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九江联通CDMA系统的网络测试与优化

2009-9-13 13:03 831 0

摘要:   (作者:江西CDMA优化工作组  李向东  2002年7月)   工程型优化和维护型优化对移动系统的顺利开通和正常运行都起着关键性作用。在通信系统刚刚开通或每次扩容结束时,工...

  (作者:江西CDMA优化工作组  李向东  2002年7月)   工程型优化和维护型优化对移动系统的顺利开通和正常运行都起着关键性作用。在通信系统刚刚开通或每次扩容结束时,工程型优化的作用主要是发现和解决工程建设中存在的遗留问题和无线规划设计中存在的不足以及对后续扩容、补站提出意见和建议等。   工程型优化中的测试项目主要包括基站子系统功能测试和排障分析记录、群组测试分析、主要的优化方案建议、优化结果分析、遗留问题记录及剖析等。   一、九江CDMA系统市区范围的工程型优化   九江联通CDMA系统的工程型市区优化工作自2001年11月开始。优化工作按照江西省联通公司的要求,分为两个阶段:网络覆盖、基站功能测试阶段和网络优化阶段。   在基站功能测试方面,主要是对九江联通新时空CDMA网络的单站工作性能、基站硬件及安装存在的问题、主要问题路段、重点问题小区、CBSC与MSC的链路交换和CBSC数据库的正确性进行系统调查,发现问题并提出相应的整改意见,为后续的网络优化作好准备。在此过程中,工程师在全网范围进行了大量细致的路测工作,发现了一些诸如覆盖盲区、导频污染、邻小区表缺漏、信号越区覆盖等问题。通过详细记录和分析产生这些问题的原因,提出了相应的解决和优化方案。   在市区问题小区的测试和市区整网测试方面,主要是通过路测方式,对九江CDMA网络的各项系统数据进行采集,发现并确认问题。这对二期工程的实施非常关键。   1.评估与优化的统计参数   无线覆盖率:对系统通过测试,得到覆盖区域内各个地理位置上主导频的Ec/Io和手机的发射功率,用主导频的Ec/Io作为定义系统前向覆盖范围的尺度,用手机的发射功率来衡量反向覆盖范围。   此处,九江CDMA系统要求90%的预期覆盖区域内主导频的强度Ec/Io≥-12dB,Tx_power≤20dBm。   呼叫建立成功率:是指在呼叫建立过程中,成功占用话音信道(TCH)的成功率。呼叫建立成功率通过呼叫建立过程综合考查系统的资源利用、设备运行状况、数据库配置情况以及无线覆盖质量。   此处,九江CDMA系统要求呼叫测试不少于500次,允许接入成功率最低为95%。   掉话率:无线系统掉话率主要用以间接评价CDMA网络的载干比性能、无线覆盖质量和数据库配置情况。无线系统掉话是指话音信道(TCH)上的掉话。   此处,九江联通CDMA要求最大的掉话率不超过2%。   误帧率:误帧的产生主要源于无线传输过程中正常路径衰耗和各类快、慢衰落。误帧率直接用于CDMA前向功率控制,并可以直观地反映通话质量的好坏。   软切换比率:软切换是CDMA移动通信系统的基本特征。软切换率直接反映了系统资源利用的合理与否,并同时保证无线链路的可靠性。   此处,九江联通CDMA系统无线设计目标中软切换率为35%。   2.评估及优化工具   Netplan:NetPlan 网络设计辅助工具。主要功能为:   ·         无线传播的预测与模拟,例如覆盖模拟、信号强度等;   ·         提供扩容规划的辅助依据;   ·         RF规划,如PN规划、邻小区数据列表生成等。   Agilent 7473A DM:路测工具,实时观察并记录路测过程中无线系统各项参数。主要功能为:   ·         Decode: 将IS95空中信令转化为可读模式,加以记录;   ·         Monitor: 监视作用,即可以随时观察手机、接收机Rx、Tx参数;   ·         Record: 将以上信令、参数及地理位置记录到数据库中,便于后台处理。   