TD-SCDMA优化指导书.doc

CONFIDENTIAL1 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 前前 言言 TD SCDMA 网络的优化主要指网络投入商用前的预优化以及网络投入商用后的持续的优化 网络优化结 果的好坏 网络优化工作的水平的高低 直接关系到网络未来性能的稳定和容量的发挥 细致 完善的网络优化 可以充分降低全网的干扰水平 改善网络性能 提高呼叫接通率 减少业务 中断 提高网络的数据业务吞吐能力 优化全网切换成功率 提高网络容量 网络优化在 TD SCDMA 网络 的建设 维护工作中 是一项持续进行的日常工作 CONFIDENTIAL2 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 目录目录 1 1 TD SCDMATD SCDMA 基础知识基础知识 5 1 11 1TD SCDMATD SCDMA 基本原理基本原理 5 1 21 2TD SCDMATD SCDMA 关键技术介绍及其对网络规划优化方面的影响关键技术介绍及其对网络规划优化方面的影响 6 1 2 1TD SCDMA 系统的技术特点概述 6 1 2 2联合检测 7 1 2 3智能天线 9 1 2 4上行同步控制 20 1 2 5动态信道分配 DCA 23 1 2 6接力切换 27 1 31 33GPP3GPP 规范下载规范下载 38 2 2 TD SCDMATD SCDMA 网络优化原则与方法网络优化原则与方法 39 2 12 1TD SCDMATD SCDMA 无线网络优化概论无线网络优化概论 39 2 1 1无线网络优化的意义 39 2 1 2TD SCDMA 网络优化特点 39 2 1 3网络优化与规划设计的关系 41 2 1 4TD SCDMA 网络优化内容 42 2 22 2TD SCDMATD SCDMA 无线网络优化原则无线网络优化原则 43 2 2 1最佳的系统覆盖 43 2 2 2合理的切换带的控制 43 2 2 3系统干扰最小 43 2 2 4均匀合理的基站负荷 43 2 32 3TD SCDMATD SCDMA 无线网络优化步骤和手段无线网络优化步骤和手段 44 2 3 1TD SCDMA 无线网络优化流程 44 2 3 2单站验证 45 2 3 3覆盖优化 46 2 3 4网络质量的优化 48 2 42 4室分室分系系统的优化统的优化 49 2 4 1优化场景特点 49 2 4 2关键指标建议目标值 49 2 4 3关键指标优化建议措施 50 2 52 5直放站的优化直放站的优化 52 2 62 6TD SCDMATD SCDMA 无线网络典型指标无线网络典型指标 52 3 3 TD SCDMATD SCDMA 参数手册参数手册 55 3 13 1公用信道参数配置公用信道参数配置 55 3 23 2随机接入过程相关参数随机接入过程相关参数 55 3 2 1Node B 期望接收的上行导频信道功率 55 3 2 2功率攀升步长 55 3 2 3SYNC UL 码最大发送数目 55 3 2 4同步尝试的最大次数 55 3 33 3小区选择小区选择 重选相关参数说明重选相关参数说明 56 3 3 1UE 最小接收电平值 56 CONFIDENTIAL3 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 3 3 2小区重选定时器 56 3 3 3小区重选迟滞 56 3 3 4同频小区搜索门限 56 3 3 5异频小区搜索门限 56 3 43 4功率控制参数功率控制参数 56 3 4 1MAXDLTXPWR 56 3 4 2MINDLTXPWR 57 3 4 3最大信噪比 57 3 4 4最小信噪比 57 3 53 5切换控制参数切换控制参数 57 3 5 1同频 异频切换迟滞 57 3 5 2小区独立偏置 57 3 5 3切换触发时间 57 3 5 4稳定时间 57 3 63 62G2G 3G 3G 互操作互操作相关参数相关参数 58 3 6 1TD RNC 2G 3G 切换全局参数 58 3 6 23G 小区配置的系统间重选参数 58 3 6 33G 小区配置的系统间切换参数 58 4 4 TD SCDMATD SCDMA 典型 特殊 优化典型 特殊 优化 59 4 14 12G 3G2G 3G 互操作优化互操作优化 59 4 24 2HSDPAHSDPA 优化优化 62 4 2 1TD SCDMA HSDPA 技术简介 62 4 2 2网络的 HSDPA 配置 62 4 2 3HSDPA 移动性管理 63 4 2 4HSDPA 网络优化思路 64 4 2 5HSDPA 网络优化方法 64 5 5 TD SCDMATD SCDMA 优化案例优化案例 66 5 15 1信号覆盖信号覆盖相关相关类案例类案例 66 5 1 1案例 1 弱覆盖引起掉话 66 5 1 2案例 2 信号快衰落引起掉话 67 5 1 3案例 3 越区覆盖引起掉话 70 5 25 2切换类案例切换类案例 73 5 2 1案例 1 乒乓切换引起掉话 73 5 2 2案例 2 街角效应 74 5 35 3干扰类案例干扰类案例 77 5 3 1案例 1 导频污染引起系统内干扰 77 5 3 2案例 2 系统外干扰引起掉话 79 5 3 3案例 3 DwPts 对 UpPCH 信道干扰 80 5 45 4参数调整类案例参数调整类案例 83 5 4 1案例 1 扰码修改 83 5 4 2案例 2 主频点修改 