TD-SCDMA系統(tǒng)干擾及解決方案

　　TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)干擾受限系統(tǒng)，隨著用戶規(guī)模的增加和網(wǎng)絡(luò)頻率復(fù)用更加緊密，同頻干擾明顯增大。同頻干擾指無用信號的載頻與有用信號的載頻相同，對接收有用信號的接收機(jī)造成干擾?，F(xiàn)在一般采用頻率復(fù)用技術(shù)以提高頻譜效率，當(dāng)小區(qū)不斷分裂、基站服務(wù)區(qū)不斷縮小、同頻復(fù)用系數(shù)增加時(shí)，大量的同頻干擾將取代人為噪聲和其他干擾成為小區(qū)的主要約束。這時(shí)移動無線電將由噪聲受限環(huán)境變?yōu)楦蓴_受限環(huán)境。當(dāng)同頻干擾的載波干擾比（C/I）小于某個(gè)特定值時(shí)，就會直接影響到手機(jī)的通話質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會產(chǎn)生掉話或無法建立正常的呼叫。同頻干擾是3G無線系統(tǒng)面臨的共性問題。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)由于擴(kuò)頻增益小、不支持軟切換等特性，同頻干擾將直接影響其網(wǎng)絡(luò)容量和質(zhì)量。為了保持網(wǎng)絡(luò)性能穩(wěn)定，在TD- SCDMA網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行初期需要通過模擬加載的方式預(yù)先評估TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)在用戶數(shù)量上升后可能產(chǎn)生的質(zhì)量問題，提前驗(yàn)證相應(yīng)的優(yōu)化措施。

模擬加載測試高負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)干擾情況

　　真實(shí)加載需要大量的人力物力資源，給驗(yàn)證工作造成了一定的困難，而模擬加載利用在Node B側(cè)、RNC側(cè)修改參數(shù)并進(jìn)行設(shè)置即可進(jìn)行驗(yàn)證。通過仿真分析、單站和局部區(qū)域真實(shí)加載的方法，能夠估算出一定組網(wǎng)場景下模擬加載的功率負(fù)荷與真實(shí)用戶負(fù)荷的換算關(guān)系以及模擬R4載波網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷上升后網(wǎng)絡(luò)干擾的情況，制定的加載方式如下：

● 在4個(gè)下行時(shí)隙，即T S3、T S4、TS5、TS6的SF=16后8個(gè)碼道上進(jìn)行模擬用戶占用，模擬占用的資源真實(shí)用戶不能接入；
● 按照每載波單通道模擬加載功率0.2W計(jì)算，8通道下行加載總功率為1.6W，每碼道加載功率為23 dBm；
● 賦形方式為定向隨機(jī)賦形。紹興移動以此加載方式進(jìn)行了不同負(fù)荷下的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評估，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量受網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的影響異常明顯，見表1。通過對網(wǎng)絡(luò)加載后的KPI與路測惡化分析可以得到以下結(jié)論：

⑶鄰區(qū)優(yōu)化

　　鄰區(qū)關(guān)系的配置問題會導(dǎo)致UE不能順利通過小區(qū)重選或切換工作到最合適的小區(qū)，產(chǎn)生用戶感知上的覆蓋問題。鄰區(qū)優(yōu)化應(yīng)基于網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)潢P(guān)系添加明顯漏配的共站鄰區(qū)和緊密正對鄰區(qū)，刪除3層以外的背向鄰區(qū)；基于cell－ncell話務(wù)統(tǒng)計(jì)刪除一個(gè)月內(nèi)沒有切換關(guān)系的2層鄰區(qū)；根據(jù)掃頻數(shù)據(jù)對相鄰小區(qū)做分析，將鄰區(qū)補(bǔ)充完整。

