如何“精雕细琢”ＷＣＤＭＡ网络

李咏东

罗德与施瓦茨公司(R&S;)积极参与了沃达丰、T-mobile等运营商的网络部署优化工作，并为他们提供了全系列的WCDMA网络测试工具，积累了大量WCDMA网络测试经验。

3G牌照发布以后，新联通将承担组建WCDMA网络的重任，虽然新联通有着丰富的GSM网络运营经验，但如何快速、高质量地建设好一个WCDMA网络，仍将是一个极大的挑战。

高速数据传输的应用是3G网络的主要亮点。因此，在网络建设的各个阶段都应额外地关注数据应用情况。随着用户对通信质量要求的日益苛刻，如何按照贴近用户真实感受的方法评估一个无线网络，建立一个与以往的网络质量评估不同的体系，也越来越显得重要。另外，三个运营商面对面的网络质量、网络建设进度、网络效益竞赛将会越加激烈，粗放式的大规模建设的年代已经过去，将来的3G网络需要更用心地精雕细琢。

不论是建设2G网络，还是3G网络，都不能缺少“可研设计(可行性研究)、初步设计、网络建设、网络优化、网络验收”这几大步骤，路测工具在WCDMA无线网络建设中有着非常重要的作用。

网络规划

该阶段的一个重要任务是确定当地的信号传输模型,方法是选择一片具有该地区典型地貌的区域,搭建模拟发射机，如R&S;的模拟发射机TS9953，在预定搭设基站天线的位置放置模拟发射机天线，把模拟发射机的发射频率设置为WCDMA频率,发射机的发射功率设置为扇区导频功率，让模拟发射机发射连续波,用包含测试接收机的路测设备以模拟发射机天线位置为圆心，沿扇区天线主瓣方向，以低于李氏定律限制的车速，尽可能详尽地沿信号覆盖区域的道路测试，同时保存含信号场强及经纬度信息的文件。最后，记录信号场强、位置信息到文件里，导入网络模拟器，输入天线及基站相关参数，通过运算，信号模型得到校正。得到了准确的传输模型后，即可对网络最终效果模拟。通过多次基站勘查、模拟，即可初步确定符合设计目标的可研方案。

李氏定律表明，在40个波长上至少要采集50个采样点，这样测出的信号场强的测试误差才能保证在1dB以内(测试接收机的测量误差不计)。如果采样点太少，则会增加测试的误差。通过李氏定律，如果知道接收机的测试速度和被测信号波长，就可以在计算保证精度的前提下，测试车的最高行驶速度。接收机的测试速度将直接影响测试车的最快行驶速度，如果接收机测试速度慢，测试车只能以低速行驶，测试时间将不得不大大加长。R&S;的扫频仪TSMU具备测试接收机功能，且测试速度很快，达1000次/秒，因此非常适合用于网络规划测试。

网络部署

清频是基站建设前的第一步。首先要保证3G频段内不能有非法信号。为了查找微弱的非法信号，需要灵敏度很高的频谱仪和定向天线。

以R&S;的TSMU为例，它具备本底噪声很低的频谱仪功能，频率范围80MHz-3GHz，可一次性地捕捉到整个WCDMA频段(新联通的频段上行：1940-1955MHz，下行：2130-2145MHz)内的各种微弱非法信号。值得注意的是，上、下行频段都需要清频。有些扫频仪只能测试下行的频谱，但不能测试上行频谱，因此不满足清频要求。而TSMU能同时测试上、下行频谱(如图1)。

R&S;的ROMES软件可连接和控制自动旋转定向天线，在测试过程中定向天线可自动旋转，结合罗盘系统，可以方便地搜寻信号并准确判断干扰源的方向，从而快速定位干扰(如图2)。

接着要进行单基站性能测试。如果基站的时间基准出现故障，可能影响系统的性能。根据UMTS标准，基站的时间漂移不能超过0.05ppm。R&S;的TSMU可以长期观察基站时间漂移情况。

