WCDMA无线网络优化技术手册射频优化分册1120.docx
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WCDMA无线网络优化技术手册射频优化分册1120
WCDMA无线网络优化
技术手册
射频优化分册
广东移动通信有限责任公司
2005年10月
一、概述3
1.1论述范围3
1.2与其它部分的关系3
1.3行文约定4
二.射频优化的目标与原则4
2.1概述4
2.2单站验证的目标与原则5
2.3分簇(clusters)射频优化的目标与原则5
2.4全网射频优化的目标与原则6
三.射频优化的基本流程、指标与测试手段6
3.1基本流程6
3.2技术指标7
3.3射频优化的测试优化手段9
3.3.1测试手段分析9
3.3.1.1射频优化中模拟加载的分析9
3.3.1.1.1上行模拟加载9
3.3.1.1.2下行模拟加载10
3.3.1.2RF优化中路测线路制定规则12
3.3.1.3RF优化中路测工具选取与测试方式规则12
3.3.2主要优化手段简析12
四、射频优化的技术内容分析13
4.1单站验证13
4.2覆盖优化15
4.2.1下行覆盖优化(CPICH_RSCP)16
4.2.1.1弱覆盖分析16
4.2.1.2过覆盖分析17
4.2.1.3导频污染分析20
4.2.1.4上行覆盖优化(UE_TXPower)25
4.3质量优化(CPICH_Ec/Io)25
附录1:
参考文献26
一、概述
1.1论述范围
本文档对WCDMA系统中射频的相关概念介绍,重点介绍了射频优化包含的内容和基本目标原则以及解决各种射频问题的具体方案,最后针对射频优化的重要环节模拟加载过程进行了技术分析和工程参数调整的说明。
1.2与其它部分的关系
本分册是WCDMA无线网络优化技术手册的射频优化分册。
射频优化一般是指在新建网络开通后或单个新站开通后进行的初期优化,它处于其他各优化阶段之首,从根本上影响到覆盖、容量、质量,射频优化的好坏直接影响到接下来优化阶段的工作量与工作难度,而且后期的优化过程也可以通过射频优化的分析方法与调整手段对部分网络制定出根本性的解决方案。
对于需要分析软参数、信令流程的优化手段请详见接入性、保持性、切换技术手册。
1.3行文约定
<1>章节
采用多级标题的形式
一、XXX
1.1ABC
1.1.1Abc
1.1.2abcd
1.2BCD
二、YYY
<2>图表
图表标注名称采用如下格式:
例子:
图/表3-1:
XXX
其中,3表示一级标题第三章
1表示本章第一个图片/表格
XXX表示图/表名称
二.射频优化的目标与原则
2.1概述
射频(RadioFrequence)优化按照实施的先后顺序包括三个阶段:
单站验证优化、分簇(clusters)射频优化和全网射频优化。
☐单站验证优化是针对初期基站工程建设完毕后,具备试开通条件或后期优化需要新建站、搬迁站等工程完毕,对单个基站开通或再次开通后进行的新站测试工作
☐分簇优化在保证一片基站开通并各自进行完单站验证后的基础上,对划定一片区的基站进行区域内主要道路的测试优化
☐以上两个阶段完成后,在全网的范围内进行射频优化,这时由于簇区内部各项指标经前期优化已经相对成熟,应重点关注簇与簇之间区域的覆盖、质量情况以及导频污染控制等重要问题点
下面分别对三个阶段的目标与原则进行具体分析
2.2单站验证的目标与原则
单站验证工作在分簇优化之前进行,
目标:
☐确保站点安装和参数配置的正确,排除由于新站的参数配置错误、硬件故障等原因影响后续的分析结构,尽量早的发现并解决单个基站设备的问题或者工程安装的问题,以提高后继优化的效率
☐使优化人员熟悉站点和该站点的覆盖区域,为后继的优化积累无线环境信息经验
规划区域内的所有站点安装和单站验证工作完毕,分簇优化工作随即开始。
这是优化的重要阶段,主要工作内容是在优化覆盖的同时控制干扰和导频污染。
2.3分簇(clusters)射频优化的目标与原则
由于UMTS技术体制的特性,如覆盖和容量之间的相互影响、频率复用因子为1等等,RF优化需要针对一簇基站同时进行,不能单站点孤立地做,这样才能够确保在优化时是将同频邻区干扰考虑在内。
在对一个站点进行调整之前,为了防止调整后造成其它站点负面影响,必须事先详细分析该项调整对相邻站点的影响。
原则:
☐尽量选取一片已经全部开通的站点区域进行测试
☐一般情况下一个Cluster需要完成85%~90%的站点单站验证测试之后,才可以开始优化
☐对于暂时无法开通的站点应从该簇中划去,即射频优化的区域应是由一片连续的完全开通的站点覆盖
