项目3 LTE网络优化的准备
【项目内容】
从LTE优化思想和优化流程展开，介绍优化工作中最常用的手段和方法，并从体验路测工具章节认识LTE常见的指标和了解其含义。
【知识目标】
了解LTE的优化思想、优化流程以及优化的主要方法。
理解LTE中PCI自优化原理和LTE最小化路测的实现方法。
【技能目标】
了解路测软件的功能；学会如何安装路测软件，如何制作软件相关的参数文件，以及连接测试设备、保存文件、拨打测试并对测试文件进行回放；从路测软件中深入理解常见的LTE指标及含义。
任务1 分析LTE网络优化流程
无线网络优化是一项长期而艰巨的任务，它对于网络的稳定、性能的提升、用户感知度的提高有着很大的影响。LTE优化与其他无线网络优化非常相似，在优化手段上也有很多相同之处，但由于系统原理不同，在优化手段上仍有较多差别，指标的含义也有所区别；另外优化的对象和优化的参数也不一样。
【知识链接1】 LTE网络优化思想
中国移动在3G规划和优化时提出了C4QU的指导思想，即在投入一定的成本下和满足网络服务质量的前提下，建设一个容量和覆盖范围都尽可能大的无线网络，并适应市场竞争、未来网络发展和扩容的要求。具体的C4QU内容为C-Cost，C-Coverage，C-Capacity， Q-Quality，C-Competition，U-Upgradeable。这6项内容对于LTE优化来说仍然适用，但从较窄面的优化角度来说LTE优化的指导思想和优化原则是最佳的覆盖、合理的邻区、最小的干扰、负荷均衡。
1．最佳的覆盖
覆盖是任何一种无线网络中最重要的指标，对于终端来说没有信号就不具备利用网络的能力，不能接入到网络就享受不到任何服务；然而覆盖信号不是越远越好、越多越好，过覆盖和重叠覆盖过多都会给网络带来负面影响。覆盖优化就是利用天线调整、参数优化等手段使无线环境最优，减少网络的覆盖盲区、过覆盖、针尖效应等覆盖问题。
产生覆盖问题的原因一般有以下几方面。
（1）基站故障。
（2）缺少基站或者站址规划不合理。
（3）工程质量不合格。
（4）功率参数设置不当。
（5）基站天线过高。
（6）无线环境所致，如高大建筑、水域等影响。
对于基站故障或者工程质量导致的问题一般进行基站维护即可解决，但在实际优化中这些问题是交叉的，比如基站纠纷、市政建设等会直接对优化产生影响。覆盖优化的一般手段有天线调整和参数优化。天线调整就是利用天线的方位角、下倾角、天线的高度或者安装位置进行调整，使覆盖目标更为合适。例如可以通过增大俯仰角来改善过覆盖，减小俯仰角来改善弱覆盖。参数优化主要是利用功率参数来调整小区的覆盖范围。
2．合理的邻区
邻区过多会影响到终端的测量性能，容易导致终端测量不准确，引起切换不及时、误切换及重选速度慢等；邻区过少，同样会引起误切换、孤岛效应等；邻区信息错误则直接影响到网络正常的切换。这些现象都会对网络的接通、掉话和切换指标产生不利的影响。因此，要保证稳定的网络性能，就需要很好地来规划邻区。
一方面检查邻区漏配情况，验证和完善邻区列表，解决因此产生的切换、掉话和下行干扰等问题；另一方面进行必要的工程参数调整，解决因为不合理的参数规划导致的切换区域不合理问题。
3．最小的干扰
LTE系统的干扰有外界干扰和系统自身引起的干扰。外界干扰包括非法使用LTE频段、异系统的杂散、阻塞或者互调干扰。系统内的干扰有过覆盖、参数配置错误、GPS失败、设备故障、交叉时隙干扰（仅TDD有）等。
干扰处理的方法遵循“由内而外”的原则，即先从系统内开始排查，然后再排查外界干扰。在LTE系统内的同频组网使得小区间的干扰较大，小区载干比环境恶化，使得LTE覆盖范围收缩，边缘用户速率下降，控制信令无法正确接收等。对此，可采用ICIC、功率控制、波束赋形及IRC等措施，可以有效解决系统内同频干扰问题。
对于外部干扰一般通过干扰仪等去排查。在不明确干扰源的情况下，由干扰小区向周边排查，一般使用八木天线进行定向定位。但在实际排查过程中难度较大，耗时较长。
4．负荷均衡
容量优化一般是在网络正式运营阶段，在工程优化期网络处于空载状态，容量是不需要考虑的。在网络正式商用后，用户达到一定的数量时容量就成为影响无线网络性能和用户感知的一个重要因素。负荷均衡就是利用网络参数、天线调整等手段控制基站的负荷，使其尽量均衡，保障用户分布地具有较高的信号质量，提升资源的利用率和频谱效率。
【知识链接2】 LTE网络优化流程
LTE网络优化从工程角度分为单站优化、簇优化、全网优化；等网络正式转入商用后优化工作进入日常优化。LTE整体优化流程概况如图3-1所示。
图3-1 LTE优化流程概况
【知识链接3】 LTE网络优化项目组织
一个优化项目一般分为三级结构，即项目负责人、优化组、优化工程师，项目越大每个优化组配置的工程师数量越多。优化项目的组织架构如图3-2所示。
图3-2 LTE优化流程概况
项目负责人负责项目的实施，包括制定网络优化计划，负责项目优化的进度、监控优化的质量、负责各类报告报表的汇总、整理和归档，同时负责整个项目的沟通工作。
技术支撑组一般由设备厂家工程师组成，主要对技术方面进行支持，制定重要优化方案和策略，定期对项目工程师进行技术培训和技术交流。
工程优化组主要为网络建设初期工程服务，负责单站优化、簇优化和全网优化，工程优化结束后，大部分工程师转为日常优化工程师，留下少许人员继续做工程优化，主要负责新站入网相关工作。
日常优化组主要分为RF优化小组、性能统计小组和投诉处理小组，RF优化主要进行路测和路测分析，处理覆盖、切换、干扰等方面问题；性能统计小组负责KPI监控、问题小区处理、告警监控和配合处理一些投诉问题；投诉处理小组主要完成与用户的沟通，解决用户所反映的网络问题。
专项优化组主要是对一些特殊场景、性能专项提升等进行优化工作，专项优化的名目较多，主要根据网络实际情况或者运营商要求开展专项优化。
