江苏电信4G网络射频优化白皮书V11NXPowerLite.docx
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江苏电信4G网络射频优化白皮书V11NXPowerLite
2014年江苏电信4G网络
射频优化白皮书V1.1版
中国电信江苏公司
无线网络优化中心
2014年1月5日
目录
1.概述5
2.LTE射频优化理论原则5
2.1、LTE使用频段5
2.2、宏站输出功率5
2.3、室外传播模型及链路预算6
2.4、LTE射频优化6dB经验8
3.LTE簇优化基本流程11
3.1、清网排障11
3.2、单站验收12
3.3、簇优化12
4.不同场景优化成效及课题研究13
4.1.普通城区场景射频优化（站间距500M左右）13
4.2.华为ATOMCELL站点滴灌覆盖效果评估15
4.3.小灵通站点利旧滴灌覆盖效果评估17
4.4、LTE模3干扰量化评估26
4.5外部干扰影响LTE网络评估29
4.6华为CAT3、CAT4终端对比30
4.7服务器10进程、5进程测试对比评估31
5.网翼助力LTE射频优化33
5.1邻区优化34
5.2PCI优化34
5.3覆盖射频图35
6.天馈系统研究36
6.1LTE远程电调天线对比验证36
6.2四天线、八天线试点37
7.现场测试38
7.1清频扫频测试38
7.2扫频仪与鼎利同步测试及分析41
7.3三阶互调测试44
1.概述
2013年底至2014年，江苏电信全省处于4G网络建设优化高峰期。
为充分保证4G网络良好的室内外用户感知，江苏公司无线网优团队结合现网工程、维护跟踪实际情况以及现场优化、测试数据分析，编写了《4G网络射频优化白皮书V1.1版本》。
本指导意见仅供江苏电信现阶段内部使用。
现网工程、优化存在各类问题，各分公司维护优化人员唯有超前介入、深度介入，掌握细节，做好工程维护和优化的承接工作，才能少走弯路，提高运维优化的效率。
2.LTE射频优化理论原则
2.1、LTE使用频段
目前江苏电信LTE网络使用情况：
制式频段
上行频率
下行频率
使用情况
FDD1.8GHz
1755～1785MHz
1850～1880MHz
在用带宽前20MHz,宏站、室分主要使用
FDD2.1GHz
1920～1935MHz
2110～2125MHz
在用带宽15MHz,室分部分使用
TDD2.6GHz
2635～2655MHz
2635～2655MHz
在用带宽20MHz，宏站部分使用
TDD2.3GHz
2370～2390MHz
2635～2655MHz
暂未使用
现网江苏室外宏站主要使用1.8G频段，其上行频段为1755～1785MHz共计30MHz，下行频段为1850～1880MHz共计30MHz。
江苏现网使用其中20MHz带宽，暂未规模使用2.1GHz频段。
2.2、宏站输出功率
LTE提供RRU功率主要有2×20W、2×40W、2×60W和2×80W几类，江苏现网主要配置为2×20W，其中“2×”表示采用MIMO双流，即每个扇区的功率可以分别为20W、40W、60W、80W，因为LTE有双流概念，每个扇区有2个功放。
当PA使用默认值-3时，以20M带宽为例计算参考信号功率：
✓小区发射功率=10log（EA*每个RB子载波数*RB数）=10log（EA*12*100）=10logEA+10log1200
✓则有：
10logEA+10log1200=43即：
RS+PA+10log1200=43（PA配置为-3）
✓则最终得到：
RS=43-30.79+3=15.2dBm，该值为在2×20W，PA/PB设置为（-3，1）时得到的标准参考信号功率。
说明：
（1）43dBm为实际需要配置的功率，而不是设备的额定功率
（2）PA=10log
