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TD-SCDMA网络优化设计方案

课程设计

移动通信
课程设计报告

题目:

TD-SCDMA 网络优 化设计方案

班级: 姓名: 学号:

通信 13-4 李杰 1306030411

指导教师: 杨春玲 成绩:

电子与信息工程学院 信息与通信工程系

引言
TD-SCDMA(简称 TD)是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信技术标准,现阶 段 TD 无线网络优化已成为 TD 网络运营的重要内容。一方面 TD 优化要解决网络运行的 各种问题,如覆盖差、接通失败、掉话、切换失败、数据业务性能不佳等;另一方面,在 保障 TD 网络稳定运行的基础上,需要优化无线资源投放配置,提升网络利用率,使 TD 网络发挥 3G 的优势,最大限度地满足客户的需要,提升客户的感知度。 TD 网络优化主要是通过调整各种工程参数、性能参数以及网络资源配置,使整个网 络达到现阶段对各种 KPI 指标的目标要求。但由于网络技术、无线环境、用户分布和行为 等影响因素都是动态变化的,对各种 KPI 指标的目标要求也是变化的,所以网络优化工作 是一项长期的持续性过程。 TD 无线网络优化工作遵循“最佳的系统覆盖”、 “系统干扰最小”、 “均匀合理的负荷”等标准。

1 设计题目意义
在 3G 系统中网络优化是一项至关重要的工作,也是运营商最关心的工作之一。从运 营商效益方面考虑,希望在现有网络资源下,合理配置网络,提高设备利用率以及优化网 络运行质量;从用户满意度方面考虑,需满足用户对于服务质量的要求,提供更加可靠、 稳定、优质的网络服务。TD-SCDMA 系统具有频谱率用率高、兼容性好、系统性能稳定等 优点,在我国目前的第三代移动通信领域占有重要地位。

2 综述 TD-SCDMA 系统主要特点
TD-SCDMA 使用了智能天线、 联合检测和同步 CDMA 等先进技术, 因此在系统容量、 频率利用率和抗干扰能力等方面具有突出的优势。
表 1-1 TD-SCDMA 系统主要技术性能 Tab.1-1 Main technical performance of TD-SCDMA system TD-SCDMA 载频间隔/MHz 码片速率/(Mc/s) 帧长/ms 基站同步 功率控制 下行发射分集 频率间切换 检测方 信道估计 编码方式 1.6 1.28 10(分为两个子帧) 需要 0-200Hz 支持 支持, 可用空闲时隙 进行测量 联合检测 DwPCH、UpPCH、 中间码 卷积码 Turbo 码

2.1 频谱灵活性和支持蜂窝网的功能
TD-SCDMA 采用 TDD 方式,仅需要 1.6MHz(单载波)的最小带宽,因此频率安排 灵活,不需要成对的频率,可以使用任何的零碎的频段,能较好的解决当前频率资源紧缺 的矛盾。若一个运营网络上仅有 5MHz 的带宽,则可支持 3 个载波,可在一个地区组成蜂 窝网(由 3 个小区构成区群,在每个区群中,每小区使用一个不同的载频) ,提供高速移 动业务。

2.2 高频谱利用率
TD-SCDMA 频谱利用率高,抗干扰能力强,系统容量大,适于在人口密集的大、中城

市传输对称与非对称业务;尤其适合移动 Internet 业务。

2.3 适用于多种使用环境
TD-SCDMA 系统全面满足 ITU 的要求,适用于多种使用环境。

业务模型、信道模型和系统模型将对无线资源管理(RRM)算法的设计产生决定性的 影响。由于业务参数模型和信道模型对所有第三代移动通信系统是相同的,因而决定各系 统 RRM 不同的因素主要是物理层技术。和其他第三代移动通信系统相比,TD-SCDMA 系统 物理层技术上采用了智能天线、联合检测、上行同步以及特殊的帧结构等,因此,该系统 的 RRM 设计比较灵活。

