CDMA无线网络优化方法探讨及案例分析.doc

西西 安安 邮邮 电电 学学 院院 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 题 目： CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 系 别： 通信工程 专 业： 通信工程 班 级： 通工 0507 班 学生姓名： 王小强 导师姓名： 杨辉 职称： 讲师 起止时间： 2009 年 3 月 10 日至 2009 年 6 月 16 日 西西 安安 邮邮 电电 学学 院院 毕业设计毕业设计( (论文论文) )任务书任务书 学生姓名学生姓名王小强王小强指导教师指导教师杨辉杨辉职称职称讲师讲师 系别系别通信工程系通信工程系专业专业通信工程通信工程 题目题目 CDMACDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析无线网络优化方法探讨及案例分析 任务与要求任务与要求 任务：任务： 1、掌握、掌握 CDMA 无线网络优化的原理无线网络优化的原理 2、选取典型案例进行优化分析、选取典型案例进行优化分析 要求：要求： 1、认真研读所推荐参考书及相关资料，做好记录、认真研读所推荐参考书及相关资料，做好记录 2、保证足够的毕设时间、保证足够的毕设时间 3、按时答疑，解决毕设中出现的问题、按时答疑，解决毕设中出现的问题 4、按时完成毕业设计、按时完成毕业设计 开始日期开始日期3 月月 10 号号完成日期完成日期6 月月 16 日日 系主任系主任(签字签字)年年月月日日 毕毕 业业 设设 计计 ( (论文论文) ) 工工 作作 计计 划划 学生姓名学生姓名_王小强王小强 _指导教师指导教师_杨辉杨辉_ _职称职称_讲师讲师_ _ 系别系别_通信工程系通信工程系_专业专业_通信工程通信工程 0507 班班_ _ 题目题目_ CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 无线网络优化方法探讨及案例分析_ _ _ _ 工作进程工作进程 3.103.16 搜集资料，完成开题报告； 3.174.25 完成 CDMA 无线网络优化的原理分析； 4.265.31 选取典案例进行优化分析分析； 6.16.6 整理实验结果，完成论文； 6.76.16 提交论文，准备答辩。 起 止 时 间工 作 内 容 主要参考书目(资料) 主要参考书目(资料) 教材： CDMA 无线网络规划与优化 文章： CDMA 网络优化中的典型问题 CDMA 网络掉话问题分析及优化 CDMA 无线网络优化流程与方法 主要仪器设备及材料 PC 机一台 论文(设计)过程中教师的指导安排 每周三下午 5、6 节在 3 号实验楼 338 答疑，平时可通过电子邮件进行沟通 对计划的说明 西安邮电学院 毕业设计(论文)开题报告 通信工程 系 通信工程 专业 05 级 07 班 课题名称：CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 学生姓名： 王小强 学号：03051364 指导教师： 杨辉 报告日期： 2008 年 3 月 16 日 一 本课题所涉及的问题及应用现状综述 1、本课题所涉及问题本课题所涉及问题 虽然 CDMA 移动通信系统在全球已实现商用化，但其网络系统功能还不够完善，在技术 层面上还是存在好多问题，主要体现在以下几个方面：1）网络覆盖问题 2）掉话问 题 3）二次呼叫问题 4）越区切换问题 5）与其他网络手机用户的互连互通等。基于此， 很有必要对现有网络进行合理优化，以提高网络的服务质量，满足客户需求。本课题主要 研究 CDMA 无线通信网络中掉话和切换问题的分析和优化。 2 2、应用现状综述、应用现状综述 CDMA 技术是当今无线网络通信最先进的技术手段之一，不仅在第二代移动通信网络中得 到有效应用，也是第三代移动通信网络普遍采用的技术。目前 CDMA 系统已在我国大规模建 设，因此对 CDMA 无线网络优化的研究变得十分必要。 随着我国移动通信事业的蓬勃发展和客户规模的不断壮大，运营商越来越重视 CDMA 无 线网络优化工作。无线网络优化的目标就是在满足业务需求的前提下，平衡网络覆盖、质 量和成本之间的关系，其主要方法就是通过对覆盖区基本情况、网络覆盖、质量、话务的 分析，应用现有理论和技术，在前期工程的基础上为完善 CDMA 网络的覆盖并优化网络，提 出切实可行的设计方案。使得网络容量、质量、经济效益、竞争力达到预期设定的目标值， 最终满足客户市场的需求。 二二 本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可 行性分析 1 1、关键问题、关键问题: : (1)如何实现 CDMA 无线通信网络中掉话问题的分析和优化； (2)怎样解决 CDMA 无线通信网络中的切换问题 2 2、解决的思路、解决的思路: : 第一个问题第一个问题: :先查阅相关参考书及资料,掌握 CDMA 无线网络优化的基本原理，熟悉网络优化 的流程和方法，进一步了解掉话的基本概念、掉话机制，产生掉话的原因及常见掉话问题的分析 和优化，并在此基础上分析典型案例给出具体解决方案。 