任务2 应用LTE网络优化手段
【知识链接】 LTE无线网络全网优化评估手段
LTE无线网络全网优化评估是通过DT、CQT、MR、STS等手段对网络性能进行综合分析，找出网络发展的瓶颈和影响用户的感知因素，得出整改和优化方案。全网优化评估是对网络基本性能、结构合理性、规则合理性、可靠性、运行效率、先进性的客观评价，具有非常强的专业性和指导意义。由于全网优化评估是一个非常庞大的项目，需要投入较多的人力、财力，耗费较长时间，因此运营商往往会根据人员配置、设备资源、时间因素等设定估计内容，如仅做DT全网分析、仅对MR进行整体分析等。
1．DT测试分析
LTE建成后运营商同时运行的网络制式较多，对于DT测试来讲必须兼顾多网之间的协调，同时也要求DT测试更加贴近用户使用情况，以最接近用户行为为宜。
典型的DT测试包括语音短呼和数据业务的串行下载；语音短呼考查的是网络主叫接入成功率、被叫寻呼成功率以及接入时长，数据业务的串行测试考查的是上网接入成功率、下载速率及接续时延，通过对不同类型业务的测试，保证主流应用的正常，如图3-3所示。
图3-3 LTE DT测试典型方案
语音短呼的测试方法一般为每次通话时长20秒，接入超时为15秒，呼叫间隔20秒，如出现未接通或者掉话，应间隔20秒进行下一次试呼。数据业务串行测试一般为网盘下载（持续120秒）-间隔15秒、网盘上传（持续120秒）-间隔15秒、网页浏览（持续120秒）-间隔15秒、视频播放（持续120秒）-间隔15秒；每项测试对文件大小、无速率时长、接入超时等都有相关规定。
DT测试文件的分析比较复杂，将在项目7单个介绍。
2．CQT测试分析
LTE CQT测试的方法与DT一致，CQT是对DT的补充和延伸，主要是在室内测试或者其他DT不能完成的区域进行测试。
3．话务统计性能分析
话务统计分析是根据话务统计报表，监控网络性能、判断和定位网络问题、解决优化问题指标、提升网络质量。
LTE话务统计报表内容包括业务量、接入类、保持类、移动类；具体如表3-1所示。
表3-1 LTE话务统计报表
| 类 别 | 指 标 | 说 明 |
|---|---|---|
| 业务量 | 平均在线用户数 | 平均每小时在线用户数 |
| 数据业务流量（GB） | 下行和上行数据业务流量 | |
| 接入性 | RRC连接建立成功率（Service） | RRC连接建立成功率=RRC连接建立成功次数/ eNodeB收到的RRC连接请求次数×100% |
| E-RAB建立成功率 | E-RAB建立成功率=E-RAB指派成功个数 /E- RAB指派请求个数×100% | |
| 保持性 | 掉线率 | eNodeB发起异常释放的次数 / 业务释放的总次数×100% |
| 移动性 | 切换成功率 | 切换成功次数/切换尝试次数×100% |
|
TD LTE |
切换成功次数/切换尝试次数×100% | |
| CSFB成功率 | 成功率（切出）=成功次数 / 尝试次数× 100% | |
| PS异系统切换成功率 | 成功率（切出）=成功次数 / 尝试次数× 100% |
以上列举的是当前常用的指标类型，随着网络的完善和市场的发展，将引入更多的统计指标，如拥塞率、资源利用率、丢包率等。
4．MR分析
LTE MR是基于物理层测量。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与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。
LTE测量方式分为与UMTS一致，有两种报告方式：周期测量和事件触发测量。LTE测量报告内容包括小区的覆盖情况、业务质量、上行与下行链路干扰水平、小区或载波发射功能等。MR数据可以进行多种分析。如无线覆盖评估，通过采集到的MR数据，得到小区无线覆盖情况，指导进行功率调整、天线调整，指导网络建设等，减少日常路测工作。小区话务分布分析，MR测量上报的数据可以解析出用户位置，获取用户分布及话务集中区域，可指导进行针对性优化，提高用户整体感知。当然，MR数据分析也是存在较大困难的，MR是UE上报的测量信息，数据是非常庞大的，需要强大的工具进行解析和分析，往往针对典型的时段进行解析和分析，以提高效率。
【知识拓展1】 LTE网络PCI自优化
LTE系统一共包括504个PCI（Physical Cell Indentifier）。这些PCI分为168个组，每组包括3个PCI。PCI决定小区信号同步、信号解调是否成功。当LTE网络中的小区数目较多时，PCI将得到利用，即多个同频小区使用同一个PCI。PCI复用不合理将会产生PCI冲突或者PCI混淆。通常PCI规划不合理、邻区调整、手动修改小区PCI都可能会产生PCI冲突或者PCI混淆。
图3-4 PCI冲突与混淆
PCI冲突是指LTE网络中两个相邻区使用了相同频率相同PCI，PCI混淆是指LTE网络小区的两个相邻小区使用了相同频率相同PCI。PCI冲突时往往会伴随PCI混淆。PCI冲突的两个小区重叠覆盖区域，UE不能正常的实现信号同步、解码；PCI混淆会导致UE识别小区错误，产生切换失败和掉话。
PCI自优化分为两个部分，冲突检测和PCI分配，PCI自优化的结构如图3-5所示。
图3-5 PCI自优化结构
目前设备厂商均推出了LTE系统的PCI自优化功能，在总体设计上是相同或者相似的。PCI冲突检查有三种方式，即基于ANR检测、基于X2检测和人工触发。基于ANR的PCI检测其实是LTE系统自动邻区功能，它自动改变邻区后会触发PCI冲突检测；基于X2接口的PCI检测是存在X2接口的两个eNB间，若参数发生变化会触发PCI冲突检测；人工触发是指人为修改PCI、频点、邻区关系后会触发PCI检测。总的来说邻区关系的添加和删除、外部小区PCI变化、本小区PCI变化、X2接口的建立均会触发PCI的检测。一旦检测到PCI冲突或者混淆，即上报OSS。OSS根据冲突的优先级进行PCI新的分配。
