信令分析在TD-LTE網絡優化中的運用探討

【摘要】 本文通過結合筆者的實際工作經驗，闡述了信令分析的概念、作用和數據采集，從而就信令分析在TD-LTE網絡優化中的運用進行了探討與分析，以供參考。

【關鍵詞】 TD-LTE 信令分析 網絡優化 應用

隨著移動通信系統的高速發展，LTE項目被普遍認為是準4G的通信技術，主要以通信寬帶化為主，是在對B3G發展研究的基礎上開展的TD-LTE項目，主要采用了OFDM、MIMO等技術，對頻譜的利用和數據的傳輸技術得到了提升。總體來說，TD-LTE目前仍處于發展階段，只有利用高新技術對網絡進行優化才能促進TD-LTE不斷向前發展。為此，下面結合工作實踐，主要就信令分析在TD-LTE網絡優化中的運用進行了論述。

一、信令分析概述

信令是指通信設備之間任何實際應用信息的傳送過程中伴隨著的一些控制信息，它不是我們直接需要的而是專門用來控制電路的。嚴格意義上講，信令是一個允許程控交換、網絡數據庫、網絡其他節點交換信息，能夠呼叫、建立、監控、拆除應用程序所需信息，管理網絡信息的系統。任何網絡的優化都是不可避免的，尤其是在網絡運營初期，會采用各種方法包括數據測試、分析，參數分析等，找出網絡中存在的問題，然后對其數據進行重新取樣或將參數進行修改，以期達到高覆蓋、高容量和高品質的網絡系統。信令通過檢測采集網絡的相關接口，獲取充分的樣品、準確的數據為網絡優化奠定基礎，而TD-LTE網絡遠比3G系統更加簡化，利用信令分析來優化網絡更具有明顯的優勢。信令流程，顧名思義主要是從整體上體現這個通信過程，通過發現問題出現的位置來找原因。而測量報告主要包括測量同頻、異頻、系統間、業務量及內部測量，雖然著眼點在很細小的方面，但把這些細節整合起來同樣可以全面反映網絡問題。

二、信令采集端口的選擇

若要使用信令分析法解決TD-LTE的網絡問題，就必須先監控傳遞信令的各個端口，然后選取能夠反映網絡問題的重要端口進行數據采集。而與之前的3G系統相比較，TDLTE系統更加簡化了，包括核心網EPC（MME/S-GW）、接入網E-UTRAN（多是eNodeB）和UE三個部分，（如圖1）其中接入網與核心網通過S1接口進行連接，eNodeB之間通過X2進行連接，而UE和eNodeB則通過Uu連接。LTE對eNodeB進行了加強，尤其是加入了3G系統中的RNC節點的無線資源管理功能，這個功能包括資源管理、接入控制、承載控制、對移動性管理的接入等，同時RRC，PDCP，PLC，MAC等協議也跟著移動而來，其中Uu接口傳輸了大量的RRC協議；而eNodeB和MME之間的控制平面功能則是由S1提供，X2接口則與S1接口一致，主要支持ECMConnected狀態下UE在LTE接入系統內的移動性。所以根據能解決網絡問題的信令分析，在通信網絡中可以得到TDLTE最佳信令采集接口是Uu，S1，X2接口。

三、KPI的計算方法

利用信令分析進行網絡優化時需要注意網絡中的各種指標，KPI就是反映網絡狀況的重要指標。KPI指標體系是衡量網絡性能的主要方法，也是為網絡優化提供明確方向的具體體系。通過對數據的統計可以計算出相關KPI值。根據上文中的圖1可以發現，eNodeB對UE的接納能力通過RRC連接來驗證。而RRC連接建立的公式如下所示：

在式（1）中，PRRC為RRC建立成功率。nRRC為RRC連接建立成功的次數，mRRC連接建立嘗試的次數。根據上式可知，RRC在連接時分為連接成功和連接失敗兩種模式，兩種信令流程分別如圖2、3所示。

四、LTE網絡問題通過信令分析的解決方案

4.1 網絡覆蓋問題

覆蓋問題是網絡優化無論如何都必須面對的關鍵性問題，它直接影響著網絡服務的質量、網絡用戶的多少、網絡收益等一系列問題。在TD-LTE建網之初，因為網絡系統不夠成熟、工作人員技術和經驗相對缺乏，經常會出現網絡覆蓋不足的問題。通過信令統計分析，準確得出RRC連接成功率等標準，對出現的覆蓋問題進行補救。

4.2 網絡干擾問題

網絡的內部問題和外部因素都可能引起網絡干擾。內部問題主要是設備出現故障，而外部因素則比較復雜可能包括阻塞干擾、互調干擾和雜散干擾。通過信令分析法，結合信令流程和測量參數，準確地檢測出問題所在，對內解決設備故障、對外查找干擾源和干擾信號的特征，進行有效的規避。

4.3 解決頻率規劃問題

與以前的通信系統相比，TD-LTE的頻率資源分配更加靈活，在采用了OFDM技術后，道帶寬可以從1.4MHz變化到20MHz，可以實現的組網方式有室內外完全同頻組網，室內外異頻組網，室內占用大量帶寬異頻組網，室外和室內相鄰地區局域異頻組網等。為了找到適合自己的組網方式，有很多因素需要考慮進去，如追求傳輸速率、穩定性以及覆蓋面積，相對而言異頻組網比較有優勢；若追求利用率、節約資源、減少資源支出費用則同頻組網更有優勢。而關于兩種組網方式的優劣分析，就需要利用信令分析，通過UE測量報告中的參數CarrierRSSI對終端小區中的干擾情況進行測評，為頻率規劃指明道路。

4.4 時段間隙規劃問題

用戶在使用TD-LTE網絡業務時，RRC協議消息自動分配控制信道和業務信道，要得到某一時間內檢測小區的時隙分配情況，了解其擁塞率、使用率、上下行時隙負載情況的信息，也必然要利用信令分析手段，從Uu接口獲取的RRC消息進行統計和分析，得出TDLTE系統時隙分配比例后，再結合Uu接口測量出的干擾情況，便可以較好的解決因時隙配置不當而產生的干擾問題，作出更好的時隙配置選擇。

五、結論

綜上所述，目前TD-LTE網絡技術還處于初步發展階段，因此其自身還具有較大的發展空間。如果要準確、全面的分析網絡性能，需要對出現的網絡問題進行優化，通過精確的數據采集，信令分析以達到網絡優化的目的。同時，我們還需要充分理解TD-LTE的運行機制，熟悉其協議標準，不僅在出現問題后進行修復，以防患于未然，并做好網絡分析，提高網絡的質量和安全。

參 考 文 獻

[1]欒林林.支持高速切換的TD-LTE信令的設計及其優化的研究[D].北京：北京郵電大學，2013.

[2]李美艷.淺談LTE網絡優化技術[J].電子世界，2014（5）.