密集城区TDSCDMA网络性能及其优化.doc

密集城区TD-SCDMA网络性能及其优化方法研究2008年11月9日目录1前言- 2 -2密集城区常见的网络性能问题- 2 -2.1 覆盖性能- 2 -2.1.1 覆盖性能的衡量指标- 3 -2.1.2 常见覆盖性能问题- 3 -2.1.2.1 PCCPCH弱覆盖、覆盖空洞- 3 -2.1.2.2越区覆盖- 5 -2.1.2.3导频污染- 7 -2.2 接入性能- 11 -2.2.2 常见接入性能问题- 11 -2.2.2.1RRC建立问题- 12 -2.2.2.2RAB建立问题- 14 -2.3 切换性能- 16 -2.3.1 切换性能的衡量指标- 16 -2.3.2常见的切换性能问题- 16 -2.3.2.1乒乓切换- 16 -2.3.2.2切换失败率高- 18 -2.3.2.3拐角效应- 21 -2.4网络保持性性能- 22 -2.4.1 网络保持性的衡量指标- 22 -2.4.2 常见问题- 22 -2.5 2G/3G互操作性能- 23 -2.5.1 互操作性能衡量指标- 24 -2.5.2 常见的互操作性能问题- 24 -3密集城区TD-SCDMA网络优化方法- 25 -3.1 密集城区TD-SCDMA网络优化流程- 25 -3.2 密集城区TD-SCDMA网络优化方法和手段- 26 -3.2.1 参数调整- 26 -3.2.1.1邻区参数- 26 -3.2.1.2扰码和频点参数- 27 -3.2.1.3广播和导频信道覆盖控制- 27 -3.2.1.4呼通率的控制- 27 -3.2.1.5切换成功率的相关无线参数- 29 -3.2.2 话务分层- 30 -3.2.2.1无分层网络的弊端- 30 -3.2.2.2话务分层的实现- 30 -3.2.2.3话务分层的优势- 31 -3.2.3 合理规划邻区- 31 -3.2.4 DCA（动态信道分配）技术- 31 -3.2.5 BBU+RRU组网技术- 32 -4结论- 32 -4.1密集城区场景特点- 32 -4.2 密集城区组网思路- 32 -4.3 密集城区优化建议- 32 -1 前言大中城市的密集市区是人口众多、建筑物密集的区域，无线传播环境极其复杂，但同时也是话务量最高、数据业务开展良好的区域。TD-SCDMA网络，通过扰码和正交码来区分小区和用户，网络性能受覆盖范围、基站的发射功率、系统负荷、干扰、地形地貌及建筑物阻挡等多种因素的影响。密集城区的典型特征是高楼林立，大多数建筑物高度在30米（10层）以上，区域内有较多二十层以上的高层建筑物，高、中、低层建筑相间其中；部分建筑物庞大，有些建筑物还有一层或多层地下商业设施或停车场；地形较为平坦，道路比较宽。同时，又夹杂着低层建筑，和窄街道。很多大城市密集城区就是典型的商业区、高层住宅小区、老式住宅楼的间隔混合体，传播环境尤其复杂。2 密集城区常见的网络性能问题密集商业区话务量很高，高端用户所占比例高，对数据业务有较高的需求，用户对网络质量很敏感，要求有稳定的信号，清晰的通话质量，较快的数据传输速率，高的接通率，低的掉话率。由于高楼密集，建筑物穿透损耗较大，站间距较小，基站选点困难。而且由于建筑物自身的屏蔽和吸收，容易形成无线信号覆盖的弱场强区甚至盲区，高层建筑的相互阻挡导致高层建筑的底层部分和电梯无线信号衰减严重；建筑物的高层存在信号杂乱现象，导频污染严重，切换比例较高。用户密度较高的个别大型商场、会展中心存在容量不足的现象。由于人们对环保的意识日益增强，往往导致难以选择合适的站点，容易形成覆盖盲区。2.1 覆盖性能无线网络覆盖问题产生的原因是各种各样的，总体来讲有四类：一是无线网络规划结果和实际覆盖效果存在偏差；二是覆盖区无线环境变化；三是工程参数和规划参数间的不一致；四是增加了新的覆盖需求。