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TD高负荷加载测试课题研究

葫芦岛移动课题研究报告

——高负荷加载测试课题研究

目录

1TD-SCDMA高负荷网络性能研究背景2

2测试概述3

试点区域3

加载方法4

测试方法5

3加载前后KPI指标对比6

TD语音业务掉话率加载前后对比分析6

PS域无线掉线率加载前后对比分析7

TD语音业务无线接通率加载前后对比分析8

PS域无线接通率加载前后对比分析8

系统间CS域切换成功率9

系统间PS域切换成功率10

接力切换成功率10

4KPI指标变化初步结论11

5DT路测指标对比情况11

5.1、路测PCCPCH_RSCP统计分析12

5.2、路测DPCH_RSCP统计分析13

5.3、路测DPCH_ISCP统计分析15

5.4、路测DPCH_C/I统计分析15

5.5、路测下行BLER统计分析17

DT路测初步结论17

6课题研究报告阶段性总结18

TD-SCDMA高负荷网络性能研究背景

TD-SCDMA网络是一个干扰受限的系统,随着TD-SCDMA网络的逐步扩大,用户数量也会大量发展,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,因此可能会对用户的业务使用产生影响。

在TD-SCDMA网络运行初期,需要预先评估TD网络在用户数量上升后可能产生的质量问题,提前对相应的优化措施进行验证。

由于真实加载需要大量的人力和测试设备,给验证工作造成了一定的困难,而模拟加载利用在NodeB侧、RNC侧修改一些参数进行一些设置即可,更利于方案的验证。

为了评估网络负荷上升后网络的运行情况,由辽宁省移动公司牵头,计划对TD-SCDMA网络通过模拟加载的途径,来预先评估TD网络在用户数量上升后可能产生的质量问题,提前对相应的优化措施进行验证。

为此,辽宁省移动公司会同大唐移动通信设备有限公司研发部,总体部,系统与标准部及客服中心优化人员,就TD网络模拟加载试验项目的具体目标、任务、步骤、计划及其风险与控制措施等进行了深入探讨。

最终大唐移动选取了葫芦岛地市部分基站小区进行模拟加载。

本次内容主要是针对葫芦岛的加载测试情况进行验证与提升。

预计通过本项目实施实现,达到如下的期望:

(1)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;

(2)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。

测试概述

试点区域

葫芦岛市全天TD-SCDMA系统语音话务量平均在600爱尔兰左右,话务量相对集中。

本次加载测试区域选择了葫芦岛连山区的化工九区。

覆盖该区域TD-SCDAM系统只划分一个LAC(49649),试点区域共有1套RNC,5个室外宏站,15个小区。

该区域GSM共有1个LAC区,所有TD-SCDMA小区均和GSM系统之间开启了2G/3G互操作功能。

本次葫芦岛加载区域室外宏站均为S444的配置,其中每个小区有2个R4载波,2个H载波。

网络的频率规划原则室外10080、10088、10096为H载波。

主载频

第1辅

第2辅

第3辅

第4辅

第5辅

HSDPA1

HSDPA2

HSDPA3

室外

10080

10104

10112

10088

10120

10096

10080

10088

10096

10088

10112

10120

10096

10104

10080

10088

10096

10080

10096

10120

10104

10080

10112

10088

10096

10080

10088

10104

10080

10112

10088

10120

10096

10080

10088

10096

10112

10088

10120

10096

10104

10080

10088

10096

10080

10120

10096

10104

10080

10112

10088

10096

10080

10088

本次测试加载范围只针对室外宏站的R4载波节进行,不包括HSDPA载波及室内分布小区。

原因是本次目加载测试目的在于评估R4载波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。

加载基站及测试区域分布如下图所示:

(具体测试小区信息请见附录1)

加载方法

本次加载,是经过移动与各厂家共同讨论制定的结果,在每个基站小区的每个R4载波,下行时隙进行50%码道,每通道绝对功率0.2W的加载。

针对葫芦岛市区网络,1个RNC23个宏站69个小区形成的无线连续覆盖区域,在每个基站小区下行时隙进行50%码道,每通道绝对功率0.2W的加载,通过业务的路测和KPI统计,反映网络在此负荷下的基本性能。

基站模拟加载的具体方式为:

(1)在四个下行时隙,TS3,TS4,TS5,TS6的SF=16后8个码道上,进行模拟用户占用,模拟占用的资源真实用户不能接入;

