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TD-SCDMA与WCMA网络优化分析
 
慧聪网   2005年10月27日11时5分   信息来源:《通信世界》 作者:黄剑    

   导读:随着3G的不断发展,下一代移动通信网络的实施逐渐被提到各运营商的议事日程上,人们越来越多地开始关注3G网络规划与优化的一些细节问题。对于可能采用WCDMA或TD-SCMA系统体制的运营商,最关心的是如何快速地建设一张高性价比的移动通信网络,即要求有较高的网络容量、良好的无线覆盖,可有效保证用户的多媒体业务及QoS需求。

    随着3G的不断发展,下一代移动通信网络的实施逐渐被提到各运营商的议事日程上,人们越来越多地开始关注3G网络规划与优化的一些细节问题。对于可能采用WCDMA或TD-SCMA系统体制的运营商,最关心的是如何快速地建设一张高性价比的移动通信网络,即要求有较高的网络容量、良好的无线覆盖,可有效保证用户的多媒体业务及QoS需求。除此之外,运营 商还希望在容量、覆盖范围及业务质量三者之间寻求最佳的平衡,因此,WCDMA/TD-SCDMA系统必须采用可满足这些需求的新技术。并且,在2G网络时代所采用的规划与优化方式也随着3G网络需求的增加而变得更为复杂。运营商需要有新的规划与优化方式及新的软件工具。

一、3G网络优化的基本过程

运营商的目标是构建一张可盈利的网络,他们非常关心网络建设、扩容及升级过程中的投资成本及其最终性能,但扩容、升级成本与网络性能却是一对矛盾。建设成本可通过预算与控制得到相对精确的数值,但是网络的性能却是由多种主客观因素决定的。一方面,对网络进行扩容、升级与升级要能够保证现有用户的正常使用,另一方面,它还要能提供有竞争力的新业务,并使得进一步的扩容、升级与升级能够顺利实施。这样,网络优化就成为了一个长期的、反复进行的过程。

网络优化应能够根据运营商的具体需求即能通过软件工具自动进行,也能通过人工干预来达到容量、覆盖、QoS保证的某个平衡点。3G网络系统结构如图1所示。一般来说,网优包括3个层面:

对Node B、移动台的性能指标进行实时计算与模拟,包括快速功率控制、快速拥塞解决、无线链路自适应、信道分配等;

实时负载的分析与控制;

基于经验值或统计结果,通过路演、网络优化软件对网络性能进行预估。

前面2个层面,是在网络建成后,由网管系统通过在线监测与统计实时进行的自动调整,而第3个层面则需要专业人员来实施,也即是我们常说的进行网络优化。

人工进行的网络优化又可分成以下几个步骤:

首先,运营商应根据自身特点定义好网络优化完成后要达到的目标,即确定前文所提到的“平衡点”,包括点到点的质量目标、不同业务类型的性能指标和相关的KPI(关键性能指标)的各项数值;之后,是对现有网络性能指标的数据采集,可通过多种渠道,如网管系统和汇聚设备的反馈,协议分析仪甚至是运维部门的客户投诉汇总等,总之,应通过多种方式,采用多种手段,采集的数据越多,分析结果就越准确。

将采集数据输入到网络规划软件中分析,就可生成目前的网络状况,或是达到某种指标所需要的网络配置。在系统仿真的过程中,一部分结果在最初分析完成后,误差会比较大,此时,我们对某些参数进行微调,进行局部的迭代分析,再对系统信真进行反复修正,最终会得到精确的结果。

网络优化要实现的目的主要包括:改善网络覆盖情况,降低系统掉话率、呼损率,提高切换成功率,对Node B负荷进行调整,优化Node B导频分配状况。优化的指标包括:Node B扇区发射功率,天线高度与角度,相邻Node B位置及导频号,相邻Node B导频搜索窗口大小,切换触发门限值等等。

在网络优化过程中,我们需求使用不同的工具,而这些工具又有不同的作用。

1.规划软件

在细节仿真的过程中,我们将要新建或扩容、升级的站点信息输入到电子地图中。通过反复模拟与微调,可得到在某种约束条件(如站址位置固定、确定配置)下,系统的最佳覆盖范围、容量、业务质量指标。用规划软件优化的阶段下,可通过对比仿真确定的系统因素包括:Node B站址、天线类型、天线角度等。在现有网络基础上扩容、升级时,运营商往往关心的是优化完成后,模拟的新增容量能否达到预计值。

2.网管系统

网管系统的作用是对网络性能进行监测,对系统数据进行采集。它可显示业务分布情况,对业务质量如呼损率等进行统计,因此,可帮助运维工程师进行故障快速定位。

QoS指标的确定相对比较灵活,根据KPI指标的要求或成本控制的要求,可确定相应QoS指标。约束条件包括:硬件资源(信道容量配置)、软件资源(干扰总量上限)、呼损率、掉话率、呼通率、切换成功率、上/下行信道负荷、数据重发/延迟、数据及电路型业务的速率等等。要满足这些要求,网管系统应具备以下3个功能:

(1)监控网络流量与性能;

(2)实时检测故障并快速定位,以提高服务质量;

(3)自动采集、汇总网络规划所需的相关数据。

3.仿真工具软件

针对已有网络的运维,通过专业的测试软件工具,我们可以得出某区域或全网的性能表现,通过仿真分析软件,对各项指标进行分类统计,网优工程师可对网络整体性能做详细评估。分析工具软件可通过网管获得无线链路指标,同频干扰总量,并进行统计分析。其中一些数据是动态随机的,如移动台的接收电平值、收/发信功率等。而其他一些指标是静态的,如切换时间、切换成功率等,这些统计分析结果可帮助网优工程师对现有网络状况有清晰的了解,并有针对性地进行网络优化。

网络的规划与优化是一项反复进行的操作,根据实际情况与需求,即要有理论分析与计算,又要通过实践进行反复修正。

二、WCDMA与TD-SCDMA网络优化的异同

一般来说,对于硬件配置的设计与规划与产品的各项参数有直接关系,例如无线链路的天线增益、隔离度、基带信号电平等。这方面的规划设计涉及天线方位角、俯仰角、高度等。无线资源管理(RRM)包括切换控制、功率控制、鉴权控制,负荷控制等等。而针对不同的业务模式,信道模式及系统体制,规划/优化软件要采用不同的算法。对于3G系统,3种国际标准,在业务模式、信道模式两方面是完全相同的,而系统体制的不同表现在无线调制上,不同的物理层技术决定了不同的无线传播参考模型。

TD-SCDMA与3GPP所推荐的其他3G标准的不同,技术上的差异体现在智能天线、联合检测、上/下行链路同步、特殊帧结构等方面。因此,网络规划与优化与其他体制在参考模型上略有不同,而其中,智能天线的引入对分析结果影响最大。

因此,对于TD-SCDMA系统,网络优化更多要考虑采用何种信道分配算法,智能天线的指标特性等。下面,我们对TD-SCDMA与WCDMA优化在几个方面进行对比。

1.切换

切换设计对于每种移动通信网络都很重要。从网络资源使用效率的角度看,移动台未处于最佳业务扇区时,对业务质量的影响很大。举例来说,某Node B导频信号过强,周围移动台会经常切换到此扇区,造成该Node B的无线资源被占用,系统负荷过大,就会增加该小区的掉话率,与此同时,小区内移动台间的干扰也会加大。

 
 
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