3 TD-SCDMA 网络优化涉及的主要内容及过程
3.1 TD-SCDMA 优化内容
TD.SCDMA 网络优化内容 RF 优化作为网络优化中的一个阶段,是对无线射频信号 进行优化,目的是在优化信号覆盖的同时,控制干扰和导频污染。保证下一步业务参数优 化时无线信号的分布是正常的。包括如下部分的内容: 信号覆盖问题优化:信号覆盖的优化包括两个部分的内容,一方面是对覆盖空洞的优 化,保证网络中导频信号的连续覆盖;另一方面是对主导小区的优化,保证各主服务小区 的覆盖面积合理,没有过大和过小的情况,主服务小区边缘清晰,尽量减少主服务小区交 替变化的情况。 通过 PCCPCH 强度、 接收功率、 发送功率和覆盖里程比等来衡量覆盖性能。 干扰问题优化:除了外部干扰外,TD-SCDMA 干扰包含了传统 CDMA 系统的白干扰 和其特殊的地方,如下行 DwPTS 对上行 UPPTS 之间的干扰,时隙干扰等等。对 RF 优化 中发现的干扰问题,需要具体问题具体分析,根据干扰特征,定位干扰的类别,从而进一 步分析出干扰源并加以解决。 网络优化的主要工作是提高网络的性能指标,包括: (1)容量指标:反映容量的指标是上下行负载。 (2) 覆盖指标: 反映覆盖的指标有 PCCPCH 强度、 接收功率、 发送功率和覆盖里程比等。 覆盖的问题主要有无覆盖、越区覆盖、无主覆盖等,覆盖问题容易导致掉话和接入失败, 是优化的重点。

(3)质量指标:对于语音业务,反映业务质量的指标是误帧率;对于数据业务,反映业 务质量的指标主要是吞吐率和时延。 (4)接入指标:反映接入的指标是业务接入完成率。导致接入失败的主要原因有无覆盖、 越区覆盖、邻区列表不合理以及协议不完善等。 (5)成功率指标:反映成功率指标的参数是业务的无线接通率等。 (6)切换指标:反映切换指标的参数是切换成功率。

3.2 干扰的优化
3.2.1 干扰的分析
TD 网络主要的干扰源有:UP 干扰、导频污染、扰码规划不合理导致的干扰、系统外 干扰(如小灵通)等。这些干扰混叠在一起,给 TD 网络质量带来了非常严重的影响,今 年年初网管统计出的严重干扰小区占全网小区比例高达 30%。随着 TD 网络规模的逐渐扩 大,网内干扰也不断增加,目前北京 TD 网络存在 UP 干扰的小区占室外小区总数 50%以 上,干扰问题给 TD 网络运营带来了严峻的挑战:KPI 恶化、数据业务速率下降明显、用 户感知度差等。 TD 网内干扰产生的根本原因是 TD 网络信道码和扰码较短,频率资源不足,加上 TD 网络站址布局和基站覆盖范围不尽合理,主要方面包括: (1)远处基站下行导频(DwPTS)对近处基站上行导频(UpPTS)的干扰,如果两个基 站相距 22 公里以上,但被干扰基站仍能收到干扰基站 DwPTS 信号时,就会造成对被干扰 基站 UpPTS 的干扰,导致业务接入困难。 (2)小区间同频干扰(公共信道干扰和业务信道干扰) 公共信道干扰:由于网络规划和建设无法实现理想的基站规则分布,同时受无线环境 影响出现越区覆盖等,很可能会出现主载波同频邻区;业务信道干扰: TD 网络应用 N 频点 技术,辅载波间是同频组网。如图 3-1 为以上两种情况下的示意图。