(2)按照每载波单通道模拟加载功率0.2W计算,8通道下行加载总功率1.6W,每码道加载功率23dbm;

(3)赋形方式为定向随机赋形,单用户模拟加载,天线赋形波瓣宽度范围26度~36度,四用户赋形波瓣总宽度在120度以上;

(4)由于8通道加载总功率为1.6W,当小区最大发射功率配置为40dbm,即10W时,在这种情况下,模拟加载功率为小区最大发射功率的16%,通过网络侧进行模拟加载操作后,通过网络侧OMC提取打桩小区的传输载波功率TCP可以直观的查看。

该加载条件下,按照《中国移动3G网络质量对比现场测试规范》进行AMR12.2K话音业务和PS64k/64K的路测,所有业务均占用R4载波。

测试方法

本次加载测试考核按照《中国移动3G网络质量对比现场测试规范》中的要求进行,测试工具采用3部8142测试终端,两部用于测试CS12.2K,一部用于PS64K/64K的数据业务。

软件使用鼎立路测系统,用于路测时采集无线侧数据进行分析。

具体DT要求如下:

语音部分

测试时段:

每天7:

30-19:

30之间进行。

测试路线:

根据集团统一提供各城市TD覆盖区域。

测试速度:

在市区保持正常行驶速度,不设置最高限速。

测试设备:

使用大唐8142+鼎利路测软件Pioneer。

测试时长:

各城市的语音测试时间根据城市规模确定,每天测试7小时。

测试方法:

话音业务测试采用DT方式,同一辆车内两部TD-SCDMA终端的拨叫、接听、挂机都采用自动方式,每次通话时长180秒,呼叫间隔45秒,如出现未接通或掉话,应间隔45秒进行下一次试呼,主、被叫手机均设为自动双模(TD/GSM)。

数据业务DT部分

测试时段:

每天7:

30-19:

30之间进行。

测试方法:

在话音业务测试同时,进行FTP下载测试。

测试文件大小:

8M,申请业务速率:

2048。

下载完成或掉线后,间隔45s进行下一次尝试。

测试设备:

使用大唐8142+鼎利路测软件Pioneer。

测试路线选取:

根据集团统一提供各城市TD覆盖区域。

测试要求:

1、FTP服务器需具备断点续传功能;

2、每次文件必须完整的下载为一个循环;

3、每次掉线的应用层速率按照实际传送文件大小计算。

主、被叫手机均设为自动双模(TD/GSM)。

本课题研究报告中的路测log未经任何过滤。

加载前后KPI指标对比

时间

TD语音业务掉话率

PS域无线掉线率

TD语音业务无线接通率

PS域无线接通率

系统间CS域切换成功率

系统间PS域切换成功率

DT_接力切换成功率

8月16日

0.00%

0.00%

98.82%

99.86%

100.00%

100.00%

100.00%

8月17日

0.00%

0.00%

99.74%

99.86%

100.00%

100.00%

100.00%

8月18日

0.00%

0.00%

99.79%

99.88%

100.00%

100.00%

100.00%

8月19日

0.20%

1.92%

99.59%

99.88%

100.00%

100.00%

99.63%

8月20日

0.00%

0.00%

99.55%

99.32%

100.00%

100.00%

100.00%

8月23日

0.00%

0.00%

98.87%

98.82%

98.59%

100.00%

100.00%

8月24日

0.00%

0.00%

99.03%

98.77%

100.00%

100.00%

100.00%

由于选取站点较少,指标波动并不明显,只有TD语音业务无线接通率,PS域无线接通率略有下降。

TD语音业务掉话率加载前后对比分析

选取加载前8月16日至20日的语音掉话率与加载后的8月23日,24日进行分析对比:

分析说明:

8月19日锦化培训中心(小区标识:

812)掉话1次,因此影响语音掉话率为0.2%。

从指标的发展来看,加载前后语音掉话率并没有明显变化,业务信道的模拟下行加载没有影响语音掉话率。

PS域无线掉线率加载前后对比分析

选取加载前8月16日至20日的PS域无线掉线率与加载后的8月23日,24日进行分析对比:

分析说明:

8月19日浪漫贵族(小区标识:

3312)PS域掉线1次,因此影响PS域无线掉线率为1.92%。

从指标的发展来看,加载前后数据业务掉线率并没有明显变化,业务信道的模拟下行加载没有影响数据业务掉线率。

TD语音业务无线接通率加载前后对比分析

选取加载前8月16日至20日的语音业务无线接通率与加载后的8月23日,24日进行分析对比:

