华为3900多载波基站功率规范设置研究.doc

华为3900多载波基站功率规范设置研究网优中心2011年05月目 录1绪论41.1研究的背景及意义41.2华为多载波基站介绍41.2.1华为多载波基站BTS3900介绍51.2.2华为多载波基站DBS3900介绍52课题研究内容62.1本文的创新点62.2总体思路62.2.1DT测试对比方法62.2.2KPI指标对比方法72.3课题研究的目的、内容和方法72.4研究类型选择72.5研究站点和区域选择72.6功率设置规范82.6.1BTS3900的GRFU（MRFU)功率设置规范82.6.2DBS3900的GRRU（MRRU)功率设置规范92.7不规范场景选择103单站普通模式测试对比研究123.1BTS3900 DT测试对比123.1.1BTS3900规范场景性能测试133.1.2BTS3900不规范场景性能测试133.2BTS3900单小区KPI对比163.3DBS3900测试对比163.3.1DBS3900规范场景性能测试173.3.2DBS3900不规范场景测试性能183.4DBS3900单小区KPI对比204单站加载模式测试对比研究204.1BTS3900加载模式测试对比204.1.1BTS3900加载模式规范场景性能测试224.1.2BTS3900加载模式不规范场景性能测试224.2BTS3900加载模式测试单小区KPI对比255全网对比研究265.1XX四县区域不规范设置统计265.1.1宁化县265.1.2清流县265.1.3泰宁县265.1.4明溪县275.2XX四县区域功率规范优化前后对比275.2.1TCH掉话率275.2.2TBF掉线率285.2.3下行0-2级质量比例285.2.4上行0-2级质量比例295.2.5其余指标296研究结论和推广意义296.1研究结论306.2推广意义311 绪论1.1 研究的背景及意义华为第四代GSM基站BTS3900和DBS3900，是当前华为公司在2G市场主推产品，也是福建XX集采普遍采用的设备，其网络性能、建设质量的好坏关系到今后一段时期的网络质量。其多密度载频模块包括GRFU（MRFU）和GRRU（MRRU）两类，一块多密度载频物理模块可配置多块逻辑载频，其采用的技术原理更加科学、更加先进，功能更加丰富，与过去传统的载波配置相比有更多的规范要求。由于在同一个多密度载频模块中的不同逻辑载频要共享一个功放，在配置不同逻辑载频时，机顶输出的功率会有较大差异，会对覆盖、质量以及后期扩容存在较大影响。同时，许多现场BSC工程师对其特性了解不足，配置时随心所欲，在规划和数据配置多密度载波上存在较大问题。 为此，有必要对3900系列基站的功率设置进行规范。福建XXXX分公司在省网优中心的指导下，针对不同类型不规范功率配置，进行大量验证测试和分析对比，了解不规范设置对网络的影响，论证规范设置的合理性和必要性。此研究为精品网络建设提供保证，提高客户感知，也为后期网络扩容建设打好基础。1.2 华为多载波基站介绍华为3900系列多载波基站，采用了多制式、多形态、模块化设计。基本模块数量仅为三种，且模块具有体积小、集成度高、功耗低、易于快速部署等特点。多载波基站采用了优化的硬件和系统设计，创新的功放和功耗管理等节能技术，可分别从温控节能和绿色新能源利用等方面，实现“节能减排”。多载波基站采用了多制式、多形态统一模块设计，适应各种安装场景，大大降低了站址获取、扩容、环保等方面的建网和运营成本。多载波基站支持向LTE制式的平滑演进。目前，采用的主要有BTS3900和DBS3900两种基站设备。1.2.1 华为多载波基站BTS3900介绍BTS3900由主控单元BBU、射频单元RFU模块和室内宏机柜组成。BBU和RFU模块集中安装在室内宏机柜中，相互间采用CPRI线连接。1.2.2 华为多载波基站DBS3900介绍DBS3900的功能模块包括BBU和RRU , BBU和RRU之间使用光纤连接 。BBU是室内单元，提供与BSC的物理接口，同时提供与RRU的物理接口，集中管理整个基站系统，包括操作维护和信令处理，并提供系统时钟 。RRU是室外射频拉远单元，主要完成基带信号及射频信号的处理 。