84 5 4 3案例 3 参数影响切换时长 86 5 55 5数据速率数据速率类案例类案例 86 5 5 1案例 1 512K HSDPA 数据卡速率偏低问题 86 CONFIDENTIAL4 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 5 65 62G 3G2G 3G 互操作互操作类案例类案例 88 5 6 1案例 1 3G 切换到 2G 信令失败问题 88 5 6 2案例 2 PS128 业务从 3G 到 2G 切换失败问题 88 6 6 TD SCDMATD SCDMA 规划 优化软件工具介绍规划 优化软件工具介绍 90 6 16 1TD SCDMATD SCDMA 网络规划软件网络规划软件 T T PlanPlan 90 6 26 2TD SCDMATD SCDMA 网络优化软网络优化软 日讯日讯 NP3GNP3G 92 6 2 1软件安装所需电脑配置 92 6 2 2日讯 NP3G 前台 92 6 2 3日讯后台分析软件 NP3G Analyzer 93 6 36 3TD SCDMATD SCDMA 网络优化软件网络优化软件 鼎利鼎利 PilotPilot PioneerPioneer 94 6 3 1软件安装所需电脑配置 94 6 3 2软件系统结构 94 6 3 3鼎利测试前台 Pilot Pioneer 95 6 3 4鼎利后台分析软件 Navigator 96 6 46 4TD SCDMATD SCDMA 信令分析软件信令分析软件 IBSIBS 97 6 4 1软件安装所需电脑配置 97 6 4 2软件系统结构 97 6 4 3软件系统结构 97 CONFIDENTIAL5 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 第一篇 第一篇 TD SCDMATD SCDMA 基础知识基础知识 1 1 TD SCDMATD SCDMA 基础知识基础知识 1 11 1 TD SCDMATD SCDMA 基本原理基本原理 TD SCDMA系统综合了TDD和CDMA的技术优势 具有灵活的空中接口 并采用了智能天线 联合检 测等先进的技术 TD SCDMA 的空中信道 蜂窝的概念 o每载波带宽 1 6MHz o相邻小区可以使用相同频率 基本物理层技术 o复用方式 TDMA CDMA FDMATDMA CDMA FDMA o每时隙有1 2 4 8 16个码道 根据扩频因子不同 o数字调制 QPSK 8PSK 16QAM o数字信号 网络功能 o电路 包交换 o硬 接力切换 o国际漫游 o高速数据 CONFIDENTIAL6 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 1 21 2 TD SCDMATD SCDMA 关键技术介绍关键技术介绍及其对网络规划优化方面的影响及其对网络规划优化方面的影响 1 2 1 TD SCDMA 系统的技术特点概述 在TD SCDMA系统中 用到了以下几种主要的关键技术 1 时分双工方式 TDD 2 联合检测 Joint Detection 3 智能天线 Smart Antenna 4 上行同步 Uplink Synchronous 5 接力切换 Baton Handover 6 软件无线电 Soft Radio 7 功率控制 Power Control 8 动态信道分配 DCA Dynamic Channel Allocation TD SCDMA系统中用到的关键技术 CONFIDENTIAL7 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 1 2 2 联合检测 CDMA系统中的干扰 1 1 小区内干扰 小区内干扰 无线通信信道的时变性和多径效应 扩频码的自相关和互相关特性不理想 同一用户数据之间存在的符号间干扰 ISI Inter Symbol Interference 同小区内部其他用户信号造成的多址干扰 MAI Multi Address Interference 多址干扰和码间干扰 MAIMAI Multiple Multiple AccessAccess Interference Interference 由于不同用户共享同一频段而产生的多址接入干扰 当用户数目很少时 MAI一般可以忽略 但是随着用户数目的增加 MAI会越来越大 ISIISI Inter Symbol Inter Symbol Interference Interference 由于信道特性的不理想而引起的符号间干扰 可以采用Viterbi算法等方式来抗符号间干扰 但是 对于CDMA系统来说 由于多址干扰与非 常短的符号间隔结合在一起 造成若采用Viterbi算法需要非常多的状态数 这是无法实现的 解决方法 解决方法 频率 空间 时间分集 多用户检测MUD Multi User Detection CONFIDENTIAL8 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 智能天线 2 2 小区间干扰小区间干扰 同频小区之间信号造成的干扰 解决方法解决方法 通过合理的小区配置来减小其影响 TD SCDMA智能天线可以减少小区间干扰 3 3 干扰带来的问题 干扰带来的问题 系统的容量受到限制 系统的容量受到限制 单用户性能受到ISI的限制 多用户性能受到MAI的限制 远近效应问题 远近效应问题 各用户到基站的距离或者衰落深度不同 