TD-SCDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的覆蓋和容量測試探討

　　為了給用戶(hù)提供可靠的通信保證，移動(dòng)通信的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )必須滿(mǎn)足合適的性能指標。覆蓋、容量、切換性能等都是衡量移動(dòng)通信系統無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )性能的關(guān)鍵指標（KPI）。

　　對于TD-SCDMA系統，需要在真實(shí)的無(wú)線(xiàn)環(huán)境下對網(wǎng)絡(luò )的性能進(jìn)行全面深入的驗證，同時(shí)由于TD-SCDMA采用了智能天線(xiàn)、聯(lián)合檢測、上行同步、接力切換、動(dòng)態(tài)信道分配等關(guān)鍵技術(shù)，對傳統的網(wǎng)絡(luò )規劃和分析方法帶來(lái)一定的影響，也需要通過(guò)測試來(lái)驗證各項技術(shù)的綜合效果，為實(shí)際的網(wǎng)絡(luò )建設積累一定的經(jīng)驗。

　　TD-SCDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的覆蓋及容量測試

　　無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )關(guān)鍵性能指標（KPI）測試是對無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )運行和服務(wù)質(zhì)量的直接驗證，需要通過(guò)對特定區域（如城區、高速公路等）無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )信號的參數指標進(jìn)行客觀(guān)的考察和評估，并對測試中發(fā)現的問(wèn)題，如掉話(huà)、弱覆蓋、干擾等進(jìn)行分析并得出相應的解決方法。覆蓋和容量測試是其中的主要內容。

　　KPI測試應遵循客觀(guān)科學(xué)的原則，由制定測試目標、確定測試內容、細化測試用例、構建測試環(huán)境、準備測試工具和儀表、執行測試方案、分析測試結果及問(wèn)題重現定位和完成測試報告等多個(gè)環(huán)節共同完成。整體流程如圖1所示。

　　無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )關(guān)鍵性能指標測試流程

　　1.測試目標

　　覆蓋測試的目標是確定被測小區各種不同業(yè)務(wù)的覆蓋范圍，確定其網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍是受限于上行還是受限于下行，通過(guò)測試，獲得TD-SCDMA系統在使用智能天線(xiàn)條件下，在不同的傳播環(huán)境條件及同頻、異頻組網(wǎng)條件下獲得網(wǎng)絡(luò )覆蓋性能及相關(guān)的實(shí)際數據，為T(mén)D-SCDMA通信系統的網(wǎng)絡(luò )建設提供一定的指導作用。

　　容量測試的目標是得出TD-SCDMA小區在同頻組網(wǎng)和異頻組網(wǎng)條件下的最大用戶(hù)數量，分析TD-SCDMA的系統容量在不同條件下的受限原因，分析基站的配置、終端的性能以及業(yè)務(wù)模型等各種因素對系統容量的影響，得出系統的網(wǎng)絡(luò )設計和規劃方案，給網(wǎng)絡(luò )建設和運營(yíng)維護者提供參考。

　　2.測試網(wǎng)絡(luò )環(huán)境

　　用于測試網(wǎng)絡(luò )的最小規模為一層蜂窩的網(wǎng)絡(luò )結構。即有7個(gè)小區構成蜂窩覆蓋，選擇中心站點(diǎn)為主測小區;測試站型可分為全向站和定向站;測試環(huán)境可選擇密集城區、一般城區、市郊和遠郊等多種環(huán)境。

　　3.測試系統和工具

　　待測網(wǎng)絡(luò )系統應處于正常工作狀態(tài)，能滿(mǎn)足多種業(yè)務(wù)（話(huà)音、可視電話(huà)、分組業(yè)務(wù)）的正常進(jìn)行。RNC和基站除能實(shí)時(shí)進(jìn)行數據采集外，還應具備OCNS（OrthogonalChannelNoiseSource ）的模擬加載功能，從而完成某些特定測試條件的構造。

　　測試工具包括路測系統和網(wǎng)絡(luò )側測試儀表。路測系統包括數據采集前端、全球定位GPS、筆記本電腦及專(zhuān)用測試軟件等在內的一整套系統。網(wǎng)絡(luò )側的測試儀表主要由各個(gè)接口的協(xié)議分析儀組成，結合系統操作維護平臺，獲得系統側的重要信息。通過(guò)與路測儀的記錄聯(lián)合分析，我們可以得到測試過(guò)程中在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )方面的完整信息，從而能夠準確得出測試結果，更易對問(wèn)題進(jìn)行定位。