☐待新站点开通后应从单站验证测试做起,再结合周围站点的影响进行RF测试
☐建议一个RNC所控制的NodeB群作为一个簇
目标:
☐调整簇内各站点覆盖范围,减少覆盖空洞、消除不合理的过远覆盖
☐解决成片或分散的导频污染点,从而合理控制软切换区、优化信号质量
2.4全网射频优化的目标与原则
原则:
待分簇射频优化完毕后应进行全网射频优化。
分簇优化仅仅保证每一簇区内覆盖、容量、质量尽量满足了优化目标,待各个簇射频优化完成后,应继续进行全网优化
目标:
通过全网的角度进行整体测试,尤其需要注意那些不同簇区间的边界位置,分析天线调整是否会影响到其他簇造成新的导频污染等新问题,结合后续优化对边界区域位置更新、跨RNC间切换等问题进行协调。
三.射频优化的基本流程、指标与测试手段
3.1基本流程
射频优化的基本流程见下图示,从整个流程来看是闭环、开环相结合。
总体上可以概括为三个阶段:
发现问题、分析问题和解决问题。
通过路测并归类为RF问题是发现问题阶段,分析问题阶段是最重要的部分包括“选出需要调整的小区”、“判断调整的性质”、“决定调整的工作量”,“实施调整”与“重复路测”是解决问题与验证阶段。
“选出需要调整的小区”是对问题范围的定位,“判断调整的性质”是整理提出解决问题的具体方案,“决定调整的工作量”是对最终解决方案的实施方式选择。
如果经过复测对比已经达到优化的目标解决问题,自然作为开环流程结束,如果没有得到预期效果就要返回分析问题阶段,或从问题范围定位重新入手或从解决问题的具体方案或实施方式进行修改等,在重新实施对比,直到达到目标为止。
图3-1射频优化的基本流程
3.2技术指标
射频优化的目标就是通过调整工程参数、系统参数等手段,使得相关射频指标达到预先给定的范围,从而满足基本的覆盖、容量,质量要求。
对各项指标解释如下:
☐CPICH_RSCP
UE在主公共导频信道上接收到的下行接收信号码功率
☐CPICH_Ec/Io
UE在主公共导频信道上接收到的信号质量,反映了码片功率信号的干扰程度,即接收到的导频功率(Chip码片能量)与总的接收功率之比
☐ActiveSetsize
激活集内小区个数
☐导频污染(Pilotpollution)比率
本小区被判断为导频污染点的时间在所有测量时间中的比率
☐UE_Txpower
上行手机发射功率
表3-1射频优化主要指标要求
项目
要求
备注
CPICH_RSCP
目标
≥-85dBm
室外测试要求-95dBm以上;室内测试要求-90dBm以上
最小值
-95dBm
CPICH_Ec/Io
目标
≥-8dB
空载网络
最小值
-12dBm
ActiveSetsize
目标
≤3
基于接收机数据
导频污染(Pilotpollution)比率
最大百分比
<10%
本小区被判断导致导频污染的时间必须少于最大百分比*观察时间
门限
5dB
相对于最佳服务小区同时本小区不在激活集中
UE_Txpower
最大
<10dBm
假设最大发射功率21dBm
3.3射频优化的测试优化手段
3.3.1测试手段分析
3.3.1.1射频优化中模拟加载的分析
射频优化阶段处于网络建设初期,由于尚未割接入现网,没有大规模的3G话务量,网络处于空载状态。
这时进行的射频测试(指在导频污染优化完成后)就需要网络进行模拟加载模仿有用户使用产生对网络的压力。
模拟加载包括上行加载和下行加载。
3.3.1.1.1上行模拟加载
目前采用的是数字去敏的方法,通过在数字域加噪(基带实现)来完成,即直接产生一组噪声信号加在基带上。
对去敏的介绍如下:
NodeB去敏是指通过对接收到的信号叠加适量噪声以人为降低接收机灵敏度,从而使基站上下行覆盖能力相匹配。
假设小区A是宏蜂窝小区,小区B是微小区,小区A的CPICH的功率比小区B要大,两个基站的接收灵敏度一样。
图3-2去敏应用场景
按照在软切换区,上下行路径损耗LA>LB考虑问题,切换时:
MA->B:
B的新链路加入时,由于路径损耗的不同,上行信号对小区B来说是太强了,UE较高的功率发射对B小区的上行形成较大的干扰。
由于软切换时,两条链路时的功控比较复杂,UE此时有可能维持高发射功率较长时间,从而对小区B的其它用户有很大的影响;
MB->A:
A的新链路加入时,同样由于路损的差异,此时上行信号对小区A来说是太弱了,当小区B的链路从激活集中删除时,由于小区A的上行链路质量较差,切换完成之后容易掉话。
产生该问题的原因是做软切换的两个小区上下行覆盖不匹配。
