WCDMA网络优化工程实践yanghubo.doc

WCDMA网络优化工程实践摘 要： 伴随着3G时代的到来，WCDMA技术越发受到关注。WCDMA是为满足大容量、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。随着3G技术正式商用，以及城市建设等引起的电波传播条件的变化，便需要对网络持续不断地进行优化。网络优化工作，一方面是要对网络运行中存在的诸如覆盖不好、语音质量差、掉话、网络拥塞、切换成功率低等质量问题予以解决，使网络达到最佳运行状态；另一方面，还要通过优化资源配置，对整个网络进行合理调配的运用，以适应需求和发展的情况，最大可能地发挥设备潜能，从而获得最大的投资效益。本文介绍了移动通信的发展历程、WCDMA的发展历程、WCDMA的基本原理、WCDMA的关键技术。最后重点结合某些掉话案例，详细分析了原因并给出了解决方案。关键词：WCDMA 优化 目录第1章 绪论41.1 移动通信的发展历程41.2 第三代WCDMA,IMT-2000,TD-SCDMA4第2章 WCDMA系统的特点、原理及关键技术52.1 WCDMA系统的特点52.2 WCDMA原理及关键技术62.2.1 WCDMA网络结构62.2.2 WCDMA空口协议栈结构6第3章 WCDMA网络优化概述73.1 WCDMA网络优化流程73.2 WCDMA网络优化的分类及工作类容83.2.1工程优化流程及工作内容83.2.2单站优化流程及工作内容83.2.3运维优化流程及工作内容9 3.3 路测与网络优化103.3.1 路测概述103.3.2 WCDMA路测中需重点观察的指标10结 论11参考文献12第1章 绪论1.1 移动通信的发展历程现代移动通信技术的发展始于上世纪80年代，用户需求成为移动通信发展的最大动力，在用户需求的推动下，移动通信技术发展速度越来越快，近30年时间内，经历了三代技术的转变，发展历程如图1-1所示： 1.2 第三代WCDMA,IMT-2000,TD-SCDMA W-CDMA（宽带码分多址）是一个ITU(国际电信联盟)标准，它是从码分多址（CDMA）演变来的，从官方看被认为是IMT-2000的直接扩展，与现在市场上通常提供的技术相比，它能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。WCDMA采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为3.84Mcps，载波带宽为5MHz.基于Release 99/ Release 4版本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。W-CDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信，速率可达2Mb/s（对于局域网而言）或者384Kb/s（对于宽带网而言）。输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输。窄带CDMA使用的是200KHz宽度的载频，而W-CDMA使用的则是一个5MHz宽度的载频。第2章 WCDMA系统的特点、原理及关键技术2.1 WCDMA系统的特点WCDMA是宽带码分多址（Wide Code Division Multiple Access）的英文缩写，是在扩频通信技术上发展起来的种新型的无线通信技术。WCDMA无线系统主要具有以下几个优点:(1)频点更宽WCDMA采用了5 MHz的频点带宽，是cdma2000频点带宽的4倍，因此可以采用高达3.84 Mcps的码率，是cdma2000码率1.228 8 Mcps的3倍以上。这样WCDMA就可以提供数倍于cdma2000的上、下行业务速率，这对提高数据业务的用户体验非常有帮助。(2)复用更充分复用更充分来源于以下两个方面的要求：其一WCDMA是3G技术，因此需要支持多媒体业务，业务种类自然很多。例如，常用的业务就有语音业务（CS12.2）、视频电话业务（CS64）、分组数据业务（PS64/PS128）和高速分组数据业务（HSPA）等。另外，每个用户还可以同时进行多项业务，例如，语音业务与数据业务的组合，需要支持并发的业务。其二是由频点更宽带来的。由于WCDMA频点带宽很大，充分利用这些带宽就很关键，需要尽量减少浪费。