第二个问题第二个问题: :掌握 CDMA 无线网络优化的基本原理, 了解 CDMA 系统所支持的多种切换的类型 （主要有硬切换、软切换和更软切换） ，分析这些切换对 CDMA 系统网络性能和质量的影响，最后 通过对典型案例的分析给出具体优化方案。 3 3、实现预期目标的可行性分析、实现预期目标的可行性分析 通过查阅资料，我已经基本上掌握了 CDMA 无线网络优化的原理、流程和方法 ，再加上老师 的细心指导，相信本课题所涉及的问题能够得到解决，最终能够对典型案例进行分析，给出优化 方案，实现预期目标！ 三三完成本课题的工作方案 3103.16 搜集资料，完成开题报告； 3.174.25 完成 CDMA 无线网络优化的原理分析； 4.265.31 选取典案例进行优化分析； 6.16.6 整理实验结果，完成论文； 6.76.16 提交论文，准备答辩。 四四指导教师审阅意见 对本课题所涉及的问题掌握比较到位，对其关键问题比较清楚，提出了可行的解决思路，工 作方案合理，可实现预期目标，同意开题。 指导教师指导教师(签字)： 杨辉 2009 年 3 月 22 日 说明： 本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开 始的第 1 周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。 西西安安邮邮电电学学院院毕毕业业设设计计 ( (论论文文) )成成绩绩评评定定表表 学生姓名 王小强 性别男学号03051364 专 业 班 级 通工 0507 班 课题名称CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 课题 类型 通信类难 度 较 难 毕业设计 （论文）时 间 2009 年年 3 月月 10 日日 6 月月 16 日日 指导教师 杨辉 课题任务 完成情况 论文 20 (千字)； 设计、计算说明书 (千字)； 图纸 (张)； 其它 (含附件 )： 指导教师意见 分项得分：开题调研论证 分； 课题质量（论文内容） 分； 创新 分； 论文撰写（规范） 分； 学习态度 分； 外文翻译 分 指导教师审阅成绩： 指导教师(签字)： 年 月 日 评 阅 教 师 意 见 分项得分：选题 分； 开题调研论证 分； 课题质量（论文内容） 分； 创新 分； 论文撰写（规范） 分； 外文翻译 分 评阅成绩： 评阅教师(签字)： 年 月 日 验 收 小 组 意 见 分项得分：准备情况 分； 毕业设计（论文）质量 分； （操作）回答问题 分 验收成绩： 验收教师(组长)(签字)： 年 月 日 答 辩 小 组 意 见 分项得分：准备情况 分； 陈述情况 分； 回答问题 分； 仪表 分 答辩成绩： 答辩小组组长(签字)： 年 月 日 成绩计算方法 (填写本系实用比例) 指导教师成绩指导教师成绩 20 () 评阅成绩评阅成绩 30 () 验收成绩验收成绩 30 () 答辩成绩答辩成绩 20 () 学生实得成绩(百分制) 指导教师成绩指导教师成绩 评阅成绩评阅成绩 验收成绩验收成绩 答辩成绩答辩成绩 总评总评 答 辩 委 员 会 意 见 毕业论文(设计)总评成绩(等级)： 系答辩委员会主任(签字)： 系(签章) 年 月 日 备 注 西安邮电学院毕业论文(设计)成绩评定表(续表) 目录 中文摘要中文摘要 .I ABSTRACTII 1 引言引言.1 1.1 课题背景1 1.1.1 移动通信行业发展移动通信行业发展.1 1.1.2 CDMA技术的发展现状技术的发展现状1 1.2 本课题研究的目的和意义2 1.3 本课题研究的主要内容3 2 基本原理基本原理.4 2.1 CDMA 基本概念.4 2.2 DS-CDMA 的关键技术 4 2.2.1 功率控制技术功率控制技术.4 2.2.2 PN码技术码技术5 2.2.3 RAKE接收技术接收技术.5 2.2.4 软切换软切换(Soft Handoff)技术技术5 2.3 CDMA 网基本结构系统.7 3 CDMA 无线网络优化流程和方法无线网络优化流程和方法8 3.1 CDMA 无线网络优化概述.8 3.2 CDMA 无线网络优化的发展.8 3.3 CDMA 无线网络优化的分类.9 3.3.1 工程优化工程优化.9 3.3.2 运维优化运维优化.10 3.4 CDMA 无线网络优化的通常流程.10 3.5 CDMA 无线网络优化的方法.12 3.6 CDMA 无线网络优化的主要内容.13 3.6.1 优化准备工作优化准备工作.13 3.6.2 现场测试现场测试.14 3.6.3 CLUSTER级的调整和优化级的调整和优化14 3.6.4 系统级优化（有负载）系统级优化（有负载）.15 4 CDMA 网络优化典型案例分析网络优化典型案例分析16 4.1 CDMA 无线掉话常见原因分析及优化.16 4.1.1 处干覆盖范围以外的掉话处干覆盖范围以外的掉话.16 4.1.2 导频污染引起的掉话导频污染引起的掉话.18 4.1.3 前反向链路不平衡引起的掉话前反向链路不平衡引起的掉话.19 4.1.4 干扰引起的掉话干扰引起的掉话.20 4.2 CDMA 网络中切换问题.21 4.2.1 硬切换硬切换.21 4.2.2 软切换及更软切换软切换及更软切换.22 4.2.3 典型案例分析典型案例分析.25 4.3 总结28 5 结束语结束语.29 致谢致谢.30 参考文献参考文献.31 I 中文摘要中文摘要 CDMA 是为满足现代移动通信网在大容量、高质量、综合业务、软切换、国际 漫游等方面的要求而设计的一种先进移动通信技术，它具有抗干扰性好，抗多径衰 落，保密安全性高等诸多优点。