TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量測試的設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)應(yīng)用

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在2022年中國國際通信設(shè)備與技術(shù)展覽會上，TD-SCDMA技術(shù)聯(lián)盟的成員（普天集團(tuán)、大唐電信、西門子-華為合資公司等）在其研發(fā)計(jì)劃中都將完成產(chǎn)業(yè)化、商用、系統(tǒng)化的時(shí)間定在了2022年6月，波導(dǎo)預(yù)計(jì)在2022年推出TD-SCDMA商用手機(jī)。中國提出的3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA已經(jīng)擁有從系統(tǒng)到終端的完整產(chǎn)業(yè)鏈，其技術(shù)優(yōu)勢正在逐步顯現(xiàn)。信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院承擔(dān)的3G模擬試驗(yàn)建設(shè)工程日前正式啟動，這也是TD-SCDMA研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目之一，建成的TD-SCDMA技術(shù)測試中心包括系統(tǒng)設(shè)備級的集成、聯(lián)測、調(diào)試、IOT測試，以及與2G系統(tǒng)、3G的另外兩種制式系統(tǒng)間的漫游測試，為TD-SCDMA的業(yè)務(wù)研發(fā)和驗(yàn)證提供高層應(yīng)用平臺，為TD-SCDMA系統(tǒng)和終端提供更為全面的技術(shù)驗(yàn)證。屆時(shí)，必將會給TD-SCDMA的產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造出更加良好的研發(fā)和測試環(huán)境。

發(fā)展TD-SCDMA將有利于促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶動我國電信業(yè)自身的發(fā)展。另外，TD-SCDMA能夠?yàn)槲覈娦牌髽I(yè)順利實(shí)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略，終贏得國際競爭優(yōu)勢創(chuàng)造了良好的前提條件。同時(shí)，它對解決3GIPR問題具有促進(jìn)作用。

一、TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋及容量測試

無線網(wǎng)絡(luò)測試做為一種網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測的方法和手段，對于TD-SCDMA通信行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展具有很重要的推動和指導(dǎo)作用。無線網(wǎng)絡(luò)測試將貫穿整個(gè)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的全過程：在建網(wǎng)初期，無線網(wǎng)絡(luò)測試為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供了真實(shí)的覆蓋范圍和干擾情況數(shù)據(jù)依據(jù)，便于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的實(shí)施和制定；在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，無線網(wǎng)絡(luò)測試可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)每設(shè)備的無線運(yùn)行情況是否正常，定位無線問題，比較廠商優(yōu)劣；在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)期，無線網(wǎng)絡(luò)測試可以反映給運(yùn)營商真實(shí)的無線網(wǎng)絡(luò)情況和指標(biāo)，可以指導(dǎo)日后的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和建設(shè)；在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中，無線網(wǎng)絡(luò)測試是其中非常重要的工作，通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前后的無線測試指標(biāo)對比，可以驗(yàn)證優(yōu)化的效果，同樣對于客戶投訴的處理，也需要通過進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)的測試來應(yīng)證和解決。無線網(wǎng)絡(luò)測試是推動TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要手段，是促進(jìn)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)成熟和完善的有效途徑，對于TD-SCDMA通信行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展有著非常重要的意義。

KPI測試應(yīng)遵循客觀科學(xué)的原則，由制定測試目標(biāo)、確定測試內(nèi)容、細(xì)化測試用例、構(gòu)建測試環(huán)境、準(zhǔn)備測試工具和儀表、執(zhí)行測試方案、分析測試結(jié)果及問題重現(xiàn)定位和完成測試等多個(gè)環(huán)節(jié)共同完成。整體流程如圖1所示。

無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)測試流程

1.測試目標(biāo)

