TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法與實(shí)例分析

摘要　TD-SCDMA是國(guó)際電聯(lián)公布的第三代移動(dòng)通信技術(shù)中的三大標(biāo)準(zhǔn)之一，我國(guó)從2006年開始推進(jìn)TD-SCDMA試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。本文給出了TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的一些研究和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)并對(duì)典型的案例進(jìn)行了分析。

　　網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化在TD-SCDMA商業(yè)化進(jìn)程中扮演著十分重要的角色，其既不同于固定通信系統(tǒng)，也不同于其它2G和3G系統(tǒng)，需要投入大量的人力和時(shí)間。TD-SCDMA在話務(wù)量、傳播條件、用戶移動(dòng)性、業(yè)務(wù)等方面的變化會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)小區(qū)產(chǎn)生各自特有的運(yùn)行特性，因此TD-SCDMA運(yùn)營(yíng)商為了確保各參數(shù)的最佳值，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的最大能力，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定期的、循環(huán)式的、漸進(jìn)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

　　TD-SCDMA網(wǎng)優(yōu)過程一般可分為四步：設(shè)定網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)；組織團(tuán)隊(duì)；制定優(yōu)化流程；實(shí)施優(yōu)化。

1、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)

　　TD-SCDMA的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)主要參考覆蓋率、導(dǎo)頻區(qū)域優(yōu)化、接通率、掉話率、尋呼成功率、切換成功率等。現(xiàn)就網(wǎng)絡(luò)初建階段，用戶數(shù)不是很多的情況，給出一組優(yōu)化目標(biāo)參考值。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)完成，用戶數(shù)逐漸增多之后的優(yōu)化目標(biāo)還需要根據(jù)客觀環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

　　●覆蓋率：不小于95%的區(qū)域內(nèi)PCCPCH RSCP大于-95 dBm；

　　不小于75%的區(qū)域內(nèi)PCCPCH Ec/Io大于-3 dB；

　　●導(dǎo)頻區(qū)域優(yōu)化：不大于7%的區(qū)域存在3個(gè)以上導(dǎo)頻，且這些導(dǎo)頻的強(qiáng)度大于-85dB，互相之間的差值小于6dB；不存在無主導(dǎo)頻現(xiàn)象；

　　●接通率大于90%；

　　●掉話率小于10%；

　　●尋呼成功率大于80%；

　　●切換成功率大于85%；

2、組織團(tuán)隊(duì)

　　網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的團(tuán)隊(duì)構(gòu)成如圖1所示：

圖1　網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的團(tuán)隊(duì)組織

　　其中測(cè)試組主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估測(cè)試以及初步定位問題；信令及無線網(wǎng)管（OMCR）組主要負(fù)責(zé)抓取網(wǎng)絡(luò)側(cè)的信令、監(jiān)視硬件告警以及配合網(wǎng)優(yōu)組進(jìn)行參數(shù)調(diào)整；技術(shù)支持組由各網(wǎng)絡(luò)部門的技術(shù)專家組成，負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)和解決問題；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化組主要根據(jù)測(cè)試組反饋的問題進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

3、制定優(yōu)化流程

　　圖2是優(yōu)化流程框圖。

圖2　優(yōu)化流程

　　良好的優(yōu)化流程可以協(xié)調(diào)各項(xiàng)目小組之間的分工和合作關(guān)系，提高優(yōu)化工作的效率。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化不是一個(gè)短期的任務(wù)，而是日常網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作的一部分，如何優(yōu)化流程、提高工作效率就是一個(gè)首要的目標(biāo)。

　　網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前先要了解網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實(shí)情況，需對(duì)優(yōu)化區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)評(píng)估測(cè)試，這由測(cè)試組來主要負(fù)責(zé)，測(cè)試組將測(cè)試結(jié)果反饋給技術(shù)支持組，技術(shù)支持組分析測(cè)試結(jié)果，定位需優(yōu)化的問題并制定優(yōu)化方案，而后反饋給網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化組，并由網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化組到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。之后測(cè)試組再對(duì)問題區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)評(píng)估測(cè)試，進(jìn)入第二輪的優(yōu)化。直到優(yōu)化后的效果達(dá)到指標(biāo)要求，則本次優(yōu)化結(jié)束并進(jìn)行總結(jié)。