2 课题研究内容2.1 本文的创新点1) 本文对多载波基站功率不规范设置的各种场景进行了研究，并归纳了各种场景对网络的影响。2) 采用空闲时隙加载模式，模拟小区大用户量使用的场景，来研究不规范功率设置对网络的影响。2.2 总体思路本次研究，针对不同类型、不同场景，从单站和全网两个维度，对比规范功率设置和非规范功率设置情况下，采用DT测试和KPI统计两方法，全面对比不同功率设置下对网络的影响。2.2.1 DT测试对比方法按照现网的配置，配以规范的功率配置，锁定频点进行DT测试,直到掉话为止，了解覆盖和语音质量情况。测试手机置于车内，主、被叫手机均与测试仪表相连，同时连接GPS接收机进行测试；GSM主叫采用锁定BCCH频点、被叫手机使用自动双频测试；采用手机相互拨打的方式，手机拨叫、接听、挂机都采用自动方式。每次呼叫为长呼；如出现未接通或掉话，应间隔20秒进行下一次试呼；全部测试使用相同的测试仪表和后台数据处理软件。2.2.2 KPI指标对比方法对比规范设置和非规范设置，忙时主要指标的变化，了解功率设置对网络的影响。主要统计项目：区域时间TCH话务量SD掉话率TCH掉话率TBF掉线率随机接入成功率SD接通率TCH接通率上行TBF建立成功率下行TBF建立成功率上行话音质量（0-2级）下行话音质量（0-2级）切换成功率EDGE单信道吞吐率EDGE高编码比例（MCS7-MCS9）EGPRS重传率2.3 课题研究的目的、内容和方法本课题的研究旨在通过对不同类型、不同场景，从单站和全网两个维度，采用DT测试对比和KPI指标对比两种方法，对比基站功率不规范设置和规范设置，找出不规范设置对网络的不良影响，验证功率规范设置的必要性。2.4 研究类型选择本文分别从单站和全网两个维度，进行了验证分析。单站情况下，分别进行了普通模式和加载模式分析。从三个方面，对功率设置问题进行了研究：一） 单站普通模式对比；二） 单站加载模式对比：开启空闲时隙测试功能，让所有时隙都按照功率设置，满功率发射，模拟小区下大用户量的情况；三） 全网优化对比。2.5 研究站点和区域选择针对不同类环境，选取了相应站点和区域，作为优化对比。针对单站普通模式，选取了将乐玉华宾馆DCS1800-1（BTS3900）和将乐南门DCS1800-1（DBS3900）作为对比站点；针对单站加载模式，选取了将乐邮政-3作为研究站点；针对全网验证，选取了XX宁化、明溪、将乐、清流四个县进行了优化对比。2.6 功率设置规范2.6.1 BTS3900的GRFU（MRFU)功率设置规范BTS3900的GRFU（或MRFU）模块所有的载频功率都应按照静态功率或者低于静态功率来配置，见下表。BTS3900GRFU（MRFU)频段：900M/1800M/850M/1900M（天馈模式：所有模式）单模块载波数静态功率动态功率160602404032731420275122061016说明：1. 由于多密度载波扩容后，功率会下降，因此，建议单模块最大功率设置最大为27W。2. 当一个小区下配置多块多密度载波时，几块多密度载波配置的逻辑载波数相差不能超过1块。例如： 一个小区有2块物理多密度载波，一共需要配置6个TRX, 即不能把一块物理载波配置了4块逻辑TRX, 另一块配置2块逻辑TRX。3. 一个小区下所有载频功率必须设置为相同功率。4. 为保障扩容后小区覆盖不下降，单小区载波数大于等于4块时，需要配置两块GRFU或MRFU模块。5. 单小区配置载频数不大于8块，如果话务量确实很大，需要进行小区分裂或新建站点解决。2.6.2 DBS3900的GRRU（MRRU)功率设置规范DBS3900的GRRU（或MRRU）模块有两个通道，可配置为单发模式和双发模式两种。当所有逻辑载波都配置在同一个通道时，为单发模式，载频的收发模式配置为“单通道单发单收”；当所有逻辑载波均匀配置在两个通道上时，为双发模式，载频的收发模式配置为“双通道双发双收”。不同的收发模式，其功率配置情况也不一样。一般情况下，室分系统的站点，如采用DBS3900作为主设备，一般采用单发模式。单个RRU最多配置6块逻辑载频。室外站点如采用DBS3900设备，一般采用双发模式，单个RRU最后配置8块逻辑载频。