CDMA无线网络优化的研究.doc

分类号： XXXXX 密 级： U D C： 621.38 编 号： CDMA无线网络优化的研究Research On Optimization Of CDMA Network 学位授予单位及代码：长春理工大学 （xxxxx） 学科专业名称及代码： 电子与信息 （xxxxx）研 究 方 向：通信技术 申请学位级别：工程硕士指 导 教 师：陈桂芬 教授 研 究 生： 韩秀娟 论文起止时间：2009.32010.10 62摘 要通信技术的发展日新月异，移动业务的蓬勃发展已经渗入了人们生活的方方面面，给人们生活带来了极大便利。移动通信的发展迅速，随着移运网络的发展， CDMA网络建设规模逐渐扩大，CDMA是移动通信领域中发展最快的数字无线技术之一，它提供的各类业务在信号质量、安全性、功耗和可靠性等方面都表现出很强的技术优势。随着全球移动网络蓬勃发展， CDMA网络中的用户飞速上涨，网络的不断扩容，原有的网络设计及结构改变、话务量不断增加直接影响着CDMA网络的质量。因此CDMA进行优化就非常重要。只有使用优化的思路指导规划，拥有一个良好的优化流程，一张良好的网络才能够产生。本文介绍了CDMA网络无线传播、原理、信道等。对网络关键指标：呼叫建立成功率、掉话率等问题进行了详细分析，提出解决办法，给出优化过程中的案例。分析目前CDMA网络现状。网络由于原来话务量少基站建设的少，选止高山站较多，现在的话务提升，用户不断上涨，网络规模不断扩大，随之而来的网络规划、选址不合理引起网络质量的问题就体现出来了，本文结合案例，说明了一个网络只有将规划与优化结合起来才会更好。并给出CDMA网络优化的详细流程，并结合吉林白城的网络优化实施案例，进行优化的整体流程实施。通过流程的实施说明拥有个完整的优化流程，并严格实施，这样网络规划与优化才能够真正的结合起来，优化出一个更好的网络。关键字：移动通信 CDMA 网络规划 网络优化 ABSTRACTWith the rapid development of communication technology , the booming mobile services has infiltrated all aspects of peoples lives,it brings a great convenience for people . With the development of the mobile network, the development of mobile communications is rapidly , the construction scale of CDMA network is also gradually expanding, since CDMA is one of fastest growing digital wireless technology in mobile communications, therefore, it provides various types of business in the signal quality, safety, power and reliability, have shown a strong technological advantage.With the rapid development of global mobile network,the customers of CDMA network increases rapidly, the network continues expansion , the original network design and structural changes、the telephone traffic increasing , these factors directly affect the quality of CDMA network. Therefore, it is very important to optimize CDMA. Only use the idea of optimization guide the planning, with a good optimization process, a good network can produce.This article describes the CDMA wireless communication networks, theory, channel and so on.For the key indicators of network: Call setup success rate, call drop rate and other issues are analyzed in detail and put forward solutions to the optimization process is given in the case. Analysis of the current status of CDMA network, the original network has less telephone traffics and base station,more mountain stations,but now the network has more telephone traffics , the customers rising rapidly ,the networks expanding, following the network planning、sites selection unreasonable problems caused by network manifested, this paper with the case, shows a network planning and optimization only combined will be better . and a detailed process of CDMA network optimization be given, Combined with the implementation of case of Network Optimization of Ji Lin province baicheng city, to optimize the overall process of implementation .Through the process of implementation ,shows