　　在優(yōu)化流程中，網(wǎng)絡(luò)評(píng)估測(cè)試是整個(gè)優(yōu)化的基礎(chǔ)。測(cè)試項(xiàng)目的選擇要求盡可能全面反映整個(gè)優(yōu)化區(qū)域的無線性能指標(biāo)，一般情況下對(duì)優(yōu)化區(qū)域進(jìn)行以下5組測(cè)試即可基本了解本區(qū)域的無線性能：

　　●空閑狀態(tài)（IDLE）測(cè)試：本項(xiàng)測(cè)試用來采集PCCPCH的覆蓋性能

　　●短呼測(cè)試：采用呼叫間隔15秒，呼叫保持60秒；本項(xiàng)測(cè)試用來采集網(wǎng)絡(luò)的接入性能和掉話性能（CS業(yè)務(wù)和PS業(yè)務(wù)）

　　●長(zhǎng)呼測(cè)試：長(zhǎng)時(shí)間保持呼叫狀態(tài)，測(cè)試終端盡量遍歷優(yōu)化區(qū)域；本項(xiàng)測(cè)試用來采集網(wǎng)絡(luò)切換性能

　　●PS業(yè)務(wù)PDP激活測(cè)試：激活間隔10秒，激活保持20秒；本項(xiàng)測(cè)試用來采集網(wǎng)絡(luò)PDP激活成功率性能。

　　●尋呼測(cè)試（MMC）：用固定電話呼叫測(cè)試終端，被叫測(cè)試終端處于空閑模式；本項(xiàng)測(cè)試用來采集網(wǎng)絡(luò)的尋呼性能指標(biāo)。

4、實(shí)施優(yōu)化

　　根據(jù)優(yōu)化工作經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)施優(yōu)化之前，還需要對(duì)優(yōu)化內(nèi)容排列好先后順序，把影響面廣的內(nèi)容先期進(jìn)行優(yōu)化。這樣做可以減少循環(huán)往復(fù)的調(diào)整，達(dá)到更快更好地完成優(yōu)化的目標(biāo)。圖3是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的一般步驟：先進(jìn)行清頻測(cè)試，以排除設(shè)備的硬件問題；再進(jìn)行idle狀態(tài)的優(yōu)化；最后進(jìn)行撥打狀態(tài)的優(yōu)化。

　　在idle狀態(tài)的優(yōu)化中，先進(jìn)行單站測(cè)試和優(yōu)化，再做鄰區(qū)優(yōu)化和擾碼優(yōu)化，最后可以進(jìn)行弱覆蓋、強(qiáng)干擾等優(yōu)化。當(dāng)然覆蓋優(yōu)化后，也有可能再進(jìn)行擾碼的優(yōu)化，這要視調(diào)整后的網(wǎng)絡(luò)情況來決定。在idle狀態(tài)的優(yōu)化中，可以分區(qū)域來進(jìn)行，當(dāng)一塊區(qū)域優(yōu)化好之后，可以進(jìn)行撥打狀態(tài)的優(yōu)化。

　　在撥打狀態(tài)優(yōu)化中，對(duì)各個(gè)信道配置優(yōu)化，切換、尋呼等參數(shù)優(yōu)化和RRM算法優(yōu)化等先后順序關(guān)系不大，可同時(shí)進(jìn)行。

圖3　優(yōu)化的順序

　　●清頻測(cè)試

　　在開始其它測(cè)試之前，首先需要確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的整體干擾情況，了解周圍無線基站使用的頻譜情況，避免與其它系統(tǒng)或者其它運(yùn)營(yíng)商發(fā)生干擾。否則在后期的問題定位上會(huì)浪費(fèi)時(shí)間和人力，甚至需要進(jìn)行大的調(diào)整。