PCI冲突优先级划分原则如下。
（1）PCI冲突严重的小区优先重分配PCI，即与当前小区发生PCI冲突小区越多，冲突优先级越高，修改当前小区的PCI可以更大程度地消除PCI冲突。
（2）优先为邻区少的冲突小区分配PCI，这样能有效地改善PCI的混淆。
（3）优先为室分小区分配PCI，室分小区覆盖范围内的小区，PCI分配后小区倒闭时间影响的用户更少。
【知识拓展2】 LTE最小化路测（MDT）
路测是最直观的优化手段，但由于道路和测试时间的限制，路测只能反映道路面测试时间范围的信号质量情况，对于道路测试不能达到的区域，传统优化用CQT进行补充。这种方式数据采集费时费力，优化持续时间长，优化效率低。为了有效地降低运维优化的成本、提高数据采集的全面性和提升优化效率，引入了最小化路测（MDT）。最小化路测在R9版本中引入，其基本原理为通过基站配置具有MDT功能的商用终端进行MDT，终端自动进行数据收集并上报。
MDT解决方案的基本要求如下。
（1）UE测量配置：可以根据RRM进行配置测量。
（2）UE连接状态和报告：可以报告UE产生的相应事件，如无线链路失败。
（3）地理位置测量记录：可以测量记录相应的位置信息。
（4）位置信息记录：可以记录可用的位置信息。
（5）时间信息：需要包含时间。
（6）设备信息：需要知道终端能力等。
（7）从属于SON：MDT从属于SON。
MDT应用的场景较为广泛，3GPP中共定义了5种优化场景。
1．覆盖优化
无线覆盖信息对于网络规划、网络优化和无线资源管理参数优化是必不可少的，如空闲状态移动性参数设置与公共信道参数设定；同时它还与市场发展和网络设计相关。
通过商用终端上报无线测量项，便于网络分析，诊断各种网络覆盖问题，如覆盖空洞、弱覆盖、干扰等。具体可以分为如下几类。
（1）新基站与小区的部署：当新基站与新小区进行部署时，需要路测对周边无线环境进行测试；此时使用MDT，可以快速了解无线信号质量，为新基站与新小区部署提供无线环境信息参考。
（2）新的高速公路与铁路及大型建筑物的建设：新建了高速公路与铁路及大型建筑物后，无线环境改变，可以激活MDT，进行无线覆盖优化。
（3）客户投诉：用户投诉信号问题后可以应用MDT对用户信号质量进行判断。
（4）周期性路测：周期性地进行MDT分析。
2．移动性优化
通过MDT可以对网络中局部覆盖欠佳小区的网络参数设置进行调整，并通过调整网络参数避免过早或过晚切换、切换到错误小区等切换问题；提高全网切换成功率和网络性能。
3．容量优化
通过MDT可以判断网络中某些部分是否存在容量过剩或容量不足的问题，如检测哪些位置上业务分布不均匀或者用户吞吐量低，同时MDT有助于判断如何建立新小区、配置公共信道和优化与容量相关的其他网络参数。
4．公共信道优化
网络中公共信道配置不合理会降低用户体验或网络性能，例如用户解码广播信道失败，解码寻呼信道失败；通过对公共信道流程相关的问题检测（如上行或下行公共信道覆盖）或性能分析（如连接建立时延）可以帮助设置网络参数和更改网络配置，从而优化系统性能。
5．QoS优化
网络中造成低QoS的原因有很多，常见的有覆盖问题、负载问题、移动性问题等；QoS低的场景多发生于小区边界或存在特殊传播环境、流量分布不均匀地区，仅通过分析小区级别的统计数据不能完全了解用户分布或者分布地理位置信息，通过周期性的MDT收集测量信息，即便只是短时间或者有限数量UE，都更为有效和可靠；MDT最大的优势是可以获得不能进入区域或者室内的数据，为针对性的QoS优化提供准确的数据支撑。
如图3-6所示传统路测只能在道路上进行测量，针对狭窄道路、公园、室内等区域无法进行无线信号采集；MDT可以进行全面的数据采集，包括DT测量不能完成的地方，MDT数据采集的范围将远远大于DT测量的数据。DT测量仅能对有限的终端进行数据采集，而MDT可以进行海量终端的数据采集，多样本的采集使得MDT的数据更为全面和准确。DT需要花费较长时间，MDT可以仅对某个时段进行分析。DT需要专人去数据采集而MDT仅需要后台进行配置即可。
图3-6 DT与MDT示意图
MDT测量分为测量配置、测量和测量上报三个过程，如图3-7所示，由于存储MDT和立即MDT有着明显的差异，下面分开描述。存储MDT过程如图3-8所示。
图3-7 MDT工作流程
图3-8 存储MDT工作流程
1．测量配置过程
连接状态时，网络通过LoggedMeasurementConfiguration消息发送Logged MDT的配置信息给UE；在DLE状态时，UE根据配置信息进行测量记录。配置的参数有以下几项。
（1）测量触发的配置：周期性下行导频强度测量。
（2）配置有效时间。
（3）网络侧的绝对时间：UE测量记录的参考时间。
（4）测量区域的配置（可选）：GCI列表（最多32个）TA/LA/RA的列表（最多8个）。
MDT并非在所有时刻所有场景有效，它仅在MDT配置信息中的PLMN有效，对于LTE网络，UE在IDLE模式下的配置有效时间内有效。MDT的配置和测量不会因UE状态的迁移而丢弃，即UE经历IDLE→CONNECTED→IDLE时，配置和记录仍然有效；对于每个UE仅有一套系统的MDT配置，网络侧下发新的配置时，会替换之前的配置，且之前配置对应的Log也被清除。在下发配置之前，由网络侧决定是否索要UE的MDT Log。
2．测量过程
UE根据网络测下发的配置信息进行测量，测量包括的内容如下。
（1）服务小区的RSRP和RSRQ。