⑷普通天線小區(qū)優(yōu)化

　　由于城區(qū)站址選擇困難，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期為了彌補(bǔ)覆蓋的空洞，建設(shè)了一定數(shù)量的街道站或者多系統(tǒng)集成天線。這些小區(qū)均采用普通天線，沒有智能天線的賦形增益，上行鏈路損失9dB的接收分集增益，下行鏈路損失3～5dB的賦形增益，可能導(dǎo)致上下行鏈路不平衡。倘若普通天線的功率參數(shù)配置與正常宏站沒有進(jìn)行針對性的差異化設(shè)置，將進(jìn)一步導(dǎo)致上下行鏈路的不平衡。因此需要從功率參數(shù)及覆蓋優(yōu)化兩方面入手，使用單通道設(shè)備＋普通天線的站點(diǎn)，用于彌補(bǔ)覆蓋空洞。在覆蓋方面，可以通過RF優(yōu)化控制補(bǔ)盲站點(diǎn)的覆蓋，使 UE減少占用該類站點(diǎn)的概率，從而降低故障發(fā)生的概率。在功率分配上，該類站點(diǎn)的PCCPCH相對較小，業(yè)務(wù)級的最大業(yè)務(wù)信道鏈路功率采用基于單碼道 PCCPCHPower偏置方式配置。在PCCPCHPower配置為300的情況下，12.2kbit/s業(yè)務(wù)單Path單碼道最大可用功率為 300-30（雙碼道到單碼道的轉(zhuǎn)換）-30（鏈路功率的偏置）=240，即24dBm。24dBm的功率對于8Path室外宏站通常可以滿足需求，但是對于單通道的站點(diǎn)由于缺少下行賦形增益，需要提升該功率偏置以滿足UE對下行功率的需求，該參數(shù)建議設(shè)置為60。

⑸TOP小區(qū)優(yōu)化

　　Top小區(qū)對OMC話務(wù)統(tǒng)計(jì)起著關(guān)鍵性作用，直接影響到話務(wù)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。在模擬加載期間應(yīng)成立專門的話務(wù)統(tǒng)計(jì)KPI性能保障小組，每日兩次梳理話務(wù)統(tǒng)計(jì) KPI的Top小區(qū)并及時(shí)處理。話務(wù)統(tǒng)計(jì)KPI的Top小區(qū)主要是高掉話、接入成功率低、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)內(nèi)切換成功率低或2G、3G網(wǎng)絡(luò)切換成功率低的小區(qū)。

3.2 參數(shù)優(yōu)化

⑴功率參數(shù)

　　在模擬加載下，相對輕載網(wǎng)絡(luò)需對外環(huán)、開環(huán)功率參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使得用戶功率能夠保證C/I的要求，同時(shí)避免功率競抬。增大用戶的下行初始發(fā)射功率和上行期望接收功率可以提高用戶抗干擾能力，改善用戶接入成功率和切換成功率。下行DPCH最大發(fā)射功率和MinDlTxPwr、InitTxPwr用于無線鏈路建立、重配置，是為每條DPCH的下行功率所做的一個(gè)限定。該參數(shù)是相對功率值，針對于單碼道PCCPCH功率而言，該參數(shù)設(shè)置過大可能對其他扇區(qū)形成干擾，過小可能會導(dǎo)致無線鏈路建立失敗。在高負(fù)荷場景下，加大該參數(shù)將有助于提供更大的功率以對抗鄰區(qū)干擾。

⑵切換參數(shù)優(yōu)化

　　在密集區(qū)域中突發(fā)干擾比較多，用戶在小區(qū)邊緣時(shí)還未來得及切換就有可能已經(jīng)掉話，或者在切換過程中因切換帶的干擾過大，用戶不能正常地收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)的請求消息導(dǎo)致掉話。在幾個(gè)干擾較大的區(qū)域，優(yōu)化切換參數(shù)使得切換發(fā)生的地點(diǎn)避開干擾較密集的區(qū)域，提前切換到目標(biāo)小區(qū)。切換時(shí)間遲滯設(shè)置過大將會導(dǎo)致UE無法及時(shí)切換，甚至發(fā)生掉話，反之會導(dǎo)致乒乓切換。密集城區(qū)信號多變，局部區(qū)域采用較短的切換時(shí)間遲滯有助于及早切換到新小區(qū)，從而避免干擾。

