1、 概述

國(guó)內(nèi)LTE試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)正在如火如荼的建設(shè)當(dāng)中，2013年網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模還將更進(jìn)一步擴(kuò)大，4G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、優(yōu)化工作已迫在眉睫，由于目前多以試驗(yàn)網(wǎng)為主，實(shí)際用戶很少，通過傳統(tǒng)的終端模塊測(cè)試方式很難發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在的問題，而主設(shè)備參數(shù)的設(shè)定和鄰區(qū)的規(guī)劃需要大量的、可以真實(shí)反映網(wǎng)絡(luò)覆蓋的測(cè)試數(shù)據(jù)來完成，正因如此，掃頻儀的應(yīng)用價(jià)值得到了充分的體現(xiàn)，其多頻段、多制式的靈活使用方式，豐富、完整的數(shù)據(jù)內(nèi)容，為初期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了實(shí)際有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。本文介紹了掃頻儀在目前4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中實(shí)際應(yīng)用方式，希望對(duì)網(wǎng)優(yōu)人員有所幫助。

2、認(rèn)識(shí)掃頻儀

LTE掃頻接收機(jī)是一款高精度、高速度采集無線空口信號(hào)的掃頻接收設(shè)備，能掃頻接收LTE-TDD信號(hào)，掃頻輸出RSSI，RP， RQ，Timing，CellID等主要參數(shù)，廣泛的用于網(wǎng)絡(luò)勘察、規(guī)劃、建設(shè)、優(yōu)化等使用場(chǎng)合。掃頻接收機(jī)支持4G模擬測(cè)試，與4G模擬信號(hào)發(fā)射機(jī)匹配，測(cè)試網(wǎng)絡(luò)站址及天線布放位置及覆蓋效果，指導(dǎo)4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；可以和測(cè)試手機(jī)結(jié)合組成一個(gè)完整的路測(cè)系統(tǒng)，對(duì)空中接口信息進(jìn)行最完整的采集和測(cè)試。其組織構(gòu)架如圖1所示：

TE掃頻儀可以測(cè)量PSS、SSS、RS信號(hào)，主要特點(diǎn)如下：
•  自動(dòng)檢測(cè) P-SCH和 S-SCH信道，上報(bào) RSSI，RP， RQ，Timing，CellID等參數(shù)信息
•  支持 Reference Signal測(cè)試，上報(bào) RSSI，RP，RQ， Timing，CellID，No. of Antenna等參數(shù)信息
•  支持時(shí)隙測(cè)量
•  支持RB測(cè)量
•  支持GPS失步檢測(cè)
•  支持BCH測(cè)量，展示碼域星座圖，EVM等信息

3、掃頻儀在網(wǎng)優(yōu)工作中應(yīng)用

3.1 CW信號(hào)測(cè)試

CW信號(hào)主要應(yīng)用于傳播模型校正和清頻測(cè)試兩個(gè)方面，應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖2所示：
•  傳播模型校正：主要以發(fā)射機(jī)為信源，發(fā)射LTE頻段模擬信號(hào)，使用掃頻儀通過路測(cè)的方式接收含有地理信息的場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)，將采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入規(guī)劃軟件，進(jìn)行覆蓋模型參數(shù)的調(diào)整。主要應(yīng)用于建網(wǎng)初期站點(diǎn)覆蓋規(guī)劃和覆蓋傳輸損耗的模擬仿真。
•  清頻測(cè)試：是利用接收機(jī)高速采集的特性（1000channel/S），在高鐵、動(dòng)車等高速移動(dòng)場(chǎng)景的測(cè)量信號(hào)的衰減程度，也經(jīng)常用于新頻段使用前的無線環(huán)境測(cè)量評(píng)估。

圖2  LTE掃頻儀CW測(cè)試示意圖

3.2 網(wǎng)優(yōu)路測(cè)

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化測(cè)試，是LTE掃頻儀的主要應(yīng)用模式，掃頻儀硬件有內(nèi)置GPS模塊，可通過自動(dòng)導(dǎo)航的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，收集現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的小區(qū)的RF參數(shù)信息，如：cellid、PCI、channel、RSRP、Timing等，結(jié)合掃頻儀的軟件分析平臺(tái)，或目前現(xiàn)有的公共分析平臺(tái)（如中移設(shè)計(jì)院開發(fā)的ASPS軟件）對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，給出網(wǎng)絡(luò)覆蓋、干擾、鄰區(qū)方面等問題的分析報(bào)告。

•  覆蓋分析：
TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)正在建設(shè)當(dāng)中，對(duì)于小區(qū)覆蓋的控制是前期建站的主要分析內(nèi)容之一，吸取2、3G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合TDD-LTE的網(wǎng)絡(luò)特殊性，4G網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)規(guī)劃更加細(xì)致和謹(jǐn)慎，其覆蓋控制的要求非常嚴(yán)格，小區(qū)之間的重疊度需要盡量的減少，以防止同頻的影響太大，而導(dǎo)致SINR的急劇下降，同時(shí)也可以盡量避免同模三現(xiàn)象的產(chǎn)生。