　　4.測試內容

　?。?）覆蓋測試

　　在每個(gè)TD-SCDMA系統的覆蓋區內，分別在同頻組網(wǎng)和異頻組網(wǎng)的條件下，選擇一個(gè)單小區進(jìn)行覆蓋能力的測試。覆蓋測試對象包括P-CCPCH信道和各種業(yè)務(wù)信道。根據實(shí)際的網(wǎng)絡(luò )設置，對P-CCPCH信道的測試，采用無(wú)線(xiàn)信號全向發(fā)射;對業(yè)務(wù)信道的測試，采用智能天線(xiàn)賦形發(fā)射，業(yè)務(wù)一般包括AMR（12.2kbit/s）、可視電話(huà)、PS業(yè)務(wù)下行等。

　　根據TD-SCDMA的組網(wǎng)方式為同頻還是異頻，本小區是否存在其它用戶(hù)，鄰小區是否存在干擾，具體的測試項目分為鄰小區關(guān)閉下的覆蓋測試、同頻組網(wǎng)下的覆蓋測試及異頻組網(wǎng)下的覆蓋測試。每一類(lèi)覆蓋測試下面，又分為本小區無(wú)其他用戶(hù)、本小區部分用戶(hù)（部分加載）和本小區滿(mǎn)用戶(hù)（滿(mǎn)載）3種情況。需指出的是，由于不同業(yè)務(wù)占用的無(wú)線(xiàn)資源不盡相同，所有加載方式并不能對所有業(yè)務(wù)信道完全適用。

　?。?）容量測試

　　容量測試應針對上面提到的各種業(yè)務(wù)進(jìn)行。需要注意的是，在測試過(guò)程中應重點(diǎn)考察混合業(yè)務(wù)，如PS分組業(yè)務(wù)和AMR語(yǔ)音業(yè)務(wù)的混合容量測試。根據TD-SCDMA的組網(wǎng)方式為同頻還是異頻，鄰小區是否存在用戶(hù)，具體的測試項目分為以下幾種情況來(lái)進(jìn)行—鄰小區關(guān)閉下的容量測試、同頻組網(wǎng)下的容量測試及異頻組網(wǎng)下的容量測試。

　　具體測試方法

　　1.覆蓋測試方法

　　覆蓋測試場(chǎng)景分為室外和室內兩種。其中室外覆蓋測試分為徑向拉遠和環(huán)行覆蓋兩部分，其中，徑向拉遠測試主要完成單小區徑向上的最大覆蓋距離測試，環(huán)行覆蓋主要完成在小區覆蓋范圍之內，在各方向和地理環(huán)境下的業(yè)務(wù)質(zhì)量和信號效果的考察。

　　在測試之前，首先要對小區的部分參數的取值（如站型、廣播信道碼域發(fā)射功率、專(zhuān)用信道的碼域發(fā)射功率最大值，上行和下行BLER目標值等）進(jìn)行約定，以期得到某種典型設置下的覆蓋情況，從而使結果更具有參考性。室外測試中，采用測試車(chē)攜帶路測設備，在預先選定的測試路線(xiàn)上，以低于30公里/每小時(shí)的速度行駛，路測設備和網(wǎng)絡(luò )側同時(shí)記錄終端和系統的相關(guān)參數。為最大程度地消除測試結果的偶然性，測試次數不限于一次，應根據測試情況靈活確定。

　　室內測試中，可以采用動(dòng)態(tài)覆蓋測試和定點(diǎn)靜態(tài)覆蓋測試兩種方式。動(dòng)態(tài)測試用于測試無(wú)線(xiàn)信號在建筑物內的某條路線(xiàn)上的連續覆蓋效果，其測試方法和室外測試基本相似;定點(diǎn)靜態(tài)測試用于測試在不同穿透損耗、不同的多徑環(huán)境下特定地點(diǎn)的覆蓋情況，通常在建筑物內的不同樓層、不同方向，有代表性地選擇穿透損耗不同的幾個(gè)測試地點(diǎn)進(jìn)行各種業(yè)務(wù)的測試，并察看各點(diǎn)的業(yè)務(wù)質(zhì)量，結合該點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)環(huán)境分析影響覆蓋的主要因素。

　　在徑向測試中，每次測試應以各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量是否滿(mǎn)足目標（各業(yè)務(wù)的BLER目標值）作為小區邊界的判定原則，即以NodeB測量到的上行業(yè)務(wù)信道的BLER、UE測量到的下行業(yè)務(wù)信道的BLER值進(jìn)行比較，以先超出目標值而后再降下來(lái)的地點(diǎn)作為小區的邊緣。

　　2.容量測試方法

　　單小區最大理論容量。對于TD-SCDMA系統來(lái)說(shuō)，根據在每個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)隙上提供的碼字資源，可計算得出各種業(yè)務(wù)的最大理論容量。如表1所示。