=10log（EA/ERS）=10logEA-10logERS，则：
10logEA=RS+PA
（3）每个RB子载波数为12个，20MHz的RB数为100个，15MHz的RB数为75个，10MHz的RB数为50个。
那么，总子载波数：
单载波20MHz带宽1200个，15MHz带宽900个，10MHz带宽600个，依此类推
2.3、室外传播模型及链路预算
2.3.1理论计算
本文LTE链路预算采用HATA自由空间损耗传播模型，经计算与现网空载无遮挡场景测试值基本一致，在后续用户发展起来后，将结合实际情况持续完善。
模型公式如下：
Lpath=20Lgf+30Lgd-27.56dB，其中单位：
f（MHZ），d（m）。
1.8G频段和2.1G频段下，不同距离的空间损耗值如下：
频段距离
50m
100m
200m
300m
400m
1800MHz
88.78
97.81
106.84
112.12
115.87
2100MHz
89.89
98.93
107.96
113.24
116.99
在上一小节介绍2×20W，PA默认设置为-3时，射频功率为15.2dBm。
LTE网络天线增益一般为17～18dBm，这里取17.5dBm，则天线口发射功率为：
15.2+17.5=32.7dBm。
在300米左右距离下的场强理论计算为：
32.7-112.12=-79.42dBm。
2.3.2实测数据
下面以南京现网测试数据验证：
该站PCI为73在305米处的场强为-79.87dBm，PCI为73的信号在该点附近场强基本在-78dBm～-80dBm之间正常波动。
同时，网管查询华扬大厦该扇区参考信号功率为15.2dBm，相关查询结果如下：
可见，现网测试结果基本与上述按照HATA模型计算的结果一致。
现场优化中，优化人员可以借助不同距离的空间损耗经验值估算出RSRP场强，以确定场强，突出主导频。
2.3.3LTE倾角计算
仍然以上述华扬大厦站点为例：
天线挂高54米，天线垂直波瓣角7度，总倾角为14度。
按照凯瑟琳模型计算如下：
上图计算在现实工参下，天线覆盖300米。
在南京现网的射频优化调整中，一般以计算出的上3dB点为实际覆盖距离，因频段较C网更高，反射、绕射性能不如800MHz，对应的修正值更小，某些场景下都不需要使用修正值。
2.4、LTE射频优化6dB经验
在没有模3干扰的空载下：
服务小区场强6dB以内仅一路分支：
SINR大于16
服务小区场强6dB以内有两路分支：
SINR大于10
服务小区场强6dB以内有三路分支：
SINR小于10
存在模3干扰时，对应的SINR会更差，但当服务小区与模3干扰小区拉开6dB以上差距，干扰影响大大减小。
以上结论为大量测试数据经验值，供参考。
1、服务小区场强6dB以内仅一路分支：
SINR大于16。
（1）场景1：
共收到1路信号
说明：
服务小区PCI为72，RSRP为-75dBm，6dB以内仅1路分支，SINR为29.4。
（2）场景2：
共收到2路信号
说明：
服务小区PCI为299，RSRP为-78dBm，6dB以内仅1路分支，SINR为19.7。
2、服务小区场强6dB以内有两路分支：
SINR大于10。
说明：
服务小区PCI为82，RSRP为-81dBm，6dB以内还有1路分支PCI为299，对应RSRP为-86dBm，SINR为14.6。
3、服务小区场强6dB以内有三路分支：
SINR小于10。
说明：
服务小区PCI为73，RSRP为-78dBm，6dB以内还有2路分支PCI分别为82，对应RSRP为-76dBm，PCI为74，对应RSRP为-80dBm，SINR为0.7。
从LTE的6dB理论来看：
1、站址建设、规划很重要。
（1）过高会造成越区干扰，过低信号出不来，现网测试站高在35米左右较好；