運(yùn)用掃頻儀獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，高精度（RSRP檢測(cè)精度-128dBm）的測(cè)量方式，可以檢測(cè)出現(xiàn)網(wǎng)中存在的弱覆蓋、越區(qū)覆蓋、背向覆蓋等覆蓋問題，直接定位問題小區(qū)，并將其相關(guān)的無線參數(shù)進(jìn)行上報(bào)，方便網(wǎng)優(yōu)工程師進(jìn)行調(diào)整。圖3描述了覆蓋異常小區(qū)的位置及問題路段的分布：

圖3  LTE背向覆蓋示意圖

•  干擾分析
目前國(guó)內(nèi)的TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)采用同頻組網(wǎng)方式，用戶入網(wǎng)首先需要進(jìn)行同步，進(jìn)而通過參考信號(hào)來評(píng)估信道質(zhì)量，進(jìn)行相關(guān)資源的分配，如果主同步信道攜帶小區(qū)的ID（0，1，2）相同，就會(huì)造成用戶接入困難的問題，后續(xù)的信道評(píng)估也會(huì)造成偏差，這就是現(xiàn)網(wǎng)規(guī)劃及優(yōu)化中經(jīng)常提及的同模三干擾。
掃頻儀在解決網(wǎng)絡(luò)中的模三干擾現(xiàn)象時(shí)，是依賴其強(qiáng)勁的同頻解析能力（同頻解析20dB），檢測(cè)現(xiàn)網(wǎng)中存在的同模三小區(qū)分布情況，分析和對(duì)比各小區(qū)的強(qiáng)度，直接定位問題小區(qū)，獲得其相關(guān)的無線參數(shù)，干擾專題圖可以直觀的描述問題路段的分布。具體描述如圖4所示：

圖4  LTE同模三分析示意圖

•  鄰區(qū)分析
LTE掃頻儀的采集數(shù)據(jù)可通過后臺(tái)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及整合，直接給出系統(tǒng)內(nèi)部鄰區(qū)的核查結(jié)果，依據(jù)掃頻數(shù)據(jù)的完整性，結(jié)合鄰區(qū)規(guī)劃的要求，對(duì)錯(cuò)配及漏配鄰區(qū)給出建議，并將小區(qū)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行上報(bào)，網(wǎng)優(yōu)工程師可自行配置門限，查找問題鄰區(qū)。具體描述如圖5所示：

圖5  LTE鄰區(qū)分析示意圖

3.3室內(nèi)分布系統(tǒng)

室內(nèi)分布測(cè)試是網(wǎng)優(yōu)路測(cè)應(yīng)用的延伸，應(yīng)用掃頻儀軟件提供的手動(dòng)導(dǎo)航功能，以步測(cè)方式測(cè)量導(dǎo)頻信號(hào)，給出室內(nèi)覆蓋、室外泄漏等問題的分析報(bào)告。如圖6所示：

圖6  LTE掃頻儀室內(nèi)測(cè)試示意圖

4、掃頻儀與其他測(cè)試儀表比較

5、EAGLE掃頻儀針對(duì)LTE規(guī)劃的傳播模型校正解決方案

經(jīng)典的傳播模型具有良好的普遍適用性，但是對(duì)于具體傳播環(huán)境下路徑損耗的預(yù)測(cè)不夠準(zhǔn)確，而我國(guó)的傳播環(huán)境具有自身的特點(diǎn)，與國(guó)外的環(huán)境有較大的差別。對(duì)經(jīng)典傳播模型進(jìn)行校正，可以充分利用經(jīng)典傳播模型對(duì)損耗趨勢(shì)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，克服其在具體環(huán)境下準(zhǔn)確度方面的不足。

常用的方法是通過車載測(cè)試，得到本地的路徑損耗測(cè)試數(shù)據(jù)，然后通過擬和的方法，用這些數(shù)據(jù)對(duì)原始傳播模型公式的各個(gè)系數(shù)項(xiàng)和地物因子進(jìn)行校正，使得校正后公式的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)誤差最小。這樣，經(jīng)過校正以后的傳播模型路徑損耗預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性將大大提高，能夠比較好地反映本地?zé)o線傳播環(huán)境的特點(diǎn)。

由創(chuàng)遠(yuǎn)自主開發(fā)的EAGLE LTE系列發(fā)射機(jī)和掃頻儀，為L(zhǎng)TE網(wǎng)絡(luò)的模型校正提供了完整的硬件平臺(tái)和數(shù)據(jù)采集方案，大功率的發(fā)射機(jī)（功率可達(dá)到20W）和高速率掃頻儀（采樣速率800channel/S）提高了模型校正的效率和準(zhǔn)確性。

作者：楊濤  上海創(chuàng)遠(yuǎn)儀器技術(shù)股份有限公司

作者簡(jiǎn)介
楊濤：畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)通信專業(yè)，從事通信領(lǐng)域工作10余年，產(chǎn)品經(jīng)理，目前就職于上海創(chuàng)遠(yuǎn)儀器技術(shù)股份有限公司，從事網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化測(cè)試產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用及功能開發(fā)工作。
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