無線網(wǎng)絡(luò)測試為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的模型校正工作提供必要的基礎(chǔ)。通過無線網(wǎng)絡(luò)的測試結(jié)果，可以了解到基站覆蓋和質(zhì)量的真實(shí)情況，從而可以對于覆蓋、容量等模型進(jìn)行實(shí)際的校正工作。無線網(wǎng)絡(luò)測試還可以為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供了實(shí)際、真實(shí)的測試數(shù)據(jù)，從而決定了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。而合理的規(guī)劃為今后整個(gè)網(wǎng)絡(luò)良性發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為設(shè)備廠商迅速商用提供了有利的條件。從而使TD-SCDMA通信行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的多個(gè)環(huán)節(jié)得到良好的發(fā)展。加快了該產(chǎn)業(yè)鏈的完善速度。

在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，無線網(wǎng)絡(luò)測試為網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供了必要的保障。每一個(gè)新開基站是否能夠正常的工作，都需要通過網(wǎng)絡(luò)測試進(jìn)行驗(yàn)證。通過對各種語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的測試，使TD-SCDMA工作者可以知道每一個(gè)基站的工作狀態(tài)是否正常，同樣也可以驗(yàn)證每一個(gè)基站的各種業(yè)務(wù)是否可以正常使用。通過類似的檢驗(yàn)手段，可以充分保障網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的施工質(zhì)量。加快建網(wǎng)速度，促進(jìn)TD-SCDMA通信行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈各廠商的利益化進(jìn)程。

2.測試網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

用于測試網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模為一層蜂窩的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。即有7個(gè)小區(qū)構(gòu)成蜂窩覆蓋，選擇中心站點(diǎn)為主測小區(qū)；測試站型可分為全向站和定向站；測試環(huán)境可選擇密集城區(qū)、一般城區(qū)、市郊和遠(yuǎn)郊等多種環(huán)境。

3.測試系統(tǒng)和工具

待測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)處于正常工作狀態(tài)，能滿足多種業(yè)務(wù)（話音、可視電話、分組業(yè)務(wù)）的正常進(jìn)行。RNC和基站除能實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集外，還應(yīng)具備OCNS（OrthogonalChannelNoiseSource）的模擬加載功能，從而完成某些特定測試條件的構(gòu)造。

測試工具包括路測系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)測試儀表。路測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集前端、定位GPS、筆記本電腦及專用測試軟件等在內(nèi)的一整套系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)側(cè)的測試儀表主要由各個(gè)接口的協(xié)議分析儀組成，結(jié)合系統(tǒng)操作維護(hù)平臺，獲得系統(tǒng)側(cè)的重要信息。通過與路測儀的記錄聯(lián)合分析，我們可以得到測試過程中在無線網(wǎng)絡(luò)方面的完整信息，從而能夠準(zhǔn)確得出測試結(jié)果，更易對問題進(jìn)行定位。

4.測試內(nèi)容

（1）覆蓋測試

在每個(gè)TD-SCDMA系統(tǒng)的覆蓋區(qū)內(nèi)，分別在同頻組網(wǎng)和異頻組網(wǎng)的條件下，選擇一個(gè)單小區(qū)進(jìn)行覆蓋能力的測試。覆蓋測試對象包括P-CCPCH信道和各種業(yè)務(wù)信道。根據(jù)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，對P-CCPCH信道的測試，采用無線信號全向發(fā)射；對業(yè)務(wù)信道的測試，采用智能天線賦形發(fā)射，業(yè)務(wù)一般包括AMR（12.2kbit/s）、可視電話、PS業(yè)務(wù)下行等。

根據(jù)TD-SCDMA的組網(wǎng)方式為同頻還是異頻，本小區(qū)是否存在其它用戶，鄰小區(qū)是否存在干擾，具體的測試項(xiàng)目分為鄰小區(qū)關(guān)閉下的覆蓋測試、同頻組網(wǎng)下的覆蓋測試及異頻組網(wǎng)下的覆蓋測試。每一類覆蓋測試下面，又分為本小區(qū)無其他用戶、本小區(qū)部分用戶（部分加載）和本小區(qū)滿用戶（滿載）3種情況。需指出的是，由于不同業(yè)務(wù)占用的無線資源不盡相同，所有加載方式并不能對所有業(yè)務(wù)信道完全適用。

