TD-SCDMA无线网络的覆盖和容量测试的设计-设计应用

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在2022年中国国际通信设备与技术展览会上，TD-SCDMA技术联盟的成员（普天集团、大唐电信、西门子-华为合资公司等）在其研发计划中都将完成产业化、商用、系统化的时间定在了2022年6月，波导预计在2022年推出TD-SCDMA商用手机。中国提出的3G标准TD-SCDMA已经拥有从系统到终端的完整产业链，其技术优势正在逐步显现。信息产业部电信研究院承担的3G模拟试验建设工程日前正式启动，这也是TD-SCDMA研究开发和产业化项目之一，建成的TD-SCDMA技术测试中心包括系统设备级的集成、联测、调试、IOT测试，以及与2G系统、3G的另外两种制式系统间的漫游测试，为TD-SCDMA的业务研发和验证提供高层应用平台，为TD-SCDMA系统和终端提供更为全面的技术验证。届时，必将会给TD-SCDMA的产业化创造出更加良好的研发和测试环境。

发展TD-SCDMA将有利于促进我国经济的发展，带动我国电信业自身的发展。另外，TD-SCDMA能够为我国电信企业顺利实施技术标准战略，终赢得国际竞争优势创造了良好的前提条件。同时，它对解决3GIPR问题具有促进作用。

一、TD-SCDMA无线网络的覆盖及容量测试

无线网络测试做为一种网络质量检测的方法和手段，对于TD-SCDMA通信行业产业链的发展具有很重要的推动和指导作用。无线网络测试将贯穿整个TD-SCDMA网络建设的全过程：在建网初期，无线网络测试为网络规划提供了真实的覆盖范围和干扰情况数据依据，便于网络规划的实施和制定；在网络建设过程中，无线网络测试可以及时地发现每设备的无线运行情况是否正常，定位无线问题，比较厂商优劣；在网络运行维护期，无线网络测试可以反映给运营商真实的无线网络情况和指标，可以指导日后的网络维护和建设；在网络优化过程中，无线网络测试是其中非常重要的工作，通过网络优化前后的无线测试指标对比，可以验证优化的效果，同样对于客户投诉的处理，也需要通过进行无线网络的测试来应证和解决。无线网络测试是推动TD-SCDMA网络发展的重要手段，是促进TD-SCDMA网络成熟和完善的有效途径，对于TD-SCDMA通信行业产业链的发展有着非常重要的意义。

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

无线网络测试为网络规划中的模型校正工作提供必要的基础。通过无线网络的测试结果，可以了解到基站覆盖和质量的真实情况，从而可以对于覆盖、容量等模型进行实际的校正工作。无线网络测试还可以为网络规划提供了实际、真实的测试数据，从而决定了网络规划的实用性和准确性。而合理的规划为今后整个网络良性发展奠定了坚实的基础，为设备厂商迅速商用提供了有利的条件。从而使TD-SCDMA通信行业产业链的多个环节得到良好的发展。加快了该产业链的完善速度。

在网络建设过程中，无线网络测试为网络的建设提供了必要的保障。每一个新开基站是否能够正常的工作，都需要通过网络测试进行验证。通过对各种语音、数据业务的测试，使TD-SCDMA工作者可以知道每一个基站的工作状态是否正常，同样也可以验证每一个基站的各种业务是否可以正常使用。通过类似的检验手段，可以充分保障网络建设的施工质量。加快建网速度，促进TD-SCDMA通信行业产业链各厂商的利益化进程。

2.测试网络环境

用于测试网络的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、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。

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理论容量。如表1所示。

容量测试即需要验证实际环境下，接入的用户数是否能达到或接近理论值。具体说来，容量测试分为静态测试和动态测试两部分。

在静态测试中，将终端均匀放置于预先选定好的各个测试地点，按要求依次发起规定业务，路测终端和网络侧分别记录随终端数量增加带来的无线信号的变化情况，直到接入到数量；静态测试的地点选择，可以分为集中于一个近点、分布于多个信号强度相同但位置不同的地点和分布于多个信号强度不同且位置不同的地点等多种分布情况。

在运动测试中，由几辆测试车分别携带终端，发起业务后分别在小区内选定的不同测试路线上，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。为地消除测试结果的偶然性，测试次数不限于，应根据测试情况灵活确定。

对于网络上下行受限的判断，应根据达到数量时的终端发射功率和基站的总发射功率作为依据。当基站的总发射功率先达到，通常判定为下行受限；反之，为上行受限；如果基站和终端的发射功率几乎同时达到，此时判定为上下行同时受限。如果接入用户数量达到了理论上的值，即占满了全部的码域资源，但此时上下行功率尚未达到，可以判定此时为码字受限，即受限于系统提供的码域资源。