⑶尋呼優(yōu)化調(diào)整

　　在空載和模擬功率加載下均出現(xiàn)了因CN下發(fā)尋呼消息時(shí)因被叫在進(jìn)行位置更新未收到尋呼消息，導(dǎo)致主叫未接通。此類原因占總未接通的30％～50％。被叫的位置更新分兩種情況：被叫 UE在呼叫過程中跨LAC區(qū)系統(tǒng)內(nèi)切換，切換完成后在新的LAC發(fā)起位置更新；被叫UE在呼叫過程中發(fā)生2G、3G網(wǎng)絡(luò)切換，切換完成后在2G網(wǎng)絡(luò)發(fā)起位置更新。對UE正在發(fā)起位置更新的情況，設(shè)置尋呼等待機(jī)制，打開精確尋呼功能；解決跨LAC/異系統(tǒng)間切換過程中的尋呼失敗。當(dāng)CN發(fā)現(xiàn)被叫UE在位置更新時(shí)，暫緩下發(fā)尋呼消息，待UE完成位置更新后，在新的位置區(qū)下發(fā)尋呼消息。對UE在新的LAC區(qū)尚未發(fā)起位置更新的情況，優(yōu)化2次尋呼策略，增大2次尋呼的時(shí)間間隔，為UE發(fā)起位置更新爭取更多的時(shí)間。

⑷信令幀發(fā)送策略優(yōu)化　

　　物理信道重配置消息和測量控制消息在網(wǎng)絡(luò)側(cè)下發(fā)，由于干擾或弱覆蓋，UE未收到或不能正確解調(diào)。UE收到消息后會發(fā)送ACK，若網(wǎng)絡(luò)側(cè)沒有收到ACK，則間隔一定的時(shí)間重傳此消息，直至最大次數(shù)后拆鏈。模擬加載后調(diào)整在RLC層消息的重發(fā)次數(shù)至最大的32次。

⑸速率匹配參數(shù)　

　　速率匹配（RM）又稱為打孔限制，其主要目的是使多個(gè)傳輸信道復(fù)用后總比特?cái)?shù)能滿足物理層信道資源承載的要求。在高話務(wù)情況下信令接續(xù)格外重要，信令丟失會導(dǎo)致接入時(shí)間過長、切換不及時(shí)、掉話等現(xiàn)象。通過RM能夠提高信令傳輸?shù)燃墸Ｕ闲帕羁煽總鬏?。在物理層資源給定的情況下，采用不同的RM參數(shù)調(diào)整多個(gè)傳輸信道間資源占用的比例，以達(dá)到多個(gè)傳輸信道的性能平衡。通過改變RM參數(shù)，考量業(yè)務(wù)信道和信令信道之間的性能關(guān)系；找到一組最優(yōu)的RM參數(shù)值，使得業(yè)務(wù)信道的性能惡化程度在可接受范圍之內(nèi)，使信令信道的性能能夠明顯提高，在小區(qū)邊緣用戶或用戶切換的情況下，優(yōu)先保證信令正確傳輸，達(dá)到降低用戶掉話率，提升系統(tǒng)KPI的目的。
RRM算法

⑴DCA算法

　　傳統(tǒng)的DCA主要考慮當(dāng)前小區(qū)的負(fù)荷、干擾、碼資源占用以及終端的能力信息等，為用戶分配合適的無線資源。上行方向根據(jù)上行RTWP和上行ISCP綜合得到的上行軟資源、上行剩余碼道數(shù)量，下行方向根據(jù)下行的剩余功率計(jì)算得到的下行軟資源、下行剩余碼道數(shù)量。載頻選擇的原則包括根據(jù)載頻剩余軟資源排序、載頻剩余碼道排序、載頻優(yōu)先級排序、接入用戶業(yè)務(wù)類型排序。時(shí)隙選擇的原則會更多地衡量各時(shí)隙的干擾情況、基于空間角度信息的干擾評估、基于剩余資源數(shù)的干擾評估。傳統(tǒng)的DCA算法更多是依據(jù)小區(qū)內(nèi)的干擾和功率綜合考慮分配資源，對于鄰區(qū)干擾考慮較少，而實(shí)際上，目前影響網(wǎng)絡(luò)性能的因素主要為鄰區(qū)間的干擾，即處在相鄰小區(qū)邊緣同頻同時(shí)隙用戶間的相互干擾。根據(jù)鄰區(qū)的干擾信息分配資源是針對干擾進(jìn)行規(guī)避的有效策略，該方法主要用于改善TD-SCDMA系統(tǒng)中相鄰小區(qū)間的同頻干擾問題。一個(gè)全面的DCA算法應(yīng)該綜合考慮3個(gè)因素。

