如何“精雕細(xì)琢”ＷＣＤＭＡ網(wǎng)絡(luò)

李詠東

羅德與施瓦茨公司(R&S;)積極參與了沃達(dá)豐、T-mobile等運營商的網(wǎng)絡(luò)部署優(yōu)化工作，并為他們提供了全系列的WCDMA網(wǎng)絡(luò)測試工具，積累了大量WCDMA網(wǎng)絡(luò)測試經(jīng)驗。

3G牌照發(fā)布以后，新聯(lián)通將承擔(dān)組建WCDMA網(wǎng)絡(luò)的重任，雖然新聯(lián)通有著豐富的GSM網(wǎng)絡(luò)運營經(jīng)驗，但如何快速、高質(zhì)量地建設(shè)好一個WCDMA網(wǎng)絡(luò)，仍將是一個極大的挑戰(zhàn)。

高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用是3G網(wǎng)絡(luò)的主要亮點。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。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。另外，三個運營商面對面的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進度、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。

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)驗收”這幾大步驟，路測工具在WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中有著非常重要的作用。

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

該階段的一個重要任務(wù)是確定當(dāng)?shù)氐男盘杺鬏斈Ｐ?方法是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，如R&S;的模擬發(fā)射機TS9953，在預(yù)定搭設(shè)基站天線的位置放置模擬發(fā)射機天線，把模擬發(fā)射機的發(fā)射頻率設(shè)置為WCDMA頻率,發(fā)射機的發(fā)射功率設(shè)置為扇區(qū)導(dǎo)頻功率，讓模擬發(fā)射機發(fā)射連續(xù)波,用包含測試接收機的路測設(shè)備以模擬發(fā)射機天線位置為圓心，沿扇區(qū)天線主瓣方向，以低于李氏定律限制的車速，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及經(jīng)緯度信息的文件。最后，記錄信號場強、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。

李氏定律表明，在40個波長上至少要采集50個采樣點，這樣測出的信號場強的測試誤差才能保證在1dB以內(nèi)(測試接收機的測量誤差不計)。如果采樣點太少，則會增加測試的誤差。通過李氏定律，如果知道接收機的測試速度和被測信號波長，就可以在計算保證精度的前提下，測試車的最高行駛速度。接收機的測試速度將直接影響測試車的最快行駛速度，如果接收機測試速度慢，測試車只能以低速行駛，測試時間將不得不大大加長。R&S;的掃頻儀TSMU具備測試接收機功能，且測試速度很快，達(dá)1000次/秒，因此非常適合用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃測試。

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，可一次性地捕捉到整個WCDMA頻段(新聯(lián)通的頻段上行：1940-1955MHz，下行：2130-2145MHz)內(nèi)的各種微弱非法信號。值得注意的是，上、下行頻段都需要清頻。有些掃頻儀只能測試下行的頻譜，但不能測試上行頻譜，因此不滿足清頻要求。而TSMU能同時測試上、下行頻譜(如圖1)。

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)。

接著要進行單基站性能測試。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。

基站安裝好以后要進行長時間連續(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。之后進行并行的大話務(wù)量測試用來驗證基站實際可承擔(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。如R&S;公司的ROMES路測軟件可以連接16臺手機并同時測試分析，從而能更方便地實施大話務(wù)量測試。由于測試手機具備信令協(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。因此需要驗證各種數(shù)據(jù)應(yīng)用，如HTTP、UDP、FTP、Ping、Email等是否正常，并進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)性能分析(DQA，DataQualityTest)。

HSPA是WCDMA在數(shù)據(jù)方面的加強，因此HSPA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)。

最后，還要實行區(qū)域優(yōu)化工作。除了結(jié)合掃頻儀和測試手機，檢查遺漏鄰小區(qū)、消除越區(qū)覆蓋，分析、排除2G與3G之間的切換故障等測試外，還需要基于掃頻儀進行擾碼分析和導(dǎo)頻污染測試。TSMU具備擾碼分析功能，它通過模擬手機找網(wǎng)的過程，解調(diào)空中的同步信道，然后解出主擾碼，并分析各個基站信號的覆蓋情況(包括信號強度和載干比)和它們的多徑分量，從而了解多徑干擾的嚴(yán)重程度。導(dǎo)頻污染測試是針對WCDMA和cdma2000這種碼分多址系統(tǒng)的，由于所有的基站共用同一個頻率，依靠不同的碼(WCDMA是主擾碼)來區(qū)分基站。不同的基站之間互相干擾。如果手機除了收到服務(wù)基站的信號外，還收到來自相鄰基站的信號強度與服務(wù)基站相近的信號，對于手機小區(qū)選擇和重選是不利的。這種情況被稱為導(dǎo)頻污染。優(yōu)化的目的是盡量降低導(dǎo)頻污染。

網(wǎng)絡(luò)評估

為了評比不同網(wǎng)絡(luò)的性能，可以對不同網(wǎng)絡(luò)的相同項目進行對比測試。比如，可以使用R&S;的ROMES連接GSM、CDMA2000、WCDMA的測試手機和TSMU掃頻儀，并行地對一些規(guī)定項目，如接通率、接收信號強度等，導(dǎo)頻污染等進行網(wǎng)絡(luò)之間的對比測試。

語音感受質(zhì)量評估PESQ，按照用戶聽覺感受來評估網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。把測試手機音頻線路連接到語音卡上，語音卡不斷地把路測軟件播放的參考音樂發(fā)送給測試手機，測試手機把音樂通過已連接的無線通道發(fā)至指定服務(wù)器，服務(wù)器通過測試手機與基站的無線通道再送回路測軟件，通過路測軟件的對比、分析，得到實時的語音感受質(zhì)量指標(biāo)MOS值。R&S;的路測軟件ROMES可以實現(xiàn)這種非常接近用戶真實感受的評估功能。

視頻流質(zhì)量評估VQA，視頻流在傳輸過程中會出現(xiàn)圖片丟失、圖片凍結(jié)和“馬賽克”情況，而3G用戶對傳輸圖像的質(zhì)量要求又很高，因此需要對視頻流的質(zhì)量進行評估。R&S;的路測軟件ROMES采用專有的分析技術(shù)，無須知道服務(wù)器端播放的視頻流文件，就能對視頻流質(zhì)量進行分析評估。

驗收測試，當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋、質(zhì)量指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)時，即可以針對規(guī)定項目進行建設(shè)項目驗收。但是，對無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化會不斷隨著用戶數(shù)量的增加、用戶需求的不斷變化、網(wǎng)絡(luò)的不斷調(diào)整一直持續(xù)下去，路測工具仍然會在這周而復(fù)始的過程中發(fā)揮著重要作用。

R&S;的WCDMA路測工具主要包括筆記本電腦及測試軟件ROMES、GPS、WCDMA測試手機和掃頻儀TSMU。TSMU擔(dān)當(dāng)測試接收機、頻譜儀、擾碼分析儀的作用。這套系統(tǒng)已經(jīng)在全球的WCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中得到了成功的應(yīng)用。R&S;公司已積累了18年的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、調(diào)試和優(yōu)化的經(jīng)驗，掌握著路測系統(tǒng)的核心技術(shù)，并具備按照中國建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)的要求不斷發(fā)展和完善路測系統(tǒng)的能力。其3G路測解決方案能為中國下一代移動通信系統(tǒng)的發(fā)展提供有力的支持和幫助。