CDMA 网络是中国电信的主推品牌，CDMA2000 (3G)业务的发展直接影响到中国电信的成败，而 CDMA 业务的发展必须依赖完善的 网络才能顺利进行。因此，CDMA 系统在运营过程中需要不断地进行网络优化，一 是为了能够给系统当前的用户提供更加优质的服务，二是为了提高系统容量，以接 纳越来越多的系统未来用户。 本文的研究目标是对投入运行的网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络 运行质量的原因，通过技术手段或参数调整使网络达到最佳运行状态的方法，使网 络资源获得最佳效益，同时了解网络的增长趋势，为扩容提供依据。具体的网络优 化主要包括以下几方面内容: 网络覆盖问题；掉话问题；二次呼叫问题；越区切换 问题；与其他网络手机用户的互连互通等。 本课题主要研究 CDMA 无线通信网络中掉话和切换问题的分析和优化。通过对 覆盖区基本情况、网络覆盖、质量、话务的分析，应用现有理论和技术，在前期工 程的基础上为完善 CDMA 网络的覆盖并优化网络，提出切实可行的设计方案。使得 网络容量、质量、经济效益、竞争力达到预期设定的目标值，最终满足客户市场的 需求。 关键词：无线网络优化、CDMA、掉话问题、软切换技术等 II ABSTRACT CDMA is a kind of advanced mobile telecommunication technology, which fulfill great capacity and quality、synthetical operation、soft switch and international ramble. It possesses lots of merits such as repellence of interference and attenuation of multiple paths. The security is also great trait of CDMA. CDMA is the main operation that China Unicorn extend .The progress of CDMA right result in the success of China Unicom，and the development of operation must depend on perfect network. Therefore, in the process of management, it is completely necessary to optimize CDMA wireless network constantly On the one hand, the purpose of optimizing CDMA wireless network is to provide more consummate service, and on the other hand, it is to extend system capacity in order to take up more and more consumers. The purpose of this task is to investigate the best methods that can optimize CDMA wireless network by collecting data of network which is in operation and analyzing the data in order to find the cause which influences the quality of the network. The advantage of CDMA is application of power control and soft switch, so they are usually the emphases during base station optimizing. On the other hand, data optimizing is also important and difficult. Concretely, methods of optimizing are as following: l、the issue of network coverage 2、dropped calls problem 3、the second call issues 4、handoff issues 5、with other network users, such as the interconnection. The main research topics of CDMA wireless communications network are dropped calls and switching analysis and optimization. Covered by the basic situation of the district, network coverage quality and traffic analysis. Applying of