●時(shí)間：接入資源分配、切換資源調(diào)整；
●對象：頻點(diǎn)、時(shí)隙、碼道、方向資源；
●參考依據(jù)：本小區(qū)與鄰小區(qū)協(xié)同、基于終端與基站測量數(shù)據(jù)利用和上下行干擾均衡情況。

⑵TFFR算法

　　TFFR算法的基本原理是RNC通過UE測量PCCPCH以判斷UE在小區(qū)中的位置，將處于小區(qū)邊緣的UE盡可能地分配在異頻上，從而制造一個(gè)同頻隔離帶，以達(dá)到消除彼此干擾的目的，如圖1所示。當(dāng)UE處于半覆蓋載波時(shí)，RNC需要將UE服務(wù)小區(qū)的信號與其所有鄰區(qū)信號進(jìn)行比較，只有當(dāng)服務(wù)小區(qū)的信號與所有鄰區(qū)信號滿足一定條件時(shí)才發(fā)起半覆蓋載波向全覆蓋載波的切換。當(dāng)UE處于全覆蓋載波時(shí)，RNC將UE服務(wù)小區(qū)的信號與其最強(qiáng)鄰區(qū)信號進(jìn)行比較，當(dāng)滿足一定條件時(shí)發(fā)起全覆蓋載波向半覆蓋載波的切換。為防止信號波動導(dǎo)致UE在全覆蓋載波和半覆蓋載波間的乒乓切換，TD-SCDMA系統(tǒng)需要設(shè)置防乒乓定時(shí)器以提升TFFR的性能。TFFR解決了小區(qū)邊緣的同頻干擾問題，提高切換成功率的同時(shí)降低了同頻干擾，從而提升了網(wǎng)絡(luò)性能。

TD-SCDMA高負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)

優(yōu)化效果

　　紹興移動進(jìn)行了模擬加載。加載前后相關(guān)KPI變化情況見表2。

表2. 加載前后相關(guān)KPI變化

⑴接入成功率對比分析

　　55％網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷加載后，接通率指標(biāo)略有下降。經(jīng)過算法優(yōu)化后提升較為明顯，主要是關(guān)閉單信令切換開關(guān)，減少接入過程中的信令交互，提升了接通率；系統(tǒng)優(yōu)化后，接通率指標(biāo)得到了進(jìn)一步提升，主要是尋呼策略的優(yōu)化，解決了被叫位置更新導(dǎo)致主叫未接通（此類原因占總未接通的30％～50％）問題。

⑵掉話率對比分析

　　55％網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷加載后，掉話率指標(biāo)下降明顯，通過TFFR、時(shí)隙均分等算法優(yōu)化，掉話率降低至1.7％。通過第四階段模擬加載我們對紹興移動的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面深入的優(yōu)化，對于每一個(gè)異常事件點(diǎn)在現(xiàn)場進(jìn)行了復(fù)測，模擬加載前后進(jìn)行了大量的RF優(yōu)化調(diào)整、算法的精細(xì)優(yōu)化、功率參數(shù)的調(diào)整等工作。使系統(tǒng)優(yōu)化后的指標(biāo)較第三階段有很明顯的提升，基本在1％以內(nèi)。通過紹興移動模擬加載操作可以看出，高負(fù)荷條件下的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施可有效改善高負(fù)載網(wǎng)絡(luò)性能和客戶感知。同頻干擾算法在大幅提升網(wǎng)絡(luò)性能的同時(shí)（第三階段未開啟同頻干擾算法時(shí)掉話率為 5.75％，接通率為97.30％），基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和多個(gè)算法之間的配合（如TFFR軟頻率復(fù)用、iDCA算法、功率參數(shù)優(yōu)化、頻率配置優(yōu)化、特殊站型街道站優(yōu)化、Top站點(diǎn)RF優(yōu)化等）可以進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)性能（系統(tǒng)優(yōu)化后掉話率為1.70％、接通率為98.10％）。

