TD-SCDMA無線網絡的覆蓋和容量測試探討

　　為了給用戶提供可靠的通信保證，移動通信的無線網絡必須滿足合適的性能指標。覆蓋、容量、切換性能等都是衡量移動通信系統無線網絡性能的關鍵指標（KPI）。

　　對于TD-SCDMA系統，需要在真實的無線環境下對網絡的性能進行全面深入的驗證，同時由于TD-SCDMA采用了智能天線、聯合檢測、上行同步、接力切換、動態信道分配等關鍵技術，對傳統的網絡規劃和分析方法帶來一定的影響，也需要通過測試來驗證各項技術的綜合效果，為實際的網絡建設積累一定的經驗。

　　TD-SCDMA無線網絡的覆蓋及容量測試

　　無線網絡關鍵性能指標（KPI）測試是對無線網絡運行和服務質量的直接驗證，需要通過對特定區域（如城區、高速公路等）無線網絡信號的參數指標進行客觀的考察和評估，并對測試中發現的問題，如掉話、弱覆蓋、干擾等進行分析并得出相應的解決方法。覆蓋和容量測試是其中的主要內容。

　　KPI測試應遵循客觀科學的原則，由制定測試目標、確定測試內容、細化測試用例、構建測試環境、準備測試工具和儀表、執行測試方案、分析測試結果及問題重現定位和完成測試報告等多個環節共同完成。整體流程如圖1所示。

　　無線網絡關鍵性能指標測試流程

　　1.測試目標

　　覆蓋測試的目標是確定被測小區各種不同業務的覆蓋范圍，確定其網絡覆蓋范圍是受限于上行還是受限于下行，通過測試，獲得TD-SCDMA系統在使用智能天線條件下，在不同的傳播環境條件及同頻、異頻組網條件下獲得網絡覆蓋性能及相關的實際數據，為TD-SCDMA通信系統的網絡建設提供一定的指導作用。

　　容量測試的目標是得出TD-SCDMA小區在同頻組網和異頻組網條件下的最大用戶數量，分析TD-SCDMA的系統容量在不同條件下的受限原因，分析基站的配置、終端的性能以及業務模型等各種因素對系統容量的影響，得出系統的網絡設計和規劃方案，給網絡建設和運營維護者提供參考。

　　2.測試網絡環境

　　用于測試網絡的最小規模為一層蜂窩的網絡結構。即有7個小區構成蜂窩覆蓋，選擇中心站點為主測小區;測試站型可分為全向站和定向站;測試環境可選擇密集城區、一般城區、市郊和遠郊等多種環境。

　　3.測試系統和工具

　　待測網絡系統應處于正常工作狀態，能滿足多種業務（話音、可視電話、分組業務）的正常進行。RNC和基站除能實時進行數據采集外，還應具備OCNS（OrthogonalChannelNoiseSource ）的模擬加載功能，從而完成某些特定測試條件的構造。

　　測試工具包括路測系統和網絡側測試儀表。路測系統包括數據采集前端、全球定位GPS、筆記本電腦及專用測試軟件等在內的一整套系統。網絡側的測試儀表主要由各個接口的協議分析儀組成，結合系統操作維護平臺，獲得系統側的重要信息。通過與路測儀的記錄聯合分析，我們可以得到測試過程中在無線網絡方面的完整信息，從而能夠準確得出測試結果，更易對問題進行定位。

　　4.測試內容

　?。?）覆蓋測試

　　在每個TD-SCDMA系統的覆蓋區內，分別在同頻組網和異頻組網的條件下，選擇一個單小區進行覆蓋能力的測試。覆蓋測試對象包括P-CCPCH信道和各種業務信道。根據實際的網絡設置，對P-CCPCH信道的測試，采用無線信號全向發射;對業務信道的測試，采用智能天線賦形發射，業務一般包括AMR（12.2kbit/s）、可視電話、PS業務下行等。

　　根據TD-SCDMA的組網方式為同頻還是異頻，本小區是否存在其它用戶，鄰小區是否存在干擾，具體的測試項目分為鄰小區關閉下的覆蓋測試、同頻組網下的覆蓋測試及異頻組網下的覆蓋測試。每一類覆蓋測試下面，又分為本小區無其他用戶、本小區部分用戶（部分加載）和本小區滿用戶（滿載）3種情況。需指出的是，由于不同業務占用的無線資源不盡相同，所有加載方式并不能對所有業務信道完全適用。