（2）邻区的RSRP和RSRQ，可以测量6个同频邻区，3个异频邻区，3个SGM邻区， 3个UTRAN邻区。
3．测量上报过程
UE通过LogMeasAvailable这个指示位来通知网络logged MDT测量结果可用，网络侧收到UE的测量报告指示后，可通过RRC信令UE Information Request要求UE发送收集的测量log给网络，UE通过Information Response 将测量报告上报给网络，可以分块上报。测量结果上报给网络后，UE就可以删除测量记录，再次回到IDLE状态，如果配置周期有效，仍可以继续测量，如果测量配置有效时间超时，UE可以保存已经测量的记录48小时。在48小时内，网络侧仍可以要求UE上报MDT测量记录，当UE进入关机状态或者detach时，相关的测量记录和配置信息都将清除。
UE上报的内容包括服务小区的和邻小区的测量信息、时间戳信息、位置信息等；同时UE需要上报获得详细位置信息的时间，以便网络侧判断该位置信息的有效性。位置信息上报有三种形式。
（1）所测量服务小区的ECGI或Cell-id。
（2）可用的详细位置信息，包含经度信息、纬度信息、高度信息。
（3）如无可用的详细位置信息，上报RF fingerprint信息（最多六个同频邻区的PCI/PSC + RSRP/CPICH RSCP）。
立即MDT过程如图3-9所示。
图3-9 立即MDT工作流程
1．测量配置过程
立即MDT测量配置是基于现有的RRC测量，相对于存储MDT，它的测量配置下发方式和内容处理的方式是不相同的。
对于基于信令的MDT模式，在切换过程中MDT Context需要转发传输；对于基于管理的MDT模式，在切换过程中不需要转发MDTContext。
2．测量过程
立即MDT测量触发分为周期性触发、A2事件触发（服务小区低于阈值）、无线链路失败（RLF）后触发。测量的内容仍为RSRP和RSRQ测量。
3．测量上报过程
立即MDT沿用现有RRM测量上报机制：UE在测量条件满足的情况下，直接上报测量结果给网络侧；此过程与存储MDT相同。
MDT对网络和终端的影响分析内容如下。
立即MDT重用现有的测量，立即上报测量结果，不会对UE的耗电和存储产生太大影响。存储MDT需要存储相应的测量报告，要将这些测量报告存储在基带/L2实体并不能现实，因此考虑将测量报告存储在其他实体当中（如外部设备等），就会涉及与外部设备之间的信息交互，也必然会增加UE的耗电；在网络没有取走相关MDT测量报告前，UE必须要负责存储，以保证在特定时间或网络侧需要时进行上报，所以对UE存储空间有一定要求。
对于网络来说，立即MDT重用现有测量，上报内容仅增加了位置信息，对网络的负荷影响较小。存储MDT采用UE告知网络当前是否有可用的测量结果，然后由网络自行决定是否索要测量结果。这样，网络就可以综合考虑目前的负荷情况，挑选网络负荷较低时要求终端上报MDT的测量结果，以使得对网络负荷的影响最小化。
MDT引进后，隐私和安全显得尤为重要，无论是存储在UE侧的MDT日志，还是存储在网络侧的MDT日志都应视为个人信息，都需要被保护。因此，在应用MDT技术时，为了满足MDT技术的要求，同时兼顾到用户的安全和隐私性，需要对MDT数据进行特别的处理，如仅采集必要数据、数据信息匿名、数据加密等。
任务3 体验LTE网优路测工具
【知识链接】 LTE路测优化工具介绍
路测优化拥有悠久的历史，早在2G初起就开始使用此优化方法。路测优化即通过驾车的方式采集信号质量、业务性能等数据，然后通过对路测数据的分析，解决网络中出现的覆盖、干扰、切换、接入、掉话等问题。数据采集和分析需要使用相应的工具，其基本的工具有笔记本电脑、测试分析软件、测试终端；随着测试软件功能越来越多，软件越来越复杂，对电脑性能的要求也越来越高。至于测试软件，从以前的测试分析一体发展到现在测试和分析分离，相当于测试是一套软件，测试终端一般为手机，有时也会使用专用数据卡分析是另一套软件。
由于每种软件都有相应的版权，为了维护知识产权和保护自身的作品，现在主流软件都使用加密狗的方式对软件进行加密。即在没有授权的情况下，软件是无法使用的。
目前用于测试LTE系统软件较多，常见的有TEMS（Ascom）、CDS（惠捷朗）、Navigator（鼎力）、probe（华为）等。它们的功能都非常全面，图形化的界面也很友好，能够完成DT和CQT的测试、回放、分析和KPI统计。本文重点介绍一款主要应用于教学的测试软件UltraOptim；它同样用于采集GSM/GPRS/EDGE和LTE网络的空中接口测试数据，评估网络性能，指导网络的优化调整，帮助排除故障。
UltraOptim的基本概念包括外部设备、Logfile、测试计划、信令、空口参数等，了解这些基本概念可以帮助读者更好地使用UltraOptim软件采集、观察和分析空中接口测试数据；以及工程、路测日志、信令、IE等信息，了解这些基本概念信息可以帮助读者更好地使用软件进行路测数据分析。
UltraOptim软件的主界面，包括菜单栏、工具栏、操作界面、状态栏等，整体外观设计简洁，使用方便，功能也相当全面，如图3-10和表3-2所示。
图3-10 UltraOptim主界面
表3-2 UltraOptim主界面说明
名 称 |
说 明 |
|---|---|
菜单栏 |
系统主菜单，文件、测试、回放、分析、报表、工具、帮助等 |
工具栏 |
提供系统常用操作的快捷图标 |
系统状态栏 |
显示系统的状态信息，包括当前系统所处的状态、设备状态等 |
操作界面状态栏 |
显示用户添加的工作表单 |
操作界面 |
显示各种视图窗口及配置界面 |
【技能实训1】 LTE路测工具的安装
1．安装前的准备
