毕业设计（论文）-TD-SCDMA室内分布系统测试与优化.doc

毕业设计（论文） 题 目： TD-SCDMA 室内分布系统测试与优化 学 生： 指导老师： 学 号： 福建工程学院本科毕业设计(论文)作者承诺保证书 本人郑重承诺： 本篇毕业设计(论文)的内容真实、可靠。如果存在弄 虚作假、抄袭的情况，本人愿承担全部责任。 学生签名： 年 月 日 福建工程学院本科毕业设计 (论文)指导教师承诺保证书 本人郑重承诺：我已按有关规定对本篇毕业设计(论文)的选题与内容 进行了指导和审核，该同学的毕业设计（论文）中未发现弄虚作假、抄袭 的现象，本人愿承担指导教师的相关责任。 指导教师签名： 年 月 日 TD-SCDMA 室内分布系统测试与优化 摘 要 TD-SCDMA室内分布系统是用于改善建筑物内移动通信的一种解决方案，它能有效的提高室内 的信号覆盖强度，提高用户感知度。室内覆盖系统的建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话质 量，提高数据业务速率，开辟出高质量的室内移动通信区域。 本文针对TD-SCDMA室内分布系统，本文首先对室内分布系统的基本概念，TD-SCDMA网络常 见问题及其优化方法进行说明；在此基础上，使用华星室内分布测试设备对已运行的宁德地区的室 内分布系统网络进行测试，并通过中国移动自动路测管理平台对测试结果进行适当分析及处理；最 后，对问题点进行专项排查，提出一个较为有效的初级优化方法。 关键字： TD-SDMA室内分布系统，网络测试，网络优化 Testing and optimization of TD-SCDMA indoor distribution system Abstract TD-SCDMA indoor distribution system is mainly for indoor blinding area , large indoor places with a lot telephone traffic, frequent switching indoor places ( such as: station, airport, shopping malls, shopping center, gymnasium, large building, underground parking, office building, hotel and Residence. ) , It is a scheme used to improve the building of mobile communication . It can make mobile base stations signal uniformly distribute in each corner of the interior , thus ensuring the indoor area has a good signal coverage. Construction of the indoor coverage system, can comprehensively improve the call quality of buildings, the mobile telephone connection rate, to develop high quality indoor mobile communication area. The topics main task is to learn the structure of TD-SCDMA indoor distribution system, test the running networks, analyse the test results appropriately, handle the analysis results, and put forward an