如何“精雕細(xì)琢”3G網(wǎng)絡(luò)

三足鼎立

2008年中國(guó)移動(dòng)已率先在各大城市建設(shè)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在已進(jìn)入試商用階段。中國(guó)聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡(luò)已轉(zhuǎn)到中國(guó)電信麾下。將來(lái)中國(guó)移動(dòng)建設(shè)GSM、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)電信建設(shè)CDMA2000、EVDO網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)聯(lián)通建設(shè)GSM、WCDMA網(wǎng)絡(luò)的格局已逐步清晰，三足鼎立之勢(shì)漸成。如何快速、高質(zhì)量地建設(shè)好一張符合3G用戶需求的3G網(wǎng)絡(luò)，成為各運(yùn)營(yíng)商、設(shè)計(jì)院、設(shè)備廠家共同關(guān)心的話題。不論是建設(shè)2G網(wǎng)絡(luò)，還是3G網(wǎng)絡(luò)，都不能缺少“可研設(shè)計(jì) （可行性研究） 、初步設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)收”這幾大步驟，但是3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)又有著與2G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不同的幾個(gè)特點(diǎn)：

首先，高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用是3G網(wǎng)絡(luò)的主要亮點(diǎn)。因此，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的各個(gè)階段都應(yīng)額外地關(guān)注數(shù)據(jù)應(yīng)用情況。其次，將來(lái)3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成后，將會(huì)出現(xiàn)2G網(wǎng)絡(luò)與3G網(wǎng)絡(luò)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(shí)際用戶的話務(wù)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(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化的重點(diǎn)。第四，隨著用戶對(duì)通信質(zhì)量要求的日益苛刻，如何按照貼近用戶真實(shí)感受的方法評(píng)估一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、建立一個(gè)與以往的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估不同的體系，也越來(lái)越顯得重要。最后，3G牌照發(fā)放后，面對(duì)面的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)度、網(wǎng)絡(luò)效益競(jìng)賽將會(huì)越加激烈，粗放式的大規(guī)模建設(shè)的年代已經(jīng)過(guò)去，將來(lái)的3G網(wǎng)絡(luò)需要更用心地精雕細(xì)琢。

目前，如何充分發(fā)揮路測(cè)工具在3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的重要作用已是一個(gè)不容忽視的課題。下面就網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、部署和評(píng)估階段談?wù)劼窚y(cè)工具的作用。

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

在該階段的一個(gè)重要任務(wù)是確定當(dāng)?shù)氐男盘?hào)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(guò)CW（ContinueWave，連續(xù)正弦波）方式得到校準(zhǔn)，方法如下。

選擇一片具有該地區(qū)典型地貌的區(qū)域；搭建模擬發(fā)射機(jī)。可以采用如羅德與施瓦茨（R&S）的模擬發(fā)射機(jī)TS9953，在預(yù)定搭設(shè)基站天線的位置放置模擬發(fā)射機(jī)天線，把模擬發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻率設(shè)置為3G頻率、發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率設(shè)置為扇區(qū)導(dǎo)頻功率，讓模擬發(fā)射機(jī)發(fā)射連續(xù)波；用包含測(cè)試接收機(jī)的路測(cè)設(shè)備以模擬發(fā)射機(jī)天線位置為圓心，沿扇區(qū)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(hào)覆蓋區(qū)域的道路測(cè)試，同時(shí)保存含信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)及經(jīng)緯度信息的文件。

李氏定律表明，在40個(gè)波長(zhǎng)上至少要采集50個(gè)采樣點(diǎn)，這樣測(cè)出的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)試誤差才能保證在1dB以內(nèi)（測(cè)試接收機(jī)的測(cè)量誤差不計(jì)）。如果采樣點(diǎn)太少，則會(huì)增加測(cè)試的誤差。為了保證測(cè)試精度，測(cè)試車的行駛速度應(yīng)該限制在李氏定律限定的最高速度以內(nèi)。以R&S的網(wǎng)絡(luò)分析儀TSMU為例，它具備測(cè)試接收機(jī)功能，而且測(cè)試速度很高，達(dá)1000次/秒（單頻點(diǎn)），可以計(jì)算在單頻點(diǎn)時(shí)，TSMU滿足李氏定律的最高車速：當(dāng)然，當(dāng)測(cè)試頻點(diǎn)多于一個(gè)時(shí)，接收機(jī)的測(cè)試速度會(huì)成倍地降低，最高車速也相應(yīng)地成倍降低。所以如果接收機(jī)測(cè)試速度不快，再加上同時(shí)測(cè)試多個(gè)頻點(diǎn)，很可能把最高限速拉低到如30公里/小時(shí)這樣的低速，這時(shí)路測(cè)不得不在很低的速度下進(jìn)行，從而大大降低測(cè)試效率。