（2）站间距不能太小（小于300米），否则天线很难下压，站间距不能太大（大于600米），否则造成弱覆盖。
2、全网需要按照PCI基础原则重进行配置，否则极易造成模3相同的扇区对打，造成较大的模3干扰。
PCI基础原则如下：
（1）模3余0对应1扇区
（2）模3余1对应2扇区
（3）模3余2对应3扇区
3、射频优化调整要求较C网更高，LTE要求信号纯净度比C网更高，同时通过拉开6dB差距可以极大降低模3带来的干扰。
3.LTE簇优化基本流程
3.1、清网排障
LTE网络处于建设优化初期，首要工作是清网排障，解决一系列的外部干扰、网元告警和单站验收问题，确保网络无基本障碍，才能保证开通网元的健康性和合理性。
从南京、苏州LTE的试验网来看，目前清网排障主要存在并需要解决以下问题：
1、IPRAN光缆不到位导致断链成为网元告警主要问题，南京占比65%，苏州占比60%。
传输不到位直接制约了站点建设与开通，建议加强无线网与核心网的配合，提前解决光缆传输问题；
2、天馈接反和驻波高成为工程单站验收主要问题，南京占比49%，苏州占比45%。
簇优化前需要清频排障，集中力量解决驻波、天馈接反、扇区阻挡等主要的网元告警和工程遗留问题。
对于双频天线替换和室分合路后的点，2G/3G/4G均需测试验证，确保开通网元的健康性和合理性，同时要保证2G/3G网络质量平稳；
3、站址、天线工参准确性与合理性成为工程优化最突出的问题。
某试点簇工参准确性仅30%，站址过高、过低、扇区阻挡等不合理现象占比32%，直接降低了现场优化效率，同时带来优化难度。
建议建网初期摸准天线工参，同时合理选址、合理选择天线型号、合理设置天线工参都会提高后续优化的效率。
下面是南京、苏州LTE工程主要问题统计图，天馈接反和扇区阻挡成为首要问题、驻波高其次、因传输不到位或电源问题导致的断链次之。
3.2、单站验收
在解决完网元告警和工程问题之后，单站验收成为非常重要的一环。
各分公司维护优化人员需要严格按照单站验收模板，进行闭环，确保开通网元的合理、健康。
单站验收模板建议如下：
1、站点信息：
包含基站编号、基站名称、站型、站址、经纬度、小区参数配置信息（小区编号、PCI、带宽、TAC、天线挂高、天线型号、方位角、机械倾角、电倾角等）；
2、DT测试结果包含：
服务小区PCI分布图、RSRP分布图、SINR分布图；
3、定点CQT测试要求如下：
均为加载50%，同时5线程测试，主测小区内10个测试点：
3个近点、4个中点、3个远点。
（1）单用户吞吐量：
下行：
近点≥70Mbps；中点≥40Mbps；远点≥4Mbps；上行：
近点≥30Mbps；中点≥20Mbps；远点≥2Mbps
（2）小区平均吞吐量：
下行≥35Mbps；上行≥15Mbps；
（3）小区峰值吞吐量，采用（CAT4终端）：
下行≥120Mbps；上行≥60Mbps；
（4）PING包：
32byte小包，时延小于30ms，成功率≥95%；1500byte大包，时延小于40ms，成功率≥95%；
4、遗留问题描述：
包含需要调整的站点、天线挂高、弱覆盖等信息。
3.3、簇优化
现网以每30个宏基站为单位划为一个簇，当簇中单站开通率超过85%以上，可以开始初步簇优化。
簇优化模板建议如下：
1、概述：
测试簇概况、站间距、所属场景、包含宏站数、室分数、簇中所有站点工参信息等；
2、DT测试优化前后指标对比，相关达标要求建议如下：
（1）覆盖指标要求：
网络模拟加载50%下行负荷，上传、下载同时测试，密集城区RSRP≥-105dBm且RS-SINR≥-3dbm的比例≥95%，下行速率≥4Mbps且上行速率≥256kbps比例≥95%；一般城区RSRP≥-105dBm且RS-SINR≥-3dbm的比例≥90%，下行速率≥4Mbps且上行速率≥256kbps比例≥90%；
