淺談UMTS網(wǎng)優(yōu)策略與方法

張　學

摘要：UMTS的網(wǎng)絡優(yōu)化服務能為運營商在3G移動網(wǎng)絡中帶來巨大的收益。它為移動運營商提供有競爭力、高效率的網(wǎng)絡，從而改善服務質(zhì)量，吸引更多的最終客戶，并可大大節(jié)約企業(yè)的運營成本。文章探討了UMTSN絡規(guī)劃的特點、UMTS網(wǎng)絡規(guī)劃的內(nèi)容，以及UMTS網(wǎng)絡規(guī)劃的方法。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡規(guī)劃優(yōu)化；發(fā)射功率；通話質(zhì)量；UMTS；遠近效應

中圖分類號：TN929

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)17-0013-02

一、GSM網(wǎng)絡規(guī)劃

目前，GSM頻率規(guī)劃采用的頻率復用方式有4*3、3*3、MRP等多種。但不論采用何種方式進行頻率規(guī)劃，一般都需要遵循如下原則：(1)同基站內(nèi)不允許存在同頻頻點；(2)同一小區(qū)廣播控制信道(BCCH)和TCH的頻率間隔最好在400kHz以上；(3)沒有采用跳頻時，同一小區(qū)的TCH的頻率間隔最好在400KHz以上；(4)考慮到天線掛高和傳播環(huán)境的復雜性，距離較近的基站應盡量避免同頻相對；(5)重點關(guān)注同頻復用，避免在鄰近區(qū)域存在相同BCCH相同基本識別碼(BSIC)的情況；(6)通常情況下，1＊3復用應保證跳頻頻點是參與跳頻載頻數(shù)的二倍以上。如果GSM網(wǎng)絡擴容，只要在總體頻率規(guī)劃中還有合適的頻率，擴容量不超出基站的最大容量，只需給相應的小區(qū)分配新的信道，沒有必要對網(wǎng)絡作其他改動：否則，需要增加新的基站和扇區(qū)、重新進行頻率和信道的分配。

二、UMTS網(wǎng)絡規(guī)劃的特點

(一)軟容量、軟負荷

在規(guī)劃UMTS網(wǎng)絡時，必須首先考慮網(wǎng)絡的可擴容性，而不是像規(guī)劃GSM網(wǎng)絡那樣，簡單地給相關(guān)的小區(qū)增加載頻和信道。在規(guī)劃初期，必須考慮網(wǎng)絡期望承載容量及站址分布，并確定信號干擾余量。干擾余量對應于負載上升引起的噪聲上升，是對業(yè)務量增多而產(chǎn)生干擾的“補償”。如果干擾余量設(shè)置太小，隨著業(yè)務量的增加，只能采用新建基站這一種辦法。因為單一地提高發(fā)射功率并不能消除因業(yè)務量增多而引起的接受信號的惡化。發(fā)射功率的提高只能改善某一小區(qū)的接受信號，其付出的代價是增加了對所有相鄰小區(qū)的干擾。從而影響了整個網(wǎng)絡的通信質(zhì)量。提高發(fā)射功率不能無限制地擴大小區(qū)的有效范圍或容量，當UMTS發(fā)射功率提高—倍時，小區(qū)的容量只增加10％。發(fā)射功率的提高雖然增大了小區(qū)的有效范圍，但是為滿足小區(qū)邊界手機用戶的需要，必須大幅度增加發(fā)射功率，必然影響到其他手機用戶的通話質(zhì)量。

在規(guī)劃UMTS網(wǎng)絡時，小區(qū)負載的設(shè)計也非常重要。小區(qū)負載分為上行負載和下行負載。其中，上行鏈路干擾越大、上行負荷接近100％時、上行鏈路干擾上升到無窮大、對應的容量為極限容量，而下行負載為小區(qū)當前發(fā)射功率與基站最大發(fā)射功率之比、負載因子越高、小區(qū)發(fā)射功率越大、當達到100％時、發(fā)射功率達到最大能力值。一般在網(wǎng)絡設(shè)計時，上行負載設(shè)50％，下行負載設(shè)75％。在此，“小區(qū)呼吸”效應得到了應用。相鄰小區(qū)之間可以相互補償負載容量，稱之為軟負荷。相關(guān)數(shù)學論證表明，服務小區(qū)從相鄰小區(qū)借用負載容量的概率隨數(shù)據(jù)傳輸量的增大而增大。