　　●Idle狀態(tài)測(cè)試的優(yōu)化

　　清頻測(cè)試后，首先讓手機(jī)在idle狀態(tài)進(jìn)行覆蓋測(cè)試，然后再做撥打測(cè)試，可以提高優(yōu)化的效率。在idle狀態(tài)下，測(cè)試手機(jī)只進(jìn)行小區(qū)選擇和重選、位置更新等，狀態(tài)比較穩(wěn)定。測(cè)試的參數(shù)主要是P-CCPCH RSCP和P-CCPCH C/I。

　　●單站測(cè)試與優(yōu)化

　　由于每個(gè)基站周圍的地物環(huán)境（如建筑物平均高度、建筑物的密集程度）都是十分復(fù)雜的，這就需要對(duì)每個(gè)基站的方位角和下傾角進(jìn)行合理的設(shè)置。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃階段設(shè)置的方位角和下傾角還需要在實(shí)際的優(yōu)化中進(jìn)行調(diào)整，爭(zhēng)取達(dá)到每個(gè)基站的均勻覆蓋。

　　先對(duì)單個(gè)基站進(jìn)行優(yōu)化，很容易發(fā)現(xiàn)基站和扇區(qū)過覆蓋或弱覆蓋的情況。過覆蓋的情況在全網(wǎng)優(yōu)化時(shí)，常會(huì)造成鄰區(qū)漏配，對(duì)服務(wù)區(qū)形成干擾。如果在單站階段不能發(fā)現(xiàn)，到全網(wǎng)優(yōu)化時(shí)是很難發(fā)現(xiàn)并解決的。

　　●鄰區(qū)優(yōu)化

　　鄰區(qū)的優(yōu)化主要是排查是否有鄰區(qū)漏配的情況發(fā)生。

　　如發(fā)生鄰區(qū)漏配的情況，主要會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生兩方面的影響：一是在小區(qū)重選時(shí)終端不會(huì)重選到本來信號(hào)較好的鄰區(qū)，而是一直駐留在信號(hào)差的小區(qū)，導(dǎo)致呼通率等指標(biāo)降低；二是影響擾碼的優(yōu)化，如A、B兩個(gè)小區(qū)是鄰區(qū)，但沒有配成鄰區(qū)，那么就有可能把這兩個(gè)小區(qū)的擾碼配成一樣，造成解調(diào)的困難。

　　●擾碼優(yōu)化

　　擾碼配置的原則為：相鄰小區(qū)不能使用相同的下行導(dǎo)頻碼和擾碼。

　　在切換過程中，核心網(wǎng)和終端是以頻點(diǎn)和碼字來區(qū)分小區(qū)。如果有相同的碼字出現(xiàn)，核心網(wǎng)和終端無法區(qū)分要切換的小區(qū)，會(huì)導(dǎo)致切換失敗。

　　鄰區(qū)優(yōu)化完成后，再對(duì)擾碼進(jìn)行優(yōu)化。如果鄰區(qū)關(guān)系改變了，需要再次對(duì)擾碼進(jìn)行排查，避免相鄰小區(qū)間有同頻同碼字出現(xiàn)。

　　●強(qiáng)干擾區(qū)域

　　對(duì)于發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)干擾區(qū)域，可以采取下調(diào)下傾角或減小基站發(fā)射功率等手段來降低干擾基站的信號(hào)電平。

　　●弱覆蓋區(qū)域

　　對(duì)弱覆蓋區(qū)域可以上調(diào)下傾角、增大發(fā)射功率、改變方位角、使天線主瓣避免正對(duì)高大建筑物等手段來達(dá)到增強(qiáng)覆蓋的目的。但在改變方位角的時(shí)候，還需要注意網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱與天線交疊。

　　網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱：目前網(wǎng)絡(luò)采用三葉草站型（三個(gè)扇區(qū)的方位角分別是0度、120度、240度），為盡可能保證理想的蜂窩形狀，應(yīng)盡量保持三個(gè)扇區(qū)的相對(duì)位置，否則會(huì)帶來相鄰扇區(qū)（包括本基站和相鄰基站）的交疊，使有些地方的干擾增大而有些地方則覆蓋減弱。

