信令分析在TD-LTE网络优化中的运用探讨

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【摘要】 本文通过结合笔者的实际工作经验，阐述了信令分析的概念、作用和数据采集，从而就信令分析在td-lte网络优化中的运用进行了探讨与分析，以供参考。

【关键词】 TD-LTE 信令分析 网络优化 应用

随着移动通信系统的高速发展，LTE项目被普遍认为是准4G的通信技术，主要以通信宽带化为主，是在对B3G发展研究的基础上开展的TD-LTE项目，主要采用了OFDM、MIMO等技术，对频谱的利用和数据的传输技术得到了提升。总体来说，TD-LTE目前仍处于发展阶段，只有利用高新技术对网络进行优化才能促进TD-LTE不断向前发展。为此，下面结合工作实践，主要就信令分析在TD-LTE网络优化中的运用进行了论述。

一、信令分析概述

信令是指通信设备之间任何实际应用信息的传送过程中伴随着的一些控制信息，它不是我们直接需要的而是专门用来控制电路的。严格意义上讲，信令是一个允许程控交换、网络数据库、网络其他节点交换信息，能够呼叫、建立、监控、拆除应用程序所需信息，管理网络信息的系统。任何网络的优化都是不可避免的，尤其是在网络运营初期，会采用各种方法包括数据测试、分析，参数分析等，找出网络中存在的问题，然后对其数据进行重新取样或将参数进行修改，以期达到高覆盖、高容量和高品质的网络系统。信令通过检测采集网络的相关接口，获取充分的样品、准确的数据为网络优化奠定基础，而TD-LTE网络远比3G系统更加简化，利用信令分析来优化网络更具有明显的优势。信令流程，顾名思义主要是从整体上体现这个通信过程，通过发现问题出现的位置来找原因。而测量报告主要包括测量同频、异频、系统间、业务量及内部测量，虽然着眼点在很细小的方面，但把这些细节整合起来同样可以全面反映网络问题。

二、信令采集端口的选择

若要使用信令分析法解决TD-LTE的网络问题，就必须先监控传递信令的各个端口，然后选取能够反映网络问题的重要端口进行数据采集。而与之前的3G系统相比较，TDLTE系统更加简化了，包括核心网EPC（MME/S-GW）、接入网E-UTRAN（多是eNodeB）和UE三个部分，（如图1）其中接入网与核心网通过S1接口进行连接，eNodeB之间通过X2进行连接，而UE和eNodeB则通过Uu连接。LTE对eNodeB进行了加强，尤其是加入了3G系统中的RNC节点的无线资源管理功能，这个功能包括资源管理、接入控制、承载控制、对移动性管理的接入等，同时RRC，PDCP，PLC，MAC等协议也跟着移动而来，其中Uu接口传输了大量的RRC协议；而eNodeB和MME之间的控制平面功能则是由S1提供，X2接口则与S1接口一致，主要支持ECMConnected状态下UE在LTE接入系统内的移动性。所以根据能解决网络问题的信令分析，在通信网络中可以得到TDLTE最佳信令采集接口是Uu，S1，X2接口。

三、KPI的计算方法

利用信令分析进行网络优化时需要注意网络中的各种指标，KPI就是反映网络状况的重要指标。KPI指标体系是衡量网络性能的主要方法，也是为网络优化提供明确方向的具体体系。通过对数据的统计可以计算出相关KPI值。根据上文中的图1可以发现，eNodeB对UE的接纳能力通过RRC连接来验证。而RRC连接建立的公式如下所示：

在式（1）中，PRRC为RRC建立成功率。nRRC为RRC连接建立成功的次数，mRRC连接建立尝试的次数。根据上式可知，RRC在连接时分为连接成功和连接失败两种模式，两种信令流程分别如图2、3所示。

四、LTE网络问题通过信令分析的解决方案

4.1 网络覆盖问题

覆盖问题是网络优化无论如何都必须面对的关键性问题，它直接影响着网络服务的质量、网络用户的多少、网络收益等一系列问题。在TD-LTE建网之初，因为网络系统不够成熟、工作人员技术和经验相对缺乏，经常会出现网络覆盖不足的问题。通过信令统计分析，准确得出RRC连接成功率等标准，对出现的覆盖问题进行补救。

4.2 网络干扰问题

网络的内部问题和外部因素都可能引起网络干扰。内部问题主要是设备出现故障，而外部因素则比较复杂可能包括阻塞干扰、互调干扰和杂散干扰。通过信令分析法，结合信令流程和测量参数，准确地检测出问题所在，对内解决设备故障、对外查找干扰源和干扰信号的特征，进行有效的规避。

4.3 解决频率规划问题

与以前的通信系统相比，TD-LTE的频率资源分配更加灵活，在采用了OFDM技术后，道带宽可以从1.4MHz变化到20MHz，可以实现的组网方式有室内外完全同频组网，室内外异频组网，室内占用大量带宽异频组网，室外和室内相邻地区局域异频组网等。为了找到适合自己的组网方式，有很多因素需要考虑进去，如追求传输速率、稳定性以及覆盖面积，相对而言异频组网比较有优势；若追求利用率、节约资源、减少资源支出费用则同频组网更有优势。而关于两种组网方式的优劣分析，就需要利用信令分析，通过UE测量报告中的参数CarrierRSSI对终端小区中的干扰情况进行测评，为频率规划指明道路。

4.4 时段间隙规划问题

用户在使用TD-LTE网络业务时，RRC协议消息自动分配控制信道和业务信道，要得到某一时间内检测小区的时隙分配情况，了解其拥塞率、使用率、上下行时隙负载情况的信息，也必然要利用信令分析手段，从Uu接口获取的RRC消息进行统计和分析，得出TDLTE系统时隙分配比例后，再结合Uu接口测量出的干扰情况，便可以较好的解决因时隙配置不当而产生的干扰问题，作出更好的时隙配置选择。

五、结论

综上所述，目前TD-LTE网络技术还处于初步发展阶段，因此其自身还具有较大的发展空间。如果要准确、全面的分析网络性能，需要对出现的网络问题进行优化，通过精确的数据采集，信令分析以达到网络优化的目的。同时，我们还需要充分理解TD-LTE的运行机制，熟悉其协议标准，不仅在出现问题后进行修复，以防患于未然，并做好网络分析，提高网络的质量和安全。

参 考 文 献

[1]栾林林.支持高速切换的TD-LTE信令的设计及其优化的研究[D].北京：北京邮电大学，2013.

[2]李美艳.浅谈LTE网络优化技术[J].电子世界，2014（5）.