TD-SCDMA/TD-LTE协同优化方法研究

董飞, 仇勇, 郑英, 陈康

（中国移动通信集团江苏有限公司，南京 210003）

TD-SCDMA/TD-LTE协同优化方法研究

董飞, 仇勇, 郑英, 陈康

（中国移动通信集团江苏有限公司，南京 210003）

随着4G网络大规模部署越来越近，TD-LTE的组网及优化方法是当前TD-LTE网络维护和优化的重点工作，特别是不同的建设方案对TD-SCDMA网络也存在着较为重要的影响，因此本文通过对不同的建设方案，特别是基于现有TD-SCDMA站点直接升级的TD-LTE建设方案的优劣点，提出有利于TD-SCDMA/TD-LTE双网质量提升的协同优化方法，为后续TD-LTE大规模部署及优化提供了重要的参考。本次基于江苏无锡网络进行研究和实践，达到了协同优化的目的。

TD-SCDMA ；TD-LTE；结构分析；协同优化

1 基于TD-SCDMA直接升级TD-LTE

随着中国移动TD-LTE试验网的展开，大规模建设将接踵而至，如何选择网络建设方案对后续的网络协调发展至关重要，特别是TD-SCDMA直接升级TD-LTE的建设方案，将涉及到多个方面的问题，下面是基于TD-SCDMA直接升级至TD-LTE网络的优缺点分析。

共站址：优势在于物业协调困难的情况下，减少工程难度；但是在1：1站点升级场景下部分结构不合理，将影响网络性能。

共天馈：优势在于天面受限的情况下，减少天馈建设降低投资；但是若TD-SCDMA/TD-LTE共天馈将影响独立优化，非独立电调场景无法进行独立优化，特别是TD-SCDMA结构不合理区域，另外若需更换天馈将导致双网退服。

功率继承：优势在于继承了TD-SCDMA覆盖优化成果，快速进行网络优化； 但是TD-LTE同频组网，相对于TD-SCDMA对网络性能干扰受限因素影响突出，需要结合网络结构进行深度评估优化。

邻区继承：优势在于继承TD-SCDMA优化成果，特别是接续关系； 但是TD-LTE对于结构要求更加严格，需要进一步基于LTE整体覆盖进行持续邻区优化。

从上面参数继承来看，有一定的优点，但是对于后续的网络维护优化存在一定的问题，主要体现在频率组网、站点结构、工程RF可调性受限问题导致单点综合性调整方案优化实施困难，需要进一步针对工程优化可实施性整改、基于网络结构合理性优化达成网络指标优化任务。

1.1 TD-LTE优化调整手段受限

如图1所示，传统的覆盖优化手段主要包含软硬两个方面：RF工程参数优化（硬手段）及功率参数优化（软手段）。

从GSM、TD-SCDMA开网优化经验来看，控制网络覆盖的有效手段为RF工程参数优化，使网络基础更加扎实，随着用户的逐步增多，可以有效的保证网络覆盖及容量需求。无锡试验网前期采用了基于TDSCDMA直接升级至TD-LTE，为了避免优化TDLTE网络影响TD-SCDMA现网质量，TD-LTE开网初期进行的优化主要进行了功率、邻区等软性参数调整，TD-LTE网络质量有了一定的提升，但是对于网络结构改善不明显。

图1 LTE优化措施及功率设置

基本上均调整软参数，特别是功率参数，CRS功率设置在1dB以内的占比大于20%，将不利于这些区域的深度覆盖。

1.2 TD-LTE升级继承了TD-SCDMA网络结构，但对结构更敏感

TD-LTE从TD-SCDMA直接升级，继承了TDSCDMA网络结构，但是对结构更加敏感，性能损失更加严重，因此对TD-LTE天馈优化提出了更高的要求。

对共站址升级的TD-SCDMA/TD-LTE网络同车测试，并分析发现：

（1） TD-SCDMA重叠覆盖度大于3的比例为17.80%，同站升级TD-LTE重叠覆盖度大于3的比例为13.48%，基本继承了TD-SCDMA结构问题。

（2） 同站址升级的TD-LTE重叠覆盖对下行速率损失严重，重叠覆盖度达到3及以上时，吞吐量损失50%以上，而TD-SCDMA在重叠覆盖度大于3以上时，性能损失为20%～30%。