OPAS32:功能强大的无线系统优化后处理软件。主要功能包括:   ·         将Scanner记录的零散数据加以整合,提取有用信息;   ·         将各项参数处理成直观的表格和位图;   ·         作出通话记录中各类事件和各种空中信令的统计。   二、无线网络性能测试和优化介绍   1.基站功能测试的内容   单个基站的功能测试是整个优化过程中最基本和最重要的工作阶段,其目的是发现基站安装过程中以及在CBSC、MSC中相应设置的遗留问题和确保每个基站的基本功能正常。   基站功能测试主要分功能测试和环路测试两部分。功能测试是对单个基站的基本功能的测试, 以确保基站各功能单元工作正常;而环路测试则是对单个基站的无线功能的测试,以确认基站无线覆盖能力及范围,软切换等通话功能的正常实现。   l         功能测试   测试地点:在测试基站扇区的主瓣方向约三百米附近的固定地点。   测试工具:进入测试模式的测试手机。   测试项目:确认和记录扇区的PN偏移码,Cell ID是否符合无线设计;记录基站发射功率,确认发射通路工作正常;执行手机主叫/被叫的拨打测试,确认基站呼叫功能正常;执行扇区载波BBX冗余测试,确认冗余功能正常。   l         环路测试   测试路线:以测试基站为中心,环绕该基站约三百米的环状路线。   测试工具:进入测试模式的测试手机。   测试项目:确认基站无线功能正常,记录手机接收功率;确认基站扇区方向符合无线设计;确认基站扇区间软切换功能的正常实现。   2.基站功能测试方法   在地图上给每一个基站/扇区确定测试点和环测路线,测试点应该在距离基站大约300米的地方,靠近扇区的中心。环测路线也应该距离基站大约300米(能代表该CDMA基站覆盖区域的基准)。基站启动后连接好测试工具,检查系统是否正常,同时检查测试基站/扇区的各项参数。测试过程为:   l         数据检查   从测试仪表中记下手机接收功率、手机接收的Ec/Io、FER、PN码、Cell ID等参数的数据。手机接收功率应在-65dBm左右,若相差10dB以上,需要判明原因。手机接收的Ec/Io应在-5dB左右,实际测量数据应与其相差3dB以内。FER的测量结果应小于1%。PN码与Cell ID应与设计相符。不在正常范围内的数据结果应判明其原因。   l         拨打测试   分别在第一、第二、第三扇区,跟CBSC工程师联系,激活一块MCC板,用一CDMA手机作主叫,呼叫有线电话5次,每次保持30秒,记录呼叫成功次数;依然用该手机作主叫,呼叫另一CDMA移动电话5次,每次保持30秒,记录呼叫成功次数。   l         环路测试   用一CDMA手机作主叫,呼叫另一CDMA移动电话,主叫手机同时进行测试:从第一扇区测试点出发,沿预先选择好的环测路线,顺时针、逆时针各绕基站一圈,沿途观察RSSI,Ec/Io,PN码、Cell ID等参数是否正常,观察切换速度是否正常,切换区域是否符合设计,并记录切换结果。任何与设计不符、超出取值范围或没有通过的测试项目,须注明具体原因。   3.重点小区、问题路段的测试目的和方法   九江联通把整个市区分成几个小区,对每个小区分别进行测试、分析和整改。在该优化工程中,群组测试所使用的测试工具为Agilent 7473A型DM设备。覆盖测试主要记录在每个测试点所收到的最佳导频信号强度Pn Ec/Io、手机接收电平RSSI和手机通话状态时所发射的功率Tx Power。为进一步分析覆盖问题,工程师同时记录前向帧误码率Fer。   重点小区测试和优化的主要项目有三项。   覆盖盲区的确认和优化:覆盖盲区一般会在地形起伏较大的地方产生,也常常会在覆盖边缘出现,还会由于高大建筑物的遮挡而产生,覆盖盲区通常会发生掉话和呼叫阻塞。   导频污染区的确认与优化:导频污染是CDMA系统的特有现象。