existing theory and technology, the basis of pre-engineering to improve the coverage of CDMA networks and optimized networks is practical designed. Makes network capacity, quality, cost-effective, competitive edge to achieve the desired target set, and ultimately meet customer needs of the market. Keywords: wireless network optimization, CDMA, the issue of dropped calls, soft switching technology CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 11 引言引言 通信是衡量一个国家或地区经济文化发展水平的重要标志，对推动社会进步和 人类文明的发展有着重大的影响。近年来，移动通信在全球范围内迅猛发展，数字 化和网络化已成为不可逆转的趋势。 我国的移动通信业以改革、重组为动力，改善服务质量，加大市场开发力度， 保持了快速健康的发展势头。一个覆盖全国、联通世界、技术先进、业务多样化的 国家现代通信网基本形成，全网实现了数字化，网络规模跃居世界第一位。国内形 成中国移动、中国联通和中国电信三大运营商对立的局面。 随着我国移动通信事业的蓬勃发展和客户规模的不断壮大，通信网络面临严峻 的挑战。运营商越来越重视 CDMA 无线网络优化工作。同时网络优化也是移动通信 网络建设中的一个非常重要的内容，其目的就是对投入运行的无线网络进行参数采 集、数据分析，找出影响网络质量的原因，通过技术手段或参数调整使网络达到最 佳运行状态的方法，使网络资源获得最佳效益，同时了解网络的增长趋势，为扩容 提供依据。对于 CDMA 移动通信系统，网络优化更为重要，因为 CDMA 系统是一 个干扰受限的移动通信系统。应用现有理论和技术，通过网络优化，使得网络容量、 质量、经济效益、竞争力达到预期设定的目标值，最终满足客户市场的需求。 虽然 CDMA 移动通信系统在全球已实现商用化，但其网络系统功能还不够完善， 在技术层面上还是存在好多问题，主要体现在以下几个方面：1）网络覆盖问题 2）掉话问题 3）二次呼叫问题 4）越区切换问题 5）与其他网络手机用户的互连 互通等。基于此，很有必要对现有网络进行合理优化，以提高网络的服务质量，满 足客户需求。 本论文详细地介绍了 CDMA 无线网络优化的流程和方法，并着重讨论了 CDMA 无线通信网络中的掉话问题和切换问题，针对典型案例进行分析，给出具体 解决方案。 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 12 1 绪论绪论 1.1 CDMA 技术的发展现状技术的发展现状 早期中国联通作为国内两大移动运营商之一，不但拥有庞大的 GSM 网络，而 且同时拥有先进的 CDMA 网络。最初，CDMA 技术主要被应用于军事领域抗干扰 方面的研究，后来在美国高通公司的介入下，才将其运用到商用无线通信网络中来。 在国内 CDMA 网络规模不断壮大的同时，CDMA 技术自身也在不停地发展和改进， 并在业界始终保持领先的地位。经过十多年时间的发展和改进，CDMA 技术已经经 过了多个发展阶段(见图 1-1)。 图 1-1 CDMA 发展历程 (1)IS-95 阶段阶段 一般认为，这两个移动通信标准属于第二代移动通信技术标准。IS-95A 是 1995 年美国正式颁布的窄带 CDMA(N-CDMA)标准。IS-95B 是 IS-95A 的进一步发展， 于 1998 年制定的标准。主要目的是能满足更高的比特速率业务的需求，IS-95A 和 IS-95B 均是系列标准，统称为 IS-95。cdmaOne 是基于 IS-95 标准的各种 CDMA 产 品的总称，即所有基于 cdmaOne 技术的产品，其核心技术均以 IS-95 作为标准。 (2)CDMA2000 1X 阶段阶段 CDMA2000 是美国向 ITU 提出的第三代移动通信空中接口标准的建议，是 IS- 95 标准向第三代演进的技术体制方案，这是一种宽带 CDMA 技术。CDMA2000 1X 原意是指采用单载波形式的 CDMA2000 系统，也可以理解为 CDMA2000 的第一阶 段。 (3)CDMA2000 1X/EV 阶段阶段 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 13 CDMA2000 1X/EV 是在 CDMA2000 1X 基础上进一步提高速率的增强体制。这 个技术也分为两个部分，一个被称为 1X/EV-DO 技术，主要对数据业务进行了增强， 另一个叫做 1X/EV-DV 技术，同时对数据业务和语音业务进行了增强。 以上几个阶段不但描述了 CDMA 技术发展历程，也见证了电信做 CDMA 网络 发展的历史和业务发展方向。其实，CDMA 技术也是当今无线网络通信最先进的技 术手段之一，不仅在第二代移动通信网络中得到有效应用，也是第三代移动通信网 络普遍采用的技术。