隨著中國3G網(wǎng)絡的蓬勃發(fā)展，為了保證運營商贏得競爭優(yōu)勢，網(wǎng)絡發(fā)展將不可避免地快速步入大規(guī)模商用階段，即全網(wǎng)中、高負荷業(yè)務量的沖擊即將到來。這也是繼TD大規(guī)模商用組網(wǎng)成功后，所面臨的又一個巨大考驗。
TD-SCDMA網(wǎng)絡是干擾受限的系統(tǒng)，隨著TD-SCDMA網(wǎng)絡規(guī)模的逐步擴大，用戶數(shù)量的大量發(fā)展，預計網(wǎng)絡負荷將顯著提升。隨著用戶數(shù)量的上升會使得TD網(wǎng)絡頻率的復用更緊密，網(wǎng)內(nèi)干擾更為突出，將對用戶的業(yè)務使用產(chǎn)生不可預計的影響，因此預先評估TD網(wǎng)絡在用戶數(shù)量上升后可能產(chǎn)生的網(wǎng)絡性能問題非常必要，并可提前提出優(yōu)化措施并進行現(xiàn)網(wǎng)驗證，為TD-SCDMA的大規(guī)模發(fā)展做好準備。
本文通過對大話務沖擊下的網(wǎng)絡性能影響進行了深入的理論仿真分析，并根據(jù)分析結(jié)果提出了合理的優(yōu)化方案，在此基礎上選擇現(xiàn)網(wǎng)進行模擬負荷加載，對大話務量沖擊下的網(wǎng)絡性能進行了測試和評估，并根據(jù)測試結(jié)果結(jié)合優(yōu)化方案的驗證結(jié)果提出了大話務沖擊下的網(wǎng)絡性能保障方案
二、大話務量沖擊下的網(wǎng)絡性能惡化分析和模擬加載評估
1 網(wǎng)絡在大話務量沖擊下惡化的理論分析
大唐移動通過系統(tǒng)仿真平臺對高負荷網(wǎng)絡性能進行了仿真分析，選取的仿真模型如下表1所示：
表1 高負荷網(wǎng)絡性能仿真模型
仿真結(jié)果如表2所示，從仿真結(jié)果來看，對現(xiàn)網(wǎng)使用兩個R4載波進行評估。每時隙平均負荷8BRU時（50%資源占用），系統(tǒng)體現(xiàn)出上行受限狀況。兩種不同頻率復用方式下的TCP均值在24～37左右。
表2 高負荷網(wǎng)絡性能仿真結(jié)果
2 實際加載測試的性能惡化情況測試和評估
按照理論仿真的結(jié)果，大唐移動對麗水進行了50%負荷、20%下行功率的加載方式，為簡化研究，本次評估僅對R4載波進行加載測試。
為了盡可能地反映現(xiàn)網(wǎng)性能的真實影響，大唐移動聯(lián)合浙江移動選取了寧波和麗水兩個地市進行模擬加載。通過本項目實施實現(xiàn)，希望達到如下的預期：
(1)通過本次模擬加載，了解網(wǎng)絡負荷大小對網(wǎng)絡質(zhì)量的影響程度及其相關(guān)指標劣化模型；
(2)研究并驗證在一定的負載率下，對網(wǎng)絡質(zhì)量劣化指標進行優(yōu)化的有效措施，為真實網(wǎng)絡在用戶量增加后可能引發(fā)的問題提前準備優(yōu)化手段；
(3)培養(yǎng)和提升TD網(wǎng)絡維護優(yōu)化技能，建立網(wǎng)絡提前優(yōu)化理念。
經(jīng)過長時間的加載測試，各種網(wǎng)絡性能惡化指標如下：
表3 加載網(wǎng)絡KPI惡化測試結(jié)果
表4 話務統(tǒng)計數(shù)據(jù)
表5 路測指標惡化結(jié)果
通過對麗水和寧波網(wǎng)絡的高負荷加載測試結(jié)果分析，大話務沖擊條件下TD-SCDMA網(wǎng)絡性能影響如下：
(1)TD-SCDMA網(wǎng)絡下行高負荷模擬下行加載，下行公共信道在TS0的頻率復用方式不變，加載前后，公共信道覆蓋不受影響；
(2)TD-SCDMA網(wǎng)絡下行高負荷模擬下行加載，上行時隙的ISCP沒有變化，不影響上行的干擾情況；
(3)TD-SCDMA網(wǎng)絡下行高負荷模擬下行加載，UE對下行專用信道功率需求進一步增加，需要基站設備提供的發(fā)射功率上限提升，保證下行通信質(zhì)量；