　　天線交疊：三扇沒有交疊時(shí)（三個(gè)扇區(qū)間距120度，即0度、120度、240度），交界區(qū)的信號(hào)衰減10dB，如果發(fā)生的交疊達(dá)到20度（三個(gè)扇區(qū)的方位角分別是0度、120度、220度），則交疊區(qū)的信號(hào)衰減只有6dB，交疊區(qū)會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的同頻干擾。因此天線交疊一般應(yīng)控制在10度左右。

5、案例分析

　?。?）弱覆蓋

　　由圖4的路測(cè)結(jié)果可看到，某基站覆蓋半徑只有250米，與周圍基站無法形成連續(xù)覆蓋，造成覆蓋區(qū)域內(nèi)有大片的空洞（圖中紅色區(qū)域）。根據(jù)系統(tǒng)鏈路預(yù)算，室外覆蓋半徑應(yīng)該在600-800米左右，與實(shí)際情況有較大差異。

圖4　弱覆蓋優(yōu)化前

　　從路測(cè)數(shù)據(jù)分析，覆蓋區(qū)域內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度衰落過快。在距離天線200米處P-CCPCH信號(hào)電平為-75dBm，到300米處P-CCPCH信號(hào)電平快速衰落到-100dBm，可能與天線下傾角設(shè)置有關(guān)。

　　天線下傾角規(guī)劃為5度，經(jīng)實(shí)地檢查發(fā)現(xiàn)由于天線掛扣松脫的制作工藝問題，使天線實(shí)際下傾角只有8度，造成覆蓋半徑過小。更換部件后，覆蓋半徑達(dá)到600米，與系統(tǒng)仿真結(jié)果基本吻合

　?。?）鄰區(qū)漏配

　　由圖6的路測(cè)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，其中區(qū)域，在區(qū)域內(nèi)可以連續(xù)覆蓋（參見圖5）。

圖5　弱覆蓋優(yōu)化后

　　圖6是鄰區(qū)優(yōu)化前的小區(qū)示意圖。

圖6　鄰區(qū)優(yōu)化前

　?。?）弱覆蓋、強(qiáng)干擾。

　　從圖7的拉線圖（路測(cè)點(diǎn)與服務(wù)小區(qū)的連線圖）可以看到，區(qū)域3由擾碼為45的小區(qū)越區(qū)覆蓋。經(jīng)過查找終端上報(bào)的鄰區(qū)列表，始終沒有擾碼為25和112的小區(qū)，因此懷疑是擾碼為45的小區(qū)的鄰區(qū)關(guān)系表中漏配了25和112這兩個(gè)小區(qū)。再去查看鄰區(qū)關(guān)系表，果然漏配，將25和112加入45小區(qū)的臨區(qū)列表，即可解決圖6中區(qū)域3的強(qiáng)干擾問題。

圖7　鄰區(qū)優(yōu)化前拉線圖

　　●擾碼優(yōu)化

　　如圖8所示，基站1與基站3都有一個(gè)擾碼為2的小區(qū)，站間距只有1.2公里，且基站1與基站3之間只隔了一個(gè)基站2。在擾碼規(guī)劃階段，認(rèn)為基站1與基站3不存在臨小區(qū)，所以使用了相同的碼字。

　　但是，在實(shí)際的路測(cè)中卻發(fā)現(xiàn)，由于基站2的3扇有高大建筑物遮擋，到達(dá)區(qū)域1的信號(hào)強(qiáng)度很弱，反而是基站1與基站3的信號(hào)比較強(qiáng)。這樣就造成了在區(qū)域1存在同碼字的干擾，系統(tǒng)在此處解調(diào)失敗。

圖8　優(yōu)碼優(yōu)化

　　優(yōu)化方案：

　　重新進(jìn)行擾碼規(guī)劃，站間距在2米以內(nèi)的基站都避免使用相同的碼字，而不管是否是相鄰的基站。優(yōu)化后沒有再次出現(xiàn)擾碼干擾的情況。

　　●天線朝向的優(yōu)化

　　在正常的無線環(huán)境下，天線的主瓣方向要避免正對(duì)高大建筑物，尤其是玻璃幕墻外立面。玻璃幕墻會(huì)對(duì)無線電波產(chǎn)生很強(qiáng)的反射效應(yīng)，造成背向覆蓋、越區(qū)覆蓋等。如圖9所示，天線的主瓣要避免打向?qū)γ娴慕ㄖ?，盡量避開。