（2）容量測試

容量測試應(yīng)針對上面提到的各種業(yè)務(wù)進(jìn)行。需要注意的是，在測試過程中應(yīng)重點(diǎn)考察混合業(yè)務(wù)，如PS分組業(yè)務(wù)和AMR語音業(yè)務(wù)的混合容量測試。根據(jù)TD-SCDMA的組網(wǎng)方式為同頻還是異頻，鄰小區(qū)是否存在用戶，具體的測試項(xiàng)目分為以下幾種情況來進(jìn)行-鄰小區(qū)關(guān)閉下的容量測試、同頻組網(wǎng)下的容量測試及異頻組網(wǎng)下的容量測試。

二、具體測試方法

1.覆蓋測試方法

覆蓋測試場景分為室外和室內(nèi)兩種。其中室外覆蓋測試分為徑向拉遠(yuǎn)和環(huán)行覆蓋兩部分，其中，徑向拉遠(yuǎn)測試主要完成單小區(qū)徑向上的覆蓋距離測試，環(huán)行覆蓋主要完成在小區(qū)覆蓋范圍之內(nèi)，在各方向和地理環(huán)境下的業(yè)務(wù)質(zhì)量和信號效果的考察。

室內(nèi)測試中，可以采用動態(tài)覆蓋測試和定點(diǎn)靜態(tài)覆蓋測試兩種方式。動態(tài)測試用于測試無線信號在建筑物內(nèi)的某條路線上的連續(xù)覆蓋效果，其測試方法和室外測試基本相似；定點(diǎn)靜態(tài)測試用于測試在不同穿透損耗、不同的多徑環(huán)境下特定地點(diǎn)的覆蓋情況，通常在建筑物內(nèi)的不同樓層、不同方向，有代表性地選擇穿透損耗不同的幾個(gè)測試地點(diǎn)進(jìn)行各種業(yè)務(wù)的測試，并察看各點(diǎn)的業(yè)務(wù)質(zhì)量，結(jié)合該點(diǎn)的無線環(huán)境分析影響覆蓋的主要因素。

在徑向測試中，每次測試應(yīng)以各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量是否滿足目標(biāo)（各業(yè)務(wù)的BLER目標(biāo)值）作為小區(qū)邊界的判定原則，即以NodeB測量到的上行業(yè)務(wù)信道的BLER、UE測量到的下行業(yè)務(wù)信道的BLER值進(jìn)行比較，以先超出目標(biāo)值而后再降下來的地點(diǎn)作為小區(qū)的邊緣。

2.容量測試方法

單小區(qū)理論容量。對于TD-SCDMA系統(tǒng)來說，根據(jù)在每個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)隙上提供的碼字資源，可計(jì)算得出各種業(yè)務(wù)的理論容量。如表1所示。

容量測試即需要驗(yàn)證實(shí)際環(huán)境下，接入的用戶數(shù)是否能達(dá)到或接近理論值。具體說來，容量測試分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試兩部分。

在靜態(tài)測試中，將終端均勻放置于預(yù)先選定好的各個(gè)測試地點(diǎn)，按要求依次發(fā)起規(guī)定業(yè)務(wù)，路測終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)分別記錄隨終端數(shù)量增加帶來的無線信號的變化情況，直到接入到數(shù)量；靜態(tài)測試的地點(diǎn)選擇，可以分為集中于一個(gè)近點(diǎn)、分布于多個(gè)信號強(qiáng)度相同但位置不同的地點(diǎn)和分布于多個(gè)信號強(qiáng)度不同且位置不同的地點(diǎn)等多種分布情況。