安装UltraOptim软件前，需要检查安装条件是否满足，包括UltraOptim软件安装包是否提供、PC机的配置是否具备安装条件等。
UltraOptim硬件要求即PC机的配置要求如表3-3所示。
表3-3 UltraOptim硬件配置要求
| 配 置 项 | 配 置 要 求 |
|---|---|
| CPU | 推荐Intel Core2 1.8GHz |
| 内存 | 最小内存1GB，推荐2GB及以上 |
| 硬盘 | 建议可使用的硬盘空间为10GB及以上 |
| PC端口 | 若连接测试终端，则至少需要一个USB接口、一个USB Hub、一个串口或一个PCI插槽 |
| 若连接GPS，则需要一个USB接口或一个串口 | |
| 若连接硬件狗，则至少需要一个USB接口 | |
| 操作系统 | Microsoft Windows XP或Microsoft Windows 7及以上 |
UltraOptim软件要求即测所需的软件及各软件配置要求如表3-4所示。
表3-4 UltraOptim软件配置要求
配 置 项 |
获 取 方 式 |
配 置 要 求 |
备 注 |
|---|---|---|---|
操作系统 |
- |
Microsoft Windows XP或Microsoft Windows 7以及以上 |
必选 |
操作软件 |
- |
Microsoft Office 2007或Microsoft Office 2010 |
若未安装Office软件，则无法导入xls或xlsx格式的工程参数文件 |
UltraOptim软件安装包 |
UltraOptim软件安装光盘 |
|
必选 |
License |
集成在硬件狗中 |
已购买UltraOptim |
必选 |
2．软件安装
UltraOptim主程序需要正确安装在测试用的PC机中，并在整个测试过程中运行。
操作步骤
（1）获取UltraOptim软件安装包；
（2）双击“setup.exe”，启动安装界面；
（3）选择安装路径；
（4）按照要求依次安装；
（5）一直到系统提示安装完成为止；
（6）在安装文件内找到Driver文件夹运行其中的加密狗驱动、手机驱动、GPS驱动。
3．加密狗连接
硬件狗是授权用户使用UltraOptim软件的硬件装置，License集成在硬件狗中。因此，要使用UltraOptim就必须安装加密狗。在安装完加密狗驱动后，插入加密狗到PC上，等待计算机安装好设备后，驱动即安装完成。
【技能实训2】 LTE小区工程参数文件的制作
路测软件都需要使用小区工程参数，而这些工程参数根据软件的不同有着格式上的差异。但基本都会要求有站名、站号、方位角、下倾角等。UltraOptim软件要求的LTE工作参数格式如表3-5所示，按照格式制作一份工程参数。
表3-5 UltraOptim LTE工程参数
字 段 |
说 明 |
取 值 |
是否必选 |
|---|---|---|---|
eNodeBID |
基站标志 |
数据类型：整型，取值范围：0～65535 |
是 |
eNodeBName |
基站名称 |
数据类型：字符串 |
是 |
SectorID |
扇区标志 |
数据类型：字符串 |
是 |
Local CellID |
本地小区标志 |
数据类型：字符串 |
是 |
CellID |
小区标志 |
数据类型：整型，取值范围：0～533 |
是 |
EARFCN |
载波频点 |
数据类型：整型，取值范围：0～65535 |
是 |
PCI |
物理小区标志 |
数据类型：整型，取值范围：0～503 |
是 |
Longitude |
经度 |
数据类型：double，取值范围：−180.0～180.0 |
是 |
Latitude |
纬度 |
数据类型：double，取值范围：−90.0～90.0 |
是 |
Azimuth |
方位角（度） |
数据类型：float，取值范围：0～360 |
是 |
eNodeBType |
基站类型 |
数据类型：字符串 |
否 |
CellName |
小区名称 |
数据类型：字符串 |
否 |
DownTilt |
下倾角（度） |
数据类型：float，取值范围：0～90 |
否 |
E-DownTilt |
内置电下倾角（度） |
数据类型：float，取值范围：0～90 |
否 |
M-DownTilt |
机械下倾角（度） |
数据类型：float，取值范围：0～90 |
否 |
GroudHeight |
天线地面高度 |
数据类型：float |
否 |
Altitude |
天线海拔高度 |
数据类型：float |
否 |
AntennaType |
天线型号 |
数据类型：字符串 |
否 |
AntennaGain |
天线增益 |
数据类型：float |
否 |
TAC |
位置区域码 |
数据类型：整型，取值范围：0～65535 |
否 |
大家可以在测试或回放之前，导入测试区域的工程参数。工程参数导入后，系统将根据UltraOptim当前提供的网络参数值从导入的基站信息中查找出最佳匹配的基站信息。
根据业务的需要，工程参数分为必选字段、可选字段，具体说明请参见不同制式支持的工程参数。大家可以从导航栏“工程”的“基站小区”右键“导入”工程参数，在UltraOptim提供的默认路径下，查看各种网络制式的工程参数模板，以便使用工程参考模板修改当前工程参数表的格式，使工程参数表的格式符合UltraOptim的要求。
【技能实训3】 LTE终端的连接
（1）连接外部设备至PC，接好所有的测试连接线。
（2）检查外部设备放置是否合理。避免外部设备与PC的接口松动；确保外部设备连接线自然弯曲；确保测试终端和GPS放置位置的接收信号不被遮挡，避免因接收信号不足而影响数据采集。