强信号将抑制弱信号 使得相对较弱的用户 信号得不到正常的检测 联合检测的优点及发展联合检测的优点及发展 对于上行链路 对于上行链路 1 上行链路是CDMA系统的瓶颈 而联合检测能大幅度提高上行链路的性能 2 具有优良的抗多址及多径干扰性能 可以消除通信系统中的大部分干扰 从而降低了整 个系统的误码率 使通信系统的容量和通信质量得以显著提高 CONFIDENTIAL9 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 3 具有克服远近效应的能力 增加信号动态检测范围 对功率控制的要求降低 4 提高链路性能 降低用户设备 UE 的发射功率 提高待机及通话时间 5 增加通信距离 增大基站覆盖范围 降低了基站综合成本 对于下行链路 对于下行链路 6 CDMA系统中 NB通常根据最远UE调整发射功率 会造成很强的下行干扰 但如果NB根据 UE的距离调整发射功率 又会造成很强的远近效应 导致部分UE无法工作 7 联合检测使得TD SCDMA具有克服远近效应的能力 增加信号动态检测范围 对功率控制 的要求降低 故可以在一定范围内根据UE的距离分配发射功率 降低系统下行干扰 提 高系统容量 联合检测与智能天线相结合 联合检测与智能天线相结合 从理论上讲 联合检测技术可以完全消除多址干扰的影响 但在实际应用中 联合检测技术将 会遇到以下问题 8 信道估计的不准确将影响到检测结果的准确性 9 随着处理信道数的增加 算法的复杂度并非线性增加 10 对小区间的干扰没有得到很好的解决 在TD SCDMA系统中并不是单独使用联合检测技术 而是采用了联合检测和智能天线技术相结合 的方法 以充分发挥这两种技术的综合优势 1 2 3 智能天线 智能天线原名为自适应天线阵列 Adaptive Antenna Array AAA 最初应用于雷达 声纳等军 事通信领域 主要用来完成空间滤波和定位 例如相控阵雷达就是其中一种采用较简单自适应天线阵的军 事产品 智能天线是移动通信人员把自适应天线阵应用于移动通信的名称 英文名称为 Smart Antenna SA 移动通信传输环境恶劣 由于多经衰落 时延扩展造成的符号间干扰 FDMA和TDMA系统 如GSM 由于频率复用引起的共信道干扰 CDMA系统中的多址干扰等都会使链路性能变差 系统容量下降 而我们 所熟知的均衡 码匹配滤波 RAKE接收机 信道译码技术等都是为了对抗或者较少这些干扰的影响 这些 CONFIDENTIAL10 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 技术实际利用的都是时域 频域信息 但在实际上有用的信号 其时延样本和干扰信号在时域 频域存在 差异的同时 在空域也存在差异 分级天线 特别是扇区天线可看作是对这部分区域资源的初步利用 而 要更充分地利用它只有智能天线 那么究竟什么是智能天线呢 智能天线的基本概念智能天线的基本概念 TD SCDMA系统的智能天线的原理是使一组天线和对应的收发信机按照一定的方式排列 通过改变 各天线单元的激励的权重 相位和幅度 利用波的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图 使用DSP 技术使主波束指向期望用户并且波束自适应地跟踪移动台方向 这样在干扰用户的方向形成零陷 系统通 过上述方法可达到提高信号的载干比 达到降低发射功率等目的 智能天线的基本原理 智能天线的优点智能天线的优点 在没有智能天线时 系统会遇到什么问题呢 CONFIDENTIAL11 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 在没有智能天线的情况下用户间干扰严重 全向天线所发射的无线信号功率分布于整个小区 各用户间存在较大干扰 能量分布于整个小区内 所有小区内的移动终端均相互干扰 此干扰是CDMA容量限制的主要原因 在有智能天线的情况下干扰有效抑制 发射功率指向特定的激活用户 并随着用户的移动而动态的调整发射方向 用户间干扰得到有效抑制 能量仅指向小区内处于激活状态的移动终端 正在通信的移动终端在整个小区内处于受跟踪状态 智能天线在小区内可以有效抑制用户间的干扰 那么在小区间 干扰是否依然存在呢 通过下图 看出 智能天线对于抑制小区间的干扰也同样有效 CONFIDENTIAL12 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 小区间的干扰得到有效抑制 智能天线的优点总结 提高了基站接收机的信躁比 提高了基站发射机的等效发射功率 增大天线覆盖范围 降低了系统干扰 提高系统容量和质量 减小基站和手机发射功率 提高移动站定位精度 增加新的定位服务 1 1 提高了基站接收机的信躁比提高了基站接收机的信躁比 基站所接收到的信号为来自各天线单元和收信机所接收到的信号之和 如采用最大功率合成算法 在不计多径传播条件下 则总的用户信号为各天线用户信号的矢量叠加 2 2 提高了基站发射机的等效发射功率 提高了基站发射机的等效发射功率 发射天线阵在进行波束赋形后 该用户终端所接收到的等效发射功率可能增加20lgN dB 其中 10lgN dB 是N个发射机功率累加的效果 与波束成形算法无关 另外10lgN dB 类似于基站接收机信噪比 的提高 随传播条件和下行波束赋形算法可能略有下降 3 3 降低了系统的干扰 降低了系统的干扰 上行 基站的接收信号是有方向性的 对接收方向以外的干扰有一定的抑制 CONFIDENTIAL13 