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商還希望在容量、覆蓋范圍及業(yè)務(wù)質(zhì)量三者之間尋求最佳的平衡，因此，WCDMA/TD-SCDMA系統(tǒng)必須采用可滿足這些需求的新技術(shù)。并且，在2G網(wǎng)絡(luò)時代所采用的規(guī)劃與優(yōu)化方式也隨著3G網(wǎng)絡(luò)需求的增加而變得更為復(fù)雜。運營商需要有新的規(guī)劃與優(yōu)化方式及新的軟件工具。
一、3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的基本過程
運營商的目標(biāo)是構(gòu)建一張可盈利的網(wǎng)絡(luò)，他們非常關(guān)心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、擴(kuò)容及升級過程中的投資成本及其最終性能，但擴(kuò)容、升級成本與網(wǎng)絡(luò)性能卻是一對矛盾。建設(shè)成本可通過預(yù)算與控制得到相對精確的數(shù)值，但是網(wǎng)絡(luò)的性能卻是由多種主客觀因素決定的。一方面，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)容、升級與升級要能夠保證現(xiàn)有用戶的正常使用，另一方面，它還要能提供有競爭力的新業(yè)務(wù)，并使得進(jìn)一步的擴(kuò)容、升級與升級能夠順利實施。這樣，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化就成為了一個長期的、反復(fù)進(jìn)行的過程。
網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化應(yīng)能夠根據(jù)運營商的具體需求即能通過軟件工具自動進(jìn)行，也能通過人工干預(yù)來達(dá)到容量、覆蓋、QoS保證的某個平衡點。3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。一般來說，網(wǎng)優(yōu)包括3個層面：
對Node B、移動臺的性能指標(biāo)進(jìn)行實時計算與模擬，包括快速功率控制、快速擁塞解決、無線鏈路自適應(yīng)、信道分配等；
實時負(fù)載的分析與控制；
基于經(jīng)驗值或統(tǒng)計結(jié)果，通過路演、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件對網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行預(yù)估。
前面2個層面，是在網(wǎng)絡(luò)建成后，由網(wǎng)管系統(tǒng)通過在線監(jiān)測與統(tǒng)計實時進(jìn)行的自動調(diào)整，而第3個層面則需要專業(yè)人員來實施，也即是我們常說的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。
人工進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化又可分成以下幾個步驟：
首先，運營商應(yīng)根據(jù)自身特點定義好網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化完成后要達(dá)到的目標(biāo)，即確定前文所提到的“平衡點”，包括點到點的質(zhì)量目標(biāo)、不同業(yè)務(wù)類型的性能指標(biāo)和相關(guān)的KPI(關(guān)鍵性能指標(biāo))的各項數(shù)值；之后，是對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的數(shù)據(jù)采集，可通過多種渠道，如網(wǎng)管系統(tǒng)和匯聚設(shè)備的反饋，協(xié)議分析儀甚至是運維部門的客戶投訴匯總等，總之，應(yīng)通過多種方式，采用多種手段，采集的數(shù)據(jù)越多，分析結(jié)果就越準(zhǔn)確。
將采集數(shù)據(jù)輸入到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件中分析，就可生成目前的網(wǎng)絡(luò)狀況，或是達(dá)到某種指標(biāo)所需要的網(wǎng)絡(luò)配置。在系統(tǒng)仿真的過程中，一部分結(jié)果在最初分析完成后，誤差會比較大，此時，我們對某些參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，進(jìn)行局部的迭代分析，再對系統(tǒng)信真進(jìn)行反復(fù)修正，最終會得到精確的結(jié)果。
