基于MR数据的LTE网络结构评估方法 作者：姚柒零 岳军 隋延峰等

来源：《移动通信》20xx年第21期

【摘 要】中国移动TD-LTE通信网络目前处于建设初期，用户量少，网络不稳定，尤其MR的开启、采集和数据质量等方面都处于萌芽阶段。阐述了LTE测量报告（MR）数据的新特征以及标准采集方案，提出了利用TD-LTE MRS和MRO测量报告数据来评估网络结构的一些指标与分析方法。

【关键词】TD-LTE 测量报告 MRS MRO 网络结构 过覆盖 重叠覆盖

中图分类号：TN806 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2013）-21-0027-05

结合GSM和TD-SCDMA的网络运营经验，传统上分析和评估网络结构的主要手段是DT（路测）/CQT（定点测试）以及解决用户投诉。其中DT/CQT需要耗费大量的人力和物力，而且周期较长，不能及时应对一些网络突发现象，诸如城市某些重要商圈的大面积网络瘫痪等；用户投诉的方法，虽然可以基于具体的用户投诉现象发现网络中潜在的问题，但是由于客户对现象描述不清以及无线网络环境复杂，会大大提高解决问题的难度。另外，用户投诉是一种被动的问题发现方式，不仅会大大降低客户的满意度，而且对运营商的社会形象也会造成不利的影响。利用基站或终端上报的MR（测量报告）数据，则既节省了人力物力，又能及时发现网络问题，最大程度上提高客户感知。

1. 测量报告（MR）

物理层测量是LTE系统的一项重要功能。物理层上报的测量结果可以用于系统中无线资源控制子层完成诸如小区选择/重选及切换等事件的触发，也可以用于系统操作维护，观察系统的运行状态。LTE的测量报告数据主要来自UE和eNodeB的物理层、RLC层，以及在无线资源管理过程中计算产生的测量报告。原始测量数据或者经过统计计算（可以在eNodeB或OMC-R上实现统计）报送到OMC-R以统计数据形式进行存储（如图1所示），或者直接报送到OMC-R以样本数据形式进行存储（如图2所示）。

LTE测量方式分为两种：周期测量和事件触发测量。

LTE测量报告数据在OMC-R中有两种存储形式：测量报告样本数据和测量报告统计数据。测量报告样本数据表示OMC-R收集的原始测量报告信息。

测量报告统计数据表示在一个统计周期内，按照一定的统计条件得到的分区间统计的原始测量报告样本数量，包括一维统计数据和二维统计数据两种。一维测量报告统计数据仅涉及一种统计条件，二维测量报告统计数据涉及两种统计条件。

LTE测量报告数据涵盖了小区的网络覆盖情况、业务质量、上/下行链路干扰水平、小区或载波发射功能等方面。可以通过采集全网的MR，获得用户通话过程中的空口测量值，通过采集、分析测量报告数据，可以便利地发现当前用户的分布状况，解决网络中如覆盖漏洞、用户掉话等常见的网优问题，从而可以替代部分路测工作，节省大量的人力和物力。

2. 网络结构

无线网络结构就是对无线网络的基本元素和特征进行分类总结，从无线网络的基础出发，从网络的基本构架角度描述无线网络，简称“网络结构”。

对于TD-LTE这种同频组网的无线网络而言，网络结构方面的问题应当受到极大关注。虽然目前在TD-LTE无线网络低负荷的情况下，网络结构问题对网络质量的影响表现不明显，但是会对网络的进一步发展形成较大制约，所以更应该重视。

无线网络的特征，一般从三个维度进行考虑：覆盖、容量和频率。容量对于目前和将来很长一段时间的TD-LTE网络来讲基本不会成为问题；而频率部分，由于TD-LTE基本是同频组网，影响的关键是小区的PCI，而目前业界也有成熟的PCI规划工具。本文着重从覆盖的维度进行TD-LTE网络结构评估。