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 下行 波束赋形后低旁瓣泄漏大大减小小区内 小区间其他用户信号的干扰 4 4 增加了 增加了CDMACDMA系统的容量系统的容量 CDMA系统是一个自干扰系统 其容量的限制主要来自本系统的干扰 降低干扰对CDMA系统极为重要 它可大大增加系统的容量 在CDMA系统中使用智能天线后 就提供了将所有扩频码所提供的资源全部利用 的可能性 1 2 3 1 智能天线系统的组成 智能天线系统是由什么组成的 究竟什么地方具有智能呢 是天线本身具有智能吗 智能天线系统的组成 1 1 天线阵列 天线阵列 为了实现某种特定的辐射 由若干辐射天线单元按一定方式排列组成的天线系统称为天线阵 影响天线阵辐射特性的可以分为下面几个方面 CONFIDENTIAL14 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 a 单元个数及其空间分布 b 单元辐射特性 c 各单元的激励 这三方面任何一个改变 整个阵列的辐射特性就改变了 显然决定天线赋形的不是天线阵本身 而是智能天线算法 但天线阵在智能天线技术中也具有 很重要的作用 那么在TD SCDMA系统中用到了什么样的天线阵呢 TD SCDMA的智能天线可以使用圆阵天线或线阵天线 圆阵天线阵由8个完全相同的天线阵元均 匀地分布在一个半径为R的圆上所组成 智能天线的功能是由天线阵及与其相连接的基带数字信号处理部分共同完成的 天线的方向图 由基带处理器控制 可同时产生多个波束 按照通信用户的分布 在360 圆阵 或120 线阵 的范围内任意赋形 圆阵天线和线阵天线示意图 2 2 智能天线算法 智能天线算法 CONFIDENTIAL15 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 智能天线算法基本思想 1 上图以两根阵元为例 示意了智能天线检测接收信道的原理 两根天线的阵元距离 2 若阵 元间距过大会使接收信号彼此相关程度降低 太小则会在方向图形成不必要的栅瓣 故一般取半波 长 收到的信号分别标于图上 经过合并最终得到的信号含有 r1 AOA到达方向角 90 和 r2 AOA 0 的信号 为消除 r1和 r2的相互干扰影响 需要选择合适的加权系数1和2将彼 此的影响去掉 如本例中希望提取 r1时 加权系数应为1 2 1 则可得到纯净的 r1信号 如果希望提取 r2时 加权系数应为 1 2 1 则可得到纯净的 r2信号 智能天线算法基本思想 2 CONFIDENTIAL16 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 智能天线采用了空分多址技术 充分利用了信号空间上距离相位的差别 从而使得不同阵元上 接收的信号相位不同 这样 对于上行 针对不同的阵元赋予不同权值 最后将所有阵元的信号进 行同向合并 并进行输出 将同频率 同时隙 同码道的信号区分开来 1 2 3 2 智能天线系统的技术实现 TD SCDMATD SCDMA系统中智能天线设计的基本思想系统中智能天线设计的基本思想 智能天线系统的技术实现 1 通过上面的智能天线原理图 我们可以看出 智能天线的下行波束赋形是和上行信道估计密切 相关的 智能天线是根据上行信道估计的结果来计算下行赋形参数的 同时我们可以看出 智能天 线和联合检测是一个统一的整体 密不可分 我们在系统实际实现时 经常把这两个系统连在一起 称呼叫做SJ Smart Antenna Joint Detection CONFIDENTIAL17 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 智能天线系统的技术实现 2 上图反映了系统在实际实现SJ时的信道模型 其中 d 表示用户实际要传输的数据 C 表示经过扩频后的数据 e 代表基站接收到的数据 Ka 代表天线编号 h 代表信道冲激响应 A A矩阵 w 代表赋形参数 k 代表用户数 3 3 智能天线赋形算法简介 智能天线赋形算法简介 赋形算法简介 赋形算法简介 赋形算法名赋形算法名 称称 基本概念基本概念特点介绍特点介绍 1 1 固定波束 固定波束 赋形赋形 固定波束赋形实际上 是一个基于参数 利用信 CONFIDENTIAL18 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 道的空域参数 模型的算 法 它使基站实现下行指 向性发射 固定 的含 义在于我们给定形成若干 方向波束的权值 存储在 列表中 在搜索时直接查 表得到 然后根据一定的 准则判断信号主径的到达 方向角度 DOA 1 思想简单 计 算量小 能适用于各种类 型的阵列 2 追踪精度不高 扇贝现象 2 2 DOADOA赋形赋形DOA赋形需要了解目标 移动台与基站的相对位置 为了抑制同信道用户间的 干扰 可能还需了解同信 道移动站与基站的相对位 置 这些信息可以由上行 信道数据得到 即利用上 行信道参数 选择各种高 分辨率的DOA估计算法 估 计出用户的到达角度 并 选择信号最强的那条多径 对应的角度 1 分辨率较高 2 需要DOA估计 复杂度大 3 只考虑到用户 信号功率最强径的DOA 也丧失了多径分集作用 3 3 最强径赋 最强径赋 形形 最强径赋形的思想类 似于DOA赋形 只不过它不 需要DOA估计 它是直接对 上行估计得到的各用户的 信道响应进行处理 计算 每条多径的功率 然后根 据最大功率所对应的多径 响应进行赋形 