(二)遠近效應

UMTS網(wǎng)絡的另—個典型特點是遠近效應。因為同一個小區(qū)的所有用戶使用相同頻率。對整個系統(tǒng)來說。每個用戶都以最小的功率發(fā)射信號顯得極其重要。在UMTS網(wǎng)絡中采用了功率控制技術(shù)來解決該問題。UMTS系統(tǒng)中，功控可分為兩大類：內(nèi)環(huán)功控和外環(huán)功控，其中內(nèi)環(huán)功控又可分為開環(huán)和閉環(huán)兩種方式。與GSM系統(tǒng)相比，UMTS功控實現(xiàn)方式起了很大變化。在GSM系統(tǒng)中，手機每480ms上報一次測量報告。功控的最快頻度不超過每秒2次，而且只對上行鏈路，因此其對抗多徑衰落的主要手段是通過跳頻來實現(xiàn)。對于UMTS系統(tǒng)，上下行均實現(xiàn)功控。以上行為例，DPCCH將10MS的無線楨劃分為15個時隙，每個時隙包含一個功控命令(TPC－CMD)，由于功控的速度高于快衰落，從而有效保證了慢速運動時的移動臺的接收質(zhì)量。另外，在規(guī)劃時還會遇到這一問題的另一種情況，當某一用戶遠離基站時，必須得到很大一部分發(fā)射功率，以至于其他用戶的功率發(fā)生不足，這意味著小區(qū)容量與用戶的實際分布情況有關(guān)。因此，規(guī)劃時需根據(jù)用戶密度和分布情況進行動態(tài)分析。

(三)上下行鏈路

UMTS網(wǎng)絡的業(yè)務量是非對稱的，因此網(wǎng)絡上下行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸量不同。一般上行鏈路是覆蓋受限，而下行鏈路是容量受限。因此，在規(guī)劃時需考慮兩個方向的值，進行適當結(jié)合和考慮在上行鏈路發(fā)射功率由手機提供，在下行鏈路發(fā)射功率由基站供給，因此小區(qū)容量在上下鏈路的小區(qū)半徑相等。

三、UMTS網(wǎng)絡規(guī)劃的內(nèi)容

移動通信發(fā)展到三代系統(tǒng)網(wǎng)絡，對于運營商而言，從客戶的滿意度中獲得利益，網(wǎng)絡規(guī)劃是關(guān)鍵競爭因素。在3c初期，網(wǎng)絡建設(shè)重點與瓶頸在于覆蓋。必須本著覆蓋與容量、質(zhì)量協(xié)同發(fā)展、兼顧服務與成本、按照“一次規(guī)劃、分步實施”的原則進行網(wǎng)絡規(guī)劃。3G無線網(wǎng)絡規(guī)劃可以分成幾個階段：

1、準備階段。規(guī)劃區(qū)域基本信息(地理環(huán)境、人文環(huán)境、經(jīng)濟狀況、話務分布等)、市場定位、業(yè)務預測、確定覆蓋目標、確定容量目標、確定覆蓋策略、服務質(zhì)量目標。

2、估算預測階段。小區(qū)業(yè)務量估計、覆蓋和容量的估算、容量與鏈路計算。

3、預規(guī)劃仿真。利用規(guī)劃工具進行預規(guī)劃仿真。

4、詳細規(guī)劃。通過規(guī)劃工具進行傳播模型測試和校正，進行站點勘測、站點選擇和優(yōu)選。將詳細規(guī)劃的結(jié)果和目標輸入到規(guī)劃工具，進行仿真，根據(jù)仿真結(jié)果進一步調(diào)整規(guī)劃方案。

5、網(wǎng)絡設(shè)計。根據(jù)方案進行工程和施工設(shè)計。

6、優(yōu)化調(diào)整階段。無線覆蓋優(yōu)化調(diào)整、控制信道功率規(guī)劃、導頻規(guī)劃、軟切換參數(shù)規(guī)劃等。

四、UMTS網(wǎng)絡優(yōu)化

2G時代的網(wǎng)絡規(guī)劃和網(wǎng)絡優(yōu)化是兩個獨立的環(huán)節(jié)，分屬不同的部門管理。3GO寸代的網(wǎng)絡規(guī)劃和網(wǎng)絡優(yōu)化需要相互融合，形成一個統(tǒng)一、循環(huán)的過程。3G網(wǎng)絡規(guī)劃是網(wǎng)絡建設(shè)的前奏，要設(shè)計和建成完善網(wǎng)絡，體現(xiàn)業(yè)務價值必須有優(yōu)化的強有力支持。3G無線網(wǎng)絡優(yōu)化的內(nèi)容包括路測和后臺數(shù)據(jù)采集、關(guān)鍵網(wǎng)絡性能指標(KPI)、網(wǎng)絡參數(shù)(工程參數(shù)和無線資源參數(shù))、網(wǎng)絡分析、網(wǎng)絡優(yōu)化等內(nèi)容。

(一)無線網(wǎng)絡優(yōu)化的數(shù)據(jù)采集

分為路測數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計數(shù)據(jù)采集兩部分。其中路測數(shù)據(jù)服務類別分為語音業(yè)務(speech Call)、視頻業(yè)務(Videe Call)(C$64／64)、分組交換業(yè)務(Packet SwitchCall)(PS64／384)，路測數(shù)據(jù)呼叫類別分為長時業(yè)務(Long Term Call)和短時業(yè)務(ShortTermCall)。