網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化要實現(xiàn)的目的主要包括：改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況，降低系統(tǒng)掉話率、呼損率，提高切換成功率，對Node B負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化Node B導(dǎo)頻分配狀況。優(yōu)化的指標(biāo)包括：Node B扇區(qū)發(fā)射功率，天線高度與角度，相鄰Node B位置及導(dǎo)頻號，相鄰Node B導(dǎo)頻搜索窗口大小，切換觸發(fā)門限值等等。
在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中，我們需求使用不同的工具，而這些工具又有不同的作用。
1.規(guī)劃軟件
在細(xì)節(jié)仿真的過程中，我們將要新建或擴(kuò)容、升級的站點信息輸入到電子地圖中。通過反復(fù)模擬與微調(diào)，可得到在某種約束條件(如站址位置固定、確定配置)下，系統(tǒng)的最佳覆蓋范圍、容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量指標(biāo)。用規(guī)劃軟件優(yōu)化的階段下，可通過對比仿真確定的系統(tǒng)因素包括：Node B站址、天線類型、天線角度等。在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上擴(kuò)容、升級時，運營商往往關(guān)心的是優(yōu)化完成后，模擬的新增容量能否達(dá)到預(yù)計值。
2.網(wǎng)管系統(tǒng)
網(wǎng)管系統(tǒng)的作用是對網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行監(jiān)測，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。它可顯示業(yè)務(wù)分布情況，對業(yè)務(wù)質(zhì)量如呼損率等進(jìn)行統(tǒng)計，因此，可幫助運維工程師進(jìn)行故障快速定位。
QoS指標(biāo)的確定相對比較靈活，根據(jù)KPI指標(biāo)的要求或成本控制的要求，可確定相應(yīng)QoS指標(biāo)。約束條件包括：硬件資源(信道容量配置)、軟件資源(干擾總量上限)、呼損率、掉話率、呼通率、切換成功率、上/下行信道負(fù)荷、數(shù)據(jù)重發(fā)/延遲、數(shù)據(jù)及電路型業(yè)務(wù)的速率等等。要滿足這些要求，網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)具備以下3個功能：
(1)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量與性能；
(2)實時檢測故障并快速定位，以提高服務(wù)質(zhì)量；
(3)自動采集、匯總網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所需的相關(guān)數(shù)據(jù)。
3.仿真工具軟件
針對已有網(wǎng)絡(luò)的運維，通過專業(yè)的測試軟件工具，我們可以得出某區(qū)域或全網(wǎng)的性能表現(xiàn)，通過仿真分析軟件，對各項指標(biāo)進(jìn)行分類統(tǒng)計，網(wǎng)優(yōu)工程師可對網(wǎng)絡(luò)整體性能做詳細(xì)評估。分析工具軟件可通過網(wǎng)管獲得無線鏈路指標(biāo)，同頻干擾總量，并進(jìn)行統(tǒng)計分析。其中一些數(shù)據(jù)是動態(tài)隨機(jī)的，如移動臺的接收電平值、收/發(fā)信功率等。而其他一些指標(biāo)是靜態(tài)的，如切換時間、切換成功率等，這些統(tǒng)計分析結(jié)果可幫助網(wǎng)優(yōu)工程師對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)狀況有清晰的了解，并有針對性地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。
網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與優(yōu)化是一項反復(fù)進(jìn)行的操作，根據(jù)實際情況與需求，即要有理論分析與計算，又要通過實踐進(jìn)行反復(fù)修正。
二、WCDMA與TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的異同
一般來說，對于硬件配置的設(shè)計與規(guī)劃與產(chǎn)品的各項參數(shù)有直接關(guān)系，例如無線鏈路的天線增益、隔離度、基帶信號電平等。這方面的規(guī)劃設(shè)計涉及天線方位角、俯仰角、高度等。無線資源管理(RRM)包括切換控制、功率控制、鑒權(quán)控制，負(fù)荷控制等等。而針對不同的業(yè)務(wù)模式，信道模式及系統(tǒng)體制，規(guī)劃/優(yōu)化軟件要采用不同的算法。對于3G系統(tǒng)，3種國際標(biāo)準(zhǔn)，在業(yè)務(wù)模式、信道模式兩方面是完全相同的，而系統(tǒng)體制的不同表現(xiàn)在無線調(diào)制上，不同的物理層技術(shù)決定了不同的無線傳播參考模型。