1 思想简单 2 利用了上下行 信道完全对称这个条件 在某些环境下 例如 上 下行时隙间隔长 移动台 高速运动 具有一定局限 性 3 只考虑到用户 信号功率最强的径 也丧 失了多径分集作用 赋形算法简介 CONFIDENTIAL19 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 TD SCDMATD SCDMA系统中用到的赋形算法 系统中用到的赋形算法 TD SCDMATD SCDMA系统中系统中 用到的赋形算法用到的赋形算法 基本概念基本概念特点介绍特点介绍 GOB 固定波束赋 形 Grids Of Beams 1 由预先设计 的多波束形状 由 方向图合成算法 综合出主波束不同 指向固定的波束方 向图 制定不同 DOA时所对应的阵 元加权系数 并将 其形成表格 2 根据接收信 号 检测与估计目 标用户的主路径的 DOA值 按移动的 准则 在由不同 DOA预制的表格中 利用查表法选取对 应的合适阵元加权 系数值 3 利用所选取 的加权系数值 通 过数字波束合成网 络 形成跟踪该目 标用户的准最优波 束 EBB 基于特征值的波 束赋形 Eigenvalue Based Beamforming 特征波束赋形 基于信号空间协方 差矩阵的 广义 特征值分解 特征 值分解算法提供了 某准则下的最优权 矢量解 最大功率准则 用户信号协方差矩 阵 最大信噪比准则 用户信号协方差矩 阵和 噪声协方差矩阵 CONFIDENTIAL20 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 最大信干比准则 用户信号协方差矩 阵和 干扰协方差矩 阵 TD SCDMA 系统实现时用到的赋形算法 1 2 4 上行同步控制 上行同步概述 上行同步是TD SCDMA系统必选的关键技术之一 在CDMA移动通信系统中 下行链路总是同步的 所以一般说同步CDMA都是指上行同步 上行同步的定义 所谓上行同步是指在同一小区中 使用同一时隙的不同位置的用户发送的上行信号同时到达基站 接收天线 即同一时隙不同用户的信号到达基站接收天线时保持同步 上行同步的基本概念 CONFIDENTIAL21 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 上行同步的意义 上行同步的意义 保证CDMA码道正交 降低码道间干扰 消除时隙间干扰 提高CDMA容量 简化硬件 降低成本 上行同步的意义 上行同步分类上行同步分类 开环同步 用于上行同步建立 UE初始接入 Handover 位置更新 闭环同步 用与上行同步保持 通话过程中 CONFIDENTIAL22 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 上行同步建立上行同步建立 上行同步建立过程 在上行同步建立之前 UE必须利用DwPTS上的SYNC DL信号 建立与当前小区的下行同步 在上行同步建立过程中 UE首先在特殊时隙UpPTS上开环发送UpPCH信号 UE根据路径损耗估计UE与Node B之间传输时间来确定上行初始发送定时 或者以固定的发送 提前量来确定初始发送定时 Node B在UpPTS上测量UE发送的UpPCH的定时偏差 然后转入闭环同 步控制 Node B将UpPCH的定时偏差在下行信道FPACH上通知UE 正常情况下 NodeB将在收到 SYNC UL后的4个子帧内对UE作出应答 如果UE在4个子帧之内没有收到来自NodeB的应答 UE将 根据目前的测量调整发射时间和发射功率 在一个随机时延后 再次发送SYNC UL 每次重新 传输 UE都是随机选择新的SYNC UL UE调整定时偏差发送PRACH或上行DPCH 建立上行同步 上行同步保持上行同步保持 因为UE是移动的 它到NodeB的距离总是不断变化 所以在整个通信过程中 NodeB必须不间断地 检测其上行帧中的Midamble码的到达时刻 并对UE的发射时刻进行闭环控制 以保持可靠的同步 CONFIDENTIAL23 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 上行同步保持 Node B利用每个UE的Midamble测量路径时延的起始位置 终止位置和主径位置 Node B依据测量结果来形成物理层命令SS 首先保证所有路径时延落在信道估计窗口内 其次要求主径往期望的位置移动 SS命令有3种情况 往前调整 往后调整和不调整 Node B在下行链路将SS命令通知UE UE根据SS命令调整下次发送定时 发送定时以固定步长进行 调整 最小调整步长为1 8chip 1 2 5 动态信道分配 DCA 无线资源管理的基本概念无线资源管理的基本概念 TD SCDMA系统的无线资源包括码字 频率 功率 时隙和空间角度 CONFIDENTIAL24 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 TD SCDMA系统的无线资源 CONFIDENTIAL25 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 TD SCDMA系统的无线资源管理的目的 1 确保用户申请业务的服务质量 包括BLER BER 时间延迟 业务优先级等 2 确保系统规划的覆盖 3 充分提高系统容量 无线资源管理的目的 无线资源管理模块无线资源管理模块基本功能基本功能 呼叫接纳控制 CAC 从小区功率资源和干扰水平上对用户接 