良好的无线覆盖是保障移动通信质量和指标要求的前提，因此，覆盖的优化非常重要，并贯穿网络建设的整个过程。移动通信网络中涉及到的覆盖问题主要表现为覆盖空洞、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。对于密集城区的覆盖主要存在的问题有以下几点：1、机房资源和天馈面紧缺，容易导致站点实际安装位置和规划位置偏离过大； 2、由于高楼密集，建筑物穿透损耗较大，密集城区的阴影或盲区较多。而且由于建筑物自身的屏蔽和吸收，容易形成无线信号覆盖的弱场强区甚至盲区，高层建筑的相互阻挡导致高层建筑的底层部分和电梯无线信号衰减严重。4、用户密度较高的个别大型商场、会展中心存在容量不足的现象。5、密集住宅区人口密集，移动用户较多，是高端用户居住地，物业管理公司及业主出于对建筑物外观的考虑，以及对环保的要求，在小区内通常难以选择合适站点，在小区内的底层、地下停车场、电梯容易出现信号盲区。6、由于建筑物过于密集，基站信号难以穿透，室内经常出现脱网，难以解决底层(12层)信号比较差的问题，基站建设高度及安全维护也受到限制。2.1.1 覆盖性能的衡量指标TD-SCDMA网络中衡量无线网络覆盖性能的指标主要包括下述各项：测试路线上各采样点的P-CCPCH RSCP（接收信号码域功率）、P-CCPCH C/I（载波干扰比）、UE发射功率（Transmitted Power）、下行业务信道的BLER（误块率）值、下行业务信道的RSCP和路测仪计算出的路径损耗以及覆盖区域内的导频污染情况等。其中我们常用的主要指标有2个：1-PCCPCH RSCP指标要求：室外-95dBm的概率大于90% 室内-85dBm的概率大于90%，该指标专指具备室内分布系统的室内场景满足2-PCCPCH C/I指标要求：室内外-3dB的概率大于90%，其中室内部分指标专指具备室内分布系统的室内场景下满足2.1.2 常见覆盖性能问题2.1.2.1 PCCPCH弱覆盖、覆盖空洞原因分析：弱覆盖的原因不仅与系统许多技术指标如系统的频率、灵敏度、功率等等有直接的关系，与工程质量、地理因素、电磁环境等也有直接的关系。一般系统的指标相对比较稳定，但如果系统所处的环境比较恶劣、维护不当、工程质量不过关，则可能会造成基站的覆盖范围减小。由于在网络规划阶段考虑不周全或不完善，导致在基站开通后存在弱覆盖或着覆盖空洞。发射机输出功率减小或接收机的灵敏度降低，线的方位角发生变化、天线的俯仰角发生变化、天线进水、馈线损耗等容易对覆盖造成的影响。综上所述引起弱场覆盖的原因主要有以下几个方面：1) 网络规划考虑不周全或不完善的无线网络结构引起的2) 由设备导致的3) 工程质量造成的4) 发射功率配置低，无法满足网络覆盖要求5) 建筑物等引起的阻挡改变弱覆盖主要通过调整天线方位角，下倾角等工程参数以及修改功率参数，另外可以通过在弱场引入RRU从可根本上解决问题；调整天线波瓣赋形宽度，智能天线波瓣赋形宽度有30度、65度、90度、120度，通过调整波瓣赋形宽度可以增加天线的增益，提高PCCPCH RSCP值；主要的解决方法有以下几个方面：1) 工程参数调整2) 调整功率类无线参数3) 功率调整4) 改变波瓣赋形宽度5) 使用RRU弱覆盖案例：某地区燕儿岛路信号差，通话质量差，掉话严重。现象描述：燕儿岛路属于瑞丰合1扇和宁夏路边检2扇区覆盖。经现场路测发现燕儿岛路两边有密集筑楼群，且地形为下凹，在建筑群后存在弱场（如图1红色圈位置）；并且此弱场处存在瑞丰合1扇区（中兴设备）与爱尊客1扇区(其它厂家设备)发生跨CN切换。所以判断此处掉话和通话质量差主要因为弱场引起。我们需要增强弱场地区的覆盖提高通话质量，并减少跨CN的切换增加切换成功率，减少掉话。