TD-SCDMA/HSPA无线网络优化原理与实践
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3.5 射频优化中的常见问题

3.5.1 覆盖问题

常见的覆盖问题包括:弱覆盖、越区覆盖、导频污染等。

弱覆盖:一般建议PCCPCH RSCP值不低于-90dBm,如果过低,就形成弱覆盖。事实上,在优化过程中为尽可能保障业务质量,PCCPCH RSCP经验值一般不低于-85dBm。对于弱覆盖问题,可通过工程参数或功率参数解决。但需要注意的是,在增强覆盖的同时,要尽量降低对邻近小区的干扰。

导频污染:导频污染是指最强小区和次强小区的PCCPCH RSCP值相差太小。实际网络中,由于站址分布、天线挂高、工程参数设置、地形地物等因素影响,往往会在某一点存在过多的强导频,但却没有一个足够强的主导频,造成导频污染。在导频污染地带,UE往往会频繁地进行小区重选,增大信令负荷,接入过程中会不断变换服务小区,导致接入成功率较低;在通话过程中,由于没有一个足够强的主导频,容易引起乒乓切换,增大了不必要的信令负荷,且增大了切换掉话的可能性;此外,导频污染也会影响用户的主观感受:下行干扰较大,引起BLER提升,语音质量下降。

对于导频污染问题,其根本解决方法,是在产生导频污染的地方产生一个足够强的主导频信号,以提高网络性能。可通过调整小区功率参数、天线方位角、下倾角,以及科学的频率规划,使导频的RSCP、C/I分布合理,消除导频污染。

导频污染容易产生乒乓切换,增大掉话风险,如果是同频小区之间的导频污染,还会带来同频干扰,如图3.18所示。

从图3.18可见,由于导频污染较强,且最强小区和次强小区主频点均为10 120,使得同频干扰较强,RSCP与RSSI相差较大。RSSI(Received Signal Strength Identifier,接收信号强度指示)为UE在某个频点某个时隙上接收到的所有信号功率之和。其不能区分本小区信号功率和其他小区信号功率。在正常的无线环境中,RSSI与RSCP相差应该很小。

图3.18 导频污染示意图

越区覆盖一般是指某些基站的覆盖区域超过了规划的范围,在其他基站的覆盖区域内形成不连续的主导区域。例如,某些站点高度过高或功率设置过大,其信号有可能沿丘陵地形或道路传播得很远,在其他基站的覆盖区域内形成了主导覆盖,产生孤岛效应。因此,如果有UE接入到此类孤岛区域内,并且进行业务,由于此类在小区切换参数设置时,孤岛周围的小区没有设置为该小区的邻近小区,则一旦UE离开该孤岛,就会立即发生掉话。而且即使配置了邻区,由于“岛”的区域过小,也极易造成切换不及时而掉话。

当然,对于很多越区覆盖问题,可以通过添加邻区关系,避免掉话。如图3.19所示,某高速公路场景,A2与B3配置了邻区关系,B3与B1、C3配置了邻区关系,但A2与C3之间并没有配置邻区关系。测试车从A基站向C基站方向运动,由于无线环境的原因,UE测量到的B3在高速公路上的覆盖并不是很强,反而测量到较强的C3的信号。而由于A2与C3之间没有配置邻区关系,导致UE经常掉话。对于这种问题,可以通过添加A2与C3之间的邻区关系予以解决。

图3.19 高速公路上的越区切换问题

【案例3.2】

问题现象

如图3.20所示,红色圆圈标注的区域,由“宝坻棉一”、“城市艺墅”、“江海五金厂”三个站共同覆盖,PCCPCH C/I较差,基本都在-5 dB以下,导致频繁掉话和起呼困难。