如果室外站单小区使用两块RRU模块，则应配置为单发模式。具体功率配置如下：DBS3900 GRRU/MRRU900M/1800M双发模式单发模式TRX数静态输出功率动态输出功率静态输出功率动态输出功率1TRX40W40W40W40W2TRX40W40W20W20W3TRX20W20W13W15W4TRX15W20W10W12W5TRX12W12W7.5W10W6TRX10W12W6W9.5W7TRX7W8WNANA8TRX5.5W7WNANA说明：1. DBS3900的GRRU（或MRRU）模块所有的载频功率都应按照静态功率或者低于静态功率来配置。2. 由于多密度载波扩容后，功率会下降，容易导致扩容后的弱覆盖投诉。因此，载频最大功率设置建议不超过30W。3. 当一个小区下配置双通道或者配置两块RRU时，双通道或两块RRU上配置的逻辑载波数相差不能超过1块。4. 一个小区下所有载频功率必须设置为相同功率。5. 为保障小区扩容后，覆盖不会明显下降，当单小区配置载频数超过4 块 时，采用 BTS3900或者BTS3900A设备。2.7 不规范场景选择现网功率不规范设置，主要有5类，针对这5类进行单站验证。模式规范场景不规范场景1不规范场景2不规范场景3不规范场景4不规范场景5BTS3900单站普通模式验证DBS3900单站普通模式验证BTS3900单站加载模式验证全网对比1)功率不规范设置场景1：单模块配置为过多逻辑载波验证内容：BTS3900一块GRFU模块配置为6个TRX、载频功率设置为10W时，对覆盖的影响。DBS3900一块GRRU模块配置为6个TRX、载频功率设置为10W时，对覆盖的影响。 2)功率不规范设置场景2：载频功率超配，设置总功率超过单模块最大功率验证内容：BTS3900一块模块配置为4个TRX , 全部设置为27W（规范设置为20W）。DBS3900一块模块配置为4个TRX , 全部设置为20W（规范设置为15W）。3)功率不规范设置场景3：功率设置偏小验证内容：BTS3900一块模块配置为4个TRX , 全部设置为12W（规范设置为20W）。DBS3900一块模块配置为4个TRX , 全部设置为12W（规范设置为15W）。4)功率不规范设置场景4： 同小区下不同载频，功率设置不一致验证内容：BTS3900一块模块配置为4个TRX , 其中2个TRX（BCCH）设置为12W，2个TRX设置为20W（规范设置为20W）。DBS3900一块模块配置为4个TRX , 其中2个TRX（BCCH）设置为12W，2个TRX设置为15W（规范设置为15W）。5)功率不规范设置场景5：同小区多模块，不同模块间配置逻辑载频数不均 验证内容：一个扇区有两个块模块，共需要配置6个TRX, 模块1配置为4个TRX , 模块2配置为2个TRX（BCCH），模块1的TRX设置为20W，模块2个的TRX设置为20W（规范设置为20W）。3 单站普通模式测试对比研究3.1 BTS3900 DT测试对比场景覆盖率(-90)下行质量接通率掉话率里程(km)里程掉话比规范设置场景97.02%85.92%100.00%0.00%2.93无穷大不规范设置场景175.06%76.83%100.00%0.00%5.48 无穷大不规范设置场景290.37%80.60%33.33%0.00%2.87 无穷大不规范设置场景396.37%79.91%100.00%0.00%2.76 无穷大不规范设置场景475.40%82.31%100.00%0.00%5.14 无穷大不规范设置场景597.01%75.49%50.00%50.00%2.89 2.89200622从测试结果来看，部分不规范设置时，覆盖和语音质量都有所下降。其中，语音质量下降较明显。场景1和场景4由于测试距离较远，覆盖率统计较差，从实际相同路段的覆盖电平和质量对比看，比规范设置略有下降。3.1.1 BTS3900规范场景性能测试目前将乐玉华宾馆DCS1800-1为BTS3900设备，配置为2块物理载频,每块物理载频配置为3个逻辑载波，功率统一为27W。 