圖9　天線主瓣要避開高大建筑物

　　●天線背向覆蓋優(yōu)化一

　　由圖10中可以看到，擾碼為18的3扇主瓣的覆蓋距離只有343米，而背瓣卻有289米。在距離天線289米的背瓣方向，信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)依然大于-75dBm，這嚴(yán)重干擾了1扇的主瓣方向。

　　優(yōu)化方案：

　　減小3扇天線的發(fā)射功率，并減小下傾角。優(yōu)化后路測(cè)圖如圖11，減小了背瓣的覆蓋距離為133米，同時(shí)加大了主瓣的覆蓋距離為387米，結(jié)果比較理想。

　　●天線背向覆蓋的優(yōu)化二

　　如“天線朝向的優(yōu)化”一節(jié)中所述：在正常的無線環(huán)境下，天線的主瓣方向要避免正對(duì)高大建筑物。但在特殊環(huán)境下，也可以利用建筑物的反射彌補(bǔ)背向覆蓋的不足。如圖12、13所示，3扇的北面有高大建筑物遮擋，對(duì)街道1的覆蓋很差。使用其它優(yōu)化方法都無法解決問題，短時(shí)間內(nèi)又不具備加站的條件。只好利用2扇的背向覆蓋幫助解決3扇的覆蓋問題。讓2扇打向主瓣內(nèi)的高大建筑物上，使其反射的信號(hào)覆蓋3扇無法覆蓋的區(qū)域。

圖10　天線背向優(yōu)化前

圖11　天線背向優(yōu)化后

圖12　天線背向覆蓋的優(yōu)化二

圖13　第二扇區(qū)背向覆蓋很強(qiáng)

　　優(yōu)化過程中，不要拘泥于是否是背向覆蓋，有時(shí)背向覆蓋也是可以利用的。但是這種方法只是臨時(shí)的權(quán)宜之計(jì)，當(dāng)條件具備之后還是要通過加站來解決。

　　●切換區(qū)的優(yōu)化

　　切換區(qū)位于基站覆蓋的邊緣，信號(hào)不會(huì)很強(qiáng)。如果同時(shí)切換區(qū)又位于街道的拐彎處或十字路口，切換區(qū)就會(huì)成為掉話的高發(fā)區(qū)。

　　在路口的兩邊，信號(hào)通常會(huì)差20dB左右，如果同時(shí)又進(jìn)行切換，會(huì)造成本小區(qū)與目標(biāo)小區(qū)都低于切換門限，造成切換失敗。

　　因此在優(yōu)化過程中，要盡量使切換區(qū)避開街道的拐彎處或十字路口?？赏ㄟ^減小發(fā)射功率、更改天線方位角或下傾角來前后移動(dòng)切換區(qū)，使切換區(qū)位于直路上，這樣在切換前后本小區(qū)與目標(biāo)小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度變化不會(huì)太大（參見圖14）。

圖14　切換區(qū)的優(yōu)化

6、結(jié)束語(yǔ)

　　TD-SCDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的多維系統(tǒng)，實(shí)際環(huán)境的不斷變化以及語(yǔ)音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和用戶的快速增長(zhǎng)，會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)局部區(qū)域覆蓋變差、網(wǎng)絡(luò)性能下降，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)監(jiān)測(cè)工作及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作都會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展循序漸進(jìn)地進(jìn)行，不可能一蹴而就，也不可能一次就完成所有的優(yōu)化工作。

　　網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作就是不斷監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)和不斷的路測(cè)，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題，通過對(duì)設(shè)備、參數(shù)的調(diào)整，使網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)達(dá)到最佳狀態(tài)，最大限度地發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)能力，提高網(wǎng)絡(luò)的平均服務(wù)質(zhì)量。

　　在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中尤其應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題：強(qiáng)干擾、弱覆蓋、越區(qū)覆蓋、導(dǎo)頻污染、頻繁切換和異常切換、鄰區(qū)漏配或錯(cuò)配。