如何“精雕細琢”３Ｇ網絡

三足鼎立

2008年中國移動已率先在各大城市建設TD-SCDMA網絡，現在已進入試商用階段。中國聯通的CDMA網絡已轉到中國電信麾下。將來中國移動建設GSM、TD-SCDMA網絡，中國電信建設CDMA2000、EVDO網絡，中國聯通建設GSM、WCDMA網絡的格局已逐步清晰，三足鼎立之勢漸成。如何快速、高質量地建設好一張符合3G用戶需求的3G網絡，成為各運營商、設計院、設備廠家共同關心的話題。不論是建設2G網絡，還是3G網絡，都不能缺少“可研設計(可行性研究)、初步設計、網絡建設、網絡優化、網絡驗收”這幾大步驟，但是3G網絡建設又有著與2G網絡建設不同的幾個特點：

首先，高速數據傳輸的應用是3G網絡的主要亮點。因此，在網絡建設的各個階段都應額外地關注數據應用情況。其次，將來3G網絡建設完成后，將會出現2G網絡與3G網絡共存的情況，因此需要確保2G與3G高成功率的切換。第三，如何按照實際用戶的話務情況合理地分配每基站的2G和3G的資源，滿足不同用戶需求，也是網絡規劃、優化的重點。第四，隨著用戶對通信質量要求的日益苛刻，如何按照貼近用戶真實感受的方法評估一個無線網絡、建立一個與以往的網絡質量評估不同的體系，也越來越顯得重要。最后，3G牌照發放后，面對面的網絡質量、網絡建設進度、網絡效益競賽將會越加激烈，粗放式的大規模建設的年代已經過去，將來的3G網絡需要更用心地精雕細琢。

目前，如何充分發揮路測工具在3G無線網絡建設中的重要作用已是一個不容忽視的課題。下面就網絡規劃、部署和評估階段談談路測工具的作用。

網絡規劃

在該階段的一個重要任務是確定當地的信號傳輸模型。如Hata傳輸模型為：L=46.3+33.9log(f)-13.82log(Hb)+(44.9-6.55log(Hb))log(d)+Cm。其中，Cm可以通過CW(ContinueWave，連續正弦波)方式得到校準，方法如下。

選擇一片具有該地區典型地貌的區域；搭建模擬發射機?？梢圆捎萌缌_德與施瓦茨(RS)的模擬發射機TS9953，在預定搭設基站天線的位置放置模擬發射機天線，把模擬發射機的發射頻率設置為3G頻率、發射機的發射功率設置為扇區導頻功率，讓模擬發射機發射連續波；用包含測試接收機的路測設備以模擬發射機天線位置為圓心，沿扇區天線主瓣方向，以符合李氏定律的車速，盡可能詳盡地沿信號覆蓋區域的道路測試，同時保存含信號場強及經緯度信息的文件。

李氏定律表明，在40個波長上至少要采集50個采樣點，這樣測出的信號場強的測試誤差才能保證在1dB以內(測試接收機的測量誤差不計)。如果采樣點太少，則會增加測試的誤差。為了保證測試精度，測試車的行駛速度應該限制在李氏定律限定的最高速度以內。以RS的網絡分析儀TSMU為例，它具備測試接收機功能，而且測試速度很高，達1000次／秒(單頻點)，可以計算在單頻點時，TSMU滿足李氏定律的最高車速：

當然，當測試頻點多于一個時，接收機的測試速度會成倍地降低，最高車速也相應地成倍降低。所以如果接收機測試速度不快，再加上同時測試多個頻點，很可能把最高限速拉低到如30公里／小時這樣的低速，這時路測不得不在很低的速度下進行，從而大大降低測試效率。

所以，從這里可以看到，對于CW測試，接收機的測試速度是極為重要的性能指標。

最后，記錄信號場強、位置信息到文件里，導入網絡模擬器，輸入天線及基站相關參數，通過運算，信號模型得到校正。得到了準確的傳輸模型后，即可對網絡最終效果模擬。通過多次基站勘查、模擬，即可初步確定符合設計目標的可研方案。

網絡部署

清頻是基站建設前的第一步。首先要保證3G頻段內不能有非法信號。為了查找微弱的非法信號，需要靈敏度很高的頻譜儀和定向天線。

以RS的TSMU為例，它具備本底噪聲很低的頻譜儀功能，頻率范圍80MHz-3GHz，可一次性地捕捉到設定頻段內的各種微弱非法信號。(圖1)

RS的ROMES軟件可連接和控制自動旋轉定向天線，在測試過程中定向天線可自動旋轉，結合羅盤系統，可以方便地搜尋信號并準確判斷干擾源的方向，從而快速定位干擾，如圖2。

接下來要進行單基站性能測試。如果基站的時間基準出現故障，可能影響系統的性能。根據UMTS標準，基站的時間漂移不能超過0.05ppm。RS的TSMU可以長期觀察基站時間漂移情況。