（2）吞吐量指标要求：
5线程，上传、下载同时测试，L3层上下行吞吐量优良比≥70%。
其中，上行吞吐量优良比≥5Mbps采样点数/总采样点数，下行吞吐量优良比≥12Mbps采样点数/总采样点数
3、各类关键指标渲染图：
RSRP渲染图、SINR渲染图、发射功率渲染图、PDCP下行吞吐率图、PDCP上行吞吐率图等；
4、DT测试问题点分析，包含：
问题区域分布图、问题点分析及解决方法（射频优化、参数优化、功率优化、邻区优化等）、详细优化调整工参记录；
5、遗留问题信息记录，包含需要调整的站点、扇区阻挡、弱覆盖等信息。
下面是LTE某试点簇现场优化时发现的各类问题统计，其中工参错误成为首要问题、工参设置不合理其次、站址不合理次之。
4.不同场景优化成效及课题研究
4.1.普通城区场景射频优化（站间距500M左右）
1、经验总结
（1）在无模3干扰空载时，服务小区场强6dB以内仅一路分支，SINR大于16；两路分支，SINR大于10；三路及以上分支，SINR小于10
（2）服务小区与模3干扰拉开6dB差距，干扰影响大大减小
（3）天线垂直波瓣角C网14度，L网7度，相同覆盖距离，L网倾角较C网小3.5度
（4）L网对信号纯净度要求较DO更高，省海运区域3路分支导频污染，SINR在0左右
（5）建议小灵通和美化天线后续采购使用内置倾角10度天线，控制覆盖
（6）双频天线需参照C网方位角和机械倾角，制约L网灵活优化，需控制双频天线比例
（7）现阶段因4G用户少，射频优化仅针对拉网数据评估，后续会结合网管指标进一步完善2/3/4G协同、室内外协同优化方法
2、结果对比
（1）指标对比
测试范围
测试终端
终端级别
测试时间
平均RSRP
平均SINR
平均下行速率
RSRP≥-105比例
SINR≥-3比例
UEPower≤15比例
掉线次数
接入成功率
切换成功率
簇26
E392u-12
CAT3
2013-12-17
-82.2
11.1
36.4
99.60%
99.30%
99.70%
0
100%
100%
簇26
E392u-12
CAT3
2013-12-24
-82.1
14.8
52.2
99.90%
99.60%
99.90%
0
100%
100%
对比
0.1
3.7
15.8
0.30%
0.30%
0.20%
保持
说明：
簇26在持续一周射频调整后，SINR值提升3.7dB，平均下行速率提升至52Mbps，下行大于4M比例由99.4%提升至99.9%，同时保持掉线、接入、切换各项指标不变。
（2）SINR图对比（以清沐酒店区域为例）
3、方案调整
（1）粗调：
簇26通过前期华为ANR自动添加功能发现了18处超远邻区，调整并核实越区扇区15处，总倾角从3度下压至9度；
（2）细调：
簇26拉网测试后通过网翼射频分析功能，结合现场无线环境，调整扇区36处。
4、导频污染区域分析：
PCI70、76、298的RSRP分别为-85dBm、-93dBm、-86dBm在省航运和省海运十字路口形成模3干扰，同时也有“导频污染”，SINR值仅在0左右。
5、遗留问题及后续计划
因塔工资源有限、时间有限，本次射频优化调整仅调整簇内部区域。
簇周边站点没有调整，导致簇左下角唐山路区域和右下角电信物业大厦区域仍然无主导频，SINR较差。
后续会建议塔工对簇周边站点进行射频调整，持续总结经验。
6、整体覆盖原始SINR图
4.2.华为ATOMCELL站点滴灌覆盖效果评估
华为室外滴灌设备ATOMCELL主要有两种：
2×2w（3203E）和2×5w（3202E），其将BBU、RRU、天线集成在一起，通过超五类线传输电源和信号。
其中2×5W目前只有2.1G频段，1.8G频段2月份到货。