　　業(yè)務(wù)類(lèi)型AMR12.2kPS64k/64kPS128k/64kPS384k/64k混合業(yè)務(wù)

　　理論容量（UE數）2353120

　?。?PS64k+19CS12.2k）

　　容量測試即需要驗證實(shí)際環(huán)境下，接入的最大用戶(hù)數是否能達到或接近理論值。具體說(shuō)來(lái)，容量測試分為靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試兩部分。

　　在靜態(tài)測試中，將終端均勻放置于預先選定好的各個(gè)測試地點(diǎn)，按要求依次發(fā)起規定業(yè)務(wù)，路測終端和網(wǎng)絡(luò )側分別記錄隨終端數量增加帶來(lái)的無(wú)線(xiàn)信號的變化情況，直到接入到最大數量;靜態(tài)測試的地點(diǎn)選擇，可以分為集中于一個(gè)近點(diǎn)、分布于多個(gè)信號強度相同但位置不同的地點(diǎn)和分布于多個(gè)信號強度不同且位置不同的地點(diǎn)等多種分布情況。

　　在運動(dòng)測試中，由幾輛測試車(chē)分別攜帶終端，發(fā)起業(yè)務(wù)后分別在小區內選定的不同測試路線(xiàn)上，以低于30公里/每小時(shí)的速度行駛，路測設備和網(wǎng)絡(luò )側同時(shí)記錄終端和系統的相關(guān)參數。為最大程度地消除測試結果的偶然性，測試次數不限于一次，應根據測試情況靈活確定。

　　同樣，為保證在某種典型設置下的測試結果更具有參考性，在測試之前也要首先對小區的部分參數的取值進(jìn)行約定。測試中，每次測試應以滿(mǎn)足業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量的最大用戶(hù)數作為小區容量的判定原則，即測試中，在每個(gè)測試地點(diǎn)持續接入新的UE，直到不能穩定接入，此時(shí)把能夠穩定接入并保持一定通話(huà)時(shí)間的呼叫總個(gè)數作為小區容量。

　　對于網(wǎng)絡(luò )上下行受限的判斷，應根據達到最大數量時(shí)的終端發(fā)射功率和基站的總發(fā)射功率作為依據。當基站的總發(fā)射功率先達到最大，通常判定為下行受限;反之，為上行受限;如果基站和終端的發(fā)射功率幾乎同時(shí)達到最大，此時(shí)判定為上下行同時(shí)受限。如果接入用戶(hù)數量達到了理論上的最大值，即占滿(mǎn)了全部的碼域資源，但此時(shí)上下行功率尚未達到最大，可以判定此時(shí)為碼字受限，即受限于系統提供的碼域資源。

　　3.加載方式定義

　　無(wú)論是覆蓋測試還是容量測試，不光要考慮異頻組網(wǎng)和同頻組網(wǎng)對測試結果的影響，還需要考慮鄰小區和本小區（覆蓋測試）有無(wú)用戶(hù)條件下的結果變化，因此需要對加載方式做出約定。

　　加載方式分為真實(shí)用戶(hù)加載和模擬加載兩種方式，真實(shí)用戶(hù)加載方式是采用其他終端發(fā)起實(shí)際業(yè)務(wù)的方式，對測試終端形成加載;而模擬加載一般采用正交信道噪聲源（OCNS）的模擬加載方式，即在基站側拿出某時(shí)隙的部分物理信道資源（簡(jiǎn)稱(chēng)碼道），采用全向、隨機或定向的波束賦形方式，進(jìn)行無(wú)線(xiàn)信號的發(fā)射，從而模擬小區中的移動(dòng)用戶(hù)，得出對本小區或鄰小區產(chǎn)生干擾的情況。

　　測試結果分析方法

　　測試完畢后，需要對測試記錄進(jìn)行分析，得到所需的測試結果。測試結果的分析，包括兩個(gè)方面：?jiǎn)螠y試用例的結論分析和測試用例間的分析比較。

　　1.覆蓋測試的結果分析

　　為對覆蓋測試的結果進(jìn)行充分而準確地分析，需要在測試過(guò)程中保證上行和下行的某些關(guān)鍵參數能夠被準確無(wú)誤的記錄下來(lái)，針對TD-SCDMA系統的覆蓋測試來(lái)說(shuō)，需要實(shí)時(shí)記錄的主要數據包括如下。

　?。?）路測終端側：需要記錄測試路線(xiàn)上各采樣點(diǎn)的接收信號碼域功率，載波干擾比，UE發(fā)射功率，下行業(yè)務(wù)信道的BLER（誤塊率）值，下行業(yè)務(wù)信道的RSCP和路測儀計算出的路徑損耗;（2）系統側：需要記錄測試過(guò)程中的下行業(yè)務(wù)信道的TCP（碼域發(fā)射功率），上行業(yè)務(wù)信道的RSCP和BLER。