入进行控制 保证新用户接入后小区内所有 的链路质量能够维持一定的QoS 以避免新 用户的接入导致已接入用户通信质量的恶化 乃至掉话 动态信道分配 DCA 负责将信道分配到小区 信道优先级排 序 信道选择和资源整合 切换控制 HOC 保证移动用户通信的连续性 或者基于 网络负载和操作维护等原因 将用户从当前 的通信链路转移到其他小区 功率控制 POC 在维持链路质量的前提下尽可能小地消 耗功率资源 从而降低网络中的相互干扰和 延长终端电池的使用时间 负载控制 LC 当网络出现过载情况时 LC通过RRM中 其他模块的综合作用将网络恢复到正常的状 态 分组调度 PS 用于服务分组数据业务 具体调度速率 由网络负荷情况决定 无线资源管理的组成模块 CONFIDENTIAL26 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 动态信道分配动态信道分配 TD SCDMA系统综合了时分和码分复用技术 载波资源被分成多个时隙 上下行链路分别在不同的时 隙内进行通信 实现时分双工 而每个时隙内的资源通过码分的方式供多个用户复用 DCA算法对实现系统最佳的频谱效率具有关键的作用 DCA 算法是TD SCDMA系统实现灵活分配无线 资源 高效地管理和使用无线资源 在对称和非对称的3G业务环境中获得最佳的频谱效率的保证 频域 时域和空域动态信道分配 时域时域DCADCA 在当前使用的无线载波的原有时隙中干扰严重时 实现自动改变时隙而达到时域DCA功能 频域频域DCADCA 在当前使用的无线载波的所有时隙中干扰严重时 自动改变无线载波而达到频域DCA功能 空域空域DCADCA 通过选择用户间最有利的方向去耦 而达到空域DCA功能 空域DCA需要通过智能天线的定向性来 实现 它的产生与时域和频域DCA有关 根据TD SCDMA系统干扰的特点 DCA算法实现一个重要方面就是降低系统的干扰与干扰对通信质 量与系统容量的影响 DCA算法从时隙 频率与空间三个方面实现 对于单载频系统频域DCA由于频率的确定是网络规划时就已经确定了的 所以不做考虑 对于多载频系统将提供频域DCA 而空域DCA的实现 依赖于智能天线技术 尤其是AOA测量的可靠性与准确性 以及系统的复杂程 度 这方面还正在研究 并且目前的时域DCA算法 通过下行时隙的发射功率和上行时隙的干扰水平从一 定程度上已经避免了相同位置的UE分配到相同时隙 CONFIDENTIAL27 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 根据3GPP标准 可将DCA划分为慢速DCA和快速DCA 慢速慢速 DCADCA 小区载频优先级动态调整 载频上下行时隙分配与调整 各时隙优先级的动态调整 快速快速DCADCA 针对每个UE的信道资源的分配 主要是载频 时隙 信道码资源与Midamble码资源的分配管理 1 2 6 接力切换 1 切换的基本概念 在移动通信系统中 当呼叫中的移动台从一个小区转移到另一个小区 或由于无线传输 业务负 荷量调整 激活操作维护 设备故障等原因 为了使通信不中断 通信网控制系统启动切换过程保证移动 台的业务传输 2 触发切换的原因 在实际网络中 有哪些原因可以触发手机的切换呢 信号强度 通信质量 移动速度 网络原因 在移动台从一个小区走到另外一个小区的过程中 原有的通信链路所能提供的信号会越来越弱 同时移动台会发现能够提供更好的通信链路的小区 这时系统必然会触发切换 与此类似 移动台在 移动的过程中有可能遇到大尺度的阴影衰落 此时系统同样会触发切换 3 切换的分类 基于不同的角度 切换有很多种分类方式 下面给出了一些常用的分类方式 硬切换 软切换 更软切换和接力切换 同频切换 异频切换 小区内切换 小区间切换 系统内切换 系统间切换 CONFIDENTIAL28 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 其它分类方式 同步 异步 硬切换与软切换 硬切换 硬切换 切换过程中任何时间都只有一个基站与移动台之间有业务信道通信 硬切换只能采用先断 后通的方法 即先切断与原基站的通信信道 再接通与新基站的通信信道 软切换 软切换 切换过程中可以同时有多个基站与移动台通信 软切换采用先通后断的方法 原基站和目 的基站在一段时间内同时为移动台提供业务 更软切换 更软切换 更软切换为移动台在同一基站具有相同频率不同扇区间的切换 接力切换 接力切换 接力切换使用上行预同步技术 在切换过程中 UE从源小区接收下行数据 向目标小区发 送上行数据 即上下行通信链路先后转移到目标小区 CONFIDENTIAL29 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 TD SCDMATD SCDMA系统中的切换系统中的切换 切换的基本过程切换的基本过程 在TD SCDMA系统中 切换主要分成以下几步 切换的基本过程 1 1 测量过程 测量过程 在UE和基站通信过程中 UE需要对本小区基站和相邻小区基站的导频信号强度 P CCPCH的接 收信号码功率 SFN SFN 观察时间差异等重要测试项进行测量 UE的测量可以是 周期性测量 事件触发测量 RNC指定的测量 周期性测量 周期性测量 周期性测量 CONFIDENTIAL30 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 周期测量报告结果 事件测量 事件测量 事件测量 CONFIDENTIAL31 