解决该问题的有效办法就是适当对小区B进行去敏处理,使得切换区某点,UE的发射信号对两个基站而言都比较合适。
同样,异频临区做切换时也存在类似的问题,去敏也是解决该问题的有效方法。
设置去敏还可以作为上行网络的负荷模拟,在网络规划时用于测试;
去敏设置可以针对每个小区进行,也可以同时设置所有小区。
3.3.1.1.2下行模拟加载
下行模拟加载采用OCNS实现。
OCNS(OrthogonalChannelNoiseSimulation)就是在下行发一些没有用的DPCH信道,模拟下行用户。
协议(25.101)中的具体定义如下:
Table3-2DownlinkPhysicalChannelstransmittedduringaconnection1
PhysicalChannel
Powerratio
NOTE
P-CPICH(antenna1)
P-CPICH_Ec1/Ior=-13dB
1.TotalP-CPICH_Ec/Ior=-10dB
P-CPICH(antenna2)
P-CPICH_Ec2/Ior=-13dB
P-CCPCH(antenna1)
P-CCPCH_Ec1/Ior=-15dB
1.STTDapplied
P-CCPCH(antenna2)
P-CCPCH_Ec2/Ior=-15dB
1.STTDapplied,
2.totalP-CCPCH_Ec/Ior=-12dB
SCH(antenna1/2)
SCH_Ec/Ior=-12dB
1.TSTDapplied
PICH(antenna1)
PICH_Ec1/Ior=-18dB
1.STTDapplied
2.STTDapplied,totalPICH_Ec/Ior=-15dB
PICH(antenna2)
PICH_Ec2/Ior=-18dB
DPCH
Testdependentpower
1.Totalpowerfrombothantennas
OCNS
NecessarypowersothattotaltransmitpowerspectraldensityofNodeB(Ior)addstoone1
1.Thispowershallbedividedequallybetweenantennas
2.OCNSinterferenceconsistsof16dedicateddatachannels.asspecifiedinTableC.6.
NOTE1Fordynamicpowercorrectionrequiredtocompensateforthepresenceoftransientchannels,e.g.controlchannels,asubsetoftheDPCHchannelsmaybeused.
TableC.6:
DPCHChannelizationCodeandrelativelevelsettingsforOCNSsignal
ChannelizationCodeatSF=128
RelativeLevelsetting(dB)
(Note1)
DPCHData
2
-1
TheDPCHdataforeachchannelizationcodeshallbeuncorrelatedwitheachotherandwithanywantedsignalovertheperiodofanymeasurement.
11
-3
17
-3
23
-5
31
-2
38
-4
47
-8
55
-7
62
-4
69
-6
78
-5
85
-9
94
-10
125
-8
113
-6
119
0
Table3-3
NOTE1:
TherelativelevelsettingspecifiedindBrefersonlytotherelationshipbetweentheOCNSchannels.TheleveloftheOCNSchannelsrelativetotheIorofthecompletesignalisafunctionofthepoweroftheotherchannelsinthesignalwiththeintentionthatthepowerofthegroupofOCNSchannelsisusedtomakethetotalsignaladdupto1.
NOTE:
TheDPCHChannelizationCodesandrelativelevelsettingsarechosentosimulateasignalwithrealisticPeaktoAverageRatio.
