TD-LTE基于統(tǒng)計分析的MIMO性能優(yōu)化方法

趙明偉 徐霖洲 石宙飛

【摘要】 本 文根據(jù)TD-LTE網絡的優(yōu)化需求和實踐應用，介紹一套基于掃頻測試數(shù)據(jù)和網管統(tǒng)計數(shù)據(jù)相結合的TD-LTE MIMO性能的優(yōu)化方法，通過對不同來源的數(shù)據(jù)進行聯(lián)合分析，提高了MIMO性能故障小區(qū)的定位效率，挖掘了更深層次的MIMO隱患故障，快速提升了TD-LTE網絡性能，提升用戶感知。

【關鍵詞】 網管統(tǒng)計 MIMO性能 隱患故障

TD-LTE MIMO performance optimization method based on statistical analysis

ZhaoMingWei ，Xulinzhou ，ShiZhoufei （China Mobile Group Guangdong co，LTD. Zhongshan Branch）

【abstract】I n this paper， according to TD-LTE network optimization requirements and practical application， introduced a method for the network of the TD-LTE MIMO performance optimization ，based on combining scanner data and network management statistical data. Through analyzing the different sources of data，it can improve the efficiency of MIMO performance fault cells， excavate the MIMO deeper hidden faults， promote the TD-LTE network performance fastly and enhance users awareness.

【key words】 Network management statistical MIMO performance Hidden faults

一、引言

多輸入多輸出技術（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）是指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量，顯示出明顯的優(yōu)勢，是TDLTE網絡的的核心技術。

二、MIMO性能優(yōu)化的現(xiàn)狀及意義

MIMO技術充分利用多天線特性來對抗信道衰落，從而有效克服多徑衰落、干擾等影響通信質量的主要因素，提高信號的鏈路性能。

TD-LTE為雙流射頻發(fā)射系統(tǒng)，其中一路故障，或雙路不平衡，檢測難度較大，目前未有系統(tǒng)的檢測方法和統(tǒng)計分析方法。特別是雙流不平衡問題，因為無線環(huán)境非常復雜，信號是波動地傳輸?shù)摹，F(xiàn)有的MIMO性能分析方法基本上每次排查前均需要進行掃頻測試，且沒有成熟的算法及軟件分析系統(tǒng)，工作量大，效率較低，如何準確地定位出MIMO性能問題小區(qū)是關鍵。

三、基于后臺統(tǒng)計的MIMO性能數(shù)據(jù)分析的方法和流程

3.1基于后臺統(tǒng)計的MIMO性能優(yōu)化系統(tǒng)總體構成

基于后臺統(tǒng)計的MIMO性能優(yōu)化系統(tǒng)總體由三部分組成：原始數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理中心、故障檢測，具體系統(tǒng)構成如下圖1。

原始數(shù)據(jù)采集：完成對掃頻MIMO數(shù)據(jù)、網管后臺TM數(shù)據(jù)的采集；

數(shù)據(jù)處理中心：對掃頻MIMO數(shù)據(jù)和網管后臺TM數(shù)據(jù)進行處理，分析掃頻2*2 MIMO覆蓋、掃頻雙流差值覆蓋、掃頻CN值覆蓋、后臺TM模式數(shù)據(jù)占比；

故障檢測：完成小區(qū)故障檢測，如饋線故障、RRU供電不足、RRU通道故障、CC版故障、天線故障，拉遠站點光纖時延故障等。

整個MIMO性能優(yōu)化方法可分為三個步驟來實現(xiàn)：掃頻MIMO分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及統(tǒng)計分析、后臺網管雙流傳輸業(yè)務性能統(tǒng)計分析、MIMO故障小區(qū)輸出，下面對三個步驟逐一介紹。

3.1.1 掃頻MIMO分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及統(tǒng)計分析

通過過掃頻測試可以得到2*2路的信道特征并計算信道條件數(shù)，進而判斷信道的相關性，從而對MIMO性能進行分析，掃頻MIMO分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及統(tǒng)計分析如圖2，主要由硬件數(shù)據(jù)采集和軟件數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析兩部分組成。

硬件數(shù)據(jù)采集：利用Rainbow多徑質量測試儀，對LTE小區(qū)的信號源發(fā)射機Tx0和發(fā)射機Tx1的信號源進行數(shù)據(jù)接收。

