TD-SCDMA 室内分布系统快速优化方法研究

方 骥，黄 乐，王筱吟

（1.浙江省华信邮电咨询设计研究院有限公司 杭州310014；2.浙江省机电设计研究院有限公司 杭州310014）

1 引言

随着TD-SCDMA（以下简称TD）网络商用需求的日益迫切，TD网络建设呈现出建设规模大、进度要求紧、质量要求高的特点。由于3G业务种类较多，在开展网络优化的过程中需要投入更多的人力资源以保障网络建设的进度与质量。与此同时，在优化过程中也需要大量的测试仪器及设备，如频谱仪、功率计、测试手机及软件、扫频接收机等。

本文旨在通过研究现有的优化流程及内容，寻求室内分布系统快速优化方法，以简化无线网络优化流程，减少部门间配合以及常规仪器设备的使用，提高建设及优化效率，从而快速、高效、高质地保障TD室内分布系统网络达到商用要求。

2 TD室内分布系统优化流程

作为一种全新的3G技术，TD网络优化工作内容与其他标准体系网络的优化工作既有相同点又有不同点。相同的是网络优化的工作目的，流程与步骤也相似；不同的是具体的优化方法、优化对象和优化参数。

TD室内分布系统具体的优化流程如图1所示。

第1步：提出优化需求

TD室内分布系统的优化需求主要来自以下几个方面：现场质量评估指标不达标、后台网管数据指标不达标、用户投诉以及其他优化需求等。

第2步：数据采集、现场测试

采集反映系统性能和质量状况的各种数据，主要包括：网管数据、现场测试数据、信令跟踪数据、告警数据、用户投诉等信息。

第3步：数据分析、问题定位

对收集到的各类数据进行综合分析，对数据分析出的问题进行最终定位，如有必要，需对现场反复进行测试勘察。

第4步：制定优化方案并实施

综合考虑现网运行情况、工程情况、业务需求及业主的特殊要求等因素，制定出适宜的优化整改方案，并实施。

第5步：验证测试评估

优化整改完毕之后，需要重新进行现场测试，并与优化前的运行及测试结果进行比较，以验证优化的效果。

以上过程是一个不断循环反复的过程，在优化整改方案实施之后，需要重新进行数据采集和分析以验证优化实施的有效性，对于未能解决的问题或由于调整不当带来的新问题需要重新进行优化调整，直到问题解决。问题得到解决后，应及时建立优化文档并进行相应的数据更新，整个TD室内分布系统优化结束。

3 TD室内分布系统快速优化方法

3.1 TD室内分布系统快速优化

从现有的TD室内分布系统优化流程可以看出，由于TD系统包括语音业务、视频业务、PS数据业务、HSDPA数据业务等多种业务，导致现场测试是TD室内分布系统优化中耗时最长的步骤。一般来说，为了能够准确反映某TD室内分布系统的网络情况，需要对以上业务分别进行测试；同时，TD室内分布系统所处场景面积较大，对所有业务进行测试需要耗费较多的人力、物力。因此，寻求适当的测试方法进行替代，是实现TD室内分布系统快速优化的突破口。

TD室内分布系统快速优化方法是指以视频业务代替AMR语音业务和PS数据业务进行测试，优化无线网络性能；同时，进行PS数据下载、HSDPA数据下载业务测试，保障业务功能，从而有效缩减TD室内分布系统优化过程中的现场测试时长，达到快速优化的目的。TD室内分布系统快速优化测试与传统测试对比如图2所示。

3.2 TD室内分布系统快速优化测试项目

3.2.1 无线网络性能测试

TD室内分布系统快速优化要求先完成无线网络性能的优化，即以视频业务代替AMR语音业务和PS数据业务进行测试，验证室内覆盖设计的P-CCPCH RSCP/SIR值是否满足对公共信号覆盖的要求、天馈系统天线工作是否正常、室内覆盖系统业务切换性能是否满足设计目标等，达到优化无线网络性能的目的。主要测试方法如下。

