TD-SCDMA无线网络的覆盖和容量测试探讨

      作者：电信研究院通信标准研究所 李文宇 顾昕钰

        为了给用户提供可靠的通信保证，移动通信的无线网络必须满足合适的性能指标。覆盖、容量、切换性能等都是衡量移动通信系统无线网络性能的关键指标（KPI）。

        对于TD-SCDMA系统，需要在真实的无线环境下对网络的性能进行全面深入的验证，同时由于TD-SCDMA采用了智能天线、联合检测、上行同步、接力切换、动态信道分配等关键技术，对传统的网络规划和分析方法带来一定的影响，也需要通过测试来验证各项技术的综合效果，为实际的网络建设积累一定的经验。

一、TD-SCDMA无线网络的覆盖及容量测试

        无线网络关键性能指标（KPI）测试是对无线网络运行和服务质量的直接验证，需要通过对特定区域（如城区、高速公路等）无线网络信号的参数指标进行客观的考察和评估，并对测试中发现的问题，如掉话、弱覆盖、干扰等进行分析并得出相应的解决方法。覆盖和容量测试是其中的主要内容。

         KPI测试应遵循客观科学的原则，由制定测试目标、确定测试内容、细化测试用例、构建测试环境、准备测试工具和仪表、执行测试方案、分析测试结果及问题重现定位和完成测试报告等多个环节共同完成。整体流程如图1所示。 
                       
         无线网络关键性能指标测试流程

1．测试目标

        覆盖测试的目标是确定被测小区各种不同业务的覆盖范围，确定其网络覆盖范围是受限于上行还是受限于下行，通过测试，获得TD-SCDMA系统在使用智能天线条件下，在不同的传播环境条件及同频、异频组网条件下获得网络覆盖性能及相关的实际数据，为TD-SCDMA通信系统的网络建设提供一定的指导作用。

        容量测试的目标是得出TD-SCDMA小区在同频组网和异频组网条件下的最大用户数量，分析TD-SCDMA的系统容量在不同条件下的受限原因，分析基站的配置、终端的性能以及业务模型等各种因素对系统容量的影响，得出系统的网络设计和规划方案，给网络建设和运营维护者提供参考。

2.测试网络环境

        用于测试网络的最小规模为一层蜂窝的网络结构。即有7个小区构成蜂窝覆盖，选择中心站点为主测小区；测试站型可分为全向站和定向站；测试环境可选择密集城区、一般城区、市郊和远郊等多种环境。

3.测试系统和工具

        待测网络系统应处于正常工作状态，能满足多种业务（话音、可视电话、分组业务）的正常进行。RNC和基站除能实时进行数据采集外，还应具备OCNS(OrthogonalChannelNoiseSource )的模拟加载功能，从而完成某些特定测试条件的构造。

        测试工具包括路测系统和网络侧测试仪表。路测系统包括数据采集前端、全球定位GPS、笔记本电脑及专用测试软件等在内的一整套系统。网络侧的测试仪表主要由各个接口的协议分析仪组成，结合系统操作维护平台，获得系统侧的重要信息。通过与路测仪的记录联合分析，我们可以得到测试过程中在无线网络方面的完整信息，从而能够准确得出测试结果，更易对问题进行定位。

4.测试内容

（1）覆盖测试

        在每个TD-SCDMA系统的覆盖区内，分别在同频组网和异频组网的条件下，选择一个单小区进行覆盖能力的测试。覆盖测试对象包括P-CCPCH信道和各种业务信道。根据实际的网络设置，对P-CCPCH信道的测试，采用无线信号全向发射；对业务信道的测试，采用智能天线赋形发射，业务一般包括AMR（12.2kbit/s）、可视电话、PS业务下行等。

        根据TD-SCDMA的组网方式为同频还是异频，本小区是否存在其它用户，邻小区是否存在干扰，具体的测试项目分为邻小区关闭下的覆盖测试、同频组网下的覆盖测试及异频组网下的覆盖测试。每一类覆盖测试下面，又分为本小区无其他用户、本小区部分用户（部分加载）和本小区满用户（满载）3种情况。需指出的是，由于不同业务占用的无线资源不尽相同，所有加载方式并不能对所有业务信道完全适用。

（2）容量测试

        容量测试应针对上面提到的各种业务进行。需要注意的是，在测试过程中应重点考察混合业务，如PS分组业务和AMR语音业务的混合容量测试。根据TD-SCDMA的组网方式为同频还是异频，邻小区是否存在用户，具体的测试项目分为以下几种情况来进行—邻小区关闭下的容量测试、同频组网下的容量测试及异频组网下的容量测试。

二、具体测试方法

1.覆盖测试方法

        覆盖测试场景分为室外和室内两种。其中室外覆盖测试分为径向拉远和环行覆盖两部分，其中，径向拉远测试主要完成单小区径向上的最大覆盖距离测试，环行覆盖主要完成在小区覆盖范围之内，在各方向和地理环境下的业务质量和信号效果的考察。
        在测试之前，首先要对小区的部分参数的取值（如站型、广播信道码域发射功率、专用信道的码域发射功率最大值，上行和下行BLER目标值等）进行约定，以期得到某种典型设置下的覆盖情况，从而使结果更具有参考性。室外测试中，采用测试车携带路测设备，在预先选定的测试路线上，以低于30公里/每小时的速度行驶，路测设备和网络侧同时记录终端和系统的相关参数。为最大程度地消除测试结果的偶然性，测试次数不限于一次，应根据测试情况灵活确定。

        室内测试中，可以采用动态覆盖测试和定点静态覆盖测试两种方式。动态测试用于测试无线信号在建筑物内的某条路线上的连续覆盖效果，其测试方法和室外测试基本相似；定点静态测试用于测试在不同穿透损耗、不同的多径环境下特定地点的覆盖情况，通常在建筑物内的不同楼层、不同方向，有代表性地选择穿透损耗不同的几个测试地点进行各种业务的测试，并察看各点的业务质量，结合该点的无线环境分析影响覆盖的主要因素。

        在径向测试中，每次测试应以各种业务的服务质量是否满足目标（各业务的BLER目标值）作为小区边界的判定原则，即以NodeB测量到的上行业务信道的BLER、UE测量到的下行业务信道的BLER值进行比较，以先超出目标值而后再降下来的地点作为小区的边缘。

2.容量测试方法

        单小区最大理论容量。对于TD-SCDMA系统来说，根据在每个业务时隙上提供的码字资源，可计算得出各种业务的最大理论容量。如表1所示。