(4)TD-SCDMA網(wǎng)絡下行高負荷模擬下行加載后，帶來如下問題：下行通信質(zhì)量變差（BLER惡化；MOS值下降），在掉話上直接體現(xiàn)為下行掉話增多（原因為切換過程收到UE超時、當前過程并發(fā)小區(qū)更新），因此需要研究下行通信質(zhì)量變差后的應對策略；
三、提升高負荷網(wǎng)絡性能的優(yōu)化策略和現(xiàn)網(wǎng)驗證結(jié)果
1 提升高負荷網(wǎng)絡性能的優(yōu)化策略
根據(jù)理論仿真結(jié)果和現(xiàn)網(wǎng)加載測試評估結(jié)果表明，在大話務沖擊下，TD-SCDMA網(wǎng)絡性能惡化集中表現(xiàn)在下行專用信道的性能惡化，需針對下行干擾抬升后，解決下行專用信道質(zhì)量變差，下行異常釋放次數(shù)明顯增多，特別是切換掉話等問題提出解決方案。根據(jù)研究，可從RF優(yōu)化和相關(guān)算法參數(shù)兩個大方面提出解決措施：
1）深度RF優(yōu)化
深度RF優(yōu)化調(diào)整是高負荷網(wǎng)絡優(yōu)化的重點，通過對每一個異常事件點的復測分析，對于覆蓋不合理，弱覆蓋，越區(qū)覆蓋，頻繁切換的路線都要進行RF的優(yōu)化調(diào)整。
深度優(yōu)化中的覆蓋需要面臨和解決以下的問題：
· 進一步調(diào)整天線方向角和下傾角的不合理設置；
· 進一步調(diào)整小區(qū)PCCPCH功率設置；
· 頻點碼字的進一步規(guī)劃調(diào)整；
· 進一步調(diào)整鄰區(qū)關(guān)系配置；
除了覆蓋問題，在深度優(yōu)化中還會發(fā)生一些異常事件，比如重選不及時，切換失敗和掉話等。引起這些失敗的原因和優(yōu)化措施主要通過以下幾個方面：
· 鄰區(qū)關(guān)系配置問題；在規(guī)劃階段，利用規(guī)劃軟件對每個小區(qū)基于模擬覆蓋進行了鄰區(qū)關(guān)系規(guī)劃。但在實際環(huán)境中，由于種種原因（如新蓋的建筑物）等，通常與規(guī)劃中的環(huán)境不一致，實際的信號覆蓋情況也與模擬的覆蓋不一致，由此，在深度優(yōu)化中要進一步關(guān)注合理的鄰區(qū)關(guān)系；
· 切換重選參數(shù)的個性化配置；
· 干擾問題引起；需要對外界干擾的追蹤和排除。對于懷疑有干擾的區(qū)域（通常UE發(fā)射功率會很大，通話質(zhì)量較差），可以通過調(diào)換RRU設備、調(diào)換天線、監(jiān)測上行時隙的ISCP、頻譜儀加八木天線追蹤等手段，來確定是RRU問題、天線問題還是外部的干擾、找出干擾源，再采取相應的措施來排除。
2）已有算法參數(shù)優(yōu)化
在大話務量沖擊下，網(wǎng)絡的各方面性能都有所下滑，保障網(wǎng)絡性能的方案除了無線優(yōu)化外，在原有的功率控制，SDCA排序，速率匹配以及切換/重選算法參數(shù)的合理化設置方面也需要做相應得整改工作，使UE在高話務量場景下，分配到合理的功率，均勻的工作在不同的載波上以降低全網(wǎng)的干擾，及時地切換或者重選也能將UE最佳的安排在合適小區(qū)進行通話或者駐留。
3）下行干擾協(xié)調(diào)算法應用
多小區(qū)下行干擾協(xié)調(diào)算法（ICIC），主要用于改善TD-SCDMA系統(tǒng)中相鄰小區(qū)間的同頻干擾問題。由于目前上行基于干擾/功率的SDCA算法可以考慮目標小區(qū)功率的影響和同頻鄰區(qū)干擾的影響，并配以大唐移動的AOJD技術(shù)，可以有效地規(guī)避和消除同頻干擾。