（3）在UltraOptim主窗口的导航栏找到“设备管理”窗口。
（4）在“添加设备”选项里面添加对应的外部设备。
（5）将设备管理器中的AT口对应测试终端的调制解调器端口，TRACE端口对应测试终端串口。
（6）单击“连接设备”选项，即可完成设备的连接。
【技能实训4】 LTE测试文件保存
单击“开始记录”，系统将自动保存到安装目录的通信信息\UltraOptim\Logs文件下。
一、分割Logfile
分割Logfile，即将不同时间段或不同大小的Logfile记录在不同的文件中，以便更好地管理Logfile。UltraOptim提供的分割方法包括自动分割和手动分割。自动分割Logfile适用于记录Logfile前操作，手动分割Logfile适用于记录Logfile过程中操作。
操作步骤如下。
1．自动分割Logfile
建议分割文件的大小小于10MB。
（1）选择菜单栏“测试”选项，打开“记录设置”窗口；
（2）根据需求设置相关参数；
（3）单击“确定”下次记录LOG，在人为干涉下，会按照该设置进行LOG的切换；
2．手动分割Logfile
手动分割LOG，对象是一个完整的LOG，需要对其进行分割。
（1）选择菜单栏“工具”，单击“文件分割”
（2）根据需求，可以通过时间、大小方式来进行分割；
（3）文件分割后，会自动保存在被分割的LOG文档下。
文件分割后，LOG文件还是存在，只是多了所需要分割出来的文件。
二、合并Logfile
合并Logfile，即将不同时间段或不同大小的Logfile记录在统一的文件中，以便更好地管理Logfile。
操作步骤如下。
（1）选择菜单栏“工具”，单击“文件合并”；
（2）在“文件合并“目录选择需要合并的文件，并选择“确认”；
（3）文件合并后，会自动保存在被合并的LOG文档下。
文件合并后，LOG文件还是存在，只是多了所需要合并出来的文件。
【技能实训5】 LTE测试文件回放
文件回放是将测试到的文件重新在软件中展示出来，可以方便的进行统计和分析问题
操作步骤
（1）选择菜单栏“回放”，单击“导入文件”；
（2）在“文件导入”窗口选择需要合并的文件，并选择“确认”；
（3）选择文件后，在窗口中单击“开始导入”，会自动将文件导入到当前工程。
导入文件完成后就可以查看相应的文件事件、信号质量等信息。
【技能实训6】 LTE测试流程编辑
UltraOptim支持多业务并行、串行测试。通过编辑测试管理可以完成CALL、Attach、FTP Download、FTP Upload、HTTP Page、HTTP Down、POP3、SMTP、Video Streaming。
1．Call
Call业务是对语音通话过程进行的测试，常用来验证网络语音业务的接入和保持性能等，是传统网络最常用的测试，支持长呼、短呼、循环测试等功能。
在导航栏测试模板管理框中，双击“编辑测试模板”→【Call】移动到使用测窗口，然后打开Call测试模板配置窗口，界面介绍如图3-11所示。
图3-11 Call界面介绍
Call模板的栏位名称及功能描述如表3-6所示。
表3-6 Call模板内容介绍
功 能 名 称 |
功 能 描 述 |
|---|---|
等待时间（s） |
指从下发开始业务的指令到真正开始做业务的时间 |
循环次数 |
CALL业务执行次数 |
测试间隔时间 |
重新拨号的间隔时间，指本次通话正常结束到下次业务拨号的时间。单位：秒 |
超时时长 |
拨号失败的间隔时间，指本次通话失败到下次业务拨号的时间。单位：秒 |
电话号码 |
拨打出去的电话号码 |
2．Attach
Attach业务是手机开机后与网络联系注册的过程，只有完成注册的终端才能正常进行业务。在导航栏测试模板管理框中，进入“编辑测试模板”添加“Attach”业务，界面介绍如图3-12所示。
图3-12 Attach界面介绍
Attach模板的栏位名称及功能描述如表3-7所示。
表3-7 Attach模板内容介绍
功 能 名 称 |
功 能 描 述 |
|---|---|
等待时长 |
指从下发开始业务的指令到真正开始做业务的时间 |
循环测试 |
循环测试次数 |
测试间隔时间 |
本次业务正常完成后与下次业务开始前的时间间隔 |
超时时长 |
业务开始后，超过一定时间正常释放命令，超时未完成会记为一次失败 |
持续时间 |
业务执行持续时间 |
3．FTP Download
FTP Download业务是使用FTP协议把文件从远程计算机上复制到本地计算机的测试。
在导航栏测试模板框中，单击“编辑测试模板”→“添加”FTP Download测试模板配置窗口。界面介绍与模板的栏位名称及说明如图3-13和表3-8所示。
图3-13 FTP Download界面介绍
表3-8 FTP Download模板内容介绍
参 数 名 称 |
说 明 |
|---|---|
等待时间 |
指从下发开始业务的指令到真正开始做业务的时间 |
循环次数 |
循环测试次数 |
测试间隔时间 |
本次业务正常完成后与下次业务开始前的时间间隔 |
服务器名称 |
FTP服务器IP地址 |
端口号 |
服务器端口 |
用户名 |
用户名。注：必须确保该用户拥有相应业务测试权限 |
密码 |
密码 |
服务器路径 |
FTP服务器中下载文件的路径 |
文件大小 |
自动获取 |
线程数 |
多线程使用 |
被动模式 |
勾选表示使用被动方式接入服务器 |
4．FTP Upload
FTP Upload业务是使用FTP协议把文件从远程计算机上复制到本地计算机的测试。
在导航栏测试模板框中，单击“编辑测试模板”→添加“FTP Upload”测试模板配置窗口。详细内容介绍及说明如图3-14和表3-9所示。
图3-14 FTP Upload界面介绍