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 事件测量报告 事件报告名称事件报告名称事件报告内容事件报告内容 同频报告事件 for TDD 1G事件最佳小区变化 TDD 1H事件时隙ISCP 低于一定门限 TDD 1I事件时隙ISCP 高于一定门限 TDD 异频报告事件 2A事件最佳频率变化 2B事件当前使用频率上的估计质量低于一定门限 而没有 使用的频率上的估计质量高于一定门限 2C事件没有使用的频率上的估计质量高于一定门限 2D事件当前使用频率上的估计质量低于一定门限 2E事件没有使用的频率上的估计质量低于一定门限 2F事件当前使用频率上的估计质量高于一定门限 业务流量报告触发 CONFIDENTIAL32 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 4A事件传输信道业务流量大于一个绝对门限 4B事件传输信道业务流量小于一个绝对门限 质量报告事件 5A事件超过了预先定义的bad CRC数目 UE内部测量报告事件 6A事件UE发射功率大于一个绝对门限 6B事件UE发射功率小于一个绝对门限 6C事件UE发射功率达到其最小值 6D事件UE发射功率达到其最大值 6E事件UE RSSI达到UE动态接收机范围 6F事件由TADV指示的时间偏差大于一个绝对门限 6G事件激活集中的一个无线链路的 UE Rx Tx时间偏差小于 一个绝对门限 UE定位报告事件 7A事件UE位置改变超过一个绝对门限 7B事件SFN SFN 测量改变超过一个绝对门限 7C事件 GPS 时间和SFN时间漂移超过一个绝对门限 测量事件列表 2 2 判决过程 判决过程 接力切换的判决过程是根据各种测量信息上报到RNC RNC依据一定的准则和算法 来判决UE是 否应当切换和如何进行切换的 例子 基于导频强度的具有滞后门限的切换准则 1G事件 基于导频强度的具有滞后门限的切换准则 CONFIDENTIAL33 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 UE对本小区的PCCPCH RSCP进行持续的测量 当UE测量到本小区的PCCPCH RSCP在时间段T1内 持续低于给定的门限值时 即当 PCCPCH RSCP serving RSCP DL COMP 持续时间T2 时 UE应向 RNC发送一个事件1G的测量报告 RNC接到测量报告以后 判断相邻小区的导频强度是否高于给定的 门限值 如果高于门限值 即当 PCCPCH RSCP candidate RSCP DL ADD 时 判决此UE进行切换 反之将保持原有链路连接 若判决UE进行切换 将符合条件的相邻小 区按照测量得到的导频强度PCCPCH RSCP从大到小的顺序进行排序生成目标小区列表 然后在目标 小区列表中选择优先等级高的目标小区 并调用接纳控制算法判断此目标小区是否也可以接纳该用 户切换请求 如果可以接纳 则执行切换并建立相应的无线连接 切换成功后 RNC删除原无线连 接的配置信息 切换不成功 UE将继续保持原有无线链路的连接 如果不可以接纳 则依次试探目 标小区列表中的其它小区 当所有目标小区均被试探过时 RNC结束此次切换请求的响应 UE将继 续保持原无线链路连接 3 3 执行过程 执行过程 UE进入DCH状态后 周期性的向RNC发送测量报告 测量邻区列表中各个小区的PCCPCH的RSCP值 RNC发送物理信道重配置消息触发UE发起切换 因为在R4标准的空中接口消息中UE无法区分 UTRAN要触发的是硬切换还是接力切换 所以 按照各个手机和设备厂商的规定 在物理信道重配 置消息中如果不包含FPACH信息 则意味着UE需要做的切换类型是接力切换 否则 UE需要做硬切 换 在实现的过程中 硬切换是需要做随机接入的 而对于接力切换来讲UE在收到消息后 开始进 行和目标小区的预同步 完成预同步后 不再发起随机接入过程 直接开始专用信道的切换 CONFIDENTIAL34 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 硬切换 左图 与接力切换 右图 无线链路重配同步参数 UEUE预同步的基本概念预同步的基本概念 众所周知 关于接力切换的核心问题实际上是UE的预同步问题 现阶段支持的接力切换 预同 步的关键参数是下面两个 1 1 UEUE在目标小区的时间提前量 在目标小区的时间提前量 UE在收到RNC的切换消息后 通过测量目标小区的下行DwPTS 可以测出源小区和目标小区的 相对时间偏差 用UE和源小区的时间提前量加上测量得到的相对时间偏差 就是UE到目标小区绝对 的时间提前量 时间提前量 UE和源小区的时间提前量 时间偏差 CONFIDENTIAL35 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 时间提前量 2 2 UEUE在目标小区的开环发射功率 在目标小区的开环发射功率 RNC在切换触发消息里面会将目的小区的PCCPCH的发射功率和目的小区专用信道的期望接收功 率发送给UE UE在测量目标小区的PCCPCH的发射功率后 可以计算出路径损耗 然后 UE在目标小区的发射功率 目标小区专用信道的期望接收功率 路径损耗 UE首先将自己的上行专用信道切换到目标小区 并且如果此时上行信道中没有信息 需要发送 上行special burst给基站 Node B在解调出UE的反向信号后 立刻开始下行波束赋形 这样做的 好处是大大减少干扰 