大话务量冲击下的TD网络性能保障方案

概述

随着中国3G网络的蓬勃发展，为了保证运营商赢得竞争优势，网络发展将不可避免地快速步入大规模商用阶段，即全网中、高负荷业务量的冲击即将到来。这也是继TD大规模商用组网成功后，所面临的又一个巨大考验。

TD-SCDMA网络是干扰受限的系统，随着TD-SCDMA网络规模的逐步扩大，用户数量的大量发展，预计网络负荷将显著提升。随着用户数量的上升会使得TD网络频率的复用更紧密，网内干扰更为突出，将对用户的业务使用产生不可预计的影响，因此预先评估TD网络在用户数量上升后可能产生的网络性能问题非常必要，并可提前提出优化措施并进行现网验证，为TD-SCDMA的大规模发展做好准备。

本文通过对大话务冲击下的网络性能影响进行了深入的理论仿真分析，并根据分析结果提出了合理的优化方案，在此基础上选择现网进行模拟负荷加载，对大话务量冲击下的网络性能进行了测试和评估，并根据测试结果结合优化方案的验证结果提出了大话务冲击下的网络性能保障方案。

大话务量冲击下的网络性能恶化分析和模拟加载评估

网络在大话务量冲击下恶化的理论分析

大唐移动通过系统仿真平台对高负荷网络性能进行了仿真分析，选取的仿真模型如下表1所示：

表1 高负荷网络性能仿真模型

仿真结果如表2所示，从仿真结果来看，对现网使用两个R4载波进行评估。每时隙平均负荷8BRU时（50%资源占用），系统体现出上行受限状况。两种不同频率复用方式下的TCP均值在24～37左右。

表2 高负荷网络性能仿真结果

实际加载测试的性能恶化情况测试和评估

按照理论仿真的结果，大唐移动对丽水进行了50%负荷、20%下行功率的加载方式，为简化研究，本次评估仅对R4载波进行加载测试。

为了尽可能地反映现网性能的真实影响，大唐移动联合浙江移动选取了宁波和丽水两个地市进行模拟加载。通过本项目实施实现，希望达到如下的预期：

通过本次模拟加载，了解网络负荷大小对网络质量的影响程度及其相关指标劣化模型；

研究并验证在一定的负载率下，对网络质量劣化指标进行优化的有效措施，为真实网络在用户量增加后可能引发的问题提前准备优化手段；

(3)      培养和提升TD网络维护优化技能，建立网络提前优化理念。

经过长时间的加载测试，各种网络性能恶化指标如下：

通过对丽水和宁波网络的高负荷加载测试结果分析，大话务冲击条件下TD-SCDMA网络性能影响如下：

TD-SCDMA网络下行高负荷模拟下行加载，下行公共信道在TS0的频率复用方式不变，加载前后，公共信道覆盖不受影响；

TD-SCDMA网络下行高负荷模拟下行加载，上行时隙的ISCP没有变化，不影响上行的干扰情况；

TD-SCDMA网络下行高负荷模拟下行加载，UE对下行专用信道功率需求进一步增加，需要基站设备提供的发射功率上限提升，保证下行通信质量；

TD-SCDMA网络下行高负荷模拟下行加载后，带来如下问题：下行通信质量变差（BLER恶化；MOS值下降），在掉话上直接体现为下行掉话增多（原因为切换过程收到UE超时、当前过程并发小区更新），因此需要研究下行通信质量变差后的应对策略；

提升高负荷网络性能的优化策略和现网验证结果

提升高负荷网络性能的优化策略

根据理论仿真结果和现网加载测试评估结果表明，在大话务冲击下，TD-SCDMA网络性能恶化集中表现在下行专用信道的性能恶化，需针对下行干扰抬升后，解决下行专用信道质量变差，下行异常释放次数明显增多，特别是切换掉话等问题提出解决方案。根据研究，可从RF优化和相关算法参数两个大方面提出解决措施：