（3） 软参数优化调整后TD-LTE重叠覆盖度大于3的比例仍然高达13.48%，对LTE性能影响较大。

影响目前TD-SCDMA/TD-LTE网络结构的因素主要有以下几个方面：站间距较近、站点过高、美化天线比例过高无法调整等。

2 TD-SCDMA/TD-LTE共天馈，RF优化效果研究

2.1 以TD-LTE为优化目标，优化实施

利用网络结构优化思路，对优化区域的小区结构进行优化调整，输出重叠覆盖度较大的TopN小区，并进行小区结构计算并输出小区优化方法。

（1） STEP1：数据收集/工具分析：以重叠覆盖度为重点关注指标评估TD-SCDMA/TD-LTE网络性能，TD-SCDMA关注后台MR和话统反映的覆盖情况。

（2） STEP2：网络结构评估：结合仿真、站间距、站高、下倾角、方位角等信息，识别出疑似网络结构不合理的Top区域或站点 。

（3） STEP3：实地勘测、测试：针对Top区域实地勘测和测试，确认问题原因，制定优化调整方案。

（4） STEP4：优化调整实施：以TD-LTE性能最优为前提针对近站、高站造成的重叠覆盖问题，适当调整天馈下倾角和方向角，建议优先调整下倾角；天馈调整后关注双网的前台测试指标和TD-SCDMA后台话统以及反映覆盖的MR指标。

根据以上思路，小区调整及优化措施如表1所示。

2.2 TD-SCDMA/TD-LTE协同优化效果评估

2.2.1 RF优化效果对于LTE性能提升明显

RF优化效果明显高于功率优化，LTE工程优化必须以RF优化为主，保证网络基础。如表2所示。

前一阶段参数优化后，总体性能有所提升，但是重叠覆盖度优化后大于3的比例仍有11.7%，不满足集团公司考核标准（5%） 。

对簇1的重叠覆盖度最严重的3个区域：春申路十字路口、火车站前、西门移动大楼路段周边站点进行了天馈调整，网络性能进一步提升，重叠覆盖度降至7.01%，下行平均SINR提升了2.4 dB，下行平均吞吐量提升了5.58 Mbit/s。

表1 LTE优化调整措施示例

表2 不同优化措施实施效果

2.2.2 RF优化后对TD-SCDMA性能的影响

（1） 前台路测：道路测试PCCPCH RSCP覆盖率指标基本不变， PCCPCH C/I＞-3的比例提升了1.28个百分点，重叠覆盖度大于3的比例降低了0.5个百分点，应用层下载速率提升了90 kbit/s，路测指标有所好转。

（2） MRR统计：采集RF调整前后的MRR并分析可以看出，良好覆盖采样点比例降低了1.5个百分点，弱覆盖采样点比例降低了0.2个百分点，MRR统计弱覆盖增加。

（3） 后台统计：对调整前后的KPI指标进行对比分析发现调整小区的业务量降低，其中话务量降低了2.39%，数据业务流量降低了15.5%，呼叫建立请求次数降低了2.92%，电路域系统间切换次数提升了25%，而全网性能指标趋于平稳，业务量提升幅度较大，因此可以看出RF调整对TD-SCDMA吸收话务能力产生影响。

优化调整后路测TD-SCDMA指标平稳，而从MRR统计来看，TD-SCDMA覆盖存在收缩现象，调整天馈后，KPI指标基本正常波动，但是业务量收缩明显，说明TD-SCDMA覆盖存在收缩现象，而且呼叫次数明显降低，互操作频次增多，呼叫切换比降低。

2.3 TD-SCDMA/TD-LTE共天馈结构优化小结

TD-SCDMA/TD-LTE共站址共天馈继承TDSCDMA网络结构问题，影响TD-LTE网络性能。

TD-LTE网络需要进行RF优化调整网络结构，但共天馈时进行RF调整使TD-SCDMA覆盖收缩，影响TD-SCDMA深度覆盖，建议TD-SCDMA/TD-LTE独立天馈建设。

3 TD-SCDMA/TD-LTE协同优化研究

3.1 TD-SCDMA/TD-LTE协同优化调整措施

无锡TD-LTE协同优化项目在完成一阶段优化基础上，按照深入发掘优化现网结构问题，发现从TDSCDMA直接升级将影响TD-LTE性能，而进行共天馈调整又影响TD-SCDMA网络性能，因此需要进行对于TD-SCDMA/TD-LTE双网网络质量均有提升的建设方案研究，并使现网结构趋于合理。