图3.20 问题现象

分析推理过程

从图3.20可以看出,城市艺墅1小区没有与宝坻棉一2作邻区关系,导致不能正常切换,如图3.21所示。

图3.21 无邻区关系,导致不能正常切换

江海五金厂2小区(10080,48)的背向覆盖过强(-85dBm),宝坻城市艺墅1小区(10080,80)在该区域覆盖很差,且没有与宝坻棉一2小区(10080,108)作邻区关系,导致该区域内手机不能切换到信号较好的宝坻棉一2小区上,加之江海五金厂2小区在该路段背向覆盖造成的同频干扰,导致这一区域10080频点C/I严重恶化。据此分析,考虑调整相邻小区的主载频避免同频信号覆盖该区域,通过降低PCCPCH发射功率(必要时压低天线下倾角)控制江海五金厂2小区在东北侧的背向覆盖和东侧路段的过覆盖,强化宝坻棉一2小区对其南向路段的主导作用,尽量使该区域处于异频覆盖区域,同时,弱化宝坻城市艺墅1小区在该区域的影响。添加邻区关系,使UE即时驻留和切换到信号好的小区,以保证良好的C/I、正常的切换成功率和呼通率。

解决措施

(1)针对宝坻棉一进行适当的频率优化:将宝坻棉一1小区主频点由10088改为10080,将宝坻棉一2小区主频点由10080改为10096,将宝坻棉一3小区主频点由10096改为10088。

(2)将江海五金厂2小区(10080,48)的PCCPCH发射功率由23dBm降为20dBm;将宝坻城市艺墅1小区(10080,80)的PCCPCH发射功率调为15dBm。

(3)添加宝坻1小区与宝坻棉一2小区相互间的邻区关系,添加宝坻棉一2小区与宝坻城市艺墅2小区相互间的邻区关系。

优化后的效果评估如图3.22所示。

图3.22 优化后的效果评估

【案例3.3】

问题现象

西街2小区南向路段C/I恶化,分别如图3.23和图3.24所示。

图3.23 问题现象1

图3.24 问题现象2

分析推理过程

调换西街2、3两小区的频点后,效果如图3.25所示。

很明显该区域C/I分布有了明显的改善。但个别点还有低于0的情况(-3,-4,-6等)。考察西街2小区(10080,17)的PCCPCH TX PWR,如图3.26所示。

图3.25 调换频点后的效果

图3.26 C/I分布有了明显改善

西街2小区的PCCPCH TX PWR设置太低(6dBm),建议提高到15dBm,这样可以让西街2小区(10080,17)主导其南向的路段覆盖。

调整之后的效果如图3.27所示。

图3.27 覆盖调整后的效果

【案例3.4】

问题现象

在高速公路上,郝各庄与庞桥头站之间站距较大,两站之间的高速公路有一段DPCH RSCP覆盖恶化严重。

优化调整之前高速公路上的覆盖情况如图3.28所示。

图3.28 优化前高速公路上的覆盖情况

分析推理过程

该路段PCCPCH的覆盖并无异常,查询DPCH发射功率的设置如图3.29所示。

图3.29 查询DPCH发射功率的设置

OMCR将业务信道2、5、48的下行最大发射功率(DLMaxPower)分别设为-20dB、-60dB、-110dB(步长为0.1dB),设置过小,考虑将其调整高。

调整策略

(1)通过OMCR将业务信道2、5、48的下行最大发射功率(DLMaxPower)分别由-20dB、-60dB、-110dB改为30dB(步长为0.1dB);

(2)由于高速公路上车速较快,周边话务需求相对较少,快速衰落影响较大,建议初始DPCH的功率设置大一点。

优化效果

如图3.30所示DPCH RSCP有了明显改善。

图3.30 优化后的效果

3.5.2 干扰问题

网络优化的核心是控制干扰,干扰对网络性能的影响主要体现如下。

(1)覆盖距离。从链路预算的角度来看,根据自由空间传播计算,信号强度每增大6dB,其覆盖距离就会增加1倍左右,反过来说,当最大允许路径损耗降低6dB,覆盖半径就会减少一半,覆盖面积只剩下四分之一左右。干扰会缩小最大允许路径损耗,从而造成覆盖距离的大幅度收缩。