超远和超近的站间距都会造成结构的不合理，基站布局和天线挂高不合理也会使得重叠覆盖或者弱覆盖严重，造成掉话、话音质量下降或网络拥塞、切换成功率低等不良的客户感知。而基于MR测量报告数据分析得出的覆盖情况更能反映实际地理环境问题，能够抓住问题的关键点进行优化，实现良好精确覆盖，改善网络结构。

3. 基于TD-LTE MR进行网络结构分析的指标及方法

TD-LTE的MR测量报告主要分为MRS和MRO。MRS是统计类的测量报告，系统一般会15分钟进行一次统计输出，文件类型是CSV格式的单文件，一般都很小；而MRO是样本类的测量报告，文件类型是XML格式的，由于携带了大量秒级的测量信息，数据量一般都很大。另外，MRO与系统设置上报周期有很大的关系，周期越短，生成的文件就越大（基本是G级），目前建议上报周期为5 120ms。

3.1 TD-LTE MRS测量报告统计类数据

运用M R S测量报告可以进行业务质量和干扰的网络评估：

（1） 质量类下行丢包率的评估如下（上行丢包率与之类同）：

数据来源：M R S M R .PacketLossR ateD LQ ciX ；

计算方法：不同区间取中值，之后对应采样点数量进行加权；

M R . Packet Los s R at eD LQ ci X=( M R . Packet Los s R at eD LQ ci X.00*0.5% +

M R .PacketLossR ateD LQ ciX .01*1.5% + ?..+ M R .P acketL o ssR ateD L Q

ciX .19*19.5%+ M R .P acketL o ssR ateD L Q ciX .20*25% ??..M R . Packet LossR at

eD LQ ci X . 27*95% )

其中：M R . Packet LossR at eD LQ ci X 中的X =1?9

输出：小区级的

M R . Packet Los s R at eD LQ ci 1，

M R . Packet Los s R at eD LQ ci 2，

M R . PacketLossR ateD LQ ci 3，

M R . PacketLossR ateD LQ ci 4，

M R . PacketLossR ateD LQ ci 5，

M R . PacketLossR ateD LQ ci 6，

M R . PacketLossR ateD LQ ci 7，

M R . PacketLossR ateD LQ ci 8，

M R . Packet LossR at eD LQ ci 9，

（2） 干扰类

小区干扰有两种评估方法（评估时间范围15分钟）：

1）以小区平均吞吐量损失5%为门限，20M带宽内平均干扰不高于-113dBm/RB，且任意10个RB上的干扰不高于-105dBm/RB，则认为本站无干扰。如果不满足任何一条，都认为有干扰。

2）以小区平均吞吐量损失10%为门限，20M带宽内平均干扰不高于-111dBm/RB，且任意10个RB上的干扰不高于-101dBm/RB，则认为本站无干扰。如果不满足任何一条，都认为有干扰。

3.2 TD-LTE MRO测量报告样本类数据

TD-LTE MRO的记录特征如表1所示。

TD-LTE物理层的一个无线指帧包含两个半帧，长度各为5ms，每个半帧包含5个子帧，长度都是1ms。TD-LTE支持不同带宽（包括1.4M、3M、5M、10M、15M和20M），不同带宽下所用的RB数也不同。

（1）小区关联定义

关联系数=满足条件的邻小区MR报告数/主小区MR总报告数。服务小区MR报告总数为分母，针对每个MR报告，若scell RSRP-ncell（邻小区）RSRP

当关联系数大于1%（可调）时，定义该邻小区与主小区关联，或者说该邻小区被主小区测量到且可能对主小区产生干扰。

（2）过覆盖小区

过覆盖指网络中存在过度的覆盖重叠，MS使用很远距离小区的信号，而没有占用邻近位置的小区信号。过覆盖的现象主要表现为某些小区的导频信号过强，覆盖区域超过了规划的范围，在其他小区的覆盖区域内形成不连续的主导区域，从而造成信令拥塞以及由于干扰带来的网络性能恶化。