实施区域涵盖解放环路在内的无锡典型密集城区、一般城区，全区共计83站点，243小区，具有站点密度高、无线环境复杂等特点，优化难度较大。主要根据以下思路提出小区建设方案。

3.1.1 基于现网数据，分析LTE小区结构问题

小区干扰贡献度（冗余覆盖度）计算方法如图2所示。

3.1.2 小区结构分析，输出建设建议

如图3所示，对小区干扰性能进行分析，并结合小区结构分析工具进行结构分析，输出调整建议。具体小区结构分析步骤如下：

（1） 基于泰森多边形进行小区覆盖范围大致评估，并基于小区方向角到达小区覆盖边缘最近距离作为小区的覆盖距离。

（2） 利用小区方向角、站点高度、小区最优覆盖距离，理论推导出小区的最优下倾角，作为评估因素。

（3） 根据丰富的网优经验及以工具输出的小区冗余覆盖度和小区结构分析，进行小区结构分析，并输出小区评估。

输出小区建设建议：对于实验区域涉及的站点16个，小区45个改造如下所示（利旧15个站点、44个小区，新增1个站点、1个小区）：其中28个小区进行F频段双模升级；7个小区进行独立天馈建设，7个小区进行D频段独立天馈建设；3个小区采用D频段建设，但是由于天面受限，天馈采用与TD-SCDMA合路建设。

图2 LTE小区冗余覆盖度计算

3.2 TD-SCDMA/TD-LTE协同优化效果评估

3.2.1 TD-SCDMA优化效果评估

前台路测：从TD-SCDMA路测指标结果来看，优化后覆盖率从99.27%提升至99.50%，增加0.23%；大于500 kbit/s应用层速率占比提升2.8%； 应用层平均速率提升3.1%； 重叠覆盖度从15.21%降低至12.46%，降低2.75%。

MRR统计：从下行来看，良好覆盖小区比例增加3.4%，弱覆盖小区未增加，下行平均PCCPCH RSCP增加0.08 dB，整体良好覆盖采样点增加0.04%，弱覆盖采样点增加0.17%； 从上行来看，UE平均发射功率降低0.29 dB，UE高发射功率占比提升了0.42%左右，业务质量无明显变化。

图3 LTE小区结构分析思路

KPI统计：优化后RNC2和RNC3 CS呼叫切换比降低0.54，精品网一阶段小区CS呼叫切换比降低1.83。RNC2和RNC3 PS呼叫切换比降低4.53%；精品网一阶段小区PS呼叫切换比降低6.31%。精品网一阶段小区与对应区域RNC2和RNC3的呼叫切换比变化趋势一致。

TD-LTE精品网改造前后，通过TD-SCDMA路测、MR分析、话统KPI 3个纬度来评估TD-SCDMA网络质量。

从路测指标上分析，通过路面上问题点的分析和优化，提升了TD-LTE网络覆盖率、应用层下载速率，降低了网络重叠覆盖度。

从MR数据分析，良好覆盖小区数量增加，弱覆盖小区数量持平，UE平均发射功率降低，业务质量保持平稳。

从话统KPI指标分析，精品网小区话务量、流量、互操作指标与对应区域RNC变化趋势一致，接通率和掉话率指标稳定。

3.2.2 TD-LTE优化效果评估

从TD-LTE路测指标结果来看： 优化后下行PDCP平均速率从29.44 Mbit/s提升至45.00 Mbit/s，增加52.9%；平均SINR值从12.92 dB提升至19.19 dB，增加48.53%； 重叠覆盖度从6.62%降低至1.31%，降低5.31%，达到了提升TD-LTE网络性能的优化目标，为后续的TD-LTE建设和优化提供了指导和思路。

3.3 协同优化分场景解析

3.3.1 精品网区域不同场景增益分析——整体增益和效果

无锡LTE网络的组网结构基本可以分为3种场景：F频段双模升级场景，F频段新建场景和D频段新建场景。 当前精品网区域的组网方案是以上3种场景的组合。

从精品网一阶段区域改造优化前后的对比数据分析，通过F频段双模升级、F频段新建、D频段新建3类组网方案的结合，改造优化后的下行吞吐率性能比较改造优化前有了明显的提升，主要体现在以下几个方面：