表3-9 FTP Upload模板内容介绍
参 数 名 称 |
说 明 |
|---|---|
等待时间 |
指从下发开始业务的指令到真正开始做业务的时间 |
循环次数 |
循环测试次数 |
测试间隔时间 |
本次业务正常完成后与下次业务开始前的时间间隔 |
服务器名称 |
FTP服务器IP地址 |
端口号 |
服务器端口 |
用户名 |
用户名（必须确保该用户拥有相应业务测试权限） |
密码 |
密码 |
服务器路径 |
FTP服务器中下载文件的路径 |
文件大小 |
自动获取 |
线程数 |
多线程使用 |
被动模式 |
勾选表示使用被动方式接入服务器 |
5．HTTP Page
HTTP Page业务业务是基于HTTP协议的网络页面测试。在导航栏测试模板框中，单击“编辑测试模板”→添加“HTTP Page”测试模板配置窗口。详细内容介绍及说明如图3-15和表3-10所示。
图3-15 HTTP Page界面介绍
表3-10 HTTP Page模板内容介绍
参 数 名 称 |
说 明 |
|---|---|
等待时间 |
指从下发开始业务的指令到真正开始做业务的时间 |
循环次数 |
循环测试次数 |
测试间隔时间 |
本次业务正常完成后与下次业务开始前的时间间隔 |
地址 |
HTTP网页地址 |
超时时间 |
业务开始后，超过一定时间正常释放命令，超时未完成会记为一次失败 |
6．HTTP Down
HTTP Down业务是基于HTTP协议下载指定ULR地址的测试。在导航栏测试模板框中，单击“编辑测试模板”→添加“HTTP Down”测试模板配置窗口。详细内容介绍及说明如图3-16和表3-11所示。
图3-16 HTTP Down界面介绍
表3-11 HTTP Down模板内容介绍
参 数 名 称 |
说 明 |
|---|---|
等待时间 |
指从下发开始业务的指令到真正开始做业务的时间 |
循环次数 |
循环测试次数 |
测试间隔时间 |
本次业务正常完成后与下次业务开始前的时间间隔 |
地址 |
HTTP网页地址 |
超时时间 |
业务开始后，超过一定时间正常释放命令，超时未完成会记为一次失败 |
保存路径 |
下载文件保存的本地路径 |
7．POP3
POP3业务就是Point-to-Point Protocol点到点协议，为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。在导航栏测试模板框中，单击“编辑测试模板”→添加 “POP3”测试模板配置窗口。详细内容介绍如图3-17和表3-12所示。
图3-17 POP3界面介绍
表3-12 POP3模板内容介绍
参 数 名 称 |
说 明 |
|---|---|
等待时间 |
指从下发开始业务的指令到真正开始做业务的时间 |
循环次数 |
循环测试次数 |
测试间隔时间 |
本次业务正常完成后与下次业务开始前的时间间隔 |
服务器地址 |
FTP服务器IP地址 |
服务器端口 |
服务器端口 |
用户名 |
用户名。注：必须确保该用户拥有相应业务测试权限 |
密码 |
密码 |
保存路径 |
下载文件保存的本地路径 |
超时时间 |
业务开始后，超过一定时间正常释放命令，超时未完成会记为一次失败 |
8．SMTP
SMTP业务是发送邮件。主要是根据相应的设置，发送邮件（可有附件）到相应的接收人。在导航栏测试模板框中，单击“编辑测试模板”→添加 “POP3”测试模板配置窗口。详细内容如图3-18和表3-13所示。
图3-18 SMTP界面介绍
表3-13 SMTP模板内容介绍
参 数 名 称 |
说 明 |
|---|---|
等待时间 |
指从下发开始业务的指令到真正开始做业务的时间 |
循环次数 |
循环测试次数 |
测试间隔时间 |
本次业务正常完成后与下次业务开始前的时间间隔 |
服务器地址 |
FTP服务器IP地址 |
服务器端口 |
服务器端口 |
用户名 |
用户名。注：必须确保该用户拥有相应业务测试权限 |
密码 |
密码 |
收件人地址 |
收件人邮箱地址 |
主题 |
邮件主题 |
内容 |
邮件内容 |
附件 |
邮件附件 |
保存路径 |
下载文件保存的本地路径 |
超时时间 |
业务开始后，超过一定时间正常释放命令，超时未完成会记为一次失败 |
9．Video Streaming
Video Streaming业务是流媒体业务，模拟用户通过手机浏览一些.3gp/mp4/rm等格式视频的行为。在导航栏测试模板框中，单击“编辑测试模板”→添加 “Video Streaming”测试模板配置窗口。详细内容如图3-19和表3-14所示。
图3-19 Video Streaming界面介绍
表3-14 Video Streaming模板内容介绍
参 数 名 称 |
说 明 |
|---|---|
等待时间 |
指从下发开始业务的指令到真正开始做业务的时间 |
循环次数 |
循环测试次数 |
测试间隔时间 |
本次业务正常完成后与下次业务开始前的时间间隔 |
地址 |
流媒体存放地址 |
超时时间 |
业务开始后，超过一定时间正常释放命令，超时未完成会记为一次失败 |
10．复合模板节点
测试功能，作为一个测试项目的自循环系统存在，如图3-20所示。
图3-20 复合模板节点界面介绍
任务4 LTE常见指标
【知识链接】 LTE常见指标及含义
（1）物理小区标志（Physical-layer Cell Identity，PCI），PCI是由主同步信号（PSS）与辅同步信号（SSS）组成。计算公式如下：PCI=PSS+3*SSS，其中PSS取值为0…2（3种不同PSS序列），SSS取值为0…167（168种不同SSS序列），利用上述公式可得PCI的范围是从0…503,因此在物理层存在504个PCI。由于PCI与同步信号相关，因此在每个小区使用时需要避免模3干扰，即相邻区小区的PCI取模3的结果不是相同的。