根据对根地形及网络基站布局分析，我们可以增加瑞丰合1扇区和鲁通大厦2扇区对弱场地区的覆盖，使燕儿岛路区域切换在同CN下的基站内发生。现场检查瑞丰合1扇区发现此扇区正对燕儿岛路覆盖，方位角和下倾角设置合适，没有调整的必要。我们可以尝试通过其它参数方式调整来达到要求。图1 优化前RSCP覆盖图解决措施根据具体地理环境，利用周边没有阻挡的基站对弱场区进行覆盖：该宁夏路边检2扇区的方位角由190度为170，下倾角由6度改为4度，使其通过反射来覆盖燕儿岛路，覆盖明显增强，但是同时出现与鲁通大厦的乒乓切换，改其下倾角重为5度，方位角为160度（下倾角的降低可以利用楼层反射使其覆盖加强）切换正常。调整后效果如Error! Reference source not found.图2 优化后RSCP覆盖图2.1.2.2越区覆盖原因分析越区覆盖很容易导致手机上行发射功率饱和、切换关系混乱等问题，从而严重影响通话质量甚至导致掉话。天线挂高引起的越区覆盖主要是站点选择或者在建网初期只考虑覆盖引起的，一般为了保证覆盖，在初期站址选择的高大建筑物或者郊区的高山之上，但是在后期带来严重的越区现象；通常在市区内，站间距较小、站点密集的情况下，下倾角设置不够大会使该小区信号覆盖比较远；站点选择在比较宽阔的街道旁边，由于波导效应使信号沿着街道传播很远；城市中有大面积的水域，如穿城而过的江河等，由于信号在水面的传播损耗很小，因此一般在此环境下覆盖非常远。这些场景都可能导致越区覆盖，综上所述越区覆盖的产生主要有以下原因：u 天线挂高 u 天线下倾角u 街道效应 u 水面反射解决措施越区覆盖的解决思路非常明确，就是减弱越区覆盖小区的覆盖范围，使之对其他小区的影响减到最小。通常最为有效的措施就是对天馈系统参数进行调整，主要是下倾角，实际优化工作当中进行下倾角调整之前要对路测数据进行分析，调整后再验证。对功率等参数的调整也能够有效地消除越区覆盖。越区覆盖的解决处理一般要经过两三次调整验证。所有的调整都要在保证覆盖目标的前提下进行。解决越区覆盖主要以下两种措施：u 调整工程参数u 调整功率相关参数 越区覆盖的优化案例现象描述：华艺塑料厂的第1、2扇区在308国道上对杨家群第1、3扇区造成了非常明显的越区覆盖，导致该路段上的严重掉话。现象分析：经过测试发现，在发生掉话的路段上由南往北行驶时，手机本应由华艺塑料厂的2扇区切换至杨家群的3扇区，之后由杨家群的3扇区切换至杨家群的1扇区，最后完成由杨家群1扇区至海尔冰箱厂S座3扇区的切换。但是由于华艺塑料厂在该路段上的越区覆盖，使得手机只能够在华艺塑料厂的1、2扇区间进行切换，而不能正常接入杨家群站点，同时华艺塑料厂与海尔冰箱厂S座并没有配置邻小区关系，因此在该路段上行驶就必然会发生掉话。解决方法及验证：对华艺塑料厂与杨家群两个站点的扇区天线调整前的信号覆盖如下图所示：图3 天线调整前RSCP覆盖图此时手机只能在华艺塑料厂1、2扇区间进行切换并最终导致掉话。调整前华艺塑料厂的天线方向角为10/120/220，下倾角为3/3/3； 杨家群的天线方向角为30/160/270，下倾角为2/2/2。要解决该问题，只有增强华艺塑料厂覆盖该路段的信号强度，同时减弱杨家群站点对该处的影响。于是我们对这两个站点天线的工程参数进行了调整，调整内容如下：1、华艺1扇区的方向角由10度调整到350度，下倾角由3度调整到10度；2、华艺2扇区的下倾角由3度调整到8度；3、杨家群1扇区的方向角由30度调整到10度。调整后308国道上的信号覆盖如下图所示：图4 天线调整后RSCP覆盖图再次测试该路段，越区覆盖问题已经解决，手机能够正常发生切换。