（1）总体平均速率从29.44 Mbit/s提升至45.0 Mbit/s。

（2）5 Mbit/s以下的低速率占比从原先的2.09%下降至0.94%，边缘性能得到明显改善。

（3） 40 Mbit/s以上高速率占比从原先的24.29%上升至65.10%，4G高速率体验增强。

同时通过本次精品网一阶段改造优化，我们从RSRP、SINR、路测吞吐率以及对于邻区的影响这几个维度对现网3种场景改造方案对网络的性能增益进行了对比分析。

3.3.2 精品网区域不同场景增益分析——D频段新建场景

精品网区域D频段站点的平均SINR上升92.9%，PDCP层下载速率上升153.84%，RSRP平均下降3.36 dB。

D频段新建区域主要为原先的高干扰、天馈无法调整且周边站点覆盖均比较强的区域。在这类场景下通过新建D频段小区作为服务小区可以有效降低区域干扰引起的性能下降问题，同时由于周边多个F频段站点覆盖均较强，因此改造后不会出现深度覆盖下降的问题。

3.3.3 精品网区域不同场景增益分析——F频段新建（分拆）场景

F频段新建区域主要为原先的高干扰、天馈无法调整、且周边站点覆盖均比较弱的区域。在这类场景下如果通过新建D作为服务小区可能会由于频段差距产生深度覆盖下降，同时此类场景的F小区较大程度上是其它小区的高电平邻区，因此通过F频段新建主要为解决区域网络结构不合理，提升区域整体性能。

从F频段新建小区前后测试数据分析，平均RSRP上升9.14 dB、SINR上升27.87%、吞吐率上升26.94%。

另一方面，从F频段新建小区在邻区里强干扰电平（即邻区和服务小区电平差在6 dB以内）的采样点占比的变化可以看到，优化后 F频段总体高干扰邻区占比由原先的48.34%下降至32.89%，干扰下降了约15个百分点。

3.3.4 精品网区域不同场景增益分析-F频段双模升级场景

F频段双模升级站点改造后的性能提升主要受益于D频段、F频段新建以及优化带来的网络结构的优化。

从改造前后的指标分析，区域内和区域外的F频段双模升级站点的性能均得到了一定提升，精品网区域内和精品网区域外F频段双模升级站点的SINR、PDCP下载速率均分别提升了40.8%～79.24%以及36.42%～38.18%

4 TD-SCDMA/TD-LTE协同优化后续计划

由于TD-SCDMA/TD-LTE建设方式决定了双网的优化调整息息相关，需要共同考虑TD-SCDMA/ TD-LTE的网络质量，因此常规的优化手段无法兼顾两者，需要利用现网数据，通过禁忌算法进行RF优化，使两者达到最优，下面是TD-SCDMA/TD-LTE ACP工具的基本原理，有待后续研究实现，如图4所示。

（1） TD-SCDMA/TD-LTE ACP通过对以下参数的禁忌算法寻优得到建议进行调整优化的RF参数：基站发送功率；天馈方位角；天馈机械下倾角和天馈电下倾角。

图4 TD-SCDMA/TD-LTE ACP工具实现

（2） TD-SCDMA/TD-LTE ACP算法的优化目标主要考虑3方面： 覆盖，质量和成本。

（3） TD-SCDMA/TD-LTE ACP方案解决问题：网络弱覆盖，网络导频污染和网络干扰。

（4） TD-SCDMA/TD-LTE ACP方案包含特性：基于TD-SCDMA制式的ACP RF优化，基于TDLTE制式的ACP RF优化和TD-SCDMA/TD-LTE共天馈的ACP RF优化。

Research of collaborative optimization methods on TD-LTE &TD-SCDMA

DONG Fei, QIU Yong, ZHENG Ying, CHEN Kang
(China Mobile Group Jiangsu Co., Ltd., Nanjing 210003, China)

With the large scale deployment of 4G networks is getting closer, networking and optimization method of TD-LTE is now of priorities in current TD-LTE network maintenance and optimization. Especially, the different schemes of TD-LTE construction have a signifcant impact on TD-SCDMA network, therefore, according to the advantages and disadvantages of the different construction schemes, particularly the schemes of upgrading from existing TD-SCDMA sites to TD-LTE sites, this article proposed a collaborative optimization method which is in favor of the dual-network quality improvement of TDSCDMA and TD-LTE, and which will also provide an important reference of the subsequent large-scale TD-LTE deployment and optimization. The study and practice of the network of Wuxi, Jiangsu have achieved the purpose of collaborative optimization.

TD-SCDMA; TD-LTE; analysis of structure; collaborative optimization

TN929.5

A

1008-5599（2014）02-0001-06

2014-01-06