由于同时存在多个相差不多的导频,而无线信号的强度的快速变化会使手机发生频繁切换,影响通话质量,甚至发生掉话,无用的导频信号对主用导频会有干扰。   相邻小区列表的优化:相邻小区切换过程中,如果邻小区未加入切换目标中,而导频信号又很强,就会造成FER高或者掉话的情况。   4.市区整网测试   根据CDMA系统基站分布的地理特征,市区整网测试的路线应以优化路线为主,即通过基站簇中所有基站的各个扇区而又合理、少重复的路线。   市区整网测试使用Agilent 7473A DM设备,在连续通话的状态下,记录了行进路线上的GPS经纬度、每个测试点所收到的最佳导频信号强度、手机接收电平和手机通话状态时所发射的功率、前向帧误码率等各种数据。   5.导频污染的处理   当与最佳导频的Ec/Io值相差小于6dB的导频数量大于3个时,即产生导频污染。由于CDMA手机中内置了RAKE接收机,具有3路解码,这3路可以是3个不同的导频,也可以是同一导频的不同的多径信号,所以导频超过3个就定义为导频污染。导频污染影响信号覆盖。因为CDMA是一个自干扰系统,多余的导频信号对有用的导频信号而言,不但没有好处,反而是一种干扰,增加了系统的背景噪声,会导致误帧率的上升,影响系统功能,甚至引起掉话。   为了解决导频污染,一般通过调整系统的多种参数来实现,最主要的采取方法有两种:减少污染导频信号的强度;增强有用导频信号的强度。通过减少污染导频信号的强度或增强有用导频信号的强度来使第四个污染导频的强度超出导频污染的门限,从而达到消除导频污染的目的。   对于导频污染,我们先要仔细分析导频污染形成的原因,再采取针对性措施。   (1) 地形分析:是否有高地阻挡(小山,高大建筑物等),是否有大面积水域(小湖泊,大江,大河,海边等),是否有低洼地(峡谷,城市建筑森林等)。   (2) 导频信号强度分析:共有多少个导频,有多少个有用导频,是否全部大于Tadd,或部分大于Tadd,或是否全部小于Tadd。   (3) 周围环境分析:本地点理论上应该由哪几个扇区来覆盖(一般不要超过三个)?是否是覆盖空洞?是否越区覆盖?   (4) 增加某些扇区的导频功率,加强覆盖,可以将某些扇区的导频功率由1W增加到2W,或由2W增加到3W,但是不能增加太大,否则基站的功放模块会受损。   (5) 减少某些扇区的导频功率,减少对某地点的导频污染,可以将某些扇区的导频功率由2W减少到1W,或由3W减少到2W,导频功率如果太低就失去基站的作用了。   (6) 移动天线位置:将天线升高,扩大覆盖范围,降低天线高度,避免越区覆盖,减少导频污染,挪动天线位置,避开高层建筑的阻挡等。   (7) 更换天线:换用增益更高的天线,加强覆盖,或选用小增益天线,减少导频污染,避免越区覆盖。   (8) 减少馈线损耗:换用低损耗馈线,重新设计馈线路径,减短所用馈线长度,以增加信号强度。   (9) 调整天线的方位角来加强对某地点的覆盖,或减少对某地点的导频污染,或避开高层建筑的阻挡。   (10)调整天线的下倾角来加强对某地点的覆盖,或减少对某地点的导频污染,加强室内覆盖。   (11)调整基站的位置:若通过调整天线的方位角和下倾角均无法实现加强对某地点的覆盖,无法减少对某地点的导频污染或避开高层建筑的阻挡,则需要调整基站的位置来调整系统功能。   (12)增加基站:若需避免覆盖空洞,或需增加系统用户容量,就需要增加基站,但要避免导频污染。   (13)减少基站:由于规划不合理,或由于业主的原因及其他原因,需要减少基站时,要避免出现覆盖漏洞。   综上所述, 从本次九江市区整网测试效果图来看,市区大部分地区覆盖良好,目前的问题地段主要是在庐山南路、市区东南昌九高速公路等地,主要是由于市区东南没有基站所致,这也势必会影响九景高速公路的覆盖,建议在九江火车站附近增加基站。另外,在九瑞大道西段Tx Power指标也不理想,建议在九江经济技术开发区西部增加基站。
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