图1 按规范配置时测试覆盖电平RX 图2 按规范配置时测试语音质量RQ3.1.2 BTS3900不规范场景性能测试1)BTS3900不规范场景1 BTS3900 GRFU(GSM1800/900) 单模块配置6个逻辑TRX ，功率统一设置为10W。DT测试下行覆盖电平对比，实际覆盖距离比规范场景时明显要小。说明机顶功率设置偏小，对覆盖有明显影响的。 2)BTS3900不规范场景2 BTS3900 GRFU(GSM1800/900) 功率设置偏大验证，使用一个模块，配置4块逻辑载频，功率统一设置为27W。虽然机顶功率和规范场景设置时相同，但是信号波动明显，不少路段离基站距离尽管近一些，但覆盖电平和质量却较规范场景远的区域要差。说明功率超配时，对信号波动大，覆盖不理想，语音质量较差。 3)BTS3900不规范场景3 BTS3900 GRFU(GSM1800/900) 功率设置偏小验证，使用一个模块，配置4个逻辑载频，功率统一设置为12W。虽然测试时，覆盖电平较规范场景设置时略微下降一点，但是质量却下降明显。说明，功率偏小，对站点的覆盖有很明显影响，对语音质量也有影响。 4)BTS3900不规范场景4 BTS3900 GRFU(GSM1800/900)功率设置不一致验证 。一个模块，配置4块逻辑载波，前两块逻辑载频设置为12W，后两块设置为20W。按照此设置，覆盖和质量均比规范设置要差。 5)BTS3900不规范场景5 BTS3900 GRFU(GSM1800/900) 模块设置不均，其中一个模块为4个逻辑载波，另一个模块为2个逻辑载波，功率统一设置为20W 。测试结果，覆盖和质量比规范场景设置略差一些。此种情况下，配置功率时，会受到限制，比规范设置时略低一些。导致覆盖和质量都较规范设置要低一些。 3.2 BTS3900单小区KPI对比对比BTS3900试验的小区将乐玉华宾馆DCS1800-1，规范设置和不规范设置时的KPI指标，下行语音质量、切换成功率、TBF掉线率、EDGE重传率等都有明显改善。说明规范设置时，语音KPI和数据业务的KPI都是有提升的，对网络质量和用户的感知都有明显改善。具体指标对比如下：时间SD掉话率TCH掉话率SD接通率TCH接通率下行话音质量（0-2级）切换成功率TBF掉线率下行TBF建立成功率EDGE单信道吞吐率EDGE高编码比例EDGE重传率不规范设置0.00%0.00%100.00%100.00%97.80%98.51%1.50%100.00%42.22 79.00%14.81%规范设置0.00%0.00%100.00%100.00%98.48%98.57%1.31%99.91%42.15 77.66%7.87%3.3 DBS3900测试对比场景覆盖率(-90)下行质量接通率掉话率里程(km)里程掉话比规范设置场景83.60%85.03%100.00%0.00%4.22 无穷大不规范设置场景169.24%84.90%100.00%0.00%4.61 无穷大不规范设置场景277.68%81.26%100.00%0.00%3.73 无穷大不规范设置场景371.51%75.27%100.00%0.00%3.67 无穷大不规范设置场景485.52%71.45%100.00%0.00%3.70 无穷大从测试结果来看，部分不规范设置时，覆盖和语音质量都有明显下降。其中，场景1、场景2和场景3覆盖下降较明显，场景4虽然覆盖下降不明显，但是测试质量下降很明显。说明不按照规范设置，对网络质量还是存在明显的负面影响。具体的覆盖变化图和质量变化图如下：3.3.1 DBS3900规范场景性能测试目前将乐南门DCS1800-1为DBS3900设备，配置1块物理模块，两个通道,每个通道配置2个逻辑载波，功率统一为15W。 图1 按规范配置时测试覆盖电平RX 图2 按规范配置时测试语音质量RQ3.3.2 DBS3900不规范场景测试性能1）DBS3900不规范场景1 DBS3900 GRRU(GSM1800/900) 一块模块配置6个逻辑TRX，载频功率设置为10W时对覆盖的影响。覆盖下降明显，质量略有下降，说明配置6块逻辑载频对覆盖影响明显。 2）DBS3900不规范场景2 DBS3900 GRRU(GSM1800/900) 功率设置偏大验证，一块模块配置4个逻辑TRX，载频功率设置为20W。