在運(yùn)動測試中，由幾輛測試車分別攜帶終端，發(fā)起業(yè)務(wù)后分別在小區(qū)內(nèi)選定的不同測試路線上，以低于30公里/每小時(shí)的速度行駛，路測設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)側(cè)同時(shí)記錄終端和系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。為地消除測試結(jié)果的偶然性，測試次數(shù)不限于，應(yīng)根據(jù)測試情況靈活確定。

對于網(wǎng)絡(luò)上下行受限的判斷，應(yīng)根據(jù)達(dá)到數(shù)量時(shí)的終端發(fā)射功率和基站的總發(fā)射功率作為依據(jù)。當(dāng)基站的總發(fā)射功率先達(dá)到，通常判定為下行受限；反之，為上行受限；如果基站和終端的發(fā)射功率幾乎同時(shí)達(dá)到，此時(shí)判定為上下行同時(shí)受限。如果接入用戶數(shù)量達(dá)到了理論上的值，即占滿了全部的碼域資源，但此時(shí)上下行功率尚未達(dá)到，可以判定此時(shí)為碼字受限，即受限于系統(tǒng)提供的碼域資源。

3.加載方式定義

無論是覆蓋測試還是容量測試，不光要考慮異頻組網(wǎng)和同頻組網(wǎng)對測試結(jié)果的影響，還需要考慮鄰小區(qū)和本小區(qū)（覆蓋測試）有無用戶條件下的結(jié)果變化，因此需要對加載方式做出約定。

加載方式分為真實(shí)用戶加載和模擬加載兩種方式，真實(shí)用戶加載方式是采用其他終端發(fā)起實(shí)際業(yè)務(wù)的方式，對測試終端形成加載；而模擬加載一般采用正交信道噪聲源（OCNS）的模擬加載方式，即在基站側(cè)拿出某時(shí)隙的部分物理信道資源（簡稱碼道），采用全向、隨機(jī)或定向的波束賦形方式，進(jìn)行無線信號的發(fā)射，從而模擬小區(qū)中的移動用戶，得出對本小區(qū)或鄰小區(qū)產(chǎn)生干擾的情況。

三、測試結(jié)果分析方法

測試完畢后，需要對測試記錄進(jìn)行分析，得到所需的測試結(jié)果。測試結(jié)果的分析，包括兩個(gè)方面：單測試用例的結(jié)論分析和測試用例間的分析比較。

1.覆蓋測試的結(jié)果分析

為對覆蓋測試的結(jié)果進(jìn)行充分而準(zhǔn)確地分析，需要在測試過程中保證上行和下行的某些關(guān)鍵參數(shù)能夠被準(zhǔn)確無誤的記錄下來，針對TD-SCDMA系統(tǒng)的覆蓋測試來說，需要實(shí)時(shí)記錄的主要數(shù)據(jù)包括如下。

（1）路測終端側(cè)：需要記錄測試路線上各采樣點(diǎn)的接收信號碼域功率，載波干擾比，UE發(fā)射功率，下行業(yè)務(wù)信道的BLER（誤塊率）值，下行業(yè)務(wù)信道的RSCP和路測儀計(jì)算出的路徑損耗；（2）系統(tǒng)側(cè)：需要記錄測試過程中的下行業(yè)務(wù)信道的TCP（碼域發(fā)射功率），上行業(yè)務(wù)信道的RSCP和BLER.

通常，P-CCPCH廣播信道的覆蓋情況只需要考察測試路線下行的接收信號碼域功率，載波干擾比即可。而在考察業(yè)務(wù)信道的覆蓋時(shí)，需要對上下行這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)按照對應(yīng)的時(shí)間或者系統(tǒng)幀號（SFN）進(jìn)行合并，得到同一個(gè)地點(diǎn)的上下行信道的綜合信息。根據(jù)這些信息，可以形成以距基站的距離為橫坐標(biāo)，各無線參數(shù)為縱座標(biāo)的曲線圖以及更為直觀的以電子地圖為背景的MapInfo格式的測試結(jié)果圖。