表1  TSMU滿足李氏定律的最高車速

　　所以，從這里可以看到，對(duì)于CW測(cè)試，接收機(jī)的測(cè)試速度是極為重要的性能指標(biāo)。

最后，記錄信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)、位置信息到文件里，導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)模擬器，輸入天線及基站相關(guān)參數(shù)，通過(guò)運(yùn)算，信號(hào)模型得到校正。得到了準(zhǔn)確的傳輸模型后，即可對(duì)網(wǎng)絡(luò)最終效果模擬。通過(guò)多次基站勘查、模擬，即可初步確定符合設(shè)計(jì)目標(biāo)的可研方案。

網(wǎng)絡(luò)部署

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

以R&S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(shè)定頻段內(nèi)的各種微弱非法信號(hào)。（圖1）

圖1  TSMU測(cè)試的WCDMA上行和下行頻譜

R&S的ROMES軟件可連接和控制自動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向天線，在測(cè)試過(guò)程中定向天線可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，結(jié)合羅盤系統(tǒng)，可以方便地搜尋信號(hào)并準(zhǔn)確判斷干擾源的方向，從而快速定位干擾，如圖2。

圖2  用TSMU和自動(dòng)旋轉(zhuǎn)天線進(jìn)行干擾源定位

圖3  用TSMU觀察基站的時(shí)間基準(zhǔn)漂移

接下來(lái)要進(jìn)行單基站性能測(cè)試。如果基站的時(shí)間基準(zhǔn)出現(xiàn)故障，可能影響系統(tǒng)的性能。根據(jù)UMTS標(biāo)準(zhǔn)，基站的時(shí)間漂移不能超過(guò)0.05ppm.R&S的TSMU可以長(zhǎng)期觀察基站時(shí)間漂移情況。

接著進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的撥打測(cè)試，確認(rèn)話音呼叫能正常建立。并生成正常接通、阻塞、掉話和無(wú)服務(wù)呼叫的統(tǒng)計(jì)表。之后進(jìn)行并行的大話務(wù)量測(cè)試用來(lái)驗(yàn)證基站實(shí)際可承擔(dān)負(fù)荷。這時(shí)需要測(cè)試系統(tǒng)能同時(shí)連接盡可能多的測(cè)試手機(jī)。如R&S公司的ROMES路測(cè)軟件可以連接16臺(tái)手機(jī)并同時(shí)測(cè)試分析，從而能更方便地實(shí)施大話務(wù)量測(cè)試。由于測(cè)試手機(jī)具備信令協(xié)議流程記錄功能，當(dāng)單基站測(cè)試出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可利用路測(cè)系統(tǒng)的協(xié)議分析功能，進(jìn)行層一、層二和層三的分析，判斷故障所在。另外，對(duì)于3G網(wǎng)，數(shù)據(jù)性能測(cè)試是極為重要的。因此需要驗(yàn)證各種數(shù)據(jù)應(yīng)用，如HTTP、UDP、FTP、Ping、Email等是否正常，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)性能分析（DataQualityTest），如圖4。

圖4  用TSMU測(cè)試WCDMA網(wǎng)絡(luò)的DQA

HSDPA是WCDMA在數(shù)據(jù)方面的加強(qiáng)，因此HSDPA的數(shù)據(jù)能力測(cè)試非常重要。常見(jiàn)的測(cè)試是檢查申請(qǐng)速率與實(shí)際速率的差異。如無(wú)線環(huán)境較好但速率差異較大，可檢查HS-DPCH捆綁的碼道數(shù)量、速率限制、SCCH配置數(shù)量是否合理等參數(shù)。圖5是R&S的ROMES軟件關(guān)于HSDPA測(cè)試的界面。

圖5  RMOES的HSDPA測(cè)試界面