·选择室内测试路线，测试路线遍历室内主要覆盖区。

·一部终端作为被叫固定在信号较好区域，另一部终端作为主叫在覆盖区内移动。

·使用一部终端发起视频呼叫，呼叫另一部终端，如不能拨通，等候20 s后重拨；如拨通，保持100 s，挂断，等候20 s后重拨；如掉话，等候20 s后重拨。

·记录试呼总次数、接通次数、掉话次数。

3.2.2 业务功能验证测试

在完成无线网络性能优化，保障无线网络性能达到良好状态之后，即可进行TD室内分布系统快速优化第2步——业务功能验证，即进行PS数据下载、HSDPA数据下载业务测试，达到保障各种业务功能的目的。主要测试方法如下：

·选择PCCPCH RSCP近点、中点、远点，通过PS 64/384 kbit/s业务下载大小约为10 MB的文件各1次；

·选择PCCPCH RSCP近点、中点、远点，通过HSDPA业务下载大小约为10 MB的文件各1次；

·记录下载速率，同时保存下载相应窗口平均速率的截图。

4 TD室内分布系统快速优化的可行性

从链路预算、信令流程、系统要求、参数配置等方面，全面分析TD室内分布系统快速优化方法的可行性。

4.1 链路预算

从链路预算看，由于业务种类不同，导致各类业务对无线环境要求有所不同。

室内环境下，各类业务（下行）对无线环境的要求以视频业务最高，最大路径损耗为122 dB；以AMR语音业务最低，最大路径损耗为127 dB。同时，UE在覆盖边缘信号质量较差时，才会对其接入有所影响。室内系统要求95%以上的区域场强值在-85 dBm以上，因此在室内系统覆盖区域，对各类业务的接入不会存在明显影响。

4.2 视频业务代替AMR语音业务测试的可行性

（1）无线承载信令

从Iub口的所有信令流程看，AMR语音业务和视频业务呼叫流程的消息名称是一致的，内容上存在的差别主要体现在NBAP信令中的Radio Link Reconfiguration Prepare（无线链路重配置）及RRC信令中的Radio Bearer Setup两条消息中。

RNC收到CN发过来的RAB Assignment Request消息后，即启动无线链路重配置过程。重配置过程完成以后，RNC给UE发送RB Setup消息，该消息包含了激活时间，NodeB与UE将在同一时间激活新的配置，以便尽可能减少对无线网络造成的干扰。

（2）码资源分配不同

视频业务与AMR语音业务最大的差别在于物理层参数的使用不同，主要体现在码资源使用方面。AMR语音业务下行使用sf16的2个码，上行使用sf8的1个码；视频业务下行使用sf16的8个码，上行使用sf2的1个码。

（3）传输信道配置不同

AMR语音业务除信令外使用3个伴随DCH信道，而视频业务除信令外只使用一个DCH信道。

（4）BLER 要求不同

视频业务相比AMR语音业务对BLER要求更高，更苛刻。AMR语音业务BLER要求在1%以上，视频业务BLER要求在0.1%以上。

通过上述分析可以看出，从无线承载建立过程看，AMR语音业务与视频业务的不同之处主要在于系统资源分配不一致。RL重配置过程为RNC与NodeB之间的交互，只要拥有足够的系统资源，资源分配不会存在问题；RB建立过程中，只涉及到码资源占用多少问题，视频业务的RB建立成功率与AMR语音业务也是一致的；同时视频业务比AMR语音业务对无线环境的要求更高，当视频业务接入成功，并且呼叫保持能力能够得到保证时，AMR语音业务性能也是能够得到保证的。