近期推动其2×2W产品进行了相关试点。
简要情况如下：
1、鼓楼天翼广场试点
试点时因Lampsite未到货，将2×2w（3203E）安装在天翼广场室内2楼角落，并通过在1楼和2楼室内步测，对比3203E小站与室分系统覆盖效果。
（1）配置对比
微站3203E
单室分系统
频段
1.8G（20M）
2.1G（15M）
天线配置
2T2R
1T1R
功率配置
2x1.7W
1x20W
（2）测试结果
安装3203E小站后，峰值速率达到144.8Mbps；2.1G单通道室分峰值速率53.9Mbps；2楼测试平均速率达到93.6Mbps，SINR为20dB，RSRP为-73dBm；2.1G单通道室分平均速率53.5Mbps，SINR为37dB，RSRP为-60dBm；1楼接收部分室外电信、联通宏站信号，1楼测试平均速率达到41.9Mbps，SINR为10.5dB，RSRP为-78dBm；2.1G单通道室分平均速率53.8Mbps，SINR为37dB，RSRP为-59dBm。
2、产品图片介绍
3、后续计划安排
（1）在南湖端局安装阿童木站，测试评估周围小区深度覆盖效果；
（2）在精品路线龙蟠中路附近协调安装点，测试评估室外滴灌效果。
4.3.小灵通站点利旧滴灌覆盖效果评估
4.3.1小灵通单站评估
福园小区FDD小灵通改造（2.1G）
1、背景介绍
试点2.1FDD频段为：
2110～2125MHz，15M带宽，前台测试使用华为的Probe软件，后台分析使用华为的Assistant软件，试点中使用SL13307B型全向天线，内置倾角10度，天线挂高27米，详细参数信息如下：
2、室内外CQT测试
说明：
（1）单线程/多线程定义：
单线程，连接1个FTP服务器，只传1个文件；多线程，连接2个FTP服务器，同时传送20个文件；
（2）RSRP/SINR/速率关系：
RSRP越高，SINR值越好，对应的下载、上传速率越高。
测试过程中发现，RSRP最高能达到-70dBm，SINR最高能达到近30；有阻挡时，RSRP、SINR及速率迅速下降；
（3）测试达到极限速率：
下载多线程最高达到95Mbps，下载单线程最高达到12.5Mbps；上传多线程最高达到32Mbps，上传单线程最高达到12.6Mbps；
（4）室内外效果对比：
同一处区域室内平均比室外RSRP低10dB左右。
3、不同内置倾角覆盖对比
（1）覆盖范围对比
说明：
随着内置倾角的加大，有效覆盖距离不断收缩，边缘RSRP=-105dBm。
（2）定点CQT对比
说明：
随着倾角变大，近处各项指标变化不大，300米往外区域指标明显劣化。
内置10度整体效果较好。
苜蓿园端局TDD小灵通改造（2.6G）
1、配置介绍
（1）天线信息：
摩比全向鞭状天线，天线频段2500～2600MHz，内置倾角6度，挂高20米，天线南侧有平台严重阻挡
（2）RRU功率：
4×10W，设备频段：
2545～2565MHz，收发模式：
4T4R
（3）上下行时隙配比：
2:
2，特殊子帧配置：
DwPTS:
GP:
UpPTS=10:
2:
2
（4）测试分析软件：
前台，UniPOSCNT，后台，UniPOSCAN，终端：
CAT3
2、DT结论
（1）结合RSRP=-105dBm及SINR=10为统计门限，东西方向沿道路覆盖最远可达1.1公里，南北方向因平台和高楼阻挡，有效覆盖300米。
3、CQT结论
（1）时延/极限速率测试
说明：
Ping32字节包，时延29ms，下载极速58.6Mbps，上传极速20.2Mbps，基本达到该设备配置下的理论值；华为新庄测试时，下载极速79Mbps，上传极速20Mbps，两者不一，主要因为使用的测试终端版本不一。
华为CAT4，中兴CAT3。
（2）SINR/下载速率统计表
说明：