2.1.2.3导频污染原因分析判断TD-SCDMA网络中的某点存在导频污染的条件是：A：PCCPCH_RSCP-85dB的小区个数大于等于4个；B：PCCPCH_RSCP(fist)PCCPCH_RSCP(4)2G重选容易发生，但是当UE重选由3G重选到2G后，在TD信号很好时，无法从2G重选到3G。优化思路：1、由于2G割接等原因，导致3G网络配置中的2G的LAC等信息不符，需要定期进行数据更新。2、为了使用户尽量驻留到3G网络，享受3G业务，可以有针对性的打开2/3G切换开关，并对打开切换开关的区域进行优化，逐步进行推广。3、对2/3G切换差小区进行问题分析，进行参数、邻区优化，定位出问题所在，提高2/3G切换成功率。案例：某市RNC3的597小区，在10月21日-10月23日连续3日电路域系统间切换出成功率较低，低于20%。OMMCellID 电路域系统间切换出成功率(小区)2008-10-212008-10-222008-10-23RNC359711.76%18.18%7.14%于是从后台提取Calltarce，进行分析，通过分析，发现大量切换失败是由于UE与G网目标小区无法建立联系，导致无法切换失败。图12分析以上数据，NodeB向RNC发送RadioLinkFailureIndication，此时UE向3G原小区进行回滚，回滚成功，无掉话发生，但是2/3G切换失败。导致上述的原因有以下几种：1、 UE与无法目标小区上行同步，导致切换失败。2、 3G中的2G参数配置错误，如LAC、BSIC、BCCH等。导致无法识别G网小区。3、 UE与目标小区建立了上行同步，但是UE无法收到PhysicalInformation，导致BTS与UE无法建立联系，致使切换失败。通过对2G外部小区参数核查，发现2G外部小区配置的LAC与G网配置有误。属于第2情况。于是对2G外部小区参数进行修改。修改后后台数据：OMMCellID 电路域系统间切换出成功率(小区)2008-10-222008-10-232008-10-242008-10-252008-10-26RNC359781.82%92.86%100.00%100.00%100.00%修改后，从后台观察此小区的电路域切换成功率，此小区切换成功率有了明显提升。 3 密集城区TD-SCDMA网络优化方法3.1 密集城区TD-SCDMA网络优化流程密集城区的网络优化流程和一般网络的优化流程是相同的，主要区别在于由于无线环境的大不相同，需要在一些细节问题上采取特性化的方法和手段。整体流程还是分为建设初期的工程优化和后期的维护优化两个大阶段。工程优化主要是通过路测，结合天线调整，邻区、频率、扰码和基本参数优化达到规划要求的网络指标的过程。工程优化阶段的主要工作任务是覆盖调整。覆盖调整的效果将长期影响网络性能，是网络性能的基础。良好的覆盖优化，无论是网络处于空载，还是有较大负荷时，都能有较好的指标，相反，如果覆盖优化做的不好，空载时网络指标上不去，而且随着负载增大，网络指标也会随着明显下降。所以，工程阶段的覆盖优化，是网优工程师工作中的重中之重，也是网优工程师花费最多精力的地方。网络开通后的优化工作不仅仅是确保网络运行正常、提升网络性能指标；更重要的是发现网络潜在的问题，为下一步网络的变化提前做好分析工作。这包括网络话务负荷变动，话务负荷均衡等。网络开通前，缺少用户投诉数据和大话务量OMC数据。开通后，这些被屏蔽的问题都会暴露出来。因此在网络开通以后，网络优化重点关注的内容有所变化。网络优化的手段也有了不同。OMC数据、告警数据和用户投诉数据将会成为网络优化的重点参考输入。3.2 密集城区TD-SCDMA网络优化方法和手段3.2.1 参数调整参数优化包括工程参数、无线网络参数优化两部分；(一) 工程参数优化工程优化主要是对工程参数进行优化，包括方位角，下倾角，天线挂高，天线类型，甚至站址的变动。