1、前言和背景簡(jiǎn)述

隨著TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展和試驗(yàn)網(wǎng)在多個(gè)城市的建設(shè)完成，整個(gè)TD-SCDMA系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)商用階段。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的優(yōu)化進(jìn)入一個(gè)實(shí)質(zhì)性的階段。當(dāng)前UTRAN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示，RNC和NodeB之間通過(guò)Iub口相連，RNC之間通過(guò)Iur相連，OMC提供操作維護(hù)界面，管理、控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的RNC和NodeB。由OMC/RNC連接和控制一個(gè)或多個(gè)NodeB，觸發(fā)在NodeB側(cè)發(fā)起小區(qū)建立和其他公共資源的建立，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和測(cè)試調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如PCCPCH功率、外環(huán)功率控制等，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)覆蓋的調(diào)整和網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化。
 

2、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的局限性

在圖1所示的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，基本上就是每個(gè)NodeB和小區(qū)的參數(shù)都是由OMC/RNC控制，NodeB有獨(dú)立的算法開(kāi)關(guān)，但基本都是針對(duì)單NodeB的操作，NodeB之間沒(méi)有相關(guān)連接，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)多個(gè)NodeB或NodeB之間多個(gè)小區(qū)的直接通訊和聯(lián)動(dòng)，NodeB側(cè)無(wú)法簡(jiǎn)便地控制網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)NodeB的空口的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和算法開(kāi)關(guān)，達(dá)到多小區(qū)聯(lián)合參數(shù)的調(diào)整和分發(fā)；而且UE和NodeB上報(bào)給RNC的的測(cè)量值基本都是一段時(shí)間的UE和NodeB側(cè)測(cè)量值的算法平均值，而這些平均值無(wú)法精確反映空口信號(hào)和性能的瞬時(shí)情況，控制RNC了解多個(gè)NodeB的空口實(shí)際情況非常困難。而了解無(wú)線空口信號(hào)每幀的測(cè)量參數(shù)和性能指標(biāo)可以更深入、更準(zhǔn)確地分析網(wǎng)絡(luò)的性能和參數(shù)的合適與否，如終端在小區(qū)間切換過(guò)程中發(fā)生掉話時(shí)的空口信號(hào)的具體情況，有助于分析終端掉話的具體原因是干擾還是切換參數(shù)設(shè)置不合理等；并且實(shí)時(shí)獲取空口信號(hào)的信息也有助于定位網(wǎng)絡(luò)的故障等。相比RNC控制，NodeB側(cè)增加實(shí)現(xiàn)小區(qū)參數(shù)的控制和信號(hào)分析的方案，更接近空口，能及時(shí)獲取空口信號(hào)的質(zhì)量、性能和干擾等信息，更精確實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)調(diào)整和分析參數(shù)調(diào)整的效果。
 

 
圖 1 UTRAN的系統(tǒng)架構(gòu)
 

2.1、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的多樣性

隨著R4業(yè)務(wù)、MBMS業(yè)務(wù)、HSDPA和HSUPA等應(yīng)用的不斷深入，各種特定業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)不斷需要規(guī)劃和建立；同時(shí)隨著室內(nèi)覆蓋、室外覆蓋，微基站、宏基站、SUPER-MACRO基站和高速車載等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和設(shè)計(jì)不斷實(shí)施，深入研究各種網(wǎng)絡(luò)的特性以滿足不同要求也是必要的，這些特定應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化也各有不同；如MBMS同時(shí)隙布網(wǎng)和MBMS載波的功率共享，需要根據(jù)干擾調(diào)整時(shí)隙和功率在載波之間的分配；而HSUPA網(wǎng)絡(luò)，則需要把相鄰的多個(gè)HSUPA小區(qū)的干擾控制在一定的門限下，以達(dá)到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能和吞吐量最優(yōu)。如使用RNC去優(yōu)化一個(gè)特定應(yīng)用內(nèi)的多個(gè)小區(qū)的多個(gè)參數(shù)，操作煩瑣，工作量大；而NodeB之間由于沒(méi)有直接通訊，多NodeB以及多個(gè)NodeB上的多小區(qū)參數(shù)聯(lián)合調(diào)整亦無(wú)法方便快捷地實(shí)現(xiàn)，如MC-JD算法測(cè)試和優(yōu)化，需要在相應(yīng)NodeB上打開(kāi)多小區(qū)聯(lián)檢開(kāi)關(guān)，在算法應(yīng)用的NodeB中的小區(qū)分別設(shè)定鄰小區(qū)信息，操作煩瑣且容易出錯(cuò)，系統(tǒng)維護(hù)成本高；同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工具的局限性，無(wú)法實(shí)時(shí)了解多個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用區(qū)域的整體情況，無(wú)法最優(yōu)化地實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)調(diào)整特定業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，并根據(jù)多個(gè)小區(qū)和多個(gè)NodeB測(cè)量上報(bào)實(shí)時(shí)分析網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)性能。
 