分析说明:

由于指标的波动是从加载前就开始的,因此,不能将指标恶化归咎于加载测试的影响,对于该招标要着重的关注。

PS域无线接通率加载前后对比分析

选取加载前8月16日至20日的PS域无线接通率与加载后的8月23日,24日进行分析对比:

分析说明:

由于指标的波动是从加载前就开始的,因此,不能将指标恶化归咎于加载测试的影响,对于该招标要着重的关注。

系统间CS域切换成功率

选取加载前8月16日至20日的系统间CS域切换成功率与加载后的8月23日,24日进行分析对比:

分析说明:

8月23日浪漫贵族(小区标识:

3311)CS域系统间切换失败1次,因此影响系统间CS域切换成功率为98.59%。

从指标的发展来看,加载前后系统间CS域切换成功率并没有明显变化,业务信道的模拟下行加载没有影响系统间CS域切换成功率。

系统间PS域切换成功率

选取加载前8月16日至20日的系统间PS域切换成功率与加载后的8月23日,24日进行分析对比:

分析说明:

从指标的发展来看,加载前后系统间PS域切换成功率并没有明显变化,业务信道的模拟下行加载没有影响系统间PS域切换成功率。

接力切换成功率

选取加载前8月16日至20日的接力切换成功率与加载后的8月23日,24日进行分析对比:

分析说明:

8月19日锦化培训中心(小区标识:

812)接力切换失败1次,因此影响接力切换成功率为99.63%。

从指标的发展来看,加载前后接力切换成功率并没有明显变化,业务信道的模拟下行加载没有影响接力切换成功率。

KPI指标变化初步结论

除cs、ps接通率略有下降外,KPI总体无明显波动。

DT路测指标对比情况

进行初步摸底测试,遍及加载测试区域。

分类

主叫呼叫次数

掉话次数

未接通次数

接通次数

CS接通率

CS掉话率

加载前

12

0

0

12

100%

0.00%

加载后

12

0

0

12

100%

0.00%

由于测试区域较小,此次测试没有产生异常事件。

DT指标变化说明:

以下对DT中PCCPCH_RSCP,DPCH_RSCP,DPCH_ISCP,DPCH_C/I,下行BLER进行分析。

5.1、路测PCCPCH_RSCP统计分析

这里取模拟用户加载前8月22日的统计分析情况和模拟用户加载后8月23日的路测统计分析情况进行比较,具体情况如下:

8月22日加载前PCCPCH_RSCP路测图

8月23日加载后PCCPCH_RSCP路测图

8月22日加载前无线优化前与8月23日加载后无线优化前PCCPCH_RSCP统计比较:

8月22日加载前优化前

8月23日加载后优化前

PCCPCH_RSCP统计

百分比

区间比例

PCCPCH_RSCP统计

百分比

区间比例

0

0.00%

[-115,-105)

0

0.00%

[-115,-105)

10

0.04%

[-105,-95)

0

0.00%

[-105,-95)

2819

10.01%

[-95,-80)

1520

9.41%

[-95,-80)

5869

20.83%

[-80,-70)

3463

21.43%

[-80,-70)

6889

24.46%

[-70,-60)

4501

27.85%

[-70,-60)

12583

44.67%

[-60,-25)

6676

41.31%

[-60,-25)

PCCPCH_RSCP覆盖率

99.96%

>-95dBm

PCCPCH_RSCP覆盖率

100.00%

>-95dBm

分析说明:

从PCCPCH_RSCP统计可以看出,下行模拟加载后,PCCPCH_RSCP覆盖率前后基本没有变化。

业务信道的模拟下行加载不影响公共信道的覆盖。

5.2、路测DPCH_RSCP统计分析

这里取模拟用户加载前8月22日的统计分析情况和模拟用户加载后8月23日的路测统计分析情况进行比较,具体情况如下:

8月22日加载前DPCH_RSCP路测图

8月23日加载后DPCH_RSCP路测图

8月22日加载前无线优化前与8月23日加载后无线优化前DPCH_RSCP统计比较:

8月22日加载前优化前

8月23日加载后优化前

DPCH_RSCP统计

百分比

区间比例

DPCH_RSCP统计

百分比

区间比例

2

0.01%

[-115,-105)

0

0.00%

[-115,-105)

245

1.26%

[-105,-95)