(二)無線網(wǎng)絡優(yōu)化的關(guān)鍵性能指標

關(guān)鍵性能指標共分為接入性能、保持性能、服務質(zhì)量性能、

移動性能、網(wǎng)絡覆蓋性能、設(shè)備可用性能等幾大類。其中各類性能包含的關(guān)鍵性能指標如下：

1、接入性能。呼叫建立成功率、PDP上下文激活成功率。

2、保持性能。電路域掉線率、分組域掉線率、語音呼叫掉話率。

3、服務質(zhì)量性能。比特誤碼率、吞吐量。

4、移動性能。小區(qū)更新成功率、頻內(nèi)切換成功率、頻間切換成功率、異質(zhì)接取網(wǎng)絡切換成功率(In－ter-RAT Hand overSuccess Rate)。

5、網(wǎng)絡覆蓋性能。接受信號碼功率(RSCP)、碼片能量／干擾功率密度(Ee／No)。

6、設(shè)備可用性能。發(fā)射區(qū)域可用率(Cell Avail abifity)。

(三)無線網(wǎng)絡優(yōu)化和分析的基本方法

1、無線網(wǎng)絡覆蓋。進行覆蓋測試，采用天線下傾角方位角調(diào)整、功率調(diào)整、小區(qū)選擇重選調(diào)整、切換關(guān)系切換參數(shù)調(diào)整、增加基站等方法對基站覆蓋進行優(yōu)化。

2、干擾分析。需對是否存在導頻污染、導頻干擾、相鄰關(guān)系問題、天線及基站硬件問題、外部干擾問題、容量過高等情況進行分析。

3、呼叫阻塞。需對準入控制(Admission Control)、擁塞控制(Congestion Control)、硬件問題(TXB／RAXB)、覆蓋問題、質(zhì)量問題、RAB問題、功率設(shè)置問題(0pen Loop，InnerLoop)等情況進行逐項分析。

4、小區(qū)重選失敗。檢查是否缺少相鄰關(guān)系、UE速度與小區(qū)重選時間相比是否過快。

5、切換失敗分析。檢查是否缺少切換關(guān)系，并對相鄰關(guān)系設(shè)置、干擾問題、切換參數(shù)設(shè)置、目標小區(qū)擁塞等情況進行逐項檢查。

6、掉話。需對覆蓋問題、質(zhì)量問題、切換問題、擁塞控制、硬件問題進行分析和優(yōu)化。

7、Bad BLER分析。檢查是否存在Ec／No問題、功率控制參數(shù)設(shè)置問題。

8、Low Through pu吩析。需分析BLER問題、Down switch問題、up Switch問題、切換中的Down--Switch問題。

(四)無線網(wǎng)絡優(yōu)化的基本工作過程

1、單站檢查工作。單站天線檢查與調(diào)整、Node B干擾測試、Node B單扇區(qū)基本功能測試、單站覆蓋測試。

2、小區(qū)簇優(yōu)化工作。在UMTS網(wǎng)絡比較大，尤其是UMTS網(wǎng)絡工程建設(shè)尚未完全結(jié)束、網(wǎng)絡中存在未完工或有故障的基站情況下，選取成片完好的數(shù)個基站組成子網(wǎng)絡單獨進行優(yōu)化工作，以降低網(wǎng)優(yōu)工作的復雜度。要注意子網(wǎng)絡的邊界的重疊度應與單站覆蓋測試結(jié)果相對應。

3、系統(tǒng)優(yōu)化工作。基站群優(yōu)化工作結(jié)束后，系統(tǒng)在覆蓋區(qū)域的大多數(shù)地方應工作良好。但在局部區(qū)域，尤其是子網(wǎng)絡重疊區(qū)和局部信號盲區(qū)，需要綜合考慮各方面的性能指標對網(wǎng)絡進行局部調(diào)整，以達到網(wǎng)絡優(yōu)化的最終目標。

(五)無線網(wǎng)絡優(yōu)化的主要優(yōu)化策略

1、調(diào)整系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構(gòu)。

2、調(diào)整系統(tǒng)的天線部分。天線的朝向、傾角、天線參數(shù)、天線掛高、天線位置、更換天線等。

3、調(diào)整系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)。接入控制參數(shù)、功率控制參數(shù)、切換參數(shù)、測量參數(shù)等。

4、調(diào)整系統(tǒng)的鄰區(qū)列表。

5、容量分析(疏忙分析)。增加基站、扇區(qū)分裂、室內(nèi)分布、射頻拉遠，使用雙載頻、微蜂窩、直放站(無線和光纖)、塔放等：

作者簡介：張學(1978-)，男，江西人，供職于廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計院有限公司，研究方向：通信