TD-SCDMA與3GPP所推薦的其他3G標(biāo)準(zhǔn)的不同，技術(shù)上的差異體現(xiàn)在智能天線、聯(lián)合檢測、上/下行鏈路同步、特殊幀結(jié)構(gòu)等方面。因此，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化與其他體制在參考模型上略有不同，而其中，智能天線的引入對分析結(jié)果影響最大。
因此，對于TD-SCDMA系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化更多要考慮采用何種信道分配算法，智能天線的指標(biāo)特性等。下面，我們對TD-SCDMA與WCDMA優(yōu)化在幾個方面進(jìn)行對比。
1.切換
切換設(shè)計對于每種移動通信網(wǎng)絡(luò)都很重要。從網(wǎng)絡(luò)資源使用效率的角度看，移動臺未處于最佳業(yè)務(wù)扇區(qū)時，對業(yè)務(wù)質(zhì)量的影響很大。舉例來說，某Node B導(dǎo)頻信號過強(qiáng)，周圍移動臺會經(jīng)常切換到此扇區(qū)，造成該Node B的無線資源被占用，系統(tǒng)負(fù)荷過大，就會增加該小區(qū)的掉話率，與此同時，小區(qū)內(nèi)移動臺間的干擾也會加大。
在WCDMA體制中，同頻切換采用軟切換(soft/softer handoff)的方式，而在TD-SCDMA中，使用的是接力切換(Baton Handover)，這是一種介于硬切換與軟切換之間的一種切換方式。也是TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。其設(shè)計思想是利用智能天線和上行同步等技術(shù)，在對移動臺的距離和方位進(jìn)行定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)移動臺方位和距離信息作為輔助信息來判斷目前移動臺是否移動到了可進(jìn)行切換的相鄰Node B的臨近區(qū)域。如果移動臺進(jìn)入切換區(qū)，則RNC通知該Node B做好切換的準(zhǔn)備，從而達(dá)到快速、可靠和高效切換的目的。這個過程就像是田徑比賽中的接力賽跑傳遞接力棒一樣，形象地稱之為接力切換。接力切換通過與智能天線和上行同步等技術(shù)的結(jié)合，將軟切換的高成功率和硬切換的高信道利用率綜合起來，是一種具有較好系統(tǒng)性能優(yōu)化的切換方法。
針對TD-SDMA的切換方式，在規(guī)劃/優(yōu)化時要考慮以下幾點。
(1)切換范圍的測量不同。
(2)在其他體制中，發(fā)生切換時，Node B并不知道移動臺所處的準(zhǔn)確位置及行進(jìn)方向。RNC要通知所有Node B測量移動臺信號電平，而在TD-SCDMA中，Node B對信號電平的測量基于其當(dāng)前位置，RNC根據(jù)其移動方向，只通知其最有可能靠近的Node B進(jìn)行測量。如移動臺活動速度、方向改變非�？欤瑴y量時延及網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷都會比較大，此時接力切換的效果與WCDMA軟切換效果相當(dāng)，反之，如果小區(qū)范圍過小，容易發(fā)生侯選小區(qū)導(dǎo)頻信號丟失的情況，系統(tǒng)掉話率會增加。
(3)對目的切換小區(qū)信號強(qiáng)度測量延時大。
(4)接力切換與軟切換一樣，目的是在與原小區(qū)保持通信的同時，與將切換到的小區(qū)預(yù)先建立起連接。但是為了減小切換時間，它的判決比軟切換更嚴(yán)格。如果當(dāng)前小區(qū)業(yè)務(wù)質(zhì)量比較高，移動臺會加大對鄰近Node B信號電平的測量時間間隔，當(dāng)本區(qū)業(yè)務(wù)質(zhì)量下降時，移動臺對鄰近Node B信號電平的測量間隔就會減小。因此，在TD-SCDMA中，有較強(qiáng)導(dǎo)頻信號的Node B并不一定是移動臺的業(yè)務(wù)服務(wù)Node B。但在WCDMA中，切換的發(fā)生總是以導(dǎo)頻信號強(qiáng)度為判決依據(jù)。
2.信道分配
WCDMA的信道分配相對簡單，在同頻系統(tǒng)中信道分配順序相同。但在TD-SCDMA系統(tǒng)中，采用動態(tài)信道分配(DCA)方式，系統(tǒng)中的任何一條物理信道都是通過它的載頻/時隙/擴(kuò)頻碼的組合來標(biāo)記的。信道分配實際上就是一種無線資源的分配過程。