(3)话音质量高WCDMA系统采用了AMR语音编码技术，有八种语音编码速率(12.2kbps-4.75kbps)，可以根据小区负荷自适应调节编码速率。有很好的背景噪声抑制功能。WCDMA系统使用RAKE分集接收技术以克服衰落、提高话音质量，使用软切换技术更可以有效地减少掉话。(4)采用软切换WCDMA系统和CDMA2000系统采用了软切换技术，而TD-SCDMA系统则采用了接力切换技术，这些切换技术可以更有效地降低掉话率，提高系统容量，改善话音质量。(5)保密性能好因为采用码分多址技术，其复杂的编译码及调制解调技术确保系统具有良好的保密性能。2.2 WCDMA原理及关键技术2.2.1 WCDMA网络结构UTRAN包含一个或几个无线网络子系统（RNS, Radio Network Sub-system）。一个RNS由一个无线网络控制器（RNC）和多个基站（NodeB）组成。RNC与CN之间的接口是Iu接口，包括与CS域的Iu-CS接口和与PS域的Iu-PS接口。NodeB和RNC通过Iub接口连接。在UTRAN内部，RNC之间通过Iur互联。RNC用来分配和控制与之相连的NodeB的无线资源。NodeB则完成Iub接口和Uu接口之间的数据流的转换，同时也参与一部分无线资源管理。 WCDMA网络结构如图所示：图2-1 WCDMA网络结构示意图2.2.2 WCDMA空口协议栈结构WCDMA空口协议栈结构如图所示：图2-2 WCDMA空口协议栈结构图UTRAN无线接口（Uu接口）在接入层的有关协议结构。图中自上而下是发射路径，自下而上是接收路径。从协议结构上看，WCDMA无线接口水平分为三个层，垂直分为两个面。第3章 WCDMA网络优化概述WCDMA网络介绍随着3G通信技术的发展，网络规划和优化工作越来越重要。目前，公众对WCDMA的网络规划和优化产生了极大兴趣。第三代移动通信网络的建设正方兴未艾，这一全新的移动通信技术与传统的GSM网络规划有着本质的不同。在全球范围内，设计新的工作流程。而且，各大网络规划软件公司已经着手开发和研制针对这种新网络综合业务的有效算法。在本文中主要讲述WCDMA的网络优化问题。WCDMA网络优化的主要目标就是无限趋近网络的最佳工作状态，尽可能通过网络性能提高满足不断变化和发展的业务需求，使系统性能得到不断改善，提供最优的服务质量。3.1 WCDMA网络优化流程一个良好的优化展开，就要制定出严格的流程。因此WCDMA的网络优化流程重要。WCDMA网络优化的具体流程如图所示：图3-1 WCDMA网络优化流程图3.2 WCDMA网络优化的分类及工作类容3.2.1工程优化流程及工作内容工程优化的主要手段是进行测试和分析，包括DT（Drive Test）和CQT，在测试时可能会结合测试UE的信令和网管工具后台跟踪的信令进行分析。优化测试工具主要是路测软件+Scanner/UE+GPS，信令跟踪利用LMT的信令跟踪工具；优化分析利用路测软件可以完成。3.2.2单站优化流程及工作内容单站优化又称为单站验证，其主要目的是在簇优化前，保证待优化区域中的各个站点各个小区的基本功能、基站信号覆盖均是正常的。单站验证包括测试前准备、单站验证测试、单站性能分析及问题处理三部分。在测试准备阶段，需要输入基站规划数据表和RNC参数配置表，检查站点状态是否正常，并选择合适的测试路线和测试点，同时需要检查测试设备是否齐备可用；在单站验证测试过程中，要根据单站验证规范测试，针对存在的硬件安装问题，提交问题分析报告由工程安装团队解决，功能性问题由RNC工程师配合解决。1）基站簇优化流程及工作内容在簇优化阶段所做工作主要有：覆盖优化、邻区优化、扰码优化、解决业务接入失败、掉话和切换失败等问题。基本上，基站簇优化是一个测试、发现和分析问题、优化调整、再测试验证的重复过程，直到达到基站簇优化的目标KPI指标。基站簇优化阶段主要包含了三个方面的内容：基站簇优化开展的前提条件和输入信息，进行路测和路测数据后处理分析的详细过程和判断基站簇优化工作结束的验收标准。2）全网（区域）优化流程及工作内容全网（区域）优化流程基本上与基站簇优化流程相同，是在基站簇优化完成的基础上，对更大区域的网络进行优化，这个区域先是几个基站簇的合并，然后是一个RNC的优化，最后是整个网络的优化。优化的主要目的是前一个优化单元边界之间的优化，如基站簇边界、区域边界、RNC边界、2G/3G网络边界等等，来进一步优化和提升网络性能。