目前 CDMA 系统已在我国大规模建设，因此对 CDMA 无线网 络优化的研究变得十分必要。 1.2 本文研究的目的和意义本文研究的目的和意义 随着我国移动通信事业的蓬勃发展和客户规模的不断壮大，运营商越来越重视 CDMA 无线网络优化工作。同时网络优化也是移动通信网络建设中的一个非常重要 的内容，其目的就是对投入运行的无线网络进行参数采集、数据分析，找出影响网 络质量的原因，通过技术手段或参数调整使网络达到最佳运行状态的方法，使网络 资源获得最佳效益，同时了解网络的增长趋势，为扩容提供依据。对于 CDMA 移动 通信系统，网络优化更为重要，因为 CDMA 系统是一个干扰受限的移动通信系统。 应用现有理论和技术，通过网络优化，使得网络容量、质量、经济效益、竞争力达 到预期设定的目标值，最终满足客户市场的需求 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 14 2 CDMA 技术基本原理技术基本原理 2.1 CDMA 基本概念基本概念 CDMA 是码分多址(Code Division Multiple Access )的缩写，它是在数字技术的 分支-扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA 技术的原 理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大 于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制 并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把 宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。 CDMA 按照其采用的扩频调制方式的不同，可以分为直接序列扩频（DS） 、跳 频扩频(FH)、跳时扩频(TH)和复合式扩频。目前中国电信运营的 CDMA 网络是基于 直接序列扩频技术的应用 2.2 DS-CDMA 的关键技术的关键技术 DS-CDMA 应用在第二代移动通信系统中的基本技术单元，即 RAKE 接收机、 功率控制、软切换、频率切换和多用户检测。 2.2.1 功率控制技术功率控制技术 CDMA 系统为自干扰系统，如果系统采用的扩频码不是完全正交的(实际系统 中使用的地址码是近似正交的)，因而造成相互之间的干扰。在一个 CDMA 系统中， 每一个码分信道都会受到来自其它码分信道的干扰，这种干扰是一种固有的内在干 扰。由于各个用户距离基站距离不同而使得基站接收到各个用户的信号强弱不同， 由于信号间存在干扰，尤其是强信号会对弱信号造成很大的干扰，甚至造成系统的 崩溃，这就是远近效应。因此必须采用某种方式来控制各个用户的发射功率，使得 各个用户到达基站的信号强度基本一致。 CDMA 功率控制分为前向功率控制和反向功率控制，反向功率控制又分为开环 和闭环功率控制。 *反向开环功率控制 反向开环功率控制是移动台根据在小区中所接收功率的变化，迅速调节移动台 发射功率。 *反向闭环功率控制 闭环功率控制的目的是使基站对移动台的开环功率估计迅速做出纠正，以使移 动台保持最理想的发射功率。 。 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 15 *前向功率控制 基站周期性地降低发射到移动台的发射功率，移动台测量误帧率，当误帧率超 过预定值时，移动台要求基站对它的发射功率增加 1%，每 15-20ms 进行一次调整。 2.2.2 PN 码技术码技术 PN 码的选择直接影响到 CDMA 系统的容量、抗干扰能力、接入和切换速度等 性能。CDMA 信道的区分是靠 PN 码来进行的，因而要求 PN 码的自相关性要好，互 相关性要弱，实现和编码方案简单等。目前的 CDMA 系统就是采用一种基本的 PN 序列-M 序列作为地址码，利用它的不同相位来区分不同用户。 2.2.3 RAKE 接收技术接收技术 移动通信信道是一种多径衰落信道。发射机发出的扩频信号，在传输过程中受 到不同建筑物、山岗等各种障碍物的反射和折射，到达接收机时每个波束具有不同 的延迟，形成多径信号。如果不同路径信号的延迟超过一个伪码的码片的时延，则 在接收端可将不同的波束区别开来。将这些不同波束分别经过不同的延迟线，对齐 以及合并在一起，则可达到变害为利，把原来是干扰的信号变成有用信号组合在一 起。这里多径信号不仅不是一个不利因素，而且在 CDMA 系统变成一个可供利用的 有利因素。这就是 RAKE 接收机的基本原理。 2.2.4 软切换软切换(Soft Handoff)技术技术 2.2.4.1 软切换的原理软切换的原理 软切换是指在切换过程中，在中断与旧的小区的联系之前，先用相同频率建立 与新的小区的联系。在 CDMA 系统中软切换可以减少对于其它小区的干扰，并通过宏 分集还可以改善性能。软切换的原理如下移动台在上行链路中发射的信号被两个基 站所接收，经解调后转发到基站控制器(BSC)，下行链路的信号也同时经过两个基站 再传送到移动台。移动台可以将收到的两路信号合并，起到宏分集的作用。因为处 理过程是先通后断，故称为软切换，而一般的硬切换则是先断后通。如果两个基站 之间采用的是不同频率，则这时发生的切换是硬切换。