軟件數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析：利用軟件平臺算法，進行2*2MIMO的覆蓋性能評估，多徑相關性質量統(tǒng)計分析；

多徑相關性質量統(tǒng)計分析：主要定位掃頻MIMO故障單流區(qū)域，如圖3；

說明：圖中方格區(qū)域為單流區(qū)域，無雙流相關性參數(shù)，無法啟用MIMO功能業(yè)務

2*2MIMO的雙流性能評估分析：主要分析雙流平衡度，雙流差值大于10dBm即為雙流不平衡，如圖4雙流性能情況分析。

3.1.2 后臺網管雙流傳輸業(yè)務性能統(tǒng)計分析

從網管后臺網管數(shù)據(jù)中，TM傳輸模式數(shù)據(jù)能夠直接反映MIMO性能的好壞，目前常用的TD-LTE傳輸模式有5種TM1、TM2、TM3、TM7、TM8，TM模式說明如表2。

UE在TM8業(yè)務模式下，當UE因為空間原因無法解調出其中一個數(shù)據(jù)流的情況下，UE就會向eNb反饋，RI1的CQI，同時在TM8模式下，支持內部模式快速切換到發(fā)射分集，這一設計是為了在不改變傳輸模式的情況下，由物理層信令指示傳輸方式快速切換到發(fā)射分集。

后臺網管統(tǒng)計分析示例：某小區(qū)的TM模式用戶數(shù)占比情況，單流占比非常高，該小區(qū)雙流性能異常，如表3所示。

注：TM8模式也包括單流波束賦形，除專用導頻不同外，基本原理和性能與 TM7 單流是一樣的。

3.1.3 MIMO故障小區(qū)輸出

結合掃頻MIMO分析和后臺網管數(shù)據(jù)分析，輸出MIMO性能故障的小區(qū)進行上站排查，根據(jù)現(xiàn)場的站點情況進行相應的排查，定位問題的根源，輸出MIMO故障小區(qū)。

MIMO故障單流小區(qū)的定義：

①掃頻雙流數(shù)據(jù)測試單流接收或雙流不平衡

②后臺網管的雙流數(shù)據(jù)占比（rank=2）低于10%

3.1.4 MIMO性能優(yōu)化方法實例

問題描述：

網管后臺分析，后臺數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示，中山沙溪嵐霞新村 F-ZLH-2雙流業(yè)務量占比為0%，下行BLER達到12.05%，用戶感知指標較差。

掃頻MIMO數(shù)據(jù)顯示，中山沙溪嵐霞新村F-ZLH-2小區(qū)，PCI為13，正覆蓋方向雙流差值大于8dbm，雙流不平衡，如圖7所示；

現(xiàn)場排查：

1、饋線檢查：仔細檢查該小區(qū)的天饋線，沒有進水及破損現(xiàn)象；

2、駐波檢查：連接軟件查看該小區(qū)8通道的駐波比情況，都是1：1排除饋線問題；

3、光纖調換驗證：用正常1小區(qū)的光纖插到問題小區(qū)上，雙流不平衡問題依然存在，排除光纖和BBU問題；

4、天線校準線驗證：更換天線校準線后不平衡問題依舊存在；

根據(jù)后臺告警及現(xiàn)場排查情況分析，懷疑是第9通道天線校準線故障導致雙流輸出不平衡，嘗試更換天線校準線，更換后啟動基站，不平衡問題依舊存在；

5、后臺日記跟蹤及RRU內部通道指令查詢

結合小區(qū)歷史日志及當前的日記進行分析，初步判斷是由于RRU上有一個通道出現(xiàn)故障導致該通道信號輸出異常，因此進一步使用RRU內部通道指令查詢，最終確定RRU通道1存在故障，更換RRU。

現(xiàn)場排查效果：

1、雙流性能恢復正常：更換RRU后，多徑測試儀顯示該小區(qū)雙流恢復平衡，信道相關性改善；

2、調整前后一周后臺指標對比：故障消除后，BLER為8.70%，提升4個百分點；雙流數(shù)據(jù)流量恢復正常，占比63.97%；

四、總結

本文通過結合后臺網管指標、掃頻MIMO測試，對TDLTE 網絡整體MIMO性能進行深層次評估，挖掘MIMO性能異常隱性，定位問題本質原因，總結出一套MIMO性能優(yōu)化的可行性方案，為MIMO性能優(yōu)化提供明確方向，提高優(yōu)化效率。

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