　?。?）容量測試

　　容量測試應針對上面提到的各種業務進行。需要注意的是，在測試過程中應重點考察混合業務，如PS分組業務和AMR語音業務的混合容量測試。根據TD-SCDMA的組網方式為同頻還是異頻，鄰小區是否存在用戶，具體的測試項目分為以下幾種情況來進行—鄰小區關閉下的容量測試、同頻組網下的容量測試及異頻組網下的容量測試。

　　具體測試方法

　　1.覆蓋測試方法

　　覆蓋測試場景分為室外和室內兩種。其中室外覆蓋測試分為徑向拉遠和環行覆蓋兩部分，其中，徑向拉遠測試主要完成單小區徑向上的最大覆蓋距離測試，環行覆蓋主要完成在小區覆蓋范圍之內，在各方向和地理環境下的業務質量和信號效果的考察。

　　在測試之前，首先要對小區的部分參數的取值（如站型、廣播信道碼域發射功率、專用信道的碼域發射功率最大值，上行和下行BLER目標值等）進行約定，以期得到某種典型設置下的覆蓋情況，從而使結果更具有參考性。室外測試中，采用測試車攜帶路測設備，在預先選定的測試路線上，以低于30公里/每小時的速度行駛，路測設備和網絡側同時記錄終端和系統的相關參數。為最大程度地消除測試結果的偶然性，測試次數不限于一次，應根據測試情況靈活確定。

　　室內測試中，可以采用動態覆蓋測試和定點靜態覆蓋測試兩種方式。動態測試用于測試無線信號在建筑物內的某條路線上的連續覆蓋效果，其測試方法和室外測試基本相似;定點靜態測試用于測試在不同穿透損耗、不同的多徑環境下特定地點的覆蓋情況，通常在建筑物內的不同樓層、不同方向，有代表性地選擇穿透損耗不同的幾個測試地點進行各種業務的測試，并察看各點的業務質量，結合該點的無線環境分析影響覆蓋的主要因素。

　　在徑向測試中，每次測試應以各種業務的服務質量是否滿足目標（各業務的BLER目標值）作為小區邊界的判定原則，即以NodeB測量到的上行業務信道的BLER、UE測量到的下行業務信道的BLER值進行比較，以先超出目標值而后再降下來的地點作為小區的邊緣。

　　2.容量測試方法

　　單小區最大理論容量。對于TD-SCDMA系統來說，根據在每個業務時隙上提供的碼字資源，可計算得出各種業務的最大理論容量。如表1所示。

　　業務類型AMR12.2kPS64k/64kPS128k/64kPS384k/64k混合業務

　　理論容量（UE數）2353120

　?。?PS64k+19CS12.2k）

　　容量測試即需要驗證實際環境下，接入的最大用戶數是否能達到或接近理論值。具體說來，容量測試分為靜態測試和動態測試兩部分。

　　在靜態測試中，將終端均勻放置于預先選定好的各個測試地點，按要求依次發起規定業務，路測終端和網絡側分別記錄隨終端數量增加帶來的無線信號的變化情況，直到接入到最大數量;靜態測試的地點選擇，可以分為集中于一個近點、分布于多個信號強度相同但位置不同的地點和分布于多個信號強度不同且位置不同的地點等多種分布情況。

　　在運動測試中，由幾輛測試車分別攜帶終端，發起業務后分別在小區內選定的不同測試路線上，以低于30公里/每小時的速度行駛，路測設備和網絡側同時記錄終端和系統的相關參數。為最大程度地消除測試結果的偶然性，測試次數不限于一次，應根據測試情況靈活確定。

　　同樣，為保證在某種典型設置下的測試結果更具有參考性，在測試之前也要首先對小區的部分參數的取值進行約定。測試中，每次測試應以滿足業務的服務質量的最大用戶數作為小區容量的判定原則，即測試中，在每個測試地點持續接入新的UE，直到不能穩定接入，此時把能夠穩定接入并保持一定通話時間的呼叫總個數作為小區容量。

　　對于網絡上下行受限的判斷，應根據達到最大數量時的終端發射功率和基站的總發射功率作為依據。當基站的總發射功率先達到最大，通常判定為下行受限;反之，為上行受限;如果基站和終端的發射功率幾乎同時達到最大，此時判定為上下行同時受限。如果接入用戶數量達到了理論上的最大值，即占滿了全部的碼域資源，但此時上下行功率尚未達到最大，可以判定此時為碼字受限，即受限于系統提供的碼域資源。

　　3.加載方式定義

　　無論是覆蓋測試還是容量測試，不光要考慮異頻組網和同頻組網對測試結果的影響，還需要考慮鄰小區和本小區（覆蓋測試）有無用戶條件下的結果變化，因此需要對加載方式做出約定。