根據(jù)外場實際環(huán)境來看，對于有一定負荷的密集市區(qū)條件下，目標小區(qū)仍然可能存在同頻鄰區(qū)，并且切換后UE處于目標小區(qū)邊界時，干擾可能還是比較嚴重的。因此下行干擾協(xié)調(diào)算法在進行資源分配時充分考慮鄰區(qū)的干擾，有利于用戶分配到一個干擾小的資源，這樣將使得整個TD系統(tǒng)中各載波、各時隙干擾分布更為均衡，從而避免強干擾的發(fā)生，進一步降低用戶需要的發(fā)射功率，最終提升整個系統(tǒng)的用戶滿意度。
4）FO-DCA算法應用
圖1 FO-DCA的基本原理
FO-DCA算法方案基于時隙優(yōu)先級參考SDCA排序結(jié)果；根據(jù)UE所在的區(qū)域（干擾帶、非干擾帶）來選擇頻率優(yōu)先級列表；原則為本小區(qū)PCCPCH_RSCP－當前任意鄰小區(qū)的PCCPCH_RSCP>= InterferenceBandTh + AlphaforDca時，認為UE處于非干擾帶，分配內(nèi)圓載波；否則UE處于干擾帶，分配外圓載波。InterferenceBandTh + AlphaforDca共同在內(nèi)、外圓間建立一個過渡帶，從而避免UE在內(nèi)、外圈頻繁調(diào)整，降低不必要的干擾。
2 優(yōu)化后的加載網(wǎng)絡性能改善效果分析
通過對寧波和麗水TD現(xiàn)網(wǎng)進行模擬用戶加載，并持續(xù)進行網(wǎng)絡RF優(yōu)化（小區(qū)模擬加載后公共信道功率調(diào)整、小區(qū)頻點碼字調(diào)整、天饋優(yōu)化調(diào)整、鄰區(qū)關(guān)系優(yōu)化調(diào)整、切換重選參數(shù)優(yōu)化調(diào)整等）和相關(guān)的算法參數(shù)優(yōu)化，加載后的網(wǎng)絡指標與路測指標均較加載優(yōu)化前有顯著的提升。測試結(jié)果如表6、表7、表8和表9所示：
表6 優(yōu)化后KPI影響情況
表7 網(wǎng)管統(tǒng)計上行時隙ISCP變化情況
從上述數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以看出，故RF與參數(shù)優(yōu)化過程對上行時隙的ISCP沒有影響。
表8 網(wǎng)管統(tǒng)計下行TCP變化情況
通過上述統(tǒng)計數(shù)據(jù)也可看出，下行單通道加載了0.2W（23dBm）功率后，將小區(qū)最大發(fā)射功率提升為40dBm，加載時隙TCP均值在16%左右。
表9 DT指標統(tǒng)計情況
以上現(xiàn)網(wǎng)實測數(shù)據(jù)表明加載優(yōu)化前后的高負荷網(wǎng)絡KPI指標有顯著的提升，說明采用RF深度優(yōu)化結(jié)合相關(guān)算法參數(shù)調(diào)整的高負荷TD-SCDMA網(wǎng)絡性能保障措施是可行的。
四、總結(jié)
通過在寧波和麗水進行的模擬網(wǎng)絡高負荷情況下的性能測試和分析，可以認為在網(wǎng)絡發(fā)展到50%負荷以上，在大話務沖擊的條件下，通過相關(guān)的優(yōu)化手段、算法參數(shù)調(diào)整和新技術(shù)規(guī)避干擾，網(wǎng)絡仍能保持相當優(yōu)秀的性能指標，可用的優(yōu)化措施和性能保障解決方案總結(jié)如下：
表10 大話務沖擊條件下的TD網(wǎng)絡性能保障優(yōu)化措施
由此看出，利用不同的優(yōu)化手段、算法參數(shù)調(diào)整和新技術(shù)可以產(chǎn)生程度不同的優(yōu)化結(jié)果，這次算法驗證也為我們帶來了算法進一步優(yōu)化的思路，后續(xù)大唐移動將在終端測量精度的提升和網(wǎng)絡側(cè)測量機制，以及組網(wǎng)方案、網(wǎng)絡優(yōu)化手段、RRM算法三者配合應用等方面進行更深入的研究，為運營商打造高品質(zhì)的TD-SCDMA商用網(wǎng)絡提供強有力的支持。