覆盖和质量都较规范设置要差。功率超配时，在话务量较大的情况下，信号波动明显，覆盖并不一定能的到改善，同时，由于信号电平波动，质量也会受明显影响。 3）DBS3900不规范场景3 DBS3900 GRRU(GSM1800/900) 功率设置偏小验证，一块模块配置4个逻辑TRX，载频功率设置为12W。由于功率设置较规范设置要小，DT测试结果表明，覆盖也较规范设置弱一些，同时，质量也要差一些。 4)DBS3900不规范场景4 DBS3900 GRRU(GSM1800/900)功率设置不一致验证 (在同一个物理载频的不同TRX)。一块模块配置4个逻辑TRX , 其中2个TRX设置为12W，2个TRX（含BCCH）设置为15W（规范设置为15W）。实际测试时，覆盖较规范设置并没有明显下降，但是语音质量下降明显。说明这种情况下，覆盖虽然影响不大，但对语音质量影响较大。 3.4 DBS3900单小区KPI对比对比DBS3900试验的小区将乐南门DCS1800-1，规范设置和不规范设置时的KPI指标，TCH接通率、下行语音质量、切换成功率、TBF掉线率、EDGE重传率等都有明显改善。说明规范设置时，语音KPI和数据业务的KPI都是有提升的，对网络质量和用户的感知都有明显改善。具体指标对比如下：时间SD掉话率TCH掉话率SD接通率TCH接通率下行话音质量（0-2级）切换成功率TBF掉线率下行TBF建立成功率EDGE单信道吞吐率EDGE高编码比例EDGE重传率不规范设置0.00%0.02%100.00%99.92%98.69%99.36%1.15%99.35%48.44 88.54%3.93%规范设置0.00%0.02%100.00%100.00%98.79%99.46%0.87%99.42%47.86 87.85%2.22%4 单站加载模式测试对比研究4.1 BTS3900加载模式测试对比测试时，首先对测试站点进行空闲时隙加载，在确定测试设备占用上测试网络后，让小区内其他所有时隙满功率发射，这样可以有效检验满负荷下3900设备功率输出情况。场景分类覆盖率(-90)覆盖率(-94)下行质量接通率掉话率测试里程(km)规范设置场景91.54%98.25%93.80%100.00%0.00%10.73不规范设置场景190.82%99.58%82.17%100.00%0.00%8.35不规范设置场景297.70%99.91%87.96%100.00%0.00%8.15不规范设置场景386.79%99.33%76.52%50.00%0.00%6.71不规范设置场景490.26%99.91%79.07%100.00%0.00%5.44不规范设置场景591.38%98.67%89.38%100.00%0.00%7.28从加载测试对比，在功率超配的情况下（场景2），覆盖率虽然比规范设置要提高不少，但是由于功率超配，语音质量明显下降。图一：覆盖变化图，功率超配时，覆盖增强，其他情况下覆盖变弱图二、质量变化图，各种场景均比规范场景明显要差图三、测试距离变化图，非规范测试，可测试距离均变小，说明信号覆盖变差4.1.1 BTS3900加载模式规范场景性能测试目前将乐邮政-3为BTS3900设备，配置2块物理载频,每块物理载频配置2个逻辑载波，功率统一为27W。 图1 按规范配置时测试覆盖电平RX 图2 按规范配置时测试语音质量RQ4.1.2 BTS3900加载模式不规范场景性能测试1）BTS3900加载模式不规范场景1BTS3900 GRFU(GSM1800/900) 一块模块配置6个逻辑TRX ，功率统一设置为10W。测试下行覆盖电平对比显示，实际覆盖距离比规范设置时明显要小。说明机顶功率设置偏小，对覆盖是有明显影响的。 2）BTS3900加载模式不规范场景2BTS3900 GRFU(GSM1800/900) 一块模块配置3个逻辑TRX ，同一个模块功率统一设置为40W。在功率超配的情况下，覆盖率虽然比规范设置要提高不少，但是由于功率超配，在开通DTX、下行功控等功能时，信号波动较大，在用户较多、无线环境较差情况下语音质量明显下降。 3）BTS3900加载模式不规范场景3 BTS3900 GRFU(GSM1800/900) 功率设置偏小验证，同一个模块功率统一设置12W。