软切换包括以下四种情况: *同一基站的两个扇区之间如果切换发生在两个相同频率的扇区之间的话，这种 切换称为更软切换 *不同基站的两个小区之间 *不同基站的小区和扇区之间的二方切换 *不同基站控制器之间。 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 16 2.2.4.2 软切换能够实现的原因软切换能够实现的原因 1) 系统可以实现相邻小区的同频复用； 2) 手机和基站对于每个信道都采用多个接收机，可以同时接收多路信号，在软 切换过程中各个基站的信号对于手机来讲相当于是多径信号，手机接收到这 些信号相当于是一种空间分集。 以下是几个名词解释 导频：指导频信道 导频集合：指所有具有相同频率但不同码相位的导频集。 有效导频集：与正在联系的基站相对应的导频集合。 候选导频集：当前不在有效导频集里，但是已有足够的强度表明与该导频相 对应的基站的前向业务信道可以被成功解调的导频集合。 相邻导频集：当前不在有效导频集或候选导频集里但又根据某种算法被认为 很快就可以进入候选导频集里的导频集合。 剩余导频集：不被包括在相邻导频集。候选导频集和有效导频集里的所有其 它导 频的导频集合。 软切换过程如图所示： a) 当导频强度达到 T_ADD，移动台发送一个导频强度测量消息，并将该导频转到 候选导频集合 b) 基站发送一个切换指示消息 c) 移动台将此导频转到有效导频集并发送一个切换完成消息 d) 当导频强度掉到 T_DROP 以下时，移动台启动切换去掉定时器 e) 切换去掉定时器到期，移动台发送一个导频强度测量消息 f) 长基站发送一个切换指示消息 g)移动台把导频从有效导频集移到相邻导频集并发送切换完成消息。 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 17 图 2-1 软切换实现过程 2.3 CDMA 网基本结构系统网基本结构系统 当前的 CDMA2000 1X 网络基本上都由 BTS、BSC 和 PCF、PSDN 等节点组成。 系统网络结构如下图示： 图中 PCF 为分组控制单元，PDSN 为分组数据服务器，SDU 为业务交换数据单元模 块，BSC 为基站控制器。与 IS-95 相比，网络结构中 PCF 和 PDSN 是两个新增模块， PCF 用于转发无线子系统和 PDSN 分组控制单元之间的消息，PDSN 节点为 cdma2000 1x 接入 internet 的接口模块，PCF 和 PDSN 通过支持移动 IP 协议的 A10、A11 接口互联，可以支持分组数据业务传输。MSC/VLR 是网络的核心部分， 支持话音和增强的电路交换数据业务。 图 2-2 cdma2000 1x 系统网络结构 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 18 3 CDMA 无线网络优化流程和方法无线网络优化流程和方法 3.1 CDMA 系统的网络优化概述系统的网络优化概述 网络优化工作就是在不断监视网络的各项技术数据，并通过用户投诉和路测等 手段收集网络运行的数据，对这些数据进行分析，发现网络运行存在的各类问题。 根据发现的问题，通过对设备、参数的调整，使网络的性能指标达到最佳状态，最 大限度地发挥网络能力，提高网络的平均服务质量和用户的满意度。同时，解决移 动通信系统容量与网络质量之间日益突出的矛盾，在提高频谱效率的同时提高系统 整体质量，使网络长期稳定地运行。 网络优化是 CDMA 系统实际运营过程中的一个重要环节。CDMA 系统在运营 过程中需要对系统进行扩容和不断的网络优化，一是为了解决掉话、接入失败、切 换不畅、网络阻塞、数据业务速率低等质量问题，能够给系统当前的用户提供更加 优质的服务；二是为了优化资源配置，发挥设备潜能，提高系统容量，以接纳越来 越多的系统未来用户，提高网络效益。 3.2 网络优化的发展网络优化的发展 近几年移动通信不断发展，移动通信网络不断壮大，网络优化也相应地经历了 以下几个发展阶段： 1)工程建设型优化向网络优化的转变 工程建设型优化一般是在一期工程或一次大型割接进行的优化。主要处理基站、 交换遗留问题，保持系统稳定。而真正意义上的网络优化则要解决超常规的网络建 设速度和网络整体提供能力的矛盾，希望达到网络设备提供能力的最大化。 2)无线网络优化向全网网络优化的转变 无线网络设备是移动网投资最大、变化最复杂的部分，是体现网络质量的主要 环节。它始终是网络优化的重点，而全网性网络优化则包括对无线网络、交换网络、 传输网、数据网、信令网、同步网等在内的多网络的优化。 3） 网络性能指标性优化向网络资源的配置型优化的转变 网络优化一方面是在现有网络资源下，合理配置网络，提高设备利用率和优化 网络运行质量。另一方面，前一期的优化要对后期的规划形成一定的指导，真正做 到网络的规划、建设、优化的闭环管理。 4） 传统语音业务的质量优化向多元化业务网络优化的转变 网络业务的多元化意味着网络优化思路、技术手段、支撑系统的全面改进。网络优 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 19 化的目标是提高或保持网络质量，而网络质量是各种因素相互作用的结果，随着优 化工作的深入开展和优化技术的提高，优化的范围也在不断扩大。事实上，优化的 对象已不仅仅是当前的网络，它已经渗透到包括市场预测、网络规划、工程实施直 至投入运营的整个循环过程的每个环节。 