　　加載方式分為真實用戶加載和模擬加載兩種方式，真實用戶加載方式是采用其他終端發起實際業務的方式，對測試終端形成加載;而模擬加載一般采用正交信道噪聲源（OCNS）的模擬加載方式，即在基站側拿出某時隙的部分物理信道資源（簡稱碼道），采用全向、隨機或定向的波束賦形方式，進行無線信號的發射，從而模擬小區中的移動用戶，得出對本小區或鄰小區產生干擾的情況。

　　測試結果分析方法

　　測試完畢后，需要對測試記錄進行分析，得到所需的測試結果。測試結果的分析，包括兩個方面：單測試用例的結論分析和測試用例間的分析比較。

　　1.覆蓋測試的結果分析

　　為對覆蓋測試的結果進行充分而準確地分析，需要在測試過程中保證上行和下行的某些關鍵參數能夠被準確無誤的記錄下來，針對TD-SCDMA系統的覆蓋測試來說，需要實時記錄的主要數據包括如下。

　?。?）路測終端側：需要記錄測試路線上各采樣點的接收信號碼域功率，載波干擾比，UE發射功率，下行業務信道的BLER（誤塊率）值，下行業務信道的RSCP和路測儀計算出的路徑損耗;（2）系統側：需要記錄測試過程中的下行業務信道的TCP（碼域發射功率），上行業務信道的RSCP和BLER。

　　通常，P-CCPCH廣播信道的覆蓋情況只需要考察測試路線下行的接收信號碼域功率，載波干擾比即可。而在考察業務信道的覆蓋時，需要對上下行這兩部分數據按照對應的時間或者系統幀號（SFN）進行合并，得到同一個地點的上下行信道的綜合信息。根據這些信息，可以形成以距基站的距離為橫坐標，各無線參數為縱座標的曲線圖以及更為直觀的以電子地圖為背景的MapInfo格式的測試結果圖。

　　在得到上述測試結果圖后，可以根據小區邊界及受限情況的判定準則，得到每種業務和每種條件下的小區覆蓋邊界，同時根據圖形給出的信息，得出覆蓋受限的原因。同時根據路徑損耗的變化，可以得到在測試路線上，各采樣點的無線信號的實時變化情況，一方面可以對測試結果做輔助分析，另一方面也可結合小區中道路和地面環境對網絡現有覆蓋的質量進行一定程度的評估。

　　在得到每個單獨測試例的測試結果之后，可以將這些測試結果放在一起，進行對比、分析，從而對TD-SCDMA網絡在多業務運營、異頻和同頻組網條件下的無線網絡規劃提供可供參考的結論。

　　2.容量測試的結果分析

　　和覆蓋測試不同，對于容量測試來說，需要隨著終端數量的增加，階段性地實時記錄測試終端和系統測試的關鍵數據。

　?。?）路測終端側：記錄UE的發射功率，下行業務信道的BLER（誤塊率）值，下行業務信道的RSCP，下行時隙的ISCP（干擾信號碼域功率）等;（2）系統側：在記錄測試終端參數的同時，需要記錄測試過程中的基站發射功率，寬帶接收總功率，下行業務信道的TCP（碼域發射功率），上行業務信道的RSCP和BLER等。

　　以話音的容量測試為例，通常會選擇每個時隙的用戶數達到2、4、6、8時分別記錄上述參數，并把上面的兩部分數據進行合并，得到相同用戶數量下的上下行信道的綜合信息。根據這些信息，可以形成以用戶的數量為橫坐標，各無線參數為縱座標的曲線圖。

　　在得到上述曲線圖后，可以根據小區容量及受限情況的判定準則，得到每種業務和每種條件下的小區最大用戶數，根據基站和終端的發射功率變化，分析容量受限的原因。同時根據隨用戶數量增加各無線信號指標所發生的變化，分析終端和基站的發射功率的變化，從而發現對小區容量產生影響的主要因素。

　　在得到每個單獨測試例的測試結果之后，可以將這些測試結果放在一起，進行對比、分析，得到相同業務在不同網絡條件下的容量結果對比。其中需要著重關注的是，在受到多種組網或加載方式的影響下，同一種業務的容量會有怎樣的變化，通常以鄰小區關閉條件下的容量作為參照，比較其他加載條件下的容量，分析容量變化的原因，從而能夠根據具體組網的方案，確定合適的小區容量規劃。

　　覆蓋、容量都是衡量移動通信系統無線網絡性能的關鍵因素。對TD-SCDMA系統在不同環境和場景下的覆蓋、容量等指標進行測試，可以了解實際環境中TD-SCDMA系統的網絡性能，掌握其網絡規劃和運維所需的實際經驗和經驗參數，為TD-SCDMA網絡建設積累經驗。