3、NodeB局域網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)

全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)是將來(lái)3G網(wǎng)絡(luò)以及TDD-LTE的發(fā)展趨勢(shì)，由于基于IP網(wǎng)絡(luò)的交互方式，可以方便地實(shí)現(xiàn)UTRAN內(nèi)各網(wǎng)元間信令和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互和NodeB內(nèi)板間交換，并可利用IP ROUTE方便地實(shí)現(xiàn)NodeB之間的通訊；使網(wǎng)絡(luò)可以方便地實(shí)現(xiàn)配置和擴(kuò)展，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理，降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本。在現(xiàn)有的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中支持Iub-IP， 在RNC和NodeB的傳輸中可以使用Iub-IP或IPOA實(shí)現(xiàn)通訊，而NodeB內(nèi)部的IP和MAC交換可以方便實(shí)現(xiàn)板間通訊， 因此IP的引入可以方便地使TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中的NodeB之間實(shí)現(xiàn)互連。
基于上述全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，和前面針對(duì)現(xiàn)有的RNC側(cè)調(diào)整特定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的局限性，提出了NodeB局域網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)的概念，并根據(jù)NodeB局域網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)的參數(shù)調(diào)整、參數(shù)分發(fā)、測(cè)量控制、測(cè)量管理和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。NodeB局域網(wǎng)的系統(tǒng)連接如圖2所示。
RNC通過(guò)IP路由器和NodeB相連，實(shí)現(xiàn)RNC和NodeB之間的信令、數(shù)據(jù)通路。 OMC和RNC/IP路由器相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)RNC、NodeB和IP路由器配置、維護(hù)、監(jiān)控和性能分析等操作。

圖2 NodeB 局域網(wǎng)系統(tǒng)連接架構(gòu)
 

NodeB之間可以通過(guò)IP路由器相連，也可以通過(guò)NodeB之間的Ethenet實(shí)現(xiàn)相互連接。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，針對(duì)特定的應(yīng)用或地域，把相應(yīng)的小區(qū)或NodeB設(shè)計(jì)為局域網(wǎng)或業(yè)務(wù)邏輯子網(wǎng)。如運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館附近的多個(gè)NodeB規(guī)劃成MBMS業(yè)務(wù)子網(wǎng) + R4業(yè)務(wù)子網(wǎng) + HSDPA業(yè)務(wù)子網(wǎng)。NodeB局域網(wǎng)的規(guī)劃如圖3所示。在圖3中多個(gè)NodeB根據(jù)規(guī)劃獨(dú)立設(shè)計(jì)成MBMS局域網(wǎng)、R4局域網(wǎng)和HSDPA局域網(wǎng)，每個(gè)NodeB專屬劃分為某個(gè)局域網(wǎng)；也可以根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用邏輯規(guī)劃子網(wǎng)，把NodeB中的某個(gè)或一些小區(qū)規(guī)劃劃

 
圖3 MBMS、R4和HSDPA局域網(wǎng)
 

 
圖4 MBMS、R4和HSDPA邏輯子網(wǎng)
 

分為MBMS邏輯子網(wǎng)、R4邏輯子網(wǎng)和HSDPA邏輯子網(wǎng)，邏輯子網(wǎng)的規(guī)劃舉例如圖4所示。NodeB內(nèi)部板間通訊可以通過(guò)IP或內(nèi)部的EMAC實(shí)現(xiàn)交換，NodeB之間可以通過(guò)IP或標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)報(bào)等實(shí)現(xiàn)交換。NodeB的IP地址根據(jù)特定的應(yīng)用局域網(wǎng)或邏輯子網(wǎng)全局規(guī)劃。針對(duì)圖3的MBMS子網(wǎng)、R4子網(wǎng)和HSDPA子網(wǎng)，規(guī)劃設(shè)定相應(yīng)的子網(wǎng)段，每個(gè)子網(wǎng)之間分別使用不同的子網(wǎng)段相互區(qū)分，在子網(wǎng)內(nèi)部各個(gè)NodeB使用子網(wǎng)地址段劃分的IP地址；子網(wǎng)內(nèi)部NodeB之間使用IP ROUTE路由管理實(shí)現(xiàn)路由和數(shù)據(jù)分發(fā)；通過(guò)設(shè)定GATEWAY和路由表實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)之間通訊。針對(duì)圖4中由業(yè)務(wù)規(guī)劃的NodeB邏輯子網(wǎng)，由NodeB完成邏輯子網(wǎng)、相應(yīng)的小區(qū)和相應(yīng)的NodeB之間的映射，并設(shè)定相應(yīng)的IP ROUTE路由，實(shí)現(xiàn)邏輯子網(wǎng)內(nèi)部、NodeB之間等相互通訊。
 

