如何“精雕細(xì)琢”3G網(wǎng)絡(luò)

　　三足鼎立

　　2008年中國移動已率先在各大城市建設(shè)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在已進(jìn)入試商用階段。中國聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡(luò)已轉(zhuǎn)到中國電信麾下。將來中國移動建設(shè)GSM、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，中國電信建設(shè)CDMA2000、EVDO網(wǎng)絡(luò)，中國聯(lián)通建設(shè)GSM、WCDMA網(wǎng)絡(luò)的格局已逐步清晰，三足鼎立之勢漸成。如何快速、高質(zhì)量地建設(shè)好一張符合3G用戶需求的3G網(wǎng)絡(luò)，成為各運(yùn)營商、設(shè)計院、設(shè)備廠家共同關(guān)心的話題。不論是建設(shè)2G網(wǎng)絡(luò)，還是3G網(wǎng)絡(luò)，都不能缺少“可研設(shè)計 （可行性研究） 、初步設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)收”這幾大步驟，但是3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)又有著與2G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不同的幾個特點(diǎn)：

　　首先，高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用是3G網(wǎng)絡(luò)的主要亮點(diǎn)。因此，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的各個階段都應(yīng)額外地關(guān)注數(shù)據(jù)應(yīng)用情況。其次，將來3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成后，將會出現(xiàn)2G網(wǎng)絡(luò)與3G網(wǎng)絡(luò)共存的情況，因此需要確保2G與3G高成功率的切換。第三，如何按照實(shí)際用戶的話務(wù)情況合理地分配每基站的2G和3G的資源，滿足不同用戶需求，也是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化的重點(diǎn)。第四，隨著用戶對通信質(zhì)量要求的日益苛刻，如何按照貼近用戶真實(shí)感受的方法評估一個無線網(wǎng)絡(luò)、建立一個與以往的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評估不同的體系，也越來越顯得重要。最后，3G牌照發(fā)放后，面對面的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)度、網(wǎng)絡(luò)效益競賽將會越加激烈，粗放式的大規(guī)模建設(shè)的年代已經(jīng)過去，將來的3G網(wǎng)絡(luò)需要更用心地精雕細(xì)琢。

　　目前，如何充分發(fā)揮路測工具在3G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的重要作用已是一個不容忽視的課題。下面就網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、部署和評估階段談?wù)劼窚y工具的作用。

　　網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

　　在該階段的一個重要任務(wù)是確定當(dāng)?shù)氐男盘杺鬏斈Ｐ?。如Hata傳輸模型為：L=46.3+33.9log（f）-13.82log（Hb）+（44.9-6.55log（Hb））log（d）+Cm.其中，Cm可以通過CW（ContinueWave，連續(xù)正弦波）方式得到校準(zhǔn)，方法如下。

　　選擇一片具有該地區(qū)典型地貌的區(qū)域；搭建模擬發(fā)射機(jī)。可以采用如羅德與施瓦茨（R&S）的模擬發(fā)射機(jī)TS9953，在預(yù)定搭設(shè)基站天線的位置放置模擬發(fā)射機(jī)天線，把模擬發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻率設(shè)置為3G頻率、發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率設(shè)置為扇區(qū)導(dǎo)頻功率，讓模擬發(fā)射機(jī)發(fā)射連續(xù)波；用包含測試接收機(jī)的路測設(shè)備以模擬發(fā)射機(jī)天線位置為圓心，沿扇區(qū)天線主瓣方向，以符合李氏定律的車速，盡可能詳盡地沿信號覆蓋區(qū)域的道路測試，同時保存含信號場強(qiáng)及經(jīng)緯度信息的文件。

　　李氏定律表明，在40個波長上至少要采集50個采樣點(diǎn)，這樣測出的信號場強(qiáng)的測試誤差才能保證在1dB以內(nèi)（測試接收機(jī)的測量誤差不計）。如果采樣點(diǎn)太少，則會增加測試的誤差。為了保證測試精度，測試車的行駛速度應(yīng)該限制在李氏定律限定的最高速度以內(nèi)。以R&S的網(wǎng)絡(luò)分析儀TSMU為例，它具備測試接收機(jī)功能，而且測試速度很高，達(dá)1000次/秒（單頻點(diǎn)），可以計算在單頻點(diǎn)時，TSMU滿足李氏定律的最高車速：當(dāng)然，當(dāng)測試頻點(diǎn)多于一個時，接收機(jī)的測試速度會成倍地降低，最高車速也相應(yīng)地成倍降低。所以如果接收機(jī)測試速度不快，再加上同時測試多個頻點(diǎn)，很可能把最高限速拉低到如30公里/小時這樣的低速，這時路測不得不在很低的速度下進(jìn)行，從而大大降低測試效率。