测试时，覆盖电平和质量都较规范设置时明显下降。说明，功率偏小，对站点的覆盖有很明显影响，对语音质量也有影响。 4）BTS3900加载模式不规范场景4 BTS3900 GRFU(GSM1800/900)功率设置不一致验证 ，前两块逻辑载频设置为12W，后两块设置为20W按照此设置，覆盖和质量均比规范设置要差。 5）BTS3900加载模式不规范场景5 BTS3900GRFU(GSM1800/900) 模块设置不均，其中一个模块为4个逻辑载波，另一个模块为2个逻辑载波，功率统一设置为20W .测试结果，覆盖和质量比规范设置略差一些。此种情况下，配置功率时，会受到限制，比规范设置时略低一些。 4.2 BTS3900加载模式测试单小区KPI对比对比BTS3900加载测试试验的小区将乐邮政-3，规范设置和不规范设置时的KPI指标，SDCCH接通率、TCH接通率、下行语音质量、切换成功率、TBF掉线率、EDGE重传率等都有明显改善。说明规范设置时，语音KPI和数据业务的KPI都是有提升的，对网络质量和用户的感知都有明显改善。具体指标对比如下：时间SD掉话率TCH掉话率SD接通率TCH接通率下行话音质量（0-2级）切换成功率TBF掉线率下行TBF建立成功率EDGE单信道吞吐率EDGE高编码比例EDGE重传率不规范设置0.00%0.00%99.98%99.96%98.66%99.70%6.28%99.12%41.10 78.30%21.28%规范设置0.00%0.00%100.00%100.00%98.86%99.79%3.66%99.00%38.16 73.20%17.29%5 全网对比研究针对目前不少区域，许多3900站点功率设置不规范的问题，XXXX对四个华为区域县城站点，进行了优化，并对比了优化前后网络质量改善情况。5.1 XX四县区域不规范设置统计从XX四县试验区域的统计情况，不规范设置载频数占到了总载频数的40%。5.1.1 宁化县 针对BSC80246中宁化县城关小区载频功率核查情况，其中站型为BTS3900的站点23个，配置载频346块；DBS3900的站点8个，配置载频74块；两种站型设备中载频功率与设置规范不一致的共有125块。详细功率修改见以下附件：5.1.2 清流县针对BSC80236中清流县城关小区载频功率核查情况，其中站型为BTS3900的站点4个，配置载频61块；DBS3900的站点1个，配置载频2块；两种站型设备中载频功率与设置规范不一致的共有27块。详细功率修改见以下附件：5.1.3 泰宁县针对BSC80236中泰宁县城关小区载频功率核查情况，其中站型为BTS3900的站点26个，配置载频325块；DBS3900的站点3个，配置载频8块；两种站型设备中载频功率与设置规范不一致的共有180块。详细功率修改见以下附件：5.1.4 明溪县针对BSC80226中明溪县城关小区载频功率核查情况，其中站型为BTS3900的站点8个，配置载频119块；DBS3900的站点2个，配置载频12块；两种站型设备中载频功率与设置规范不一致的共有113块。详细功率修改见以下附件：5.2 XX四县区域功率规范优化前后对比针对这些不规范设置的小区，进行优化，统一按照规范进行设置。优化后，对这些不规范设置小区进行了指标对比。5.2.1 TCH掉话率其中，清流、明溪TCH掉话率明显下降，泰宁和宁化由于话务变化等其他原因这一指标变化不明显。总的来说，进行功率规范设置后，TCH掉话率略有下降。5.2.2 TBF掉线率其中，明溪、泰宁TBF掉线率明显下降，清流和宁化变化不明显。总的来说，进行功率规范设置后，TBF掉话率明显改善。5.2.3 下行0-2级质量比例从以上的指标对比，四个县下行语音质量0-2比例略有改善或保持不变。5.2.4 上行0-2级质量比例其中，明溪、泰宁、清流三县的上行0-2级质量比例都有所上行，宁化变化不明显。总的来说，进行功率规范设置后，上行语音质量指标有所改善。5.2.5 其余指标其余指标略有改善，详见附件：6 研究结论和推广意义针对华为3900站点功率规范设置的问题，进行了全方位的试验，严格验证功率不规范设置对网络的影响。包括