4、NodeB 局域網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)的控制軟件架構(gòu)和子網(wǎng)的對(duì)等層協(xié)議

根據(jù)上述的NodeB局域網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)的概念，為實(shí)現(xiàn)在NodeB側(cè)實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化、測(cè)量信息管理、優(yōu)化后性能分析，下面設(shè)計(jì)并討論一下NodeB局域網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和算法控制的軟件架構(gòu)和控制流程，軟件架構(gòu)如圖5所示。
NodeB側(cè)的底層PHY、MAC和IP提供網(wǎng)絡(luò)對(duì)等層的底層、MAC交換和IP數(shù)據(jù)報(bào)交換，提供信令、用戶面數(shù)據(jù)、維護(hù)配置的承載和性能上報(bào)通道。根據(jù)應(yīng)用需求規(guī)劃NodeB局域網(wǎng)或邏輯子網(wǎng)后，進(jìn)一步規(guī)劃局域網(wǎng)或邏輯子網(wǎng)的IP地址網(wǎng)段，并根據(jù)劃分的子網(wǎng)地址段，設(shè)定局域網(wǎng)或邏輯子網(wǎng)的路由管理，并把路由信息配置到IP ROUTE模塊。當(dāng)NodeB局域網(wǎng)或邏輯子網(wǎng)的算法需要優(yōu)化時(shí)，如對(duì)MBMS子網(wǎng)的功能調(diào)整時(shí)，或打開(kāi)多小區(qū)聯(lián)檢時(shí)，算法控制模塊就根據(jù)無(wú)線資源管理（RRM）模塊中的小區(qū)和NodeB的相關(guān)信息，以及查詢子網(wǎng)中IP ROUTE和小區(qū)、

 
圖5 NodeB局域網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)的軟件架構(gòu)
 

NodeB的映射表，觸發(fā)算法控制命令在子網(wǎng)中對(duì)應(yīng)的NodeB內(nèi)和NodeB之間的分發(fā)。當(dāng)子網(wǎng)中對(duì)等層相應(yīng)的NodeB算法控制模塊收到算法控制命令后，根據(jù)RRM和子網(wǎng)中IP ROUTE和小區(qū)、NodeB的映射表，實(shí)現(xiàn)該NodeB內(nèi)算法參數(shù)分發(fā)和更新，并根據(jù)算法控制命令啟動(dòng)相應(yīng)的測(cè)量任務(wù)和性能檢查。整個(gè)子網(wǎng)可根據(jù)多個(gè)小區(qū)和NodeB算法參數(shù)優(yōu)化后的測(cè)量上報(bào)和性能上報(bào)，實(shí)時(shí)獲取空口信號(hào)的信息和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，分析子網(wǎng)內(nèi)單元如小區(qū)和整個(gè)子網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)參數(shù)修改后的效果和性能，達(dá)到特定業(yè)務(wù)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，測(cè)量管理和子網(wǎng)性能分析，并可根據(jù)需要生成子網(wǎng)報(bào)表數(shù)據(jù)上報(bào)給上一級(jí)更大的子網(wǎng)進(jìn)行分析或上報(bào)給RNC/OMC作經(jīng)一步分析和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步優(yōu)化提供依據(jù)。實(shí)現(xiàn)小區(qū)、NodeB、子網(wǎng)以致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、性能的優(yōu)化和測(cè)試。
 

5、結(jié)束語(yǔ)

本文在分析現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)在的在RNC側(cè)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)調(diào)整的實(shí)時(shí)性和操行性的非最優(yōu)化特點(diǎn)，和NodeB之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)的制約，基于全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)，提出了NodeB局域網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)的概念，根據(jù)運(yùn)營(yíng)商的需求和實(shí)際應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)根據(jù)地域或特定應(yīng)用劃分NodeB局域網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)，并相應(yīng)給出了NodeB局域網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)的軟件架構(gòu)，根據(jù)局域網(wǎng)與邏輯子網(wǎng)的規(guī)劃，相應(yīng)地制定NodeB局域網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)內(nèi)的路由表，設(shè)定IP ROUTE，由算法控制模塊根據(jù)RRM，IP ROUTE和子網(wǎng)與小區(qū)、NodeB的映射，分發(fā)算法控制命令，達(dá)到小區(qū)，NodeB、子網(wǎng)以致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的多級(jí)優(yōu)化、測(cè)量控制和性能分析，提高了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的實(shí)時(shí)性、可靠性和可操作性，提高了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的效率，降低了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的成本。也符合整個(gè)3G網(wǎng)絡(luò)以及TDD-LTE的發(fā)展趨勢(shì)。