3.3 网络优化的分类网络优化的分类 根据网络运营的不同阶段，网络优化一般可分为工程优化和运维优化和工程优 化两部分。 3.3.1 工程优化工程优化 指在涉及较大网络投资的工程建设阶段进行的优化，包括新建网络以及扩容工 程的优化，该工作在工程建设完成后、投入运营之前进行，目标是通过调测和优化 使网络达到验收指标并可以正常开通。 1) 单站配置检查 单站配置检查主要包括设备排障、环境测试、参数检查、传输验证等内容。其 中设备排障主要关注基站设备的软硬件故障排除、软硬件版本问题；环境测试目的 是了解基站周围环境的电磁干扰情况，并消除干扰源参数检查主要通过网管检查节 点数据的一致性和完整性、配置原则和基站天馈线参数（如基站经纬度、方向角和 下倾角等）的准确性；传输验证主要检验两个相连节点的传输链路配置。 2) 单站调测 单站调测是每个基站必要的工作验证和测试工作。主要测试手段包括 DT 和 CQT。其中 CQT 测试主要关注 CQT 中各类业务是否正常，是否有噪声、回音、话 音断续等不良情况，若发现问题应做记录，并定位及解决问题。DT 测试对整个基站 的覆盖范围、接收信号强度、信噪比以及本基站扇区与邻近基站扇区间的切换进行 测试，主要关注其是否达到网络规划时覆盖区域的要求，与其他基站是否切换正常 等，若发现问题应做记录，并定位及解决问题。 3) 片区优化 一般情况下，15 到 20 个小区可以组成一个片区。片区优化的目的是通过相应 区域的 DT 和 CQT 进行片区网络性能的验证和优化，其中测试记录更加关注网管的 话统数据。 4） 全网优化 通过片区优化后将全网内所有小区激活，在加载环境下对整个无线网络进行全 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 20 面优化。工程优化中前二步均是在无网络负载情况下完成，而在全网优化阶段必须 进行模拟加载优化。 3.3.2 运维优化运维优化 运维优化主要是指系统在正式投入商用后至下一次网络扩容之前，为保持和提 高网络质量，有效利用网络资源而开展的日常优化工作。运维优化不涉及较大的网 络投资，其工作重点是改善客户的感知度。 运维优化贯穿于网络运营维护的全过程。网络投入商用后，运营维护和优化是 相辅相成的。维护侧重于网络性能的监测、网络故障的处理、用户投诉的响应和系 统升级竹理，其解决的问题往往是显而易见的故障性问题而优化则侧重于通过网络 性能、网络故障、用户投诉等信息的统计，进行问题分析、定位和处理，其解决的 问题可以是故障性问题，也可以是系统性问题但往往是难以实时发现和解决的问题。 维护过程中记录的数据是日常优化的基础，而日常优化则反过来改善网络性能， 降低维护的难度。 运维优化的工作内容主要针对全局性或者局部性的网络 KPI(关键业绩指标)问 题，通过性能指标统计、测试评估网络性能，对问题进行分析定位，提出针对性的 解决方案实现 KPI 的优化。根据优化范围，运维优化可分为单站优化、片区优化和 系统级优化，单站优化、片区优化和系统级优化的流程基本相同。 与工程优化不同的是，运维优化是长期和循环式的工作，工作内容较为繁杂， 需要具备丰富优化经验的工程师。 3.4 网络优化的通常流程网络优化的通常流程 第一步第一步：当前网络情况调查当前网络情况调查 当前网络情况调查的主要工作内容是收集网络设计目标和能反映现网总体运行 和工程情况的系统数据，经过比较和分析，迅速定位需要优化的对象，为下一步更 具体的数据采集、深入分析和问题定位做好准备。 第二部：数据采集第二部：数据采集 数据采集的主要工作内容是通过采用各种测试手段更加有针对性地进一步对网 络性能和质量情况进行测试。 第三步：制定优化方案第三步：制定优化方案 这一步的工作主要是通过对采集来的系统数据和网络测试数据进行深入系统的 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 21 分析，结合现网的运行和工程情况制定出适宜的优化调整方案。 第四步：优化方案实施和测试第四步：优化方案实施和测试 在完成了前三步之后，就需要对制定的优化方案进行具体实施。调整完毕之后， 需要重新进行网络测试，并与优化前的测试结果进行比较，以验证优化的结果。 以上过程是一个不断循环反复的过程，在优化方案实施之后，需要重新进行数 据采集和分析以验证优化措施的有效性，对于未能解决的网络问题或由于调整不当 带来的新问题需要重新优化调整，如此不断循环，才能使网络质量不断提高，以保 持最佳运行状态。 图 3-1 CDMA 无线网络优化实施步骤 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 22 图 3-1 表示的是对全网性能优化的全过程。对于网络局部存在故障或质量问题 的情况，也可以按照前面所讲的 4 步来完成。 3.5 网络优化的方法网络优化的方法 网络优化的方法有很多种，其中主要的有信令跟踪分析法、话务统计分析法及 路测拨打分析法等。在实际优化中，常将二种方法结合起来用。尤其以分析 OMC 话务统计性能报告，并通过路测和七号信令仪表进行 A 接口或 Abis 接口跟踪分析， 是进行网络优化常用的有效手段。 路测是网络优化中最基本的方式之一，通过路测，可以收集大量真实直观的数 据，该数据基本包括了手机通讯的所有无线信息，通过分析，可以对当前网络概况 有比较明确地了解，比如查看全网接收电平情况，可以很直观的看出目前何地覆盖 情况不理想，或者通过察看 Ec/Io 情况，看何地处于导频污染区，从而比较容易的 做出下一步的处理。