3.3.1.2RF优化中路测线路制定规则
路测必须包括覆盖区域内的所有小区、主要街道和重要地点。
为了准确地比较性能变化,必须试用相同的路测线路。
在可能的情况下,在线路上需要进行往返双向测试,具体原则要求可列为以下四点:
☐能够覆盖主要的区域
☐测试路线包含规划发生的问题区域
☐测试路线要求2个小时左右的跑车可以结束
☐测试路线的起点,最好有一个良好的停车位置,而且路线能够封闭
3.3.1.3RF优化中路测工具选取与测试方式规则
在RF优化中使用UE数据进行分析是很重要的,UE数据能够帮助定位诸如上行覆盖、邻区漏配、切换过多等问题。
对于WCDMA系统的RF优化测试,UE必须锁定驻留在3G小区上。
在路测中,接收机天线可能固定在车顶,而UE则在车内使用。
此时需要注意车辆的穿透损坏导致接收电平的差异。
对于手机参与的测试,除了手机侧采用工具记录数据之外,RNC侧还要记录单用户跟踪信令消息,记录上行的SIR和SIRtarget,上行BLER,记录码发射功率,如果测试数据业务,最好同时记录业务量和吞吐量。
对于呼叫测试,最好同时记录主叫和被叫的信令流程。
具体的测试前准备工作包括以下三点:
☐上行干扰数据记录:
对于Cluster的每一个小区,记录一天上行RSSI数据,了解每个小区干扰的变化情况,为今后的分析做好准备。
☐小区告警确认:
定期检查(建议每周1次)每个小区是否正确建立,是否存在告警,在测试前排除这些问题。
☐加载确认:
对于需要在加载条件下进行测试的项目,需要提前确认每个小区的加载都没有问题。
3.3.2主要优化手段简析
与2G类似,在射频优化阶段,主要的优化手段是调整工程参数,按照调整的优先级别可以依次列为:
A.调整天线下倾角(Antennatilt)
可以有效地控制基站的覆盖半径,从根本上解决弱覆盖、过覆盖,导频污染等问题。
但是要注意在做大幅度的机械调整时可能导致旁瓣、背瓣变形,从而在其他方向上带来新的导频污染等问题,这时应当考虑使用具有电调功能的天线,这样可以实现更大幅度的下倾调整并不会影响旁瓣、背瓣的形状。
B.调整天线方位角(Antennaazimuth)
可以有效地调整基站的主覆盖区域,从根本上解决弱覆盖、过覆盖,导频污染等问题。
C.更换天线类型(Antennatype)
现在主要使用的3G天线是凯瑟琳742215,水平瓣宽65度,垂直瓣宽13度,增益18dBi,与2G网络优化类似,对于覆盖一些重要的道路,我们也可以更换具有更高增益的天线,并控制好周边的覆盖以提供道路质量。
D.整改天线摆放位置(Antennalocation)
同2G基站整改类似,对不能简单通过天线下倾角、方向角调整实现优化目标的基站或天线被广告牌等障碍物严重阻挡的基站进行天线重新布放的整改。
E.基站建设新站点(Newsite)
包括扩容小区,每个NodeB最多支持12个频点,3*1结构可以扩容或分裂为3*2、6*1或6*2。
四、射频优化的技术内容分析
4.1单站验证
单站验证是对单一站点进行测试,对比规划参数进行验证核实尽量早的发现并解决单个基站设备及工程安装的问题,避免因工程故障对后续优化造成影响以提高后续优化的效率。
其主要测试内容包括:
项目
目的
内容
方法
参数检查
验证RNC参数配置是否和规划提供的参数一致
检查小区号、频点、扰码以及同频邻区、异频邻区、异系统邻区、LAC、RAC、小区选择和重选参数、软切换参数、异系统小区选择和重选以及异系统切换、算法开关等,是否和规划的设置一致
采用RNC的MML脚本导出工具生成MML脚本,进行核查;后期可以使用华为WCDMANASTAR工具进行核查,这个工作安排在分区优化开始前统一操作
覆盖、天线接反和切换检查
检查站点的覆盖是否和预期的规划一致,检查基站发射功率是否设置错误或天线接反;保持通话状态绕基站环形测试,检查切换是否存在问题。
采用scanner+UE的测试方法,通话正反围绕基站测试,获取基站的路测数据,并使用后台软件分析,检查是否有天线接反、切换异常等情况。
另在视距的条件下,针对宏蜂窝小区,可要求scanner的CPICHRSCP>-70dBm;针对微蜂窝小区,要求CPICHRSCP>-60dBm;针对空载情况,要求CPICHEc/Io>-6dB;针对加载情况,要求CPICHEc/Io>-10dB