在得到上述測試結(jié)果圖后，可以根據(jù)小區(qū)邊界及受限情況的判定準(zhǔn)則，得到每種業(yè)務(wù)和每種條件下的小區(qū)覆蓋邊界，同時(shí)根據(jù)圖形給出的信息，得出覆蓋受限的原因。同時(shí)根據(jù)路徑損耗的變化，可以得到在測試路線上，各采樣點(diǎn)的無線信號的實(shí)時(shí)變化情況，一方面可以對測試結(jié)果做輔助分析，另一方面也可結(jié)合小區(qū)中道路和地面環(huán)境對網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有覆蓋的質(zhì)量進(jìn)行一定程度的評估。

在得到每個(gè)單獨(dú)測試?yán)臏y試結(jié)果之后，可以將這些測試結(jié)果放在一起，進(jìn)行對比、分析，從而對TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)在多業(yè)務(wù)運(yùn)營、異頻和同頻組網(wǎng)條件下的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供可供參考的結(jié)論。

2.容量測試的結(jié)果分析

和覆蓋測試不同，對于容量測試來說，需要隨著終端數(shù)量的增加，階段性地實(shí)時(shí)記錄測試終端和系統(tǒng)測試的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

（1）路測終端側(cè)：記錄UE的發(fā)射功率，下行業(yè)務(wù)信道的BLER（誤塊率）值，下行業(yè)務(wù)信道的RSCP,下行時(shí)隙的ISCP（干擾信號碼域功率）等；（2）系統(tǒng)側(cè)：在記錄測試終端參數(shù)的同時(shí)，需要記錄測試過程中的基站發(fā)射功率，寬帶接收總功率，下行業(yè)務(wù)信道的TCP（碼域發(fā)射功率），上行業(yè)務(wù)信道的RSCP和BLER等。

以話音的容量測試為例，通常會選擇每個(gè)時(shí)隙的用戶數(shù)達(dá)到2、4、6、8時(shí)分別記錄上述參數(shù)，并把上面的兩部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合并，得到相同用戶數(shù)量下的上下行信道的綜合信息。根據(jù)這些信息，可以形成以用戶的數(shù)量為橫坐標(biāo)，各無線參數(shù)為縱座標(biāo)的曲線圖。

在得到上述曲線圖后，可以根據(jù)小區(qū)容量及受限情況的判定準(zhǔn)則，得到每種業(yè)務(wù)和每種條件下的小區(qū)用戶數(shù)，根據(jù)基站和終端的發(fā)射功率變化，分析容量受限的原因。同時(shí)根據(jù)隨用戶數(shù)量增加各無線信號指標(biāo)所發(fā)生的變化，分析終端和基站的發(fā)射功率的變化，從而發(fā)現(xiàn)對小區(qū)容量產(chǎn)生影響的主要因素。

在得到每個(gè)單獨(dú)測試?yán)臏y試結(jié)果之后，可以將這些測試結(jié)果放在一起，進(jìn)行對比、分析，得到相同業(yè)務(wù)在不同網(wǎng)絡(luò)條件下的容量結(jié)果對比。其中需要著重關(guān)注的是，在受到多種組網(wǎng)或加載方式的影響下，同一種業(yè)務(wù)的容量會有怎樣的變化，通常以鄰小區(qū)關(guān)閉條件下的容量作為參照，比較其他加載條件下的容量，分析容量變化的原因，從而能夠根據(jù)具體組網(wǎng)的方案，確定合適的小區(qū)容量規(guī)劃。

覆蓋、容量都是衡量移動通信系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵因素。對TD-SCDMA系統(tǒng)在不同環(huán)境和場景下的覆蓋、容量等指標(biāo)進(jìn)行測試，可以了解實(shí)際環(huán)境中TD-SCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能，掌握其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運(yùn)維所需的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，為TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)。

隨著TD時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)