基站安装好以后要进行长时间连续的拨打测试，确认话音呼叫能正常建立。并生成正常接通、阻塞、掉话和无服务呼叫的统计表。之后进行并行的大话务量测试用来验证基站实际可承担负荷。这时需要测试系统能同时连接尽可能多的测试手机。如R&S;公司的ROMES路测软件可以连接16台手机并同时测试分析，从而能更方便地实施大话务量测试。由于测试手机具备信令协议流程记录功能，当单基站测试出现问题时，可利用路测系统的协议分析功能，进行层一、层二和层三的分析，判断故障所在。另外，对于3G网，数据性能测试是极为重要的。因此需要验证各种数据应用，如HTTP、UDP、FTP、Ping、Email等是否正常，并进行相应的数据性能分析(DQA，DataQualityTest)。

HSPA是WCDMA在数据方面的加强，因此HSPA的数据能力测试非常重要。常见的测试是检查申请速率与实际速率的差异。如无线环境较好但速率差异较大，可检查HS-DPCH捆绑的码道数量、速率限制、SCCH配置数量是否合理等参数。

最后，还要实行区域优化工作。除了结合扫频仪和测试手机，检查遗漏邻小区、消除越区覆盖，分析、排除2G与3G之间的切换故障等测试外，还需要基于扫频仪进行扰码分析和导频污染测试。TSMU具备扰码分析功能，它通过模拟手机找网的过程，解调空中的同步信道，然后解出主扰码，并分析各个基站信号的覆盖情况(包括信号强度和载干比)和它们的多径分量，从而了解多径干扰的严重程度。导频污染测试是针对WCDMA和cdma2000这种码分多址系统的，由于所有的基站共用同一个频率，依靠不同的码(WCDMA是主扰码)来区分基站。不同的基站之间互相干扰。如果手机除了收到服务基站的信号外，还收到来自相邻基站的信号强度与服务基站相近的信号，对于手机小区选择和重选是不利的。这种情况被称为导频污染。优化的目的是尽量降低导频污染。

网络评估

为了评比不同网络的性能，可以对不同网络的相同项目进行对比测试。比如，可以使用R&S;的ROMES连接GSM、CDMA2000、WCDMA的测试手机和TSMU扫频仪，并行地对一些规定项目，如接通率、接收信号强度等，导频污染等进行网络之间的对比测试。

语音感受质量评估PESQ，按照用户听觉感受来评估网络质量。把测试手机音频线路连接到语音卡上，语音卡不断地把路测软件播放的参考音乐发送给测试手机，测试手机把音乐通过已连接的无线通道发至指定服务器，服务器通过测试手机与基站的无线通道再送回路测软件，通过路测软件的对比、分析，得到实时的语音感受质量指标MOS值。R&S;的路测软件ROMES可以实现这种非常接近用户真实感受的评估功能。

视频流质量评估VQA，视频流在传输过程中会出现图片丢失、图片冻结和“马赛克”情况，而3G用户对传输图像的质量要求又很高，因此需要对视频流的质量进行评估。R&S;的路测软件ROMES采用专有的分析技术，无须知道服务器端播放的视频流文件，就能对视频流质量进行分析评估。

验收测试，当无线网络覆盖、质量指标都达到了设计目标时，即可以针对规定项目进行建设项目验收。但是，对无线网络的优化会不断随着用户数量的增加、用户需求的不断变化、网络的不断调整一直持续下去，路测工具仍然会在这周而复始的过程中发挥着重要作用。

R&S;的WCDMA路测工具主要包括笔记本电脑及测试软件ROMES、GPS、WCDMA测试手机和扫频仪TSMU。TSMU担当测试接收机、频谱仪、扰码分析仪的作用。这套系统已经在全球的WCDMA网络建设中得到了成功的应用。R&S;公司已积累了18年的无线网络规划、调试和优化的经验，掌握着路测系统的核心技术，并具备按照中国建设3G网络的要求不断发展和完善路测系统的能力。其3G路测解决方案能为中国下一代移动通信系统的发展提供有力的支持和帮助。