服务小区与自身平均站间距1.5倍（可调）以外的5个（可调）邻小区相关联，该小区即为过覆盖小区。此时可以理解为该小区干扰到距离该小区自身站间距1.5倍以外的N个小区。 和2G、TD-SCDMA类似，LTE中N值越大表征该服务小区影响其他小区的能力越强，更需要进行整治和调整，改善网络结构。

（3）重叠覆盖度

理想蜂窝结构下重叠覆盖度最大为3，在现网中由于基站分布不均，会出现大于3的情况。根据现网测试和分析发现，小区信号重叠覆盖度越高，对服务小区平均SINR和平均吞吐量影响越大，图3是某特大城市测试时的重叠覆盖小区与SINR和吞吐量的关系图。如何评估重叠覆盖度，将成为TD-LTE网络的重中之重。

重叠覆盖度：解析TD-LTE MRO样本数据，按照每个TD-LTE MRO报告，统计服务小区能够测量到多少个满足下面两个条件的小区：

条件1：主小区RSRP-邻小区RSRP

条件2：邻小区信号强度≥-113dBm。

高重叠覆盖度小区：若服务小区重叠覆盖度小区数>5的样本点与总样本点的比值大于5%，就认为此小区属于高重叠覆盖度小区。若重叠覆盖个数多的比例太高，说明重叠覆盖严重；若重叠覆盖个数少的比例太高，则可能连续覆盖不够。

（4）重叠覆盖强度

MR最强覆盖率，是提取地理位置最强的信号进行计算的，可以评估地域内无线信号的真实覆盖水平，避免因参数设置和邻区等情况影响小区占用而导致覆盖率与真实覆盖情况不一致。

4. 总结

综上所述，TD-LTE网络的测量报告相对于原有TD-SCDMA网络，无论是对报告数据本身还是数据格式方面都提出更高的要求，这是与运营商网络精细化管理的要求一致的。利用TD-LTE测量报告数据对网络质量进行分析目前在国内还是首次尝试，通过本文的论述，可以看出TD-LTE测量报告数据可以替代部分路测工作完成小区覆盖等问题的初步分析，从而节省大量的人力和物力，达到事半功倍的效果。

随着测量报告采集和统计标准化工作的推进，利用测量报告数据以及基于测量报告的分析结果能够解决相当一部分网络覆盖问题，而且这种方式具有成本低廉、方便操作、及时等优点，可以替代部分路测工作或者成为路测方法的有益补充。

参考文献：

[1] 中国移动通信集团. TD-LTE数字蜂窝移动通信网无线操作维护中心（OMC-R）测量报告技术要求[S].

[2] 3GPP TS 36.213. Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA） Physical layer procedures；Protocol specification（Release 8）[S].

[3] 3GPP TS 36.306. Technical Specification Group Radio Access Network Radio Resource Control Protocol specification（Release 10）[S].

[4] 王映民，孙韶辉，等. TD-LTE技术原理与系统设计[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2010.

[5] 中国通信企业协会. 2012—2013中国通信业发展分析报告[M]. 北京：

社， 2013.

人民邮电出版

第二篇：LTE网络结构

LTE网络结构概述 络 概

通过本节学习，我们将了解到 ?LTE网络结构是怎样的 ?LTE网络与3G网络对比，有什么显著的不同 ?LTE网络最大的特点是什么

WCDMA 3GPP Release 99/4 2003/4HSDPA/HSUPA 3GPP Release 5/6 2005/6 (HSDPA) 2007/8 (HSUPA) LTEHSPA+ 3GPP Release 7 2008/12LTE 3GPP Release 8 2008/123GPP Release 9 2009/12R11 3GPP Release 10 NOW 2011/3WCDMA HSDPA/ HSUPA HSPA+ LTE主要性能指标DL Th Throughput h t 384kbps 14Mbps 28/43Mbps 100Mbps UL Th Throughput h t 128kbps 5.7Mbps 11Mbps 50Mbps RTT 150ms <100ms <50ms 10ms