接著進行長時間連續的撥打測試，確認話音呼叫能正常建立。并生成正常接通、阻塞、掉話和無服務呼叫的統計表。之后進行并行的大話務量測試用來驗證基站實際可承擔負荷。這時需要測試系統能同時連接盡可能多的測試手機。如RS公司的ROMES路測軟件可以連接16臺手機并同時測試分析，從而能更方便地實施大話務量測試。由于測試手機具備信令協議流程記錄功能，當單基站測試出現問題時，可利用路測系統的協議分析功能，進行層一、層二和層三的分析，判斷故障所在。另外，對于3G網，數據性能測試是極為重要的。因此需要驗證各種數據應用，如HTTP、UDP、FTP、Ping、Email等是否正常，并進行相應的數據性能分析(DataQualityTest)，如圖4。

HSDPA是WCDMA在數據方面的加強，因此HSDPA的數據能力測試非常重要。常見的測試是檢查申請速率與實際速率的差異。如無線環境較好但速率差異較大，可檢查HS-DPCH捆綁的碼道數量、速率限制、SCCH配置數量是否合理等參數。圖5是RS的ROMES軟件關于HSDPA測試的界面。

最后，還要實行區域優化工作。對于GSM網絡，結合測試接收機和測試手機，檢查、排除同頻、鄰頻干擾。RS的路測軟件ROMES配合其TSMU的專有技術，可自動識別GSM的同頻、鄰頻干擾及越區覆蓋。這種特別的功能可以定位極為難以尋找和定位的GSM同頻干擾，可以直接報告同頻、鄰頻干擾源的扇區名稱及位置，從而使GSM網絡優化效率得到極大提高。對于3G網絡，結合測試接收機和測試手機，檢查遺漏鄰小區、消除越區覆蓋。分析、排除2G與3G之間的切換故障等。擾碼分析和多徑測試。擾碼分析是專門針對WCDMA進行的測試。WCDMA的下行主擾碼(一種哥特碼)被用來區分基站，同時基站還發射同步信道(SCH)用來讓手機搜索最強小區以及同步。TSMU具備擾碼分析功能，它通過模擬手機找網的過程，解調空中的同步信道，然后解出主擾碼。并分析各個基站信號的覆蓋情況(包括信號強度和載干比)和它們的多徑分量，從而了解多徑干擾的嚴重程度。導頻污染測試，WCDMA和CDMA 2000都是碼分多址系統，所有的基站共用同一個頻率，依靠不同的碼(WCDMA是主擾碼)來區分基站。不同的基站之間互相干擾(自干擾系統)。如果手機除了收到服務基站的信號外，還收到來自相鄰基站的信號強度與服務基站相近的信號，對于手機小區選擇和重選是不利的。這種情況被稱為導頻污染。優化的目的是盡量降低導頻污染。圖6是用ROMES測試導頻污染的界面。

網絡評估

常規項目對比測試，為了評比不同網絡的性能，可以對不同網絡的相同項目進行對比測試。比如，可以使用RS的ROMES連接GSM、CDMA2000、UMTS的測試手機和TSMQ，并行地對一些規定項目，如接通率、接收信號強度等，進行網絡之間的對比測試。

語音感受質量評估PESQ(Perceptual Evaluation of Speech Quality)，按照用戶聽覺感受來評估網絡質量。把測試手機音頻線路連接到語音卡上，語音卡不斷地把路測軟件播放的參考音樂發送給測試手機，測試手機把音樂通過已連接的無線通道發至指定服務器，服務器通過測試手機與基站的無線通道再送回路測軟件，通過路測軟件的對比、分析，得到實時的語音感受質量指標MOS值。RS的路測軟件ROMES可以實現這種非常接近用戶真實感受的評估功能(圖7)。

視頻流質量評估VQA(video StreamingQuality Analysis)，視頻流在傳輸過程中會出現圖片丟失、圖片凍結和“馬賽克”情況，而3G用戶對傳輸圖像的質量要求又很高，因此需要對視頻流的質量進行評估。RS的路測軟件ROMES采用專有的分析技術，無須知道服務器端播放的視頻流文件，就能對視頻流質量進行分析評估(圖8)。

驗收測試，當無線網絡覆蓋、質量指標都達到了設計目標時，即可以針對規定項目進行建設項目驗收。但是，對無線網絡的優化會不斷隨著用戶數量的增加、用戶需求的不斷變化、網絡的不斷調整一直持續下去，路測工具仍然會在這周而復始的過程中發揮著重要作用。

結語

RS的3G路測工具主要包括筆記本電腦及測試軟件ROMES、GPS、3G測試手機和網絡分析儀TSMU，如圖9。TSMU擔當測試接收機、頻譜儀、擾碼分析儀的作用。這套系統已經在歐洲、香港運營商T-Mobile International，Vodafone Global，Eplus，Orange，O2，Hutchinson，Regulator authorities的2G、3G網絡建設中得到了成功的應用。RS公司已積累了18年的無線網絡規劃、調試和優化的經驗，掌握著路測系統的核心技術，并具備按照中國建設3G網絡的要求不斷發展和完善路測系統的能力。其3G路測解決方案能為中國下一代移動通信系統的發展提供有力的支持和幫助。