effective primary optimization method to the problems found. Keywords： TD-SCDMA indoor distribution system ，Network testing，Network optimization 目 录 1 引言.1 1.1 选题背景.1 1.2 课题的研究内容.1 1.2.1 TD-SCDMA 无线网络优化.1 1.2.2 TD-SCDMA 室内分布优化.2 1.3 论文内容及本文结构.2 1.4 本章小结.3 2 TD-SCDMA 网络优化概述 .4 2.1 网络优化的内容及目标.4 2.2 TD-SDMA 网络常见问题.4 2.2.1 覆盖的问题.4 2.2.2 容量的问题.5 2.2.3 服务质量的问题.5 2.2.4 切换的问题.5 2.2.5 掉话的问题.6 2.2.6 干扰的问题.6 2.2.7 链路平衡的问题.7 2.2.8 2G/3G 联合优化的问题 .7 2.2.9 HSDPA 数据优化的问题.7 2.3 TD-SCDMA 网络常见问题优化方法 .7 2.3.1 覆盖的问题优化方法.7 2.3.2 容量的问题优化方法.8 2.3.3 服务质量的问题优化方法.8 2.3.4 切换的问题优化方法.9 2.3.5 掉话的问题优化方法.9 2.3.6 干扰的问题优化方法.9 2.3.7 链路平衡的问题优化方法.10 2.3.8 2G/3G 联合优化的问题优化方法 .10 2.3.9 HSDPA 数据优化的问题优化方法.11 2.4 本章小结.11 3 室内分布测试设备概述.12 3.1 室内分布测试设备介绍.12 3.2 中国移动自动路测管理平台.12 3.2.1 系统登录.12 3.2.2 CQT 设备管理.13 3.2.3 测试计划管理.14 3.2.4 监控管理.14 3.2.5 统计分析.16 3.2.6 GIS 分析.16 3.2.7 系统自管理.17 3.2.8 系统信息.17 3.3 华星前端 ATU.17 3.3.1 硬件组成.17 3.3.2 平板电脑主程序界面简介.17 3.4 本章小结.20 4 宁德 TD-SCDMA 室内分布测试 .21 4.1 宁德室内分布测试环境分析.21 4.2 宁德室内分布测试方法.21 4.3 宁德室内分布测试步骤.21 4.3.1 测试计划的配置与下发.21 4.3.2 蓝牙连接.22 4.3.3 GPS 认证.22 4.3.4 GPS 信息确认认证.23 4.3.5 确认测试楼层与初始方向.24 4.3.6 开始测试.24 4.3.7 测试暂停与 LOG 切割.24 4.3.8 刷新楼层继续测试.24 4.3.9 测试结束.25 4.4 本章小结.25 5 宁德移动 TD-SCDMA 室内分布优化实例分析 .26 5.1 宁德 TD-SCDMA 室内分布优化目标 .26 5.2 宁德 TD-SCDMA 室内分布优化流程 .26 5.3 宁德 TD-SCDMA 室内分布优化实例分析 .27 5.3.1 宁德方圆电子城优化案例.27 5.3.2 宁德山水酒店优化案例.28 5.3.3 宁德邮政大楼优化案例.29 5.3.4 宁德郦景阳光优化案例.30 5.3.5 宁德后港优化案例.31 5.3.6 宁德蕉城移动大楼优化案例.34 5.4 宁德 TD-SCDMA 室内分布优化小结 .36 5.5 本章小结.36 6 全文总结.37 6.1 全文成果.37 6.2 研究中的不足.37 致 谢.38 参考文献.39 1 1 引言 1.1 选题背景 作为全球第三代移动通信三大主流标准之一的 TD-SCDMA 技术，自 2006 年在我国 试用以来，目前已经形成了大规模的商用，而室内分布将是 TD-SCDMA 业务竞争的一 个制高点。室内分布系统主要用来解决城市建筑物内（商场、写字楼及地下设施等）的 信号盲区。