如何“精雕细琢”3G网络

　　三足鼎立

　　2008年中国移动已率先在各大城市建设TD-SCDMA网络，现在已进入试商用阶段。中国联通的CDMA网络已转到中国电信麾下。将来中国移动建设GSM、TD-SCDMA网络，中国电信建设CDMA2000、EVDO网络，中国联通建设GSM、WCDMA网络的格局已逐步清晰，三足鼎立之势渐成。如何快速、高质量地建设好一张符合3G用户需求的3G网络，成为各运营商、设计院、设备厂家共同关心的话题。不论是建设2G网络，还是3G网络，都不能缺少“可研设计 （可行性研究） 、初步设计、网络建设、网络优化、网络验收”这几大步骤，但是3G网络建设又有着与2G网络建设不同的几个特点：

　　首先，高速数据传输的应用是3G网络的主要亮点。因此，在网络建设的各个阶段都应额外地关注数据应用情况。其次，将来3G网络建设完成后，将会出现2G网络与3G网络共存的情况，因此需要确保2G与3G高成功率的切换。第三，如何按照实际用户的话务情况合理地分配每基站的2G和3G的资源，满足不同用户需求，也是网络规划、优化的重点。第四，随着用户对通信质量要求的日益苛刻，如何按照贴近用户真实感受的方法评估一个无线网络、建立一个与以往的网络质量评估不同的体系，也越来越显得重要。最后，3G牌照发放后，面对面的网络质量、网络建设进度、网络效益竞赛将会越加激烈，粗放式的大规模建设的年代已经过去，将来的3G网络需要更用心地精雕细琢。

　　目前，如何充分发挥路测工具在3G无线网络建设中的重要作用已是一个不容忽视的课题。下面就网络规划、部署和评估阶段谈谈路测工具的作用。

　　网络规划

　　在该阶段的一个重要任务是确定当地的信号传输模型。如Hata传输模型为：L=46.3+33.9log（f）-13.82log（Hb）+（44.9-6.55log（Hb））log（d）+Cm.其中，Cm可以通过CW（ContinueWave，连续正弦波）方式得到校准，方法如下。

　　选择一片具有该地区典型地貌的区域；搭建模拟发射机。可以采用如罗德与施瓦茨（R&S）的模拟发射机TS9953，在预定搭设基站天线的位置放置模拟发射机天线，把模拟发射机的发射频率设置为3G频率、发射机的发射功率设置为扇区导频功率，让模拟发射机发射连续波；用包含测试接收机的路测设备以模拟发射机天线位置为圆心，沿扇区天线主瓣方向，以符合李氏定律的车速，尽可能详尽地沿信号覆盖区域的道路测试，同时保存含信号场强及经纬度信息的文件。

　　李氏定律表明，在40个波长上至少要采集50个采样点，这样测出的信号场强的测试误差才能保证在1dB以内（测试接收机的测量误差不计）。如果采样点太少，则会增加测试的误差。为了保证测试精度，测试车的行驶速度应该限制在李氏定律限定的最高速度以内。以R&S的网络分析仪TSMU为例，它具备测试接收机功能，而且测试速度很高，达1000次/秒（单频点），可以计算在单频点时，TSMU满足李氏定律的最高车速：当然，当测试频点多于一个时，接收机的测试速度会成倍地降低，最高车速也相应地成倍降低。所以如果接收机测试速度不快，再加上同时测试多个频点，很可能把最高限速拉低到如30公里/小时这样的低速，这时路测不得不在很低的速度下进行，从而大大降低测试效率。

表1  TSMU满足李氏定律的最高车速

　　所以，从这里可以看到，对于CW测试，接收机的测试速度是极为重要的性能指标。

　　最后，记录信号场强、位置信息到文件里，导入网络模拟器，输入天线及基站相关参数，通过运算，信号模型得到校正。得到了准确的传输模型后，即可对网络最终效果模拟。通过多次基站勘查、模拟，即可初步确定符合设计目标的可研方案。

　　网络部署

　　清频是基站建设前的第一步。首先要保证3G频段内不能有非法信号。为了查找微弱的非法信号，需要灵敏度很高的频谱仪和定向天线。

　　以R&S的TSMU为例，它具备本底噪声很低的频谱仪功能，频率范围80MHz-3GHz，可一次性地捕捉到设定频段内的各种微弱非法信号。（图1）

图1  TSMU测试的WCDMA上行和下行频谱

　　R&S的ROMES软件可连接和控制自动旋转定向天线，在测试过程中定向天线可自动旋转，结合罗盘系统，可以方便地搜寻信号并准确判断干扰源的方向，从而快速定位干扰，如图2。

图2  用TSMU和自动旋转天线进行干扰源定位

图3  用TSMU观察基站的时间基准漂移

　　接下来要进行单基站性能测试。如果基站的时间基准出现故障，可能影响系统的性能。根据UMTS标准，基站的时间漂移不能超过0.05ppm.R&S的TSMU可以长期观察基站时间漂移情况。

　　接着进行长时间连续的拨打测试，确认话音呼叫能正常建立。并生成正常接通、阻塞、掉话和无服务呼叫的统计表。之后进行并行的大话务量测试用来验证基站实际可承担负荷。这时需要测试系统能同时连接尽可能多的测试手机。如R&S公司的ROMES路测软件可以连接16台手机并同时测试分析，从而能更方便地实施大话务量测试。由于测试手机具备信令协议流程记录功能，当单基站测试出现问题时，可利用路测系统的协议分析功能，进行层一、层二和层三的分析，判断故障所在。另外，对于3G网，数据性能测试是极为重要的。因此需要验证各种数据应用，如HTTP、UDP、FTP、Ping、Email等是否正常，并进行相应的数据性能分析（DataQualityTest），如图4。

图4  用TSMU测试WCDMA网络的DQA

　　HSDPA是WCDMA在数据方面的加强，因此HSDPA的数据能力测试非常重要。常见的测试是检查申请速率与实际速率的差异。如无线环境较好但速率差异较大，可检查HS-DPCH捆绑的码道数量、速率限制、SCCH配置数量是否合理等参数。图5是R&S的ROMES软件关于HSDPA测试的界面。

图5  RMOES的HSDPA测试界面