3.2.2 干扰解决方案
(1)UpPCH 偏移技术 为了降低远处基站下行导频(DwPTS)对近处基站上行导频(UpPTS)的干扰,在 TD 系统引入了 UpPCH 偏移技术方案, 将上行信道 UpPCH 灵活配置在无线子帧的不同上行时 隙的不同位置。这个位置可由无线网络控制器(RNC)根据基站(Node B)对上行时隙的 干扰进行测量而确定, 终端接收 RNC 的命令在子帧的合适位置发送上行同步信道 (UpPCH) ,

以达到规避干扰的目的。当某些小区的接通率持续较低或出现 UpPCH 干扰告警时,网络 优化人员通过网管系统调整 UpPCH 偏移值,从而达到降低干扰的目的。 (2)优化网络覆盖,降低干扰:根据实地测试情况调整天线下倾角,调节天线方位角, 部分站址/天线不合理的要坚决升高或搬迁。TD 网络通过持续开展精细化覆盖调整,已较 大程度降低了干扰。 (3)干扰较高的区域更换频点,如针对室外采用扩容频点(4/5/6)或室内频点(1/2/3) , 以此来降低同频干扰。

3.3 覆盖的优化
良好的无线覆盖是保障移动通信质量和指标要求的前提。对于 TD,覆盖的指标 C/I, 在很大程度上决定了未来 N 频点网络容量上升,导致业务同频时网络性能下降的程度,覆 盖问题是目前影响 TD 网络性能最主要的因素, 一般业务的 KPI 问题和覆盖问题紧密相关。 覆盖问题表现为覆盖空洞、 覆盖弱区、 越区覆盖、 导频污染和邻区设定不合理等几个方面。

3.3.1 覆盖问题主要由以下几个原因引起
由网络规划考虑不周全或不完善的无线网络结构引起;由设备导致;工程质量造成; 发射功率配置低,无法满足网络覆盖要求;建筑物等引起的阻挡。

3.3.2 常用的优化措施主要有
工程参数调整;RF 参数修改;功率调整;SCCPCH 与 PICH 时隙调整增加 PCCPCH 发射功率;改变波瓣赋形宽度;使用 RRU。

3.3.3 覆盖优化案例分析现象描述
建国路 3 和中粮仓储 2 覆盖的建国路路段覆盖弱,由建国路 1 与土产公司 2 覆盖的东 北角覆盖弱,C/I 都很差,如图 3-2 所示。

图 3-2 覆盖问题案例 Fig.3-2 Coverage problem case

优化解决:通过对该路段的反复路测,调整建国路 1 扇方位角由 60 度至 50 度,来增 强建国路站的东北部覆盖效果。调整建国路 1 扇的下倾角由 4 度至 8 度,减小它的覆盖范 围,避免乒乓切换。调整建国路 2 扇的下倾角由 4 度至 6 度,减小它的覆盖范围,避免乒 乓切换。调整建国路 3 扇的下倾角由 6 度至 8 度,减小它的覆盖范围,避免乒乓切换。 调整后,该覆盖弱场的切换成功率大为改善,接通率得以提高。

3.4 切换的优化
3.4.1 切换成功率低的原因有
缺少相邻小区关系; 部分地段乒乓切换问题突出; 高速路上切换不及时导致切换失败; 覆盖弱导致切换成功率低;内外部干扰导致切换失败;设备故障导致切换失败。

3.4.2 主要的优化手段有
使用扫频仪发现漏配邻区;合理控制覆盖、简化切换带(根本解决办法) ;使用切换 迟滞、小区独立偏置、滤波系数、以及切换时长等切换参数(缓解问题) ;切换带的控制 使用上 3dB 的覆盖范围控制;控制切换带的位置,避免切换带在十字路口;加强切换带的 信号;排查上下行干扰;故障站点排障。