因此，视频业务代替AMR语音业务测试进行无线网络的优化，在理论上是可行的。

4.3 视频业务代替PS数据业务测试的可行性

（1）无线承载信令

PS业务信令分析同AMR语音、视频业务基本一致，信令流程稍有不同。在RRC建立过程完成后，将进行鉴权，安全模式过程 （如开启）。图3示例为Attach过程与PDP激活过程在一起完成，Attach完成后即进行PDP激活请求过程，信令流程不包含鉴权及安全模式过程；图4示例为不带Attach过程的PDP激活过程。

通过比较视频业务与PS业务的Radio Bearer Setup消息可以得知，PS业务与CS视频业务在室内环境下其参数主要差别在于RLC层不一致。CS业务使用TM （透明传输）模式，而PS业务使用的是AM（确认模式）。

（2）码资源分配不同

以PS 64/384 kbit/s业务为例，通常使用将近3个时隙，基本码源使用43～48个不等。在室内无线环境下，不会对不同业务建立、释放性能造成明显影响。

（3）功率要求不同

PRXDPCHdes为在小区天线口期望的接收功率，功率设置值不一致。普通PS业务由于要支持高速率下载，对功率要求高，因此PRXDPCHdes值要高于CS视频业务。

（4）BLER 要求不同

视频业务相比PS业务对BLER要求更高，更苛刻。PS业务BLER要求在5%～10%即可，视频业务BLER要求在0.1%以上。

通过上述分析可以得出，在无线网络质量良好、干扰不大的情况下，传统PS域业务（R4版本不涉及HSDPA）在无线网络侧接入情况与CS视频业务类似，其掉线率、掉话率KPI指标具有可比性；PS数据的吞吐量与其业务参数设置及RRM算法相关，与网线网络本身的传播特性关系不大；同时视频业务相比PS语音业务，对无线环境的要求更高，当视频业务接入成功，并且呼叫保持能力能够得到保证时，PS业务性能也是能够得到保证的。

因此，视频业务代替PS业务测试进行无线网络的优化，在理论上是可行的。

4.4 HSDPA业务

对于HSDPA业务，其参数配置与传统业务不一致，需要单独考虑。HSDPA业务除了受RLC层参数影响以外，还受MAC-HS相关参数影响，如MAC-hs Windows Size、MAC-HS PDU Size、MAC-hs Discard Timer等，需根据实际情况进行适当调整；当HSDPA速率不高时，考虑HS-PDSCH、HS-SCCH、HS-SICH信道功率 （通过提高 HS SICH的target SIR实现）是否合适；同时，DPCH与HS-SCCH需尽量保证在不同时隙。

换而言之，在能够保证TD-SCDMA室内系统无线网络质量良好、无严重干扰的情况下，只需要对上述参数进行合理配置，即可以保障HSDPA的优越性能。

5 TD室内分布系统快速优化实际测试验证

5.1 实际测试验证

采用TD室内分布系统快速优化方法，在深圳、珠海、东莞、清远等地市选取了多个TD室内分布系统进行对比验证。已完成优化的TD室内分布系统测试指标见表1。

从目前已开展的TD室内分布系统快速优化试点看，采用TD室内分布系统快速优化方法进行室内分布系统的优化，在充分保障TD室内分布系统无线网络性能的同时，也能够发现室内分布系统存在的问题，如图5所示，再通过各种技术手段和方法进行优化，使室内分布系统达到评估准则要求。

表1 TD室内分布系统快速优化方法验证实际测试指标

5.2 实际测试总结

通过开展TD室内分布系统快速优化试点工作，发现TD室内分布系统快速优化能够大幅提高TD室内无线网络优化效率。

TD室内分布系统快速优化测试内容对比见表2。由于以视频业务代替AMR语音业务和PS数据业务进行测试，优化无线网络性能，使得测试路线遍历室内主要覆盖区和出入口切换点测试类中，比传统优化减少了5个测试项目；以PS 384 kbit/s数据下载、HSDPA数据下载业务进行测试，保障各种业务功能，使得PCCPCH RSCP近点、中点、远点测试类中，比传统优化减少了7个测试项目。测试项目的减少大大缩短了TD室内分布系统优化的周期，从而有效提高了TD室内无线网络优化工作效率。

