盖的基础，其主要影响因素有：站点

14、密度、天线挂高、网络拓扑、发射功率、工作频段、方位角、下倾角、切换参数等。评价RSRP时，一般采用平均RSRP和边缘RSRP进行分析，根据预先设定的网络覆盖优化标准进行评估，若RSRP偏低，则可根据下述流程进行评估，典型的覆盖问题优化思路和流程参见下图：图3 RSRP分析流程RSRP过高也可能影响网络，但需要结合SINR进行相应的网络覆盖评估。表4 RSRP质量问题分析中指标介绍对比指标数据来源具体统计方法对RSRP的影响相关的RF因素切换区域比例DT统计服务小区RSRP最强邻区RSRP的点占所有测试点的比例切换区域比例越大，可能有切换不及时造成服务小区RSRP偏低的问题邻区/切换参数、天线倾

15、角/方位角、站点位置、站点拓扑、站点密度切换次数DTEvent List中同频切换（IntraFreqHOSuc）发生次数；切换次数太少，可能有邻区配置的问题，切换次数太多，则可能有乒乓切换太多的问题切换区域平均电平差DT统计服务小区RSRP=3的采样点/总采样点 * 100%其中：重叠覆盖度：路测中与最强小区RSRP的差值大于-6dB的邻区数量，同时最强小区RSRP=-100dBm。从定义看出，重叠覆盖与信号强度差值和邻区数量有关，下面是某城市的测试结果：（1） 电平差与SINR的关系图4 服务小区RS SINR与RSRP差值关系 主服务小区与邻区的RSRP差值越小，对主服务小区的SINR影

16、响越大，当差值大于9dB左右时，对SINR的影响较小 SINR受邻区加扰的影响较大，加扰级别越大，主服务小区的SINR越低（2） 电平差与吞吐量的关系图5 吞吐量与RSRP差值的关系 主服务小区与邻区的RSRP差值越小，对主服务小区的吞吐量影响越大，当差值大于9dB（主服务小区比邻区电平强9dB以上）时，邻区对主服务小区的影响明显变小。 吞吐量受邻区加扰的影响较大，加扰级别越大，小区吞吐量越低。（3） 重叠覆盖度与SINR的关系 图6 重叠覆盖度与SINR的关系（邻区50%加扰） 空扰时，排除模3干扰的因素，主服务小区SINR与重叠覆盖小区的数量也有一定关联，重叠覆盖小区的数量越多SINR越差

17、。 相同加扰级别时，主服务小区SINR与重叠覆盖小区的数量有密切关联，重叠覆盖小区的数量越多SINR越差。（4） 重叠覆盖度与吞吐量的关系图7 重叠覆盖度与小区吞吐量的关系（邻区50%加扰） 小区吞吐量与重叠覆盖小区的数量有密切关联，重叠覆盖小区的数量越多吞吐量越差。解决重叠覆盖的方法是对小区覆盖进行严格控制，通过调整天线方位角和下倾角使同一测试点被尽可能少的信号覆盖，一般不能超过3个强信号覆盖。典型的优化方法如下：（1） 首先根据距离判断此区域应该由哪个小区作为主服务小区。（2） 其次，看主服务小区的RSRP是否大于-100dBm，若不满足，则调整主服务小区的下倾角、方位角、功率等。（3）

18、在确定主服务小区之后，抑制其余小区的信号在此区域的覆盖，可以通过天馈调整、参数调整等手段。天线调整内容主要包括：天线位置调整、天线方位角调整、天线下倾角调整。a) 天线位置调整：可以根据实际情况调整天线的安装位置，以达到相应小区内具有较好的无线传播路径。b) 天线方位角调整：调整天线的朝向，以改变相应扇区的地理分布区域。c) 天线下倾角调整：调整天线的下倾角度，以减少相应小区的覆盖距离，减小对其他小区的影响。6 覆盖增强策略由于站址的稀缺，LTE建网初期站址应优先考虑利用现有站址资源，与3G现网1：1共站建设，因此，部分场景或区域将存在上行覆盖受限的情况，针对这些上行覆盖受限的场景或区域，在条

19、件允许的情况下，可以有选择性的采用覆盖增强技术，本章给出了各种覆盖增强技术的原理、性能及应用的建议。6.1 高功放目前LTE网络设备下行信道标准配置为22 MIMO，设备能够实现220W、240W和260W等多种发射功率配置。对于信号强度的要求如RSRP的要求，在给定的RSRP门限如-100dBm要求的情况下，下行的发射功率越大其覆盖范围也就越大。但并不需要过高的功率配置，只要给定覆盖范围达到了要求的信号强度就可以。 由于在实际网络部署时，通常并不会基于下行覆盖半径进行站点部署，往往是基于上行覆盖半径或复用了现有2/3G系统的站间距。这种情况下，提升下行功率所带来的影响和所部署的小区半径有密切

20、关系。 在小区半径或路损比较小的环境（如密集城区、城区的室外等）， 主要是干扰受限的环境，此时所以小区都提高下行功率并不能改善SINR的分布，也就是说此时采用高功放对覆盖和容量的改善有限，甚至会增加干扰。而在路损比较大的情况下（如城区的深度室内，郊区、乡村等），由于是热噪声受限，此时采用高功放可以有效的改善小区边缘和内部的SINR分布，从而有效的增大下行容量和覆盖。为了进一步验证不同站间距条件下，不同发射功率对系统性能的影响，建立仿真系统如下：表 4 高功放覆盖效果仿真参数参数取值Carrier frequency1.8GHzTransmission bandwidth10 MHzUser T

21、raffic ModelFull BufferISD500m/1732m/3000mFrequency Re-use1Channel modelUrbanUE velocity3 km/hBS antennas2X2Total BS TX power20W/30W/40WUser LocationUniformly dropped in entire cell仿真结果如下：表 5 高功放覆盖仿真结果汇总站间距（米）基站发射功率（W）小区平均吞吐率（Mbps）用户平均吞吐率（Mbps）5002018.5792 1.85793018.59241.85924018.59871.859917322014.1351.41353014.53011.4534014.74731.47473000207.73910.77391308.60250.86025409.16240.91624图8 不同站间距不同发射功率时，小区吞吐率比较表