　　結(jié)束語

　　本次紹興移動模擬加載測試提前暴露出高負(fù)荷場景下的網(wǎng)絡(luò)問題，經(jīng)過算法應(yīng)用、基礎(chǔ)優(yōu)化和系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)性能得到明顯提升，達(dá)到了商用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)紹興移動模擬加載測試中遇到的問題（優(yōu)化后的DPCH覆蓋率只有90％左右）和經(jīng)驗(yàn)，后續(xù)可以繼續(xù)開展以下方面的持續(xù)研究。

⑴ 頻率復(fù)用直接影響網(wǎng)絡(luò)同頻干擾嚴(yán)重程度，增加頻率復(fù)用距離是降低同頻干擾的直接手段。例如，加載情況下S666小區(qū)（占全網(wǎng)小區(qū)的4.2％）掉話次數(shù)占全網(wǎng)掉話的23.75％；S666站型把6個(gè)室外頻點(diǎn)全部用完了，小區(qū)間全部是同頻，同頻干擾嚴(yán)重，此種場景下建議盡快增加A頻段在室外的使用；開展A+B 頻段組網(wǎng)的頻率規(guī)劃、組網(wǎng)規(guī)劃和負(fù)荷分擔(dān)策略和算法商用課題研究。

⑵在高負(fù)荷條件下的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施（如TFFR軟頻率復(fù)用、iDCA算法、功率參數(shù)優(yōu)化、頻率配置優(yōu)化、特殊站型街道站優(yōu)化、Top站點(diǎn)RF優(yōu)化等），可有效改善高負(fù)載網(wǎng)絡(luò)性能和客戶感知；加快綜合同頻干擾算法的成熟商用。

⑶目前導(dǎo)頻的路面覆蓋率已經(jīng)非常好，針對用戶負(fù)荷上升開展基于業(yè)務(wù)信道覆蓋率的業(yè)務(wù)質(zhì)量優(yōu)化和基于PCHR/MR/VQI的全民路測優(yōu)化，全面評估和優(yōu)化TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信道質(zhì)量和覆蓋面，持續(xù)保障并提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶感知。

⑷借鑒加載優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，針對現(xiàn)網(wǎng)話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域，進(jìn)行客戶感知提升優(yōu)化（客戶感知評估優(yōu)化/話務(wù)均衡/負(fù)載控制等）的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用和推廣，同時(shí)進(jìn)行負(fù)荷上升后的負(fù)荷預(yù)警，指導(dǎo)擴(kuò)容和放號。

⑸同頻干擾解決方案新的研究：信令幀發(fā)送功率優(yōu)化、自適應(yīng)干擾消除、基于鏈路質(zhì)量的緊急切換等；加快綜合同頻干擾算法的完善、成熟，有效支撐網(wǎng)絡(luò)用戶上量。

⑹本階段模擬加載主要研究R4載波高負(fù)荷場景，H載頻數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高負(fù)荷場景需要開展客戶感知提升研究，開展RAN側(cè)業(yè)務(wù)識別和價(jià)值業(yè)務(wù)的優(yōu)先調(diào)度的課題研究。

⑺在高負(fù)荷場景下，終端類型識別及優(yōu)先級調(diào)度保障高優(yōu)先級終端類型（手機(jī)+G3閱讀器）的業(yè)務(wù)感受。