1)用Scanner+手机,在主瓣方向可视近点测试,如果Scanner天线在车外,而WCDMA手机在车内,两者的差别应该8-10dB左右。
(重点发现基站的发射功率问题)
2)用Scannner+手机,通话正反围绕基站测试,获取基站的路测数据,并用后台分析,看是否天线接反,检查切换是否正常
通话测试
通话测试的目的是确保检查基站设备没有问题,基站和RNC的传输没有问题。
分别测试Voice主叫和被叫,VP主叫和被叫,以及PS384K业务各测试3~5次
Voice需要注意话音质量和接通率;VP除了关注语音的内容之外,还需关注图像的清晰度;PS则需注意业务的下载速率,采用软件下载时平均速率是否达300K以上,采用流业务点播的时候需点播300K的业务源,留意是否出现明显的停顿及马赛克
干扰检查
检查每个站点的上行RTWP波动情况,确认没有异系统或者其它异常的干扰出现
统计测试站点一天时间,分析干扰出现的强度以及周期
按照站点的安装计划,当站点完成调测之后工程组给出安装完成的站点列表,根据站点列表获取该站点的小区信息,同时机房配合人员启动RTWP测量,完成一天的数据记录后,对这些数据进行分析,并给出干扰的结论
分集测试(可选)
发现工程安装中主集接收和分集接收接错的情况
将待测小区的发射端从一根天线变换为另一根天线,检查变换前后UE/Scanner接收的CPICHRSCP是否有明显变化,如果没有变化则证明不存在接收天线接反问题(正常情况下天线交叉前后CPICHRSCP变化小于2dB)
目前这个测试在惠州项目中可操作性不强,不单独安排测试。
(需要提交RNC需求,增加主集分集测试需求,简易发现分集接收天线接反的情况)
表4-1单站验证技术内容
4.2覆盖优化
1、覆盖优化的路测方案
确保簇内基站全部开启,并且完成相关单站功能性测试。
设置各小区均不加载(即空载情况),使用扫频仪,对簇内主要道路进行扫频测试,测试路线应保证覆盖整个区域,注意不能遗漏区内的主要住宅区域和重点场所。
设置扫频门限(Ec/Io)为-30dB,扫频记录扰码数目为6个。
2、覆盖优化的目标
覆盖优化的目标是通过调整,使得簇内的3G网络形成足够的覆盖、合适的覆盖和优质的覆盖。
覆盖目标
具体内容
足够的覆盖
在簇内的3G网络强度达到最低标准,通常要求市区内小区边缘场强必须满足导频RSCP〉=-95dBm,市郊〉=-98dBm,有分布系统的室内RSCP>=-90dBm
合适的覆盖
应该满足最近覆盖的原则,簇内各小区有效覆盖范围和天线主瓣方向一致,避免出现天线后向覆盖的情况,避免过小和过大的覆盖,同时,小区覆盖连续成段,尽量避免在覆盖区域内某个小区覆盖被分割成两个独立部分的情况,并避免在短距离内出现最优小区乒乓变化的情况
优质的覆盖
在簇内最优小区导频Ec/No〉=-10dB,避免在同一点多个(>3个)小区导频强度接近的情况,要求控制导频污染比例低于5%
表4-2覆盖目标内容
4.2.1下行覆盖优化(CPICH_RSCP)
下行覆盖优化主要是针对CPICH_RSCP指标进行的优化,主要包括:
弱覆盖、过覆盖,覆盖混乱(即小区主导性与导频污染问题)。
4.2.1.1弱覆盖分析
存在覆盖盲区或信号覆盖较弱的区域,原因包括由于系统外干扰引起的弱覆盖问题和上下行不平衡引起的弱覆盖问题。
主要现象表现为:
塔下黑、小区覆盖边缘信号弱等。
解决方法主要是调整天线下倾角以确定小区在服务区域的信号强度,或者调整天线的方向角以调整其主瓣的辐射方向,总之弱覆盖的基本解决方法就是加强在弱覆盖区域主导小区的覆盖能力。
【具体案例】
下角中路弱信号问题分析
A、现象描述:
下图红圈区域覆盖比较差,RSCP大部分介于-90dBm到-103dBm之间
图4-1弱信号问题解决前覆盖图
问题区域主要由329号扰码(下角糖厂B小区进行覆盖),物质大楼A小区216扰码也提供了部分覆盖,初步考虑通过增加329号扰码小区以及216号扰码的小区来增加这部分地区的覆盖。
B、解决方案
物质大楼A山区方向角从40度调整为25度;下角糖厂的B小区方位角由170度调整为165度,下角糖厂B小区的下倾角12度增加到8度。
C、效果对比
由下图可以看出,通过调整下角糖
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