　　通常，P-CCPCH廣播信道的覆蓋情況只需要考察測試路線(xiàn)下行的接收信號碼域功率，載波干擾比即可。而在考察業(yè)務(wù)信道的覆蓋時(shí)，需要對上下行這兩部分數據按照對應的時(shí)間或者系統幀號（SFN）進(jìn)行合并，得到同一個(gè)地點(diǎn)的上下行信道的綜合信息。根據這些信息，可以形成以距基站的距離為橫坐標，各無(wú)線(xiàn)參數為縱座標的曲線(xiàn)圖以及更為直觀(guān)的以電子地圖為背景的MapInfo格式的測試結果圖。

　　在得到上述測試結果圖后，可以根據小區邊界及受限情況的判定準則，得到每種業(yè)務(wù)和每種條件下的小區覆蓋邊界，同時(shí)根據圖形給出的信息，得出覆蓋受限的原因。同時(shí)根據路徑損耗的變化，可以得到在測試路線(xiàn)上，各采樣點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)信號的實(shí)時(shí)變化情況，一方面可以對測試結果做輔助分析，另一方面也可結合小區中道路和地面環(huán)境對網(wǎng)絡(luò )現有覆蓋的質(zhì)量進(jìn)行一定程度的評估。

　　在得到每個(gè)單獨測試例的測試結果之后，可以將這些測試結果放在一起，進(jìn)行對比、分析，從而對TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò )在多業(yè)務(wù)運營(yíng)、異頻和同頻組網(wǎng)條件下的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )規劃提供可供參考的結論。

　　2.容量測試的結果分析

　　和覆蓋測試不同，對于容量測試來(lái)說(shuō)，需要隨著(zhù)終端數量的增加，階段性地實(shí)時(shí)記錄測試終端和系統測試的關(guān)鍵數據。

　?。?）路測終端側：記錄UE的發(fā)射功率，下行業(yè)務(wù)信道的BLER（誤塊率）值，下行業(yè)務(wù)信道的RSCP，下行時(shí)隙的ISCP（干擾信號碼域功率）等;（2）系統側：在記錄測試終端參數的同時(shí)，需要記錄測試過(guò)程中的基站發(fā)射功率，寬帶接收總功率，下行業(yè)務(wù)信道的TCP（碼域發(fā)射功率），上行業(yè)務(wù)信道的RSCP和BLER等。

　　以話(huà)音的容量測試為例，通常會(huì )選擇每個(gè)時(shí)隙的用戶(hù)數達到2、4、6、8時(shí)分別記錄上述參數，并把上面的兩部分數據進(jìn)行合并，得到相同用戶(hù)數量下的上下行信道的綜合信息。根據這些信息，可以形成以用戶(hù)的數量為橫坐標，各無(wú)線(xiàn)參數為縱座標的曲線(xiàn)圖。

　　在得到上述曲線(xiàn)圖后，可以根據小區容量及受限情況的判定準則，得到每種業(yè)務(wù)和每種條件下的小區最大用戶(hù)數，根據基站和終端的發(fā)射功率變化，分析容量受限的原因。同時(shí)根據隨用戶(hù)數量增加各無(wú)線(xiàn)信號指標所發(fā)生的變化，分析終端和基站的發(fā)射功率的變化，從而發(fā)現對小區容量產(chǎn)生影響的主要因素。

　　在得到每個(gè)單獨測試例的測試結果之后，可以將這些測試結果放在一起，進(jìn)行對比、分析，得到相同業(yè)務(wù)在不同網(wǎng)絡(luò )條件下的容量結果對比。其中需要著(zhù)重關(guān)注的是，在受到多種組網(wǎng)或加載方式的影響下，同一種業(yè)務(wù)的容量會(huì )有怎樣的變化，通常以鄰小區關(guān)閉條件下的容量作為參照，比較其他加載條件下的容量，分析容量變化的原因，從而能夠根據具體組網(wǎng)的方案，確定合適的小區容量規劃。

　　覆蓋、容量都是衡量移動(dòng)通信系統無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )性能的關(guān)鍵因素。對TD-SCDMA系統在不同環(huán)境和場(chǎng)景下的覆蓋、容量等指標進(jìn)行測試，可以了解實(shí)際環(huán)境中TD-SCDMA系統的網(wǎng)絡(luò )性能，掌握其網(wǎng)絡(luò )規劃和運維所需的實(shí)際經(jīng)驗和經(jīng)驗參數，為T(mén)D-SCDMA網(wǎng)絡(luò )建設積累經(jīng)驗。