（2）参考信号接收功率（Reference Signal Receiving Power，RSRP）用来衡量小区的参考信号的强度，它是在某个Symbol内承载Reference Signal的所有RE上接收到的信号功率的平均值。它可以用来估计UE离扇区的大概路损，是LTE系统中测量的关键对象。在小区选择重选、切换、接入方面中起重要作用。
通常说的RSRP是指CRS的RSRP，CRS指Cell-Specific Reference Signals，具体资源单元映射情况如图3-21所示。
图3-21 下行参数信号映射（常规CP）
单位：dBm，取值范围：−140dBm至-40dBm
（3）接收信号的强度指标（Received Signal Strength Indicator，RSSI）：是指天线端口0上所有承载参考信号的OFDM符号功率的线性平均值，包含同邻频干扰信号、外部干扰和热噪声。
（4）参考信号接收质量（Reference Signal Receiving Quality，RSRQ）：是RSRP和RSSI的比值，当然因为两者测量所基于的带宽可能不同，会用一个系数来调整，也就是 RSRQ = N*RSRP/RSSI。单位：dB，取值范围：−40dB至0dB。
（5）载波干扰噪声比（Carrier to Interference plus Noise Ratio，RS-CINR）：RS-CINR 在终端定义为RS有用信号与干扰（或噪声或干扰加噪声）相比强度，路测中由 UE 测得。RS-SINR 没有在 3GPP 进行标准化，所以目前仅在外场测试中要求厂家提供 RS-CINR，且不同厂家在实现中可能会有一定偏差。具体计算公式为RS-CINR=RSRP/（RS RSSI-RSRP）。
（6）信号与干扰加噪声比（SINR）：是指承载参考信号的RE上，被测参考信号的码功率与所有干扰的功率比值，SINR=RSRP/（I+N），由于邻小区PCI规划时尽可能规避了模3和模6影响，所以SINR的测量值受邻小区业务信道的影响较小。
单位：dB，取值范围：−20dB至50dB。
（7）跟踪区（Tracking Area，TA）：是LTE/SAE系统为UE的位置管理新设立的概念。其被定义为UE不需要更新服务的自由移动区域。TA功能为实现对终端位置的管理，可分为寻呼管理和位置更新管理。UE通过跟踪区注册告知EPC自己的跟踪区。
（8）是信道质量指示（Channel Quality Indication，CQI）：CQI由UE测量所得，所以一般是指下行信道质量。（即UE测量后上报，参考协议36.213）
由表3-15中看到，编码方式越高（QPSK<16QAM<64QAM），依赖的信道条件需要越好，所以在好点的CQI会高于差点。
表3-15 CQI介绍
| CQI index | modulation | code rate x 1024 | efficiency |
|---|---|---|---|
| 0 | out of range | ||
| 1 | QPSK | 78 | 0.1523 |
| 2 | QPSK | 120 | 0.2344 |
| 3 | QPSK | 193 | 0.3770 |
| 4 | QPSK | 308 | 0.6016 |
| 5 | QPSK | 449 | 0.8770 |
| 6 | QPSK | 602 | 1.1758 |
| 7 | 16QAM | 378 | 1.4766 |
| 8 | 16QAM | 490 | 1.9141 |
| 9 | 16QAM | 616 | 2.4063 |
| 10 | 64QAM | 466 | 2.7305 |
| 11 | 64QAM | 567 | 3.3223 |
| 12 | 64QAM | 666 | 3.9023 |
| 13 | 64QAM | 772 | 4.5234 |
| 14 | 64QAM | 873 | 5.1152 |
| 15 | 64QAM | 948 | 5.5547 |
（9）上行PRB数：为ENodeB根据当前资源调度情况，以及UE的数据发送需求，调度给UE可用的物理资源数。对于单UE测试来说，假设上行发送数据的需求量足够大，那么上行的PRB数开始下降，代表上行的覆盖开始急剧恶化。
（10）上行MCS：为基站根据UE的数据发送需求，调度的PRB数、UE的发射功率能力以及上行的干扰水平，计算得到的UE可用的编码等级。
（11）UE TX Power：为根据上行预期的接受功率谱密度、上行调度的PRB数量以及上行的MCS、基站指定UE发射的功率。在ENodeB参数设置合理的情况下，UE TX Power开始变为满功率的时候，代表上行覆盖开始首先的起点，所以一般分析上行覆盖，就以UE TX Power来衡量。
单位：dbm，取值范围：−40dbm至23dbm。
【实战技巧】
优化准备里面对LTE优化工作整体上进行了介绍，然后重点对路测工具进行了介绍。因为在LTE优化中，路测仍是最基本的手段。无论是工程优化期还是日常优化期，路测优化是最直接反映网络性能的手段，对路测工具的使用便成了无线网优行业入门的技能。因此对路测工具进行了较全面的介绍，目前商用的路测工具较多，基本功能和使用方法相似。掌握UltraOptim路测工具虽然不代表就掌握了所有路测工具，但能起到非常好的引导作用，能够快速掌握其他路测工具的使用。
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