对 TD-SCDMA 网络建设者来说，系统化的 TD-SCDMA 网络规划能够使运 营商以低成本、高性能的网络质量迅速地开展室内网络建设，从而赢得市场先机。室内 覆盖是目前移动通信网吸收话务量、解决深度覆盖并提升用户感受的主要手段。根据国 外运营商的数据统计，在移动通信业务中，室内覆盖面积只占总面积的 20%左右，但却 产生了 70%的业务量，而且高价值的商务客户主要集中在室内。室内覆盖对于目前 TD- SCDMA 网络来说起着至关重要的作用，随着 TD-SCDMA 网络的日益成熟，为了应对 TD-SCDMA 数据卡、上网本、上网手机及上网平板电脑客户大量的 3G 数据业务发展的 需求，决定 TD-SCDMA 网络建设的重点是加强 TD-SCDMA 信号在室内的覆盖。 室内覆盖对 TD-SCDMA 网络建设意义重大。室内覆盖可以分担密集地区的话务量， 降低室外基站的数目和配置。此外，室内覆盖降低了室外系统的负荷，也就降低了室外 网络整体干扰水平，从而提高了整个 TD-SCDMA 系统的容量。因此有必要通过室内分 布系统来加强弱覆盖区信号，吸收室内数据业务量，改善 TD-SCDMA 数据用户体验。 TD-SCDMA 室内分布问题的研究是一个长期积累、滚动式发展的过程，需要在网络运 营实践中不断调整、补充和完善。 1.2 课题的研究内容 1.2.1 TD-SCDMA 无线网络优化 TD-SCDMA 无线网络的主要目标就是使网络在最佳的工作状态，尽可能通过网络 性能的提高来满足各种业务需求和用户需求，这是一个长期、不断循环的过程，主要有 无线网络评测、无线网络数据采集、数据分析、制定优化方案、评估等步骤。 优化过程首先根据网络评测的结果对网络质量进行评估，分别对网络的覆盖、容量 和质量进行综合评价，对存在的问题进行优化。然后建立网络优化平台，进行数据采集。 采集数据之后，对数据进行定量分析，即寻找并建立一套度量尺标，通过这种尺标去测 量被评价 TD-SCDMA 网络运行质量状况，使日常网络维护人员、优化/规划人员、管理 层直至投资者都能够对所运营的网络质量有一个准确、全面的认识。因此结合 TD- SCDMA 网络质量、容量和覆盖性能的关键性能指标，确定 TD-SCDMA 网络优化指标 2 体系是非常重要的一个环节。最后，根据不同的网络情况制定相应的网络优化解决方法， 主要是网络中各个厂家参数的配置和调整、优化方法，这些方法将对覆盖、容量和质量 进行增强，满足相应的需求。在对优化方案的评定中，网络优化的具体解决方法必须综 合考虑该方法可能带来的各方面影响，避免出现针对某个问题优化调整导致网络其他性 能的下降。对优化方案进行评定后就可以进行施工，完成后并再次通过数据采集确认网 络优化的有效和准确，形成网络优化成果，完成一次网络优化过程1。 1.2.2 TD-SCDMA 室内分布优化 现在的中国移动公司通信业务中，TD-SCDMA 业务占了主体地位，但在室内覆盖 发面还是比较薄弱的环节，这需要不断的对室内分布系统进行优化，主要凸显的问题方 面有： （1）覆盖方面，室内的复杂结构，建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成无线电波 较大的传输衰耗，加上多径衰落和高层建筑物上的“孤岛效应”、“乒乓效应”，形成 了移动信号的弱场强区甚至盲区。室内的覆盖不好，容易出现手机掉网的现象，造寻呼 无响应。 （2）质量方面，建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定， 出现乒乓切换效应，话音质量难以保证，并出现断音、掉话现象。 （3）容量方面，建筑物如大型购物商场、会议中心，由于移动电话使用密度过大， 局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥堵现象。 针对 TD-SCDMA 室内分布存在的网络问题进行专项优化，首先建立系统的初始设 计模型，为系统的完善提出建议，为优化提供依据。