全网优化也主要采用路测的方式，全网优化的测试路线设计应与验收测试的路线设计原则保持一致。路线的设计中，应重点考虑各簇交界地区的测试，以发跨簇的问题。评估优化后网络质量，发现并解决问题，为初验测试做好准备。3.2.3运维优化流程及工作内容运维优化的内容主要是后台网管性能指标KPI优化，网管KPI优化是通过对OMC统计数据的分析来定位异常KPI的过程。异常KPI是指日常网络运行监控中网络质量报告输出的KPI不满足项，如接入成功率、掉话率、异系统切换成功率等。运维优化的主要优化手段是基于网管的性能统计和综合网络优化平台进行统计和分析，同时对关注的区域进行针对性的DT和CQT的测试和分析。后台统计指标有RNC级的不合格指标时，明确是否突发性、可自愈性的异常。这类异常通常持续时间不长，但是对统计指标可能有很大影响，需记录具体原因和提出相应的改进建议；若不是突发、可自愈的指标异常，要做的第一件事是检查设备告警信息，排除可能的设备告警，这点很重要。若设备无告警或告警消除后指标没有恢复正常，进行下一步：将统计指标和话务量联合起来进行过滤，列出所有指标不满足的小区，并进行地理化显示；收集网络当前的传输配置表、软硬件版本和无线参数配置信息，分析筛选出的异常小区是否存在某些共性；若异常小区没有找到共性，或优化后仍有不满足指标的小区，则进行单小区的异常指标分析，主要关注无线接通率、掉话率、软切换成功率、2/3G互操作指标、PS业务速率等KPI指标。3.3 路测与网络优化3.3.1 路测概述路测是进行网络优化最基础的工作，通过路测数据能后及时发现网络中的问题，为后面的调整及提升网络质量奠定了基础。路测是了解网络质量、发现网络问题较为直接、准确的方法。路测在掌握无线网络覆盖框架方面，具有话务统计、KPI统计等其它方法不可替代的特点。通过路测数据采集分析可以了解是否有越区覆盖、覆盖差、覆盖盲区现象，是否有上下行不平衡，是否有天馈系统装反，导频污染等等。特别在进行了参数调整或做了覆盖方面的调整后，都需要路测了解这些调整是否达到了预期效果。3.3.2 WCDMA路测中需重点观察的指标1）Ec/IoEc/Io反映了手机在当前接收到的导频信号的水平。这是一个综合的导频信号情况。Ec是手机可用导频的信号强度，而Io是手机接收到的所有信号的强度。所以Ec/Io反映了可用信号的强度在所有信号中占据的比例。这个值越大，说明有用信号的比例越大，反之亦反。2)TX_PowerTX_Power是指手机的发射功率，功率控制是保证CDMA通话质量和解决小区干扰容限的一个关键手段，手机在离基站近、上行链路质量好的地方，手机的发射功率就小，因为这时候基站能够保证接收到手机发射的信号并且误帧率也小，而且手机的发射功率小，对本小区内其他手机的干扰也小。所以手机的发射功率水平，反映了手机当前的上行链路损耗水平和干扰情况。上行链路损耗大、或者存在严重干扰，手机的发射功率就会大，反之手机发射功率就会小。3)Rx_PowerRx_Power是手机的接收功率。在CDMA中，有三个参数是比较接近的，可以几乎等同使用的参数。分别是RXPOWER、RSSI、Io。RXPOWER是手机的接收功率，Io是手机当前接收到的所有信号的强度，RSSI是接收到下行频带内的总功率，按目前所查阅到的资料来看，这三者称谓解释不同，但理解上是大同小异，都是手机接收到的总的信号的强度。RXPOWER只是简单的反映了路测区域的信号覆盖水平，而不是信号覆盖质量的情况。4)Tx_AdjTx_Adj反映了上下形链路的一个平衡状况。一般要求其在0以下。而大于10的时候，便说明反向链路相比前向链路要差，情况很不理想了。对于Tx_Adj，也不能说是越小越好。但是在实际的路测中，我们一般遇到的，往往是TXADJ过高，前向链路好、反向链路差的情况。5）FFERFFER是前向误帧率。前向误帧率跟Ec/Io一样，也是一个综合的前向链路质量的反映。FER越小，说明手机所处的前向链路越好，接收到的信号好，这个时候Ec/Io也应该比较好。FER越大，说明手机接收到的信号差，这个时候Ec/Io应该也较差。结 论本文在原理部分主要介绍了移动通信的发展史、WCDMA的发展史、WCDMA基本原理及其关键技术。WCDMA使用扩频技术,其网络优化要考虑到网络外的其它干扰。软切换本来是一个优点，但是软切换会带来无线资源的浪费，所以WCDMA的网络优化就显得很重要。WCDMA网络优化工作，一方面是要对网络运行中存在的诸如覆盖不好、语音质量差、掉话、