深度RF优化

深度RF优化调整是高负荷网络优化的重点，通过对每一个异常事件点的复测分析，对于覆盖不合理，弱覆盖，越区覆盖，频繁切换的路线都要进行RF的优化调整。

深度优化中的覆盖需要面临和解决以下的问题：

进一步调整天线方向角和下倾角的不合理设置；

进一步调整小区PCCPCH功率设置；

频点码字的进一步规划调整；

进一步调整邻区关系配置；

除了覆盖问题，在深度优化中还会发生一些异常事件，比如重选不及时，切换失败和掉话等。引起这些失败的原因和优化措施主要通过以下几个方面：

邻区关系配置问题；在规划阶段，利用规划软件对每个小区基于模拟覆盖进行了邻区关系规划。但在实际环境中，由于种种原因（如新盖的建筑物）等，通常与规划中的环境不一致，实际的信号覆盖情况也与模拟的覆盖不一致，由此，在深度优化中要进一步关注合理的邻区关系；

切换重选参数的个性化配置；

干扰问题引起；需要对外界干扰的追踪和排除。对于怀疑有干扰的区域（通常UE发射功率会很大，通话质量较差），可以通过调换RRU设备、调换天线、监测上行时隙的ISCP、频谱仪加八木天线追踪等手段，来确定是RRU问题、天线问题还是外部的干扰、找出干扰源，再采取相应的措施来排除。

有算法参数优化

在大话务量冲击下，网络的各方面性能都有所下滑，保障网络性能的方案除了无线优化外，在原有的功率控制，SDCA排序，速率匹配以及切换/重选算法参数的合理化设置方面也需要做相应得整改工作，使UE在高话务量场景下，分配到合理的功率，均匀的工作在不同的载波上以降低全网的干扰，及时地切换或者重选也能将UE最佳的安排在合适小区进行通话或者驻留。
下行干扰协调算法应用

多小区下行干扰协调算法（ICIC），主要用于改善TD-SCDMA系统中相邻小区间的同频干扰问题。由于目前上行基于干扰/功率的SDCA算法可以考虑目标小区功率的影响和同频邻区干扰的影响，并配以大唐移动的AOJD技术，可以有效地规避和消除同频干扰。

根据外场实际环境来看，对于有一定负荷的密集市区条件下，目标小区仍然可能存在同频邻区，并且切换后UE处于目标小区边界时，干扰可能还是比较严重的。因此下行干扰协调算法在进行资源分配时充分考虑邻区的干扰，有利于用户分配到一个干扰小的资源，这样将使得整个TD系统中各载波、各时隙干扰分布更为均衡，从而避免强干扰的发生，进一步降低用户需要的发射功率，最终提升整个系统的用户满意度。

FO-DCA算法应用

图1 FO-DCA的基本原理

FO-DCA算法方案基于时隙优先级参考SDCA排序结果；根据UE所在的区域（干扰带、非干扰带）来选择频率优先级列表；原则为本小区PCCPCH_RSCP－当前任意邻小区的PCCPCH_RSCP>= InterferenceBandTh + AlphaforDca时，认为UE处于非干扰带，分配内圆载波；否则UE处于干扰带，分配外圆载波。InterferenceBandTh + AlphaforDca共同在内、外圆间建立一个过渡带，从而避免UE在内、外圈频繁调整，降低不必要的干扰。

优化后的加载网络性能改善效果分析

通过对宁波和丽水TD现网进行模拟用户加载，并持续进行网络RF优化（小区模拟加载后公共信道功率调整、小区频点码字调整、天馈优化调整、邻区关系优化调整、切换重选参数优化调整等）和相关的算法参数优化，加载后的网络指标与路测指标均较加载优化前有显著的提升。测试结果如表6、表7、表8和表9所示：

以上现网实测数据表明加载优化前后的高负荷网络KPI指标有显著的提升，说明采用RF深度优化结合相关算法参数调整的高负荷TD-SCDMA网络性能保障措施是可行的。

总结

通过在宁波和丽水进行的模拟网络高负荷情况下的性能测试和分析，可以认为在网络发展到50%负荷以上，在大话务冲击的条件下，通过相关的优化手段、算法参数调整和新技术规避干扰，网络仍能保持相当优秀的性能指标，可用的优化措施和性能保障解决方案总结如下：

由此看出，利用不同的优化手段、算法参数调整和新技术可以产生程度不同的优化结果，这次算法验证也为我们带来了算法进一步优化的思路，后续大唐移动将在终端测量精度的提升和网络侧测量机制，以及组网方案、网络优化手段、RRM算法三者配合应用等方面进行更深入的研究，为运营商打造高品质的TD-SCDMA商用网络提供强有力的支持。