建立模型后，进行单一基站的初始 优化，进行基站设备的调试、环境噪声测试和基站工作验证。最后进行测试数据的采集， 对测试数据进行分析，根据分析结果，对系统参数进行修改和设备的添加，再进行复测， 得到进一步的优化方案2。 1.3 论文内容及本文结构 本文对 TD-SCDMA 室内分布系统的测试以及优化方法进行了分析，完成以几个任 务： （1）了解 TD-SCDMA 网络优化和 TD-SCDMA 室内分布优化内容； （2）了解室内分布测试的测试流程并完成网络数据的采集； （3）对采集的数据进行分析，并对分析得到的问题提出较为有效的初级优化方法。 3 本文结构如下： 第 1 章，简要介绍室内分布系统的现状以及对室内分布系统进行测试和优化的意义， 对 TD-SCDMA 网络优化和 TD-SCDMA 室内分布优化进行简要的说明，最后对论文的 研究内容和论文结构进行了说明。 第 2 章，详细介绍网络优化内容和目标以及 TD-SCDMA 网络的问题以及优化方法， 为 TD-SCDMA 室内分布系统的问题和优化做准备。 第 3 章，详细介绍室内分布测试采用的测试设备，分别对中国移动自动路测管理平 台和华星前端 ATU 主要使用功能和系统组成界面进行介绍。 第 4 章，根据宁德地区 TD-SCDMA 室内分布环境，详细介绍室内分布测试规范要 求、测试方法和测试步骤，完成对测试数据的采集。 第 5 章，详细介绍室内分布优化主要的指标要求和优化流程，并结合宁德 TD- SCDMA 室内分布优化案例，对室内分布测试中出现的主要问题提出较为有效的初级优 化方法。 第 6 章，对本文工作进行总结，并对今后的工作进行了展望。 1.4 本章小结 本章主要介绍了课题研究内容的现状及其意义，对研究内容进行简要说明，并对各 个章节的内容进行了安排。 4 2 TD-SCDMA 网络优化概述 2.1 网络优化的内容及目标 网络优化是整个无线网络建设过程中重要的一环，在设计过程中，网络规划无法考 虑全面，需要在规划建网后对网络进行优化，以使网络更适应实际的变化。 所谓网络优化，一方面是要对网络运行中存在的诸如覆盖不好、话音质量差、掉话、 网络拥塞、切换成功率低和数据业务性能不佳等质量问题予以解决，以使网络打到最佳 运行状态；另一方面，还要通过优化资源配置，对整个网络资源进行合理调配和运用， 以适应需求和发展的情况，最大发挥设备潜能，从而获得最大的利益。主要围绕三个方 面展开工作： （1）从网络角度进行优化工作：注重网络整体结构、网络资源配置、网络性能和 服务质量，不为单一指标进行优化，而是全面地为用户提供整体最优的网络服务质量。 （2）注重实际用户感受：注重用户的实际感受，各项网络优化措施应以提高客户 满意度为目标，解决实际测试过程中发现的问题和用户投诉问题。 （3）规范的网络优化体系：在服务过程中采用严格的网络优化流程、规范的工作 方法，帮助局方建立科学规范的网络优化体系。 TD-SCDMA 网络优化的主要目标是使得承建的 TD-SCDMA 网络服务质量达到或超 过商业合同标准，切实为用户打造一个 TD-SCDMA 的精品网络，目标有： （1）全面提高网络系统指标（掉话率、接通率、通信完好率等） ，达到用户要求； （2）进一步改善网络性能和质量； （3）提高网络容量； （4）解决涉及工程中的遗留问题； （5）为系统扩容提供建议2。 2.2 TD-SDMA 网络常见问题 2.2.1 覆盖的问题 覆盖是网络提供服务的最基本条件，也是一切其他优化措施的基础。覆盖问题可以 归纳为一下两类。 1.信号盲区 由于两个基站的覆盖区不交叠或障碍物的影响，可能引起信号覆盖盲区。在建网初 期，由于基站数目的限制，网络中可能存在较多的覆盖盲区。这种问题容易通过路测、 CQT 或用户投诉反映出来。覆盖问题的表现有以下几种。 5 （1）DT 和 CQT 发现接受信号弱，广播信息无法解调。 （2）OMC 统计信号电平偏低，掉话率高。 （3）用户经常投诉出现被叫不在服务区内。 （4）终端脱网或搜索不到网络。 2.越区覆盖 实际网络中，高基站沿平原、丘陵或道路可以传播很远，而产生“孤岛”问题。远 离基站但仍有该基站信号的小区域称为孤岛。终端在孤岛区域进行呼叫通话时，由于孤 岛周围的基站没有加入到其邻区列表，当终端离开孤岛时，没有合适的切换目标小区， 会立即发生掉话。 2.2.2 容量的问题 容量问题的体现为话务均衡，话务均衡是改善网络运行质量与环境的重要途径。通 过话务均衡可以提高接通率，减少由于话务不均衡引起的掉话。通过话务分析、小区话 务统计等方法，可以发现话务不均衡问题，主要引起原因有： （1）基站天线高度、俯视角或发射功率设置不合理，小区覆盖范围较大，导致该 小区话务量较高，造成与其他基站话务量不均衡。 （2）由于地理原因，该小区处于商业中心或其他繁华地段，用户多，造成该小区 相对其他小区的话务量高。 （3）允许接入最小电平、小区个性偏移等参数值设置不合理，导致话务量不均衡。 2.2.3 服务质量的问题 服务质量是综合性指标，无线网络中任何问题最终都会影响服务质量。引起原因主 要有两个： （1）在技术层面，缺少 TD-SCDMA 商用网络运营经验，室内覆盖短时间内很难很 好的解决，终端良莠不齐等。 （2）在非技术层面，在 TD-SCDMA 建网初期的信号覆盖不及 2G 网络，而用户已 经养成了现有消费习惯，无法忍受覆盖盲区和终端问题。 2.2.4 切换的问题 TD-SCDMA 使用了接力切换，给商用网络带来的机会和挑战。 （1）接力切换的使用前提是要精确地知道 UE 位置。由于室内分布系统使用普通 天线，网络无法定位室内用户具体位置，给室外切换带来了不确定性。 6 （2）目前，接力切换效果不比硬切换好，硬切换的切换成功率不及软切换。随着 接力切换技术的不断发展，将逐步提高切换成功率。 （3）接力切换的系统资源开销很小，在切换过程中不占用额外的业务信道资源。 当用户从一个服务小区移动到一个新的服务小区时，必须发起切换，常见切换问题 有： （1）切换失败或切换延迟，导致话音质量下降，甚至掉话。 （2）切换频繁，导致话音质量下降，系统信令负载增大。 （3）切出和切入比例不合理，导致话务不均衡。 2.2.5 掉话的问题 掉话是指在分配业务信道后，由于某种原因，通信丢失或中断。引起掉话的原因可 分为无线链路和非无线链路两部分，无线网络优化主要解决的是无线链路失败的问题， 造成无线链路失败的原因有以下几方面。 （1）当移动台进入场强覆盖盲区时，由于射频原因引起掉话。 （2）网内或外部干扰造成的掉话。 （3） “远端孤岛效应”产生掉话。当移动台驶近小区边界时，申请越区切换，由于 RNC 内漏定义相邻小区或相邻小区拥塞，无切换小区或信道，最后造成掉话。 （4）天线的驻波比较大，导致掉话。 （5）切换参数设置不合理，定时器时间、小区重选偏移、RSCP_DL_ADD 或 RSCP_DL_DROP 等参数定义不合理，导致越区切换失败产生掉话。 2.2.6 干扰的问题 干扰是影响通话质量及掉话率、接通率等网络系统指标的重要因素。对于无线通信 系统，不可能完全避免干扰。网络优化的目标是将干扰的水平限制在可接受的范围内。 TD-SCDMA 系统作为一个 CDMA 系统，系统自干扰是干扰的主要来源。干扰产生原因 有： （1）频率、扰码设置不正确，造成同频同码组在短距离范围内的出现。 （2）发射机杂散辐射及接收机杂散响应较大，造成对本信道和其他信道的干扰， 严重情况下，系统不能正常通话。 （3）小区最大允许发射功率、上行最大允许发射功率、PRACH、FPACH 最大发 射功率等参数设置不合理。 （4）基站天线的高度、方向角及俯仰角设置不合理，导致覆盖范围不合理，从而 7 产生同频干扰。 （5）系统内的干扰，如 UpPCH 干扰、交叉时隙干扰等。 （6）系统外的干扰，如雷达等大功率发射机产生的干扰，PHS、SCDMA 与 TD- SCDMA 天线等其他天线系统天线空间隔离距离不够大等。 