物理层应用新技术 ? DL：OFDMA ? UL：DFTS-OFDMA ? MIMO 网络层更扁平高效的结构 ? 单一形式的节点结构 eNodeB，有效改善用户平面和控 制平面时延 ? 高效的分组交换协议 ? 开放式接口 活的操作与维护 OAM） ? 灵活的操作与维护（ ? 灵活部署，支持Pico、Femto等微型基站

SAE (System Architecture Evolution)S6a S1 MME S1-MMEMMES11HSSGxRxPCRFUEeNBS-GWS1 U S1-U S5/S8P-GWSGiIP ServiceE-UTRANEPS—Evolved Packet CoreEPS

LTE网络结构特点?LTE定义的是 定义的是一个纯分组交换网络，为 个纯分组交换网络，为UE与分组数据网之 间提供无缝的 移动IP连接 ?一个EPS承载是分组数据网关与UE之间满足一定QoS要求 的IP流 ?所有网元都通过标准接口连接，满足多供应商产品间的互 操作性

MME ?处理UE与核心网信令交互的控制节点，UE与CN之间的协 议称作非接入层协议（ 议 议 NAS）主要功能： ? 承载管理（建立，维护，释放） ? 连接管理（安全连接管理）?Active状态下的会话移动性支持 ?Idle状态下的终端移动性管理 ?AKA (Authentication and Key Agreement)

S-GW S GW ?用户IP数据包通过S-GW转发, 提供E-UTRAN与EPC之间 的路由 ?当用户在eNodeB之间移动，充当本地移动性管理实体 ?收集流量信息、合法监听等 ?提供“移动性管理锚链”(Mobility Anchoring) ?对下行用户数据进行缓存，等待MME发起寻呼，建立 Radio Bearer

P-GW P GW ?IP分配和QoS管理 ?根据PCRF规则进行基于流量的计费 ?提供EPC与PDN之间的路由 PCRF ?负责策略控制 ?控制P-GW中的流量计费 ?提供QoS授权（QoS等级标识和比特率，与开户信息匹配）

HLR（HSS） ?储存用户的开户信息 ?QoS配置和漫游接入限制 ?储存用户可连接的PDN的信息 ?集成鉴权功能

eNodeB ?E-UTRAN接入端的唯一 网元，为UE提供接入功能， 集中了WCDMA中的 NodeB和RNC实体的功能 ?S1接口支持S1-flex，多 条S1接口连接到多个 接 接 多个 MME/S-GW ?一个 个eNB下的UE可在多个 CN节点共享? 提供负载均衡 消除点单点故障 成的 ? 消除点单点故障造成的网 络瘫痪MME/S-GW MME/S GWMME/S-GW MME/S GWS1 S1 S1S1 S1 S1X2 eNodeB X2 X2 eNodeB eNodeB

EPS的QoS参数y (ARP) ( ) ?Allocation Retention Priority ?Guaranteed Bit Rate (GBR) ?Maximum Bit Rate (MBR) ?QoS Class Identifier (QCI)

QoS与EPS承载 ?在接入端，eNB负责确保无线接口承载的QoS（QCI、ARP） ?QCI决定了RLC模式配置，MAC的调度策略、队列管理、速率 整形等 ?ARP负责呼叫接纳管理，决定在无线资源拥塞情况下是否建立 承载，安排承载建立的顺序等。 QoS要求 ?GBR表示规定的业务流速率的Q ?MBR用于限制最大速率 IP包过滤到承载 ?基于业务流模板（TFT）方式将IP包过滤到不同的承载，TFT使 用TCP/IP包头的信息来过滤（IP地址、TCP端口） P-GW ?在网络结构中，UE和P GW分别处理上行与下行的包过滤 ?映射到相同的EPS承载的IP包，拥有相同的QoS策略

LTE定义的QoS等级

每个网络节点完成Bearer之间的mappingDL TrafficRadio BearerS1 BearerS5/S8 BearerUEeNBS-GWP-GWUL Traffic

LTE控制平面协议栈

LTE用户平面协议栈