3.加载方式定义

无论是覆盖测试还是容量测试，不光要考虑异频组网和同频组网对测试结果的影响，还需要考虑邻小区和本小区（覆盖测试）有无用户条件下的结果变化，因此需要对加载方式做出约定。

加载方式分为真实用户加载和模拟加载两种方式，真实用户加载方式是采用其他终端发起实际业务的方式，对测试终端形成加载；而模拟加载一般采用正交信道噪声源（OCNS）的模拟加载方式，即在基站侧拿出某时隙的部分物理信道资源（简称码道），采用全向、随机或定向的波束赋形方式，进行无线信号的发射，从而模拟小区中的移动用户，得出对本小区或邻小区产生干扰的情况。

三、测试结果分析方法

测试完毕后，需要对测试记录进行分析，得到所需的测试结果。测试结果的分析，包括两个方面：单测试用例的结论分析和测试用例间的分析比较。

1.覆盖测试的结果分析

为对覆盖测试的结果进行充分而准确地分析，需要在测试过程中保证上行和下行的某些关键参数能够被准确无误的记录下来，针对TD-SCDMA系统的覆盖测试来说，需要实时记录的主要数据包括如下。

（1）路测终端侧：需要记录测试路线上各采样点的接收信号码域功率，载波干扰比，UE发射功率，下行业务信道的BLER（误块率）值，下行业务信道的RSCP和路测仪计算出的路径损耗；（2）系统侧：需要记录测试过程中的下行业务信道的TCP（码域发射功率），上行业务信道的RSCP和BLER.

通常，P-CCPCH广播信道的覆盖情况只需要考察测试路线下行的接收信号码域功率，载波干扰比即可。而在考察业务信道的覆盖时，需要对上下行这两部分数据按照对应的时间或者系统帧号（SFN）进行合并，得到同一个地点的上下行信道的综合信息。根据这些信息，可以形成以距基站的距离为横坐标，各无线参数为纵座标的曲线图以及更为直观的以电子地图为背景的MapInfo格式的测试结果图。

在得到上述测试结果图后，可以根据小区边界及受限情况的判定准则，得到每种业务和每种条件下的小区覆盖边界，同时根据图形给出的信息，得出覆盖受限的原因。同时根据路径损耗的变化，可以得到在测试路线上，各采样点的无线信号的实时变化情况，一方面可以对测试结果做辅助分析，另一方面也可结合小区中道路和地面环境对网络现有覆盖的质量进行一定程度的评估。

在得到每个单独测试例的测试结果之后，可以将这些测试结果放在一起，进行对比、分析，从而对TD-SCDMA网络在多业务运营、异频和同频组网条件下的无线网络规划提供可供参考的结论。

2.容量测试的结果分析

和覆盖测试不同，对于容量测试来说，需要随着终端数量的增加，阶段性地实时记录测试终端和系统测试的关键数据。

（1）路测终端侧：记录UE的发射功率，下行业务信道的BLER（误块率）值，下行业务信道的RSCP,下行时隙的ISCP（干扰信号码域功率）等；（2）系统侧：在记录测试终端参数的同时，需要记录测试过程中的基站发射功率，宽带接收总功率，下行业务信道的TCP（码域发射功率），上行业务信道的RSCP和BLER等。

以话音的容量测试为例，通常会选择每个时隙的用户数达到2、4、6、8时分别记录上述参数，并把上面的两部分数据进行合并，得到相同用户数量下的上下行信道的综合信息。根据这些信息，可以形成以用户的数量为横坐标，各无线参数为纵座标的曲线图。

在得到上述曲线图后，可以根据小区容量及受限情况的判定准则，得到每种业务和每种条件下的小区用户数，根据基站和终端的发射功率变化，分析容量受限的原因。同时根据随用户数量增加各无线信号指标所发生的变化，分析终端和基站的发射功率的变化，从而发现对小区容量产生影响的主要因素。

在得到每个单独测试例的测试结果之后，可以将这些测试结果放在一起，进行对比、分析，得到相同业务在不同网络条件下的容量结果对比。其中需要着重关注的是，在受到多种组网或加载方式的影响下，同一种业务的容量会有怎样的变化，通常以邻小区关闭条件下的容量作为参照，比较其他加载条件下的容量，分析容量变化的原因，从而能够根据具体组网的方案，确定合适的小区容量规划。

覆盖、容量都是衡量移动通信系统无线网络性能的关键因素。对TD-SCDMA系统在不同环境和场景下的覆盖、容量等指标进行测试，可以了解实际环境中TD-SCDMA系统的网络性能，掌握其网络规划和运维所需的实际经验和经验参数，为TD-SCDMA网络建设积累经验。

随着TD时代的到来，数据业务