1、 概述

國內(nèi)LTE試驗網(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，由于目前多以試驗網(wǎng)為主，實際用戶很少，通過傳統(tǒng)的終端模塊測試方式很難發(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、可以真實反映網(wǎng)絡(luò)覆蓋的測試數(shù)據(jù)來完成，正因如此，掃頻儀的應(yīng)用價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)中實際應(yīng)用方式，希望對網(wǎng)優(yōu)人員有所幫助。

2、認(rèn)識掃頻儀

LTE掃頻接收機(jī)是一款高精度、高速度采集無線空口信號的掃頻接收設(shè)備，能掃頻接收LTE-TDD信號，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)化等使用場合。掃頻接收機(jī)支持4G模擬測試，與4G模擬信號發(fā)射機(jī)匹配，測試網(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)；可以和測試手機(jī)結(jié)合組成一個完整的路測系統(tǒng)，對空中接口信息進(jìn)行最完整的采集和測試。其組織構(gòu)架如圖1所示：

TE掃頻儀可以測量PSS、SSS、RS信號，主要特點如下：
•  自動檢測 P-SCH和 S-SCH信道，上報 RSSI，RP， RQ，Timing，CellID等參數(shù)信息
•  支持 Reference Signal測試，上報 RSSI，RP，RQ， Timing，CellID，No. of Antenna等參數(shù)信息
•  支持時隙測量
•  支持RB測量
•  支持GPS失步檢測
•  支持BCH測量，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信號測試

CW信號主要應(yīng)用于傳播模型校正和清頻測試兩個方面，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，使用掃頻儀通過路測的方式接收含有地理信息的場強(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)初期站點覆蓋規(guī)劃和覆蓋傳輸損耗的模擬仿真。
•  清頻測試：是利用接收機(jī)高速采集的特性（1000channel/S），在高鐵、動車等高速移動場景的測量信號的衰減程度，也經(jīng)常用于新頻段使用前的無線環(huán)境測量評估。

圖2  LTE掃頻儀CW測試示意圖

3.2 網(wǎng)優(yōu)路測

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化測試，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，可通過自動導(dǎo)航的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，收集現(xiàn)網(wǎng)實際運行的小區(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，或目前現(xiàn)有的公共分析平臺（如中移設(shè)計院開發(fā)的ASPS軟件）對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計分析，給出網(wǎng)絡(luò)覆蓋、干擾、鄰區(qū)方面等問題的分析報告。

•  覆蓋分析：
TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)正在建設(shè)當(dāng)中，對于小區(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，結(jié)合TDD-LTE的網(wǎng)絡(luò)特殊性，4G網(wǎng)絡(luò)的站點規(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，同時也可以盡量避免同模三現(xiàn)象的產(chǎn)生。

運用掃頻儀獨立于網(wǎng)絡(luò)的特點，高精度（RSRP檢測精度-128dBm）的測量方式，可以檢測出現(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，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)而通過參考信號來評估信道質(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，就會造成用戶接入困難的問題，后續(xù)的信道評估也會造成偏差，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，是依賴其強(qiáng)勁的同頻解析能力（同頻解析20dB），檢測現(xiàn)網(wǎng)中存在的同模三小區(qū)分布情況，分析和對比各小區(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)可通過后臺的數(shù)據(jù)統(tǒng)計及整合，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，對錯配及漏配鄰區(qū)給出建議，并將小區(qū)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行上報，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)分布測試是網(wǎng)優(yōu)路測應(yīng)用的延伸，應(yīng)用掃頻儀軟件提供的手動導(dǎo)航功能，以步測方式測量導(dǎo)頻信號，給出室內(nèi)覆蓋、室外泄漏等問題的分析報告。如圖6所示：

圖6  LTE掃頻儀室內(nèi)測試示意圖

4、掃頻儀與其他測試儀表比較

5、EAGLE掃頻儀針對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，但是對于具體傳播環(huán)境下路徑損耗的預(yù)測不夠準(zhǔn)確，而我國的傳播環(huán)境具有自身的特點，與國外的環(huán)境有較大的差別。對經(jīng)典傳播模型進(jìn)行校正，可以充分利用經(jīng)典傳播模型對損耗趨勢預(yù)測準(zhǔn)確的優(yōu)點，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試，得到本地的路徑損耗測試數(shù)據(jù)，然后通過擬和的方法，用這些數(shù)據(jù)對原始傳播模型公式的各個系數(shù)項和地物因子進(jìn)行校正，使得校正后公式的預(yù)測值和實測數(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。

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LTE網(wǎng)絡(luò)的模型校正提供了完整的硬件平臺和數(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)化測試產(chǎn)品的市場應(yīng)用及功能開發(fā)工作。
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