同时路测中遇到的掉话及接入失败分析，仍是目前分析掉话及 接入失败原因的主要手段之一。对于路测数据的分析在 CDMA 网络优化中占有重要 的地位，是发现和解决问题的重要手段，也是常规优化工作的一个重要组成部分。 CQT 测试是在测试区内选择多个测试点，在每个点进行一定数量的呼叫。通过 呼叫接通情况及测试者对通话质量的评估，分析网络性能质量。测试内容主要包括 覆盖率、接通率、掉话率、单方通话率、回声率、串话率等。 进行网络优化的关键一步就是以来自移动通信网络数据进行分析，主要数据类 型包括无线数据、话务数据、干扰分析数据。 无线数据分析包括信号覆盖范围，接收信号场强，天线增益、指向，相邻小区 间无线频率的切换，同频及邻频信号强度，使用的直放站覆盖效果。 话务数据分析包括对掉话率的分析，相邻小区间的关系是否完整，信令流量的 设置准确度，误码率情况，话务流量是否溢出，高话务量基站是否出现阻塞掉话， 接通率和拥塞等等。话务数据分析还应该注意话务量发展的前期预测，如某个区域 话务量的增长情况。 干扰分析数据包括当误码率超过一定的容限出现的低话音质量区域，干扰的分 布，网外干扰源的定位和分布，网内和网间(联通和移动)的干扰、无线信号的衰落 概率等。以上这些数据可以从网内的数据库及监控系统的统计分析得到，也可以专 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 23 门使用网络优化测试工具(路测)而取得。 3.6 CDMA 网络优化的主要内容网络优化的主要内容 3.6.1 优化准备工作优化准备工作 a) 监视基站硬件的状态：基站的安装；基站的联调；基站准备就绪。 b) 基站基本测试：检查基站的收发路径；测试 TX 输出功率的调整范围；测试 基站接收端的背景噪声；测试天线的下倾角和方向；选定基站的基本参数。 c) 采集基站信息选定基站现场测试方案制作邻小区的列表检查基站的运营状态 并测试输出功率。 d) 各 CLUSTER 的规划：一般将一个系统分成多个 CLUSTER（基本业务区域） ，一般选择两层结构的 20-30 个蜂窝为一个 CLUSTER，CLUSTER 的选择 受地理位置如水域、山脉、相关旧和客户的喜好的影响。先优化内层，再优 化外层。 e) 选定路测的线路：CLUSTER 测试线路（用于优化 CLUSTER 及测试 CLUSTER 的扩展覆盖，应完全在被测的 CLUSTER 预测覆盖区域内） ；系 统级测试线路（要经过每一个 CLUSTER，用于性能测试） 。所有的路测线 路应使用覆盖预测图和地形地貌来定义。应包括主要的公路和主要的街道， 如果时间允许还要包括一些稍小的街道。 f) 频谱检测：在 RF 优化开始前应清楚所使用的频谱，RF 组应进行频谱监测， 以保证临界区域确实没有干扰。上行链路频谱和下行链路频谱都应进行检查， 方法是:1)关闭 CDMA 系统；2)监视前向链路的频带；3）监视反向链路的 频带；4）在进行 CLUSTER 测试前找出干扰源并将其消除。 3.6.2 现场测试现场测试 根据实际的地理环境最后确定测试路线。 无负载测试主要包括三项检查：各部分是否正常工作；CLUSTER 无负载覆盖 测试；移动台起呼测试。 第一项主要测试各部分是否能正常工作。能正常工作的标准是基站己完成功率 校准并进行了全面的联调蜂窝中天线能正常工作的标准是：RF 天线、GPS 和电缆已 正确安装；天线模型、高度、方位角、下倾角与 RF 设计预测的相同。RF 部分能正 常工作的标准是:天线配置(包括方向、倾角)基于 RF 工程设计工具；邻集列表的产 生也是根据设计工具和工程调整完成了偏置的分配；没有频谱干扰；测试设备己配 CDMA 无线网络优化方法探讨及案例分析 24 备和校准。 第二项测试的主要目的是检查覆盖盲区、多导频覆盖区域、邻集列表问题和切 换区域。因此它将测量前向信道的导频和前反向链路的 FER。通过监测 FER 来衡量 通话质量。要进行的工作有盲区优化和盲区图制作；检查现场状态(包括和切换状态)； 测试无线环境状态（包括 RSSI/MS TX/FER、切换测试和链路平衡测试） 。 第三项测试主要是基本呼叫处理测试，包括移动台起呼的处理状态和各切换类 型的现场测试。 3.6.3 CLUSTER 级的调整和优化级的调整和优化 a) 天线调整选定天线的调整值，调整天线。 b) 参数调整：分析参数，调整参数。 c) 盲区优化工作基站输出功率的确认和调整，进行天线的调整和在盲区的优 化，进行各要素的优化（RSSI、MS TX、Ec/Io、FER 等） d) 最终各 CLUSTER 的优化工作：各 CLUSTER 的测试（RSSI、MS TX、Ec/Io、FER、TX-ADJUST 等） ，进行各切换类型的现场测试和优化和 链路平衡测试。 3.6.3 系统级优化（有负载）系统级优化（有负载） 系统级优化是对整个系统进行全面的优化，并为系统性能侧试做准备。将所有 的 CLUSTER 组合成完整的系统。起呼失败率、掉话率和 FER 是系统级优化的主要 参数。系统级优化的主要目标是使整个系统的性能达到最优，而不是使某个区域达 到最优，因为对一个区域优化所做的任何改动都有可能影响其它区域的性能。所有 优化步骤与 CLUSTER 级优化的步骤相同。主要集中在有问题的区域并解决问题， 当改动参数时要测试周