6 TD室内分布系统快速优化测试要点

开展TD室内分布系统快速优化，利用视频业务代替AMR语音业务和PS数据业务进行测试，有效缩短了测试时长，减少了人力、物力资源的占用，提升了TD室内分布系统优化效率。但与此同时，由于测试样本的减少，问题发生的偶然性有所提高。为了避免由此带来的影响，根据室内分布系统常见问题，总结前期无线网络优化中的经验，在TD室内分布系统快速优化开展的过程中，需要注意以下测试要点。

（1）按照室内站点场景和重要性的不同，室内站点的测试工作要求也不一样。重点覆盖区域要求所有楼层都作测试，如广交会，各方面影响力强，客流量大，话务量高，是需要重点保障通信的场所，需列为重点覆盖区域，所有楼层都需要进行验证测试。其他的一般场景可以选择隔层测试，降低室内站点优化的工作量。

隔层测试要注意一个原则，只有间隔布置一致的楼层才可以进行隔层测试，因为间隔布局一致的楼层各层的天线布置基本上是一样的，可认为其覆盖效果也基本相同。隔层测试的方法有两种，一种是每隔2～3层测一层，另一种是分为低、中、高层，分别抽若干层进行测试。

（2）每一楼层的测试路线要求遍历该层所有天线，以保障所有天线均工作正常。测试路线尽量减少重复，保证测试样本的有效性；同时测试路线要求完整，尽量对所有覆盖区域进行测试；对于不能进入的房间，尽量在相同结构的其他楼层进行测试。

（3）室内站点的重要场景，如地下停车场、电梯、窗户和门口附近等边界处，都必须进行测试验证。

通常电梯的覆盖由独立小区完成，这就涉及电梯覆盖区域和其他覆盖区域的衔接问题，保证切换成功率显得非常重要。通过合理设置切换门限、迟滞及触发时间等参数以达到最佳覆盖效果；也有覆盖电梯及其所服务的楼层使用相同小区的情况，这样可以尽量减少切换，具体方案实施视具体情况而定。

同时，靠窗边的无线网络质量也是关注的重点。通常靠窗边的无线信号会比较杂乱，室内信号过强，导致信号泄漏到室外系统，对室外系统造成干扰；室内信号过弱，导致室外信号干扰室内信号或造成室内手机用户在室内外系统间频繁进行乒乓切换，导致掉话率增加，影响网络性能。

（4）测试路线选择时，需要充分验证室内外切换性能，测试需要分为从室内走到室外和从室外走到室内两种情况。

一般而言，室内外信号的切换区域通常都是大楼的出入口，通过切换门限、迟滞及触发时间的设置，保证室内用户占用室内系统资源进行通信，减少乒乓切换，充分保证通话质量。

表2 TD室内分布系统快速优化测试内容对比

（5）室内分布系统的优化建议在该站点周边宏基站都开通的情况下进行，因为室内室外切换测试、窗口等室内外交界处是否有干扰、室内信号是否外泄干扰室外区域正常通信等问题，都需要在室内外站点都正常运行的基础上进行测试。

7 结束语

通过在中国移动通信集团广东有限公司开展TD室内分布系统快速优化方法试点试验，发现利用TD室内分布系统快速优化方法不仅对提升TD室内分布系统网络质量有明显改善，同时能够大幅提高优化效率，加快建设进度。

由于室外信号较为杂乱，干扰情况较室内更为复杂，能否将TD室内分布系统快速优化理念应用到TD室外基站的建设、验收、优化、维护工作中，还需要在下一步的研究中进行更为深入的探讨与论证。

1 李世鹤．TD-SCDMA第三代移动通信系统标准 （第二版）．北京：人民邮电出版社，2003