在DCA技術(shù)中，信道并不是固定地分給某個小區(qū)，而是被集中在一起進(jìn)行分配；只要能提供足夠的鏈路質(zhì)量，任何小區(qū)都可以將該信道分給呼叫。DCA具有頻帶利用率高、無需信道預(yù)規(guī)劃、可以自動適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載和干擾的變化等優(yōu)點。其缺點在于，DCA算法相對于FCA(固定信道分配)來說較為復(fù)雜，系統(tǒng)開銷也比較大。
DCA算法又分為慢速DCA和快速DCA，慢速DCA將無線信道分配至小區(qū)，而快速DCA將信道分至業(yè)務(wù)。RNC管理小區(qū)的可用資源，并將其動態(tài)分配給用戶，具體的分配方式就取決于系統(tǒng)負(fù)荷、業(yè)務(wù)QoS要求等參數(shù)。因此，DCA算法有很多種。目前使用最多的是基于干擾測量的DCA算法，這種算法根據(jù)移動臺反饋的實時干擾測量結(jié)果分配信道。
好的DCA算法可提高頻帶的利用率，并可自適應(yīng)地減輕系統(tǒng)負(fù)荷，同時也省去了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中信道規(guī)劃與分配的環(huán)節(jié)。但是，如果采用的DCA算法與實際情況不符，則會適得其反。
3.智能天線
在TD系統(tǒng)中，如果不采用智能天線，對一個用戶來說，同一時隙內(nèi)除有用信號之外的其它信號功率都是影響其通信質(zhì)量的干擾和噪聲；采用了波束賦型之后，只有來自于主瓣和較大旁瓣方向的干擾才會對用戶信號帶來影響。智能天線的波束賦型有效地降低了用戶間干擾，其實質(zhì)是對不同用戶的信號在空間上進(jìn)行區(qū)分。
智能天線對TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)性能影響也非常大，因此，在DCA算法中要考慮空分復(fù)用(SCDM)。其功率控制、呼吸效應(yīng)范圍、干擾控制算法等均與WCDMA，智能天線的采用也使切換算法中的一些準(zhǔn)則之間的關(guān)系變得模糊和復(fù)雜，參數(shù)的測量隨機(jī)因素更多，如移動用戶的位置、智能天線的效果等。小區(qū)的呼吸效應(yīng)更加隨機(jī)化，切換區(qū)域也就隨機(jī)化。
4.室內(nèi)覆蓋
在WCDMA系統(tǒng)中，對于熱點的覆蓋，尤其是大型建筑的室內(nèi)覆蓋，廣泛使用室內(nèi)信號分配系統(tǒng)。在室內(nèi)天花板上安裝全向天線，或在走廊墻壁上安裝波束天線，建立微峰窩、增加直放站、分配器等設(shè)備提高無線資源利用率。因此，用戶在室內(nèi)移動時，同樣可有效通信，通過這種方式接入Node B的用戶，其信號被Node B視為通過不同天線接收到的同一用戶的多徑信號。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，室內(nèi)信號分配與WCDMA有些不同。
(1)TD-SCDMA通過智能天線估計到達(dá)時間差DOA(different of arriaval)，但直放站，或室內(nèi)天線沒有此功能。
(2)TD-SCDMA上/下行鏈路要求同步。上行鏈路同步的建立與維持需要測量發(fā)射功率，并且通過測量移動臺發(fā)射功率、變化趨勢及信號延時的統(tǒng)計與估計，Node B可確定用戶具體位置。但由于室內(nèi)天線的增益與Node B不同，若用戶在室內(nèi)外天線覆蓋范圍間反復(fù)切換，Node B就無法根據(jù)其發(fā)射功率判斷出用戶的距離，也就無法維持上行鏈路的同步。為此，需要特別算法，針對這種情況在距離估計中進(jìn)行對延時或增益值進(jìn)行補(bǔ)償，以保證同步。對于具體算法，還要在組網(wǎng)實踐中摸索相關(guān)經(jīng)驗值。
三、結(jié)論
網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是保證網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)質(zhì)量、充分利用網(wǎng)絡(luò)資源的重要手段。對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，不僅是為了提高用戶滿意度，更可節(jié)約運營商的建設(shè)維護(hù)成本，提高其市場競爭力。是運營商不斷發(fā)展的基本保證。
在我國，2G網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過10余年的建設(shè)及優(yōu)化，目前為3億移動用戶提供服務(wù)，運營商、廠商們在此過程中，也積累了豐富的經(jīng)驗。但是，由于3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)在我國尚未開始，對于3G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃及優(yōu)化，目前所做的工作多集中在理論階段，相應(yīng)的工具軟件仍有待實踐中的檢驗與完善。
----《通信世界》