(2)容量。干扰最直接的影响就是底噪抬升,理论上可以换算成容量损失。

(3)用户感知。干扰会导致BLER恶化和数据业务的链路RTT增大,严重影响用户感知。

(4)终端待机时间。在强干扰的环境中,上行功控算法为了达到目标SIR,会不断要求UE增大发射功率,增大了终端的耗电量,缩短了待机时间。

正是因为干扰问题的棘手,所以干扰排查应该在建网初期就开始查。否则网络规模越大、拓扑结构越复杂,干扰源的排查就越难。常见的干扰问题包括如下。

(1)系统外干扰,如非法发射器、谐波、军警用设备等。对系统外干扰的排查,往往需要借助扫频仪,并结合方向性增益比较强的天线,如八木天线。从时域上看,这类干扰在时域上的波形往往是连续的,因此TD-SCDMA系统的上/下行时隙都会收到干扰;从频域上看,大都是宽带信号,而不仅仅干扰2010~2025MHz这个频段。

(2)系统内干扰,包括同频同扰码、DwPTS对UpPTS的干扰等。

对于干扰问题的排查,主要有以下几种思路。

(1)路测信息研判。

路测软件可外接测试手机和扫频仪,可以通过下行RSCP、C/I等数据结合GIS信息,判断干扰的来源,尤其是针对系统内的同频干扰。

(2)排除法。

排除法是解决干扰问题时的常用方法。其主要思路是对怀疑是干扰源的小区逐个闭塞,同时观察被干扰小区的干扰变化,以判断究竟是哪个小区产生干扰。以图3.31为例,小区A的10080频点受到干扰,C/I较差。如果以排除法来查找干扰源,可以将小区A的同频邻区逐个闭塞,使其无法发出射频信号,如果在闭塞小区B之后,小区A受到的干扰减轻,说明小区B是干扰源,进而对小区B采取措施以控制干扰;如果闭塞小区B之后,小区A受到的干扰没有明显变化,说明小区B不是干扰源,那么可以将小区B恢复,并继续对小区C、小区D进行同样的操作。如果在对第一圈同频邻区逐个采用排除法过滤之后,仍没有线索,可根据具体的无线环境,决定是否对小区A的第二圈邻区进行排查。

排除法也存在不少缺陷,主要体现在:首先,排查干扰源期间需要闭塞某些小区,势必会对这些覆盖区域内的通信产生影响,因此,这种方法只能在建网初期,没有用户量的情况下采用;其次,这种方法对于叠加干扰无能为力。网络中的很多干扰问题,并不是出自某个小区,而是多个小区产生的干扰的叠加,而排除法只能排查某个特定干扰源。

图3.31 排除法示意图

(3)交叉定位。

交叉定位的思路为:被干扰的小区在通常情况下不止一个,可通过两个小区各自判断干扰的大致方向,交点可能就是干扰源的大致方位,然后可以通过扫频仪或其他方法,对可疑的区域进行详细排查。以图3.32为例,小区A的10080频点受到强干扰,可以不断变更小区的方位角,同时观察基站侧的干扰测量结果,直到找到干扰最强的方向;与此同时,小区B的10080频点也被干扰,也采取同样的操作,直到找到干扰最强的方向;两个方向的交叉点,即为干扰源的所在区域。这种方法还是存在一定误差的,只能给出大致方位,还需要结合其他手段进行精确定位。

图3.32 交叉定位法示意图

(4)干扰测量数据监控。

目前网络侧都支持MR数据的上报,可周期性地观察上行时隙的干扰分布,对ISCP偏高的小区能及时发现,必要时可用MR数据绘制专题地图,通过不同位置的干扰水平判断干扰源的大致方位。

综上所述,排查干扰的方法有很多,每种方法也都有其局限性。在实际干扰排查工作中,并不局限于这几种,往往是多种方法相结合。总之,方法都是由人想出来的,重点在于灵活运用。对于棘手的干扰问题,短时间内未必能排查出干扰源,这时就需要借助RRM算法予以规避,或通过频率优化和机动频点来解决。