TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究及案例分析

鄭弘敏 官洪運(yùn) 東華大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院周榮祥 上海鐵路局安全監(jiān)察室

整個無線移動通信的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化很好地詮釋了無線移動通信的特點(diǎn)，包括靈活性，移動性和較高的通話質(zhì)量，同時隨著GPRS和TD-SCDMA中無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的引入，無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化又深入到網(wǎng)絡(luò)帶寬的分配、傳輸速率和帶寬利用率中，面對不同的技術(shù)發(fā)展，唯一不變是網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。

1 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的概念

移動通信網(wǎng)絡(luò)是一個不斷變化的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)使用環(huán)境、用戶的分布狀況以及網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)布局是一個不確定的因素，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要目的是通過對頻率的分配、基站參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一系列調(diào)整，改善原本不佳的網(wǎng)絡(luò)狀況。網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化根據(jù)時間不同分為工程優(yōu)化和運(yùn)維優(yōu)化。工程優(yōu)化主要是在工程施工以后對新建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)階段性的優(yōu)化；運(yùn)維優(yōu)化是在網(wǎng)絡(luò)移交后，對網(wǎng)絡(luò)實(shí)時優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量[1]。

2 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化內(nèi)容及措施

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化一直是圍繞著無線網(wǎng)絡(luò)的問題所在，移動網(wǎng)絡(luò)使用至今，優(yōu)化的作用尤其突出。目前圍繞3G各種不同技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化正此起彼伏地開展，以我國自行研發(fā)的TDSCDMA為例，包含著業(yè)務(wù)信道和公共信道的平衡、接力切換、只能天線等技術(shù)，同時其系統(tǒng)使用特殊幀結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)的RRM算法設(shè)計更為靈活，相對而言優(yōu)化卻更為復(fù)雜。

2.1 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化內(nèi)容

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的定義主要包括：

（1）解決用戶投訴。

（2）排除設(shè)備故障。

（3）提高技術(shù)指標(biāo)：掉話率、接通率、信噪比、小區(qū)切換成功率等。

（4）合理調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源：提高設(shè)備和頻譜利用率。

（5）均量各個下去的話務(wù)量、信令負(fù)荷以及設(shè)備負(fù)荷。

（6）建立長期網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫，并保持長期的維護(hù)。

2.2 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施

常用的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方式包括：

（1）基站勘察。將工程施工中遺留下的問題，保留至數(shù)據(jù)庫，以便日后的維護(hù)優(yōu)化。

（2）DT/CQT測試。用最為真實(shí)的現(xiàn)場測試，獲得可靠的數(shù)據(jù)資料，對問題精確地定位，及時地調(diào)整。

（3）模擬測試。通過優(yōu)化的軟件，仿真網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，并通過以往的路測，及時調(diào)整模型，使其符合現(xiàn)實(shí)狀況。也可以通過模擬軟件，模擬優(yōu)化，制定出比現(xiàn)今更為合理的優(yōu)化方案。

（4）數(shù)據(jù)核查與信令分析。主要是對網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)接口的信令進(jìn)行分析，確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在正常數(shù)值。

（5）工程參數(shù)及系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整優(yōu)化。對工程參數(shù)中站點(diǎn)位置、天線方位角、增益、下傾角和高度等方面優(yōu)化，使網(wǎng)絡(luò)覆蓋趨于合理。參數(shù)調(diào)整主要是對小區(qū)系統(tǒng)參數(shù)中公共和業(yè)務(wù)信道中參數(shù)適當(dāng)?shù)呐渲肹1]。

3 GSM與TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的異同

KPI是網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵業(yè)績指標(biāo)，考慮到網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，GSM和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)重心不同，因此KPI也有所區(qū)別，需要不同的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案和指標(biāo)支撐KPI指數(shù)。

3.1 相同的語音優(yōu)化指標(biāo)

語音的優(yōu)化一直是貫穿網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主題，在2G網(wǎng)絡(luò)中尤為明顯，雖然TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中的比例有所下降，但這仍然是關(guān)系著網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。

（1）接通率：接通率＝成功接入總次數(shù)/呼叫總次數(shù)×100%

（2）掉話率：掉話率＝掉話總次數(shù)/接通總次數(shù)×100%

（3）切換成功率：切換成功率＝切換成功次數(shù)/切換請求次數(shù)×100%

（4）話音建立時延。話音建立時延是指從用戶呼叫開始到對方振鈴之間的時間差，是反映系統(tǒng)性能的指標(biāo)。

3.2 不同的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

TD-SCDMA在2G基礎(chǔ)上，拓展了包括流媒體業(yè)務(wù)、應(yīng)用程序下載、網(wǎng)頁游覽等業(yè)務(wù)。

（1）可視電話。可視電話與語音測試包括：接入時延、接通率、掉話率和切換率等KPI指標(biāo)，對方案優(yōu)化的制訂和參數(shù)調(diào)整有著明顯作用。

（2）PS測量。 PS測量就是針對FTP上傳和下載中數(shù)據(jù)傳輸速率的測試：PS的KPI指標(biāo)有PDP激活成功率、通信中斷率、做大吞吐率和平均吞吐率等。