2.2.7 链路平衡的问题 在 TD-SCDMA 系统中，对某个用户实现有效覆盖，需要考虑多个方面的因素，无 上下链路是否平衡，各业务间覆盖是否平衡，公共信道与业务信道的覆盖是否平衡等。 链路不平衡会产生很多问题：切换失败率上升，接入失败率上升，掉话率上升，干扰增 加，系统性能受影响。 2.2.8 2G/3G 联合优化的问题 在 TD-SCDMA 网络建设初期，由于 TD-SCDMA 网络覆盖不完整或信号不稳定， TD-SCDMA 终端容易在 TD-SCDMA 和 GSM 两网之间来回重选和切换。TD- SCDMA/GSM 重选时延大，在重选过程中终端无法进行正常呼叫，寻呼成功率偏低； TD-SCDMA 和 GSM 之间是硬切换，切换时延长、成功率相对低，直接影响了 TD- SCDMA 客户满意度。 2.2.9 HSDPA 数据优化的问题 HSDPA 是 TD-SCDMA 实现高速数据下载的关键技术，是用户体验 3G 数据业务的 基础，保障 HSDPA 的稳定和高速下载，是 TD-SCDMA 网络建设和优化的重点。在 TD-SCDMA 网络中，主要关注 HSDPA 数据速率的问题有：HSDPA 测试速率偏低、速 率不稳定、存在比较明显的抖动、网页打开速率慢等。网络原因和非网络原因是导致 HSDPA 下载速率低的原因3。 2.3 TD-SCDMA 网络常见问题优化方法 2.3.1 覆盖的问题优化方法 1.信号盲区优化方法 （1）如果两个相邻基站覆盖不交叠区域内用户较多或者不交叠区域面积较大，则 应新建基站，或者增加这两个基站的覆盖范围（如提高发射功率、天线高度） ，使两基 站覆盖交叠深度达到 0.27R 左右（R 为小区半径） 。在增加覆盖的同时，要注意覆盖范 围增大对周边基站带来的影响。 （2）对于凹地和山坡背面等盲区，可用新增基站覆盖的方法，也可以采用直接放 站的方法。直接站可以有效填补覆盖区域内的盲区，延伸覆盖范围，但同时可能会引入 8 干扰，对周边基站带来干扰。 （3）对于隧道、地下车库和高大建筑物内部的信号盲区，可以采用直接放站或泄 漏电缆。 （4）小区天线、功率调整，尽量减少弱覆盖区域。 （5）2G/3G 互操作优化：核查 2G/3G 邻区配置的准确性，使 2G 能够弥补 3G 覆盖 的不足。 2.越区覆盖优化方法 解决越区覆盖的方法是调整天线的倾角或功率，尽量避免天线正对道路传播，以减 少基站覆盖范围，消除孤岛效应。 2.3.2 容量的问题优化方法 由于网络发展不平衡以及局部规划不细致，网络中经常出现超忙小区。对于个别超 忙小区，可以通过负载均衡的方法得到缓解。负载均衡的方法有以下几种。 （1）调整工程参数 调整基站天线高度与俯仰角来改变基站的覆盖范围，从而达到话务均衡的目的。高 话务量的基站，适当降低天线高度，增加俯仰角，减少其覆盖范围，降低话务量。低话 务量的基站，可适当增加天线高度，减少俯仰角，增大其覆盖范围，增加话务量。 （2）调整系统参数 话务均衡最根本的解决方法是通过覆盖调整，使基站上网覆盖区域与可承担的话务 量相匹配。通过调整功率、接纳和切换控制算法，达到改变覆盖区域的目的。在业务量 过载的小区，可以适当提高允许接入最小电平，从而缩小小区的覆盖范围，话务量相应 减少；在话务量较低的小区，可以适当降低允许接入最小电平，增大实际覆盖范围，提 高话务量，从而分担话务量较高的相邻小区的话务量。 （3）调整系统容量 当出现成片的超忙小区时，需要采取扩容措施。一般扩容方案顺序如下。 扇区化。 增加载波。 建室内分布系统。 微蜂窝话务吸收。 小区分裂 9 2.3.3 服务质量的问题优化方法 （1）改善覆盖，减少盲区。 （2）扩容拥塞小区。 （3）优化直放站的使用范围和使用方式。 （4）加强对重点楼宇的覆盖，建设室内分布系统。 （5）减少干扰，提高通信质量。 （6）优化邻区关系，减少切换失败和掉话。 （7）定制终端，推广双模终端，终端入网严格把关。 （8）提高设备性能和成熟度。 2.3.4 切换的问题优化方法 通过路测工