工程参数优化是网络优化重要的也是较为简单快捷的调整方式。在解决覆盖，业务性能问题中，应该被考虑为首先采取的手段。工程参数设计到的主要是指：1) 基站位置、天线挂高、天线方位角、天线下倾角、PCCPCH发射功率、天线波瓣宽度。2) 天线优化调整前应注意与仿真工具的配合，避免影响其他站点，同时在长期运维优化中注意天线的老化问题；3) 天线的设置位置应高于其周边建筑，天线周围不要有建筑物阻挡；4) 一定范围内的基站天线高度相差不能太大；5) 城区天线应避免指向隧道式的街道；6) 及时根据外部环境与业务发展的变化，调整天线的方位角，若在无法通过调整天线机械下倾角来解决高站越区覆盖时，可考虑更换天线型号来达到优化的目的；7) 对于过覆盖、弱覆盖和导频污染问题，首先考虑采用调整天线方位角和下倾角的方法来解决。（二） 无线参数优化调整无线参数调整的类型前提和注意事项无线参数调整是网络优化的重要手段。无线参数调整前要经过充分的思考，做到有据可循。无线参数有RNC级别和小区级别。要按照参数的重要性和涉及范围进行分类。重要参数调整前要仔细论证。调整无线参数的同时要做好备份工作。无线参数的优化重点在：1) 覆盖优化2) 切换优化3) 功控优化4) 扰码和下行同步码优化5) 频点优化6) 邻区优化3.2.1.1邻区参数邻区优化是无线网络规划中非常重要的环节，如果初期邻区规划不当，就会导致干扰增大，导致容量和覆盖能力下降，因此一个好的邻区关系配置是保证网络性能的基本要求。建网初期，邻区关系一般依靠网络工程师根据现场勘测情况进行配置。网络投入运营后，随着用户的发展，网络负荷、无线环境也在不断的变化，要保证网络的正常性能，就必须采取有效的方法对邻区关系进行检测和调整，以保证正常的切换和移动台的可移动性。在网络建设初期，使用邻区规划工具进行了邻区规划，邻区规划算法是依据物理临接，扇区朝向等因素确定的。邻区关系会随着网络优化的进程不断得到调整。3.2.1.2扰码和频点参数网络规划时每个小区分配一个扰码，组网性能受小区码资源分配的影响，因此需要对码资源进行规划。综合考虑扰码的分配，不将相关性很强的码分配在覆盖区交叠的相邻小区或扇区。根据扰码分配算法自动分配扰码，并对分配的扰码进行扰码相关性评测改进，对小区分配出最佳扰码。随着网络优化的进程，邻区关系会得到优化。此时扰码也需要进行相应的调整和优化。以使网络性能保持最优化。同理频率规划的结果也会随着邻区关系的变化而得到优化。3.2.1.3广播和导频信道覆盖控制1) 调整广播信道的覆盖(控制导频污染，过覆盖，改善导频污染)广播信道的覆盖可以通过参数来调整。一般情况下PCCPCH的覆盖和DWPTS的覆盖需要保持一致。在网络优化中可以动态调整PCCPCH和DWPTS的发射功率来控制广播信道的覆盖范围以便达到抑制过覆盖，控制导频污染，或者改善弱覆盖的目的。2) 调整广播信道3dB宽度目前TD-SCDMA系统可以支持广播信道3dB宽的波束赋形，改变波束赋形的宽度改变小区的覆盖，从而控制干扰。密集市区一般采用3dB宽为65度，一般市区和郊区可以使用3dB宽为90度或者120度的波束赋形宽度。3.2.1.4呼通率的控制1. 与接入有关的参数1) SCCPCH发射功率由于PCH信道和FACH传输信道都会被映射入SCCPCH信道。该信道的作用有两点:u 作为主叫时，系统通过FACH信道相应用户接入请求。u 作为被叫时，系统通过PCH信道发送寻呼消息。 因此调整SCCPCH信道的功率会影响用户的随机接入成功率，2) FPACH发射时隙和功率调整NODE B在检测到有效的上行同步码序列后，在随后的4个子帧中的FPACH快速接入物理信道上反馈上行同步码确认信息及相关的测量