136

1.00%

[-105,-95)

4417

22.69%

[-95,-80)

3074

22.55%

[-95,-80)

4715

24.22%

[-80,-70)

3811

27.96%

[-80,-70)

5116

26.28%

[-70,-60)

4275

31.36%

[-70,-60)

4968

25.52%

[-60,-25)

2333

17.11%

[-60,-25)

DPCH_RSCP覆盖率

76.04%

>-80dBm

DPCH_RSCP覆盖率

76.45%

>-80dBm

DPCH_RSCP覆盖率

98.73%

>-95dBm

DPCH_RSCP覆盖率

99.00%

>-95dBm

分析说明:

从DPCH_RSCP统计可以看出,下行模拟加载后,DPCH_RSCP覆盖率较加载前略有提升。

由于下行模拟加载后,干扰增大,UE在DPCH连接态下,保证下行通信的C/I,就需要更大的基站发射功率,但是由于加载测试区域较小,该提升不是很明显。

5.3、路测DPCH_ISCP统计分析

这里取模拟用户加载前8月22日的统计分析情况和模拟用户加载后8月23日的路测统计分析情况进行比较,具体情况如下

8月22日加载前

Field

DPCH_ISCP

Threshold

Samples

Percent(%)

Cumulate

Cumulate(%)

[-115,-85)

12042

62.15

12042

62.15

[-85,-55)

7333

37.85

19375

99.99

[-55,-25)

1

0.01

19376

100.00

>=-25

0

0.00

19376

100.00

TotalSamples

19376

Average

-89.19

Max

-51.50

Min

-105.20

8月23日加载后

Field

DPCH_ISCP

Threshold

Samples

Percent(%)

Cumulate

Cumulate(%)

[-115,-85)

5556

40.79

5556

40.79

[-85,-55)

8066

59.21

13622

100.00

[-55,-25)

0

0.00

13622

100.00

>=-25

0

0.00

13622

100.00

TotalSamples

13622

Average

-83.65

Max

-58.00

Min

-106.00

分析说明:

从DPCH_ISCP统计可以看出,下行模拟加载后,DPCH_ISCP均值统计较加载前有所提升,平均提升6.5db左右。

5.4、路测DPCH_C/I统计分析

这里取模拟用户加载前8月22日的统计分析情况和模拟用户加载后8月23日的路测统计分析情况进行比较,具体情况如下:

8月22日加载前DPCH_C/I路测图

8月23日加载后DPCH_C/I路测图

8月22日加载前无线优化前与8月23日加载后无线优化前DPCH_C/I统计比较:

8月22日加载前优化前

 

8月23日加载后优化前

DPCH_CIR统计

百分比

区间比例

 

DPCH_CIR统计

百分比

区间比例

71

0.37%

[-20,-3)

 

394

2.90%

[-20,-3)

33

0.17%

[-3,0)

 

395

2.91%

[-3,0)

707

3.66%

[0,10)

 

3793

27.92%

[0,10)

18514

95.80%

[10,25)

 

9004

66.27%

[10,25)

 

 

DPCH_C/I覆盖率

99.46%

>0

 

DPCH_C/I覆盖率

94.19%

>0

DPCH_C/I覆盖率

99.63%

>-3

 

DPCH_C/I覆盖率

97.10%

>-3

分析说明:

从DPCH_C/I统计可以看出,下行模拟加载后,DPCH_C/I覆盖率较加载前降低很多。

由于下行模拟加载后,干扰增大,UE在DPCH连接态下,即使需要更大的基站发射功率,但仍不能满足下行的信噪比,从路测统计DPCH_C/I来看,发生恶化。

5.5、路测下行BLER统计分析

这里取模拟用户加载前8月22日的统计分析情况和模拟用户加载后8月23日的路测统计分析情况进行比较,具体情况如下:

时间

下行BLER

2010年8月22日加载前无线优化前

0.01%

2010年8月23日加载后无线优化前

0.19%

DT路测初步结论

(1)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;

(2)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;

(3)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(由于测试区域较小,该现象不是很明显)

(4)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),DPCHC/I发生恶化。

 

课题研究报告阶段性总结

本次课题研究在辽宁省尚属首次,属于开拓性的第一步。

在上述加载测试中,由于加载区域较小,研究效果不是很明显,后续会继续跟进研究,逐步扩展到话务量集中的区域进行专项测试研究,为以后高负荷状态下的网络优化提供一种提前优化的思路。

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