SINR最好为29时，对应下载速率58Mbps，SINR减半后，对应速率几乎同步减半。
4、不同天线模式对比
说明：
（1）4R相对2R：
在远点的上行吞吐量提升近一半，增益明显（自适应模式）；
（2）TM7模式：
在近、中、远处，下行吞吐量保持恒定；
（3）TM3模式：
下行吞吐量由近及远逐步变差；
（4）自适应模式：
综合TM7和TM3优势，下行吞吐量由近及远逐步变差，但在每个近、中、远点，吞吐量均比TM7和TM3要好。
比如：
近点处，自适应较TM7提升47%。
5、小灵通关闭前后对比
说明：
小灵通开通前后，对TDDLTE的SINR及速率影响不大。
6、不同终端测试对比
说明：
南京新庄华为TDD测试使用CAT4，苜蓿园中兴TDD测试使用CAT3，上、下行速率基本均达到理论值，速率差异主要为芯片处理能力不同导致。
4.3.2小灵通簇评估
南邮TDD簇
⏹测试工具
测试软件：
华为Probe
测试终端：
E5776S（CAT4）
测试方式：
连接2个FTP服务器，同时传送20个文件
⏹系统配置
配置频段：
2600MHz～2620MHz，带宽20MHz
上下行配比：
2：
2，特殊子帧配比：
10：
2：
2
天线：
盛路仿小灵通全向天线，内置倾角10度涉及5个站，内置倾角5度涉及5个站
1、DT测试指标
测试时间
平均RSRP
（dBm）
平均SINR
平均下行吞吐率（Mbps）
平均上行吞吐率（Mbps）
RSRP≥-105dBm的比例（下载）
SINR≥-2dBm的比例（下载）
UEPower≤15dBm的比例（下载）
下行覆盖率
（前三项平均）
下载速率大于4M比例
上传速率大于2M比例
2013-7-29
-92.75
16.55
35.55
13.98
81.05%
96.22%
98.36%
91.88%
97.66%
90.49%
说明：
因南邮簇周围300米路线测试会脱网，本次簇测试仅在簇内部进行，各项指标会偏好。
从另一方面说明，20米左右站高的TDD信号遇到2～3栋居民区阻挡衰耗严重。
其实际覆盖距离基本在300米以内，与前期单站验证测试结论基本一致。
2、站点结构图
说明：
南邮簇最大站间距550米，最小站间距130米，平均站间距330米。
3、不同距离及导频污染对感知影响
CQT距离
<50米
90～110米
190～210米（有主导）
190-210米
（导频污染区）
RSRP
-79.05
-80.94
-96.15
-97.38
SINR
22.22
20.7
14.68
11.37
DLPDCPTHR
48.15M
44.16M
35.44M
28.21
ULPDCPTHR
17.43M
18.32M
15.54M
15.13M
说明：
随着距离扩大，SINR值变差。
相同距离处，主导区域比导频污染区域，SINR值高出3dB，带来下载吞吐量较高。
4、SINR与下载速率规律图
说明：
上图呈现SINR与吞吐率一致性关系：
（1）SINR分布在20～30时，吞吐率分布在40～50Mbps左右；
（2）SINR分布在10～20时，吞吐率分布在20～40Mbps左右；
（3）SINR分布在0～10时，吞吐率分布在10～20Mbps左右；
（4）SINR分布在-10～0时，吞吐率低于10Mbps。
5、SINR覆盖图
说明：
SINR整体不错。
站下SINR最高能达20～30，弱覆盖或脱网区域伴随SINR值较差。
6、小灵通与宏站对比
（1）指标对比
簇编号
测试时间
平均RSRP（下载）
平均SINR（下载）
平均下行吞吐率（Mbps）
平均上行吞吐率（Mbps）
RSRP≥-105dBm的比例（下载）
SINR≥
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