3.4.3 切换优化案例分析现象描述
高速公路上两个站点之间切换成功率不高。优化解决:从信令入手,发现是物理信道 重配置失败导致切换掉话。这说明终端已经收到物理信道重配置消息,但是一直在等待与 目标小区建立上行同步,在超过定时器规定的时间后仍然没有收到目标小区下发的同步完 成消息,导致终端回滚到源小区,上报物理信道重配置失败。从上面的分析我们可以看出 上行链路存在问题。因此首先想到的是 Dw 对 Up 的干扰。通过查看 LMT 发现底噪正常, 但是没有 Up 上来。 修改 T312 从 1s 至 3s, 增加专用物理信道建立后等待同步指示的时间, 增加同步成功的概率。另外修改 UP 期望接收功率由-95dBm 至-85dBm,提高手机发射 UP 时候的功率。最后验证切换全部成功,没有回切,无掉话。

4 TD-SCDMA 工程优化包括新建网络以及扩容工程的优化
4.1 新建网络

4.1.1 常规优化
网络优化的方法很多,结合目前 TD-SCDMA 网络状况,通常获取用户投诉信息和 CQT、 DT 测试为主来发现问题,同时提取 OMCR 话务统计来配合定位问题,应用各种 软件分析,利用信令跟踪分析法、话务统计分析法及路测分析法,分析查找问题的根源。 在建网初期一般采用循序渐进、分阶段的方法来实施优化: (1)单站验证:对新开通基站进行单站验证,检查基站发射功率、覆盖是否符合规划要求、 基站参数设置是否合理,避免单站问题带入簇优化中来; (2)分簇优化:进行分簇方式进行有效优化,要求能够及时跟踪; (3)片区优化:片区优化在簇优化完成的基础上,将几个簇联合一起优化,重点考核簇边界 切换等情况; (4)全网优化:全网优化在片区优化基础上完成,考核各个片区间的切换及参数的统一性。

4.1.2 专题优化
除了网络常规优化外,因覆盖场所多样化,还需要进行网络专题优化。网络专题优化 主要正对城市重点场所如高架桥、高速公路、高速铁路、海面、城中村、大型场馆等复杂 且难以覆盖场所进行。

4.2 扩容优化
随着 TD 数据业务的大力发展,由于无线资源不足及超负荷等问题,在系统运行过程 中出现话务量不均衡的现象,某些地区甚至会频繁的发生话务拥塞的情况,严重影响了用 户的接通率,导致用户无法接入 TD 网络。要进行容量优化需要对基站话务统计数据仔细 进行分析。针对 TD 网络的容量优化 , 可采用 ADPCH 复用技术。 目前 2:4 时隙配比(1 个 HSDPA 载频,3 个 HSPDSCH)下,设置上行业务分配最 小速率为 32 kbps,主载频最大承载 HSDPA 用户数为 6 个;主载频配置 HSDPA,3 个 HS-PDSCH 时隙配置。为了改善 HSDPA 用户体验,增加同时在线的 HSDPA 用户数, 对 HSDPA 伴随信道复用机制(ADPCH 复用)进行测试。修改 NBR,将 HSDPA 的接 入速率改为 16 kbps,进行复用系数为 2 的容量测试及切换测试。通过测试,得出以下结 论: (1) 通过室内外小区多种场景测试,单载频承载最大 HSDPA 用户数可以达到理论最大值 12 个; (2) 12 个 UE 同时在线时小区总吞吐量均在 1.0Mbps 以上;

(3) HSDPA 伴随信道复用开关打开与否,不会对切换造成影响。

5 小结
工程优化作为无线网络建设中的关键一环,可保证新建网络的网络性能和网络质量, 使网络达到最佳运行状态。本文在引入工程优化技术基本理论的基础上,分析了 TD—SCDMA 网络关键技术对于网络规划优化的影响,并给出 TD—SCDMA 无线网络工 程优化的实施流程。由于 TD—SCDMA 系统目前尚没有已商用的网络,TD—SCDMA 无 线网络工程优化的理论较为匮乏, 还需在实践中继续积累经验, 将 TD—SCDMA 无线网络 工程优化技术理论进一步完善。


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