表1  TSMU滿足李氏定律的最高車速

　　所以，從這里可以看到，對于CW測試，接收機(jī)的測試速度是極為重要的性能指標(biāo)。

　　最后，記錄信號場強(qiáng)、位置信息到文件里，導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)模擬器，輸入天線及基站相關(guān)參數(shù)，通過運(yùn)算，信號模型得到校正。得到了準(zhǔn)確的傳輸模型后，即可對網(wǎng)絡(luò)最終效果模擬。通過多次基站勘查、模擬，即可初步確定符合設(shè)計目標(biāo)的可研方案。

　　網(wǎng)絡(luò)部署

　　清頻是基站建設(shè)前的第一步。首先要保證3G頻段內(nèi)不能有非法信號。為了查找微弱的非法信號，需要靈敏度很高的頻譜儀和定向天線。

　　以R&S的TSMU為例，它具備本底噪聲很低的頻譜儀功能，頻率范圍80MHz-3GHz，可一次性地捕捉到設(shè)定頻段內(nèi)的各種微弱非法信號。（圖1）

圖1  TSMU測試的WCDMA上行和下行頻譜

　　R&S的ROMES軟件可連接和控制自動旋轉(zhuǎn)定向天線，在測試過程中定向天線可自動旋轉(zhuǎn)，結(jié)合羅盤系統(tǒng)，可以方便地搜尋信號并準(zhǔn)確判斷干擾源的方向，從而快速定位干擾，如圖2。

圖2  用TSMU和自動旋轉(zhuǎn)天線進(jìn)行干擾源定位

圖3  用TSMU觀察基站的時間基準(zhǔn)漂移

　　接下來要進(jìn)行單基站性能測試。如果基站的時間基準(zhǔn)出現(xiàn)故障，可能影響系統(tǒng)的性能。根據(jù)UMTS標(biāo)準(zhǔn)，基站的時間漂移不能超過0.05ppm.R&S的TSMU可以長期觀察基站時間漂移情況。

　　接著進(jìn)行長時間連續(xù)的撥打測試，確認(rèn)話音呼叫能正常建立。并生成正常接通、阻塞、掉話和無服務(wù)呼叫的統(tǒng)計表。之后進(jìn)行并行的大話務(wù)量測試用來驗(yàn)證基站實(shí)際可承擔(dān)負(fù)荷。這時需要測試系統(tǒng)能同時連接盡可能多的測試手機(jī)。如R&S公司的ROMES路測軟件可以連接16臺手機(jī)并同時測試分析，從而能更方便地實(shí)施大話務(wù)量測試。由于測試手機(jī)具備信令協(xié)議流程記錄功能，當(dāng)單基站測試出現(xiàn)問題時，可利用路測系統(tǒng)的協(xié)議分析功能，進(jìn)行層一、層二和層三的分析，判斷故障所在。另外，對于3G網(wǎng)，數(shù)據(jù)性能測試是極為重要的。因此需要驗(yàn)證各種數(shù)據(jù)應(yīng)用，如HTTP、UDP、FTP、Ping、Email等是否正常，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)性能分析（DataQualityTest），如圖4。

圖4  用TSMU測試WCDMA網(wǎng)絡(luò)的DQA

　　HSDPA是WCDMA在數(shù)據(jù)方面的加強(qiáng)，因此HSDPA的數(shù)據(jù)能力測試非常重要。常見的測試是檢查申請速率與實(shí)際速率的差異。如無線環(huán)境較好但速率差異較大，可檢查HS-DPCH捆綁的碼道數(shù)量、速率限制、SCCH配置數(shù)量是否合理等參數(shù)。圖5是R&S的ROMES軟件關(guān)于HSDPA測試的界面。

圖5  RMOES的HSDPA測試界面