增加了UE的首次接入成功概率 UE将上行信道切换到目标小区一段时间后 将下行专用信道也切换到目标小区 从而完成接力 切换 因为UE同时还保持着和源小区的连接 所以可以确保UE在接力切换失败的情况下 能够成功的 切换回源小区 保证用户不掉话 这个特点是接力切换和硬切换相比较的一个重要优点 接力切换示意图 CONFIDENTIAL36 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 接力切换示意图 接力切换流程图 CONFIDENTIAL37 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 UE CN MSC RNC NodeB T Call in progress Call in progress 10 Radio Link Deletion Request NBAP NBAP NBAP NBAP 11 Radio Link Deletion Response 4 ALCAP Iub Data Tx Bearer Setup 3 Radio Link Addition Response RL ID NBAP NBAP NBAP NBAP 12 ALCAP Iub Data Tx Bearer Release 7 Physical Channel Reconfiguration DCCH RRC RRC 1 Measurement Report DCCH RRC RRC 6 Uplink Sync DL Sync s ToA CFN DCH FP DCH FP 8 Radio Link Restore Indication NBAP NBAP 9 Physical Channel Reconfiguration Complete DCCH RRC RRC 5 Downlink Sync Target CFN DCH FP DCH FP 2 Radio Link Addition Request RL ID 接力切换流程图 CONFIDENTIAL38 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 1 31 3 3GPP3GPP 规范下载规范下载 http www 3gpp org CONFIDENTIAL39 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 第二篇 第二篇 TD SCDMATD SCDMA 网络优化原则和方法网络优化原则和方法 2 2 TD SCDMATD SCDMA 网络优化原则与方法网络优化原则与方法 2 12 1 TD SCDMATD SCDMA 无线网络优化概论无线网络优化概论 2 1 1 无线网络优化的意义 TD SCDMA 网络的优化主要指网络投入商用前的预优化以及网络投入商用后的持续的优化 网络优化结 果的好坏 网络优化工作的水平的高低 直接关系到网络未来性能的稳定和容量的发挥 细致 完善的网络优化 可以充分降低全网的干扰水平 改善网络性能 提高呼叫接通率 减少业务 中断 提高网络的数据业务吞吐能力 优化全网切换成功率 提高网络容量 网络优化在 TD SCDMA 网络 工作中 是一项持续进行的日常工作 2 1 2 TD SCDMA 网络优化特点 TD SCDMA 与 2G 无线网络优化的不同 2G 网络都已经形成了自己的一套比较标准的无线网络优化流程 并且形成了一套关键指标体系来反映 网络的整体情况 包括容量指标 覆盖指标 接入指标 成功率指标 质量指标和切换指标 TD SCDMA 无 线网络优化与 2G 的不同之处在于 1 TD SCDMA 优化更加复杂 需要综合考虑诸如频率 时隙 扰码等各种资源 2 TD SCDMA 支持多速率业务 对不同业务的优化工作也是一种挑战 如 HSDPA 等 3 CDMA 系统是个自干扰系统 TD SCDMA 也不例外 只是 TD SCDMA 系统呼吸效应较 WCDMA 和 CDMA2000 而言并不明显 但是覆盖与容量的平衡也是需要重点考虑的问题 4 2G 与 TD SCDMA 共存阶段的优化是个需要考虑的问题 TD SCDMA 初期重点解决覆盖的问题 要 避免影响 2G 网的稳定性 保持 2G 业务的连续性 还要突出 TD SCDMA 业务的高质量 在业务扩张的成 熟时期 要考虑 TD SCDMA 2G 负载均衡 提高网络的资源利用率 TD SCDMA 系统和 WCDMA 网络优化的不同 与 WCDMA 相比较 它是一个时分 CDMA 系统 最大的优点是承载非对称数据业务的灵活性 从优化的 角度来看 TD 的网络优化有如下几个特点 1 呼吸效应弱 特别是在异频组网的情况下基本不用考虑 CONFIDENTIAL40 114 CMO MS TD SCDMAAugust 2008 2 不同业务的覆盖特性差别不大 组网时对不同业务覆盖优化的工作量相对 WCDMA 要小 覆盖区 域的稳定 带来切换区域的相对稳定 切换优化相对简单 不同业务的连续覆盖能力有较好的一致 性 3 没有软切换 不用考虑软切换的优化 4 频谱利用率高 在 N 频点 5M 组网的情况下 可以把公用信道配置到不同的频点上 有效的降低 了导频信道和广播信道的同频干扰 5 由于 TD 是时分系统 可以把相邻同频小区的接入信道配置到不同的时隙上 提高接入成功率 6 慢速 DCA 在网络优化中可以根据基站和 UE 的 ISCP 测量值将 UE 分配到不同的载频 时隙 降低 同频干扰 TD SCDMA 2