（3）流媒體業(yè)務(wù)。是TD-SCDMA的重中之重。測試通過WAP發(fā)起業(yè)務(wù)，終端是否能成功登陸服務(wù)器，完成播放和下載；時隙分配和速率是否匹配；不同格式的播放：視頻和音頻是否同步一致；能否終端。測試的KPI主要是流媒體業(yè)務(wù)的成功率、中斷率和下載速度。

（4）Java業(yè)務(wù)。測試從Java平臺從Http方式下載Java程序。測試程序是否能夠安裝，能夠使用。測試的KPI指標(biāo)包括下載速率、下載成功率和下載中斷情況。

（5）TD-SCDMA與GSM網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)。在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中應(yīng)考慮TD-SCDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)間的負(fù)荷分擔(dān)，兩網(wǎng)絡(luò)間關(guān)聯(lián)主要來自覆蓋小區(qū)的重選和切換[3]，如何盡量保持UE駐留在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中、在不造成乒乓效應(yīng)同時有效設(shè)置優(yōu)化切換網(wǎng)絡(luò)門檻及保證網(wǎng)絡(luò)切換或者重選時平滑過渡是TD-SCDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中共同的任務(wù)。

4 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)2個優(yōu)化案例分析

網(wǎng)絡(luò)中主要出現(xiàn)的問題是：頻率干擾、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、覆蓋、切換、話音質(zhì)量和設(shè)備問題。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)故障和失敗分析時，主要工作方向是提高話音質(zhì)量、覆蓋率、切換成功率、接通率和數(shù)據(jù)吞吐量，減少掉話率，給用戶提供一個優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)[2]。

4.1 CS掉話率案例

具體案例如圖1。原因分析如圖2。

圖1 CS掉話率明顯惡化

圖2 參數(shù)修改圖

解決方案：考慮提升外環(huán)功參數(shù)，來控制內(nèi)環(huán)功控：NodeB估算接收上行DPCH的SIRapc。然后NodeB根據(jù)以下法產(chǎn)生TPC命令：

如果 SIRapc＞SIRtarget，那么傳送的 TPC 命令為“DOWN”。

如果 SIRapc<＝SIRtarget，那么傳送的 TPC 命令為“UP”。

修改RNC424、425上下行無線失步定時器參數(shù)后，解決了因失步造成的掉話次數(shù)增加。

調(diào)整結(jié)果如圖3。

圖3 調(diào)整后的掉話率圖

從修改結(jié)果來看，CS掉話率改善了0.1～0.2個百分點(diǎn)。

4.2 切換案例

UE在內(nèi)環(huán)龍陽路段自東向西移動，占用“大唐”RNC411下寶都小區(qū)，鄰區(qū)是“華為”RNC437的龍陽小區(qū)，RSCP滿足條件，UE多次上報測量報告，未收到物理信道重配置命令，無法正常切換出寶都小區(qū)，最終掉話（見圖4）。

圖4 路測圖

因各種原因造成的RNC歸屬不正確的基站，我們稱為插花站。

原因分析：從現(xiàn)象看，大唐和華為RNC間切換時，手機(jī)占用寶都小區(qū)，從前臺看到手機(jī)一直上報測量報告但未收到物理信道重配置命令，無法切出寶都小區(qū)，最后發(fā)生掉話。檢查對應(yīng)時段大唐RNC的cdl記錄，發(fā)現(xiàn)RNC確實(shí)收到了UE上報的測量報告，但始終未下發(fā)物理信道重配命令。同時寶都小區(qū)所在的RNC411與目標(biāo)小區(qū)RNC437歸屬不同MSC，正常切換時，RNC需要向核心網(wǎng)上報Handover Require，但從cdl來看，RNC未上報Handover Require，據(jù)此判定未觸發(fā)切換的原因是RNC拒絕。

分析大唐系統(tǒng)RNC間切換相關(guān)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)大唐RNC級參數(shù)中有一參數(shù)名稱為“RNC間切換懲罰定時器”，默認(rèn)設(shè)置值為16 s。參數(shù)含義：當(dāng)終端切入大唐RNC后，“RNC間切換懲罰定時器”超時前不允許終端切出“RNC”。防止“RNC”間頻繁的乒乓切換。正常情況下該參數(shù)設(shè)置16 s沒有問題，但對插花站，其孤島特性，在路測過程中極易出現(xiàn)切入插花站后10 s內(nèi)需要切出的情況，該參數(shù)設(shè)置過大將造成UE無法正常切出造成掉話。

修改方案：修改“RNC間切換懲罰定時器”，由16 s修改為5 s。

調(diào)整結(jié)果如圖5。

圖5 調(diào)整后的路測圖

調(diào)整后，路測顯示UE切換明顯正常，沒有出現(xiàn)因切換問題導(dǎo)致掉話的現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化貫穿整個網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行不僅僅依賴網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的質(zhì)量，更加注重網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和優(yōu)化，如何使得網(wǎng)絡(luò)能夠承載更多的負(fù)荷，如何提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率是重中之重，TD-SCDMA是中國自己研發(fā)的3G技術(shù)，同時也是運(yùn)用較為廣泛的網(wǎng)絡(luò)，對于TD網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，需要不斷地探索和研究，使其能夠流暢地運(yùn)行，體現(xiàn)我國無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的科技水平。