that if be provided with a complete optimization process, and strictly implemented, this network planning and optimization can truly be combined, and a better network to be optimized.Keyword : Mobile communication CDMA Network optimization Network planning 目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.1引言11.2国内外发展现状11.3 CDMA网络优化规划与优化面临挑战31.4论文研究的主要内容31.5小结3第二章 CDMA原理及关键技术42.1无线传播特性及RAKE接收机技术42.2 CDMA码分多址通信系统的各类码及各种信道62.3 CDMA蜂窝移动通信容量72.4 CDMA网络的功率控制技术82.5 CDMA网络的切换技术102.6 话音编码技术132.7 小结13第三章 CDMA网络优化指标及现状分析143.1 CDMA网络优化指标143. 1.1降低CDMA掉话率143.1.2提升CDMA呼叫建立成功率153.1.3提升CDMA软切成功率173.2网络现状分析173.3基站选址建议173.4影响网络指标案例183.4.1CDMA20001X四平业务区天馈接反案例183.4.2邻区漏配引起的路测掉话分析193.4.3 白城 CDMA的双载频切换案例203.4.4董家基站CDMA的软切换失败案例243.4.5白城呼叫失败问题293.4.6白城市广电设备搬迁至CDMA基站附近造成基站的干扰313.4.7白山市区基站选址高山站造成越区覆盖323.4.8白城市区基站在规划时天线选型不合理造成越区覆盖的干扰333.7小结34第四章 CDMA网络优化流程及实施364.1 CDMA20001X网络的优化流程364.1.1需求分析364.1.2规程裁减364.1.3制定计划：364.1.4频谱扫描364.1.5无线参数检查364.1.6单站抽检374.1.7校准测试374.1.8优化前网络评估374.1.9基站簇优化374.1.10全网优化及网络评估384.1.11遗留问题，下期工程建设建议384.1.12项目结束资料归档394.2吉林白城网络优化实施394.2.1白城现状及需求分析进行现状调查394.2.2白城网络优化规程制定优化计划404.2.3对网络进行频谱扫描414.2.4网络接入参数优化414.2.5优化的单站抽查及结果444.2.6较准测试444.2.7优化前网络评估444.2.8基站簇优化464.2.9全网优化及网络评估494.2.10遗留问题，下期工程建设建议554.2.11优化结束资料存档56第五章 总结与展望57致 谢58参考文献59第一章 绪论1.1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，对推动着社会进步和人类文明的发展有着重大的影响。随着全球移动用户数量的迅猛增长，移动通信网络的建设显得尤为重要。移动通信网络的发展飞速，先进的CDMA技术也将成为第三代移动通信的主流，随着用户的不断增加，网络建设力度的不断加大，网络优化将伴随工程优化的全过程。网络优化是移动通信网络建设中的一个非常重要的过程，其目的就是要改善网络的通信质量。采用快速有效的网络优化方法，改善网络的性能和服务质量成为移动通信网络运营商所关注的重要问题之一。网络优化即通过对频率设计、基站参数、网络结构等一系列调整措施，建设一个话音清晰、覆盖良好、接通率高的优质通信系统。网络优化是一个复杂的工程，目的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。网络选址、选型等则是一个良好的网络的保证，如果没有良好的规划，优化即使做得再好也不能将一张大型的网络优化好，只有在规划时将网络中的各种方面的东西全部考虑到，其中包括选址的周边地形、地貌、无线环境、基站高度，设备天馈选型等等，一张大型的网络只有规划时考虑得全面，才能够将网络骨胳打建得好，这样才能够保证网络的优化，用优化的思想来指导网络规划，将规划与优化结合起来才能够真正做好一张完美的网络。1.2国内外发展现状第一代移动通信技术：主要采用模拟技术和频分多址（FDMA）技术。受传输带宽限制，不能进行移动通信长途漫游，只是一种区域性移动通信系统。1G有多种制式，中国主要采用TACS。第二代移动通信技术：主要采用数字的时分多址（TDMA）技术和码分多址（CDMA）技术。主要业务是语音，主特性是提供数字化话音业务及低速数据业务。克服模拟移动通信系统弱点，话音质量、保密性能得到提高，并可进行省内、省际自动漫游，但用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游，因而无法进行全球漫游。第三代移动通信技术：与第一代、第二代相比，第三代将有更宽的带宽，其传输速度最低为384K，最高为2M，带宽可达5MHz以上。不仅能传输话音，还能传输数据，从而提供快捷、方便的无线应用，如无线接入Internet.能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另个主要特点。第三代移动通信网络能将高速移动接入和基于互联网协议的服务结合起来，提高无线频率利用效率。第三代移动通信技术：4G是集3G与WLAN于一体并能传输高质量视频图像的信息技术.4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2千倍。4G有着不可比拟的优越性。移动通信技术标准的不同发展趋势图1-1。图1-1网络发现趋图国际上第三代移动通信的商用化逐步在全球范围内进入实施阶段。一方面，第三代移动通信技术除了能够支持更高速率的移动多媒体业务外，还提供更高的频谱效率和服务质量，对于新兴的移动运营商具有较大的吸引力。另一方面，欧洲国家的各大运营商已经耗费了巨额资金获得了第三代移动通信运营执照，为了应对来自资本市场的压力，纷纷采取合作与重组的方式，逐步推进3G网络的建设，其中欧洲的大部分运营商计划于2003年开始对WCDMA技术进行试商用。而北美Spring PCS，Bell Mobility, Verizon Wireless，日本的KDDI及韩国的KT已于2001年年底实现cdma2000-1x的商用化。与此同时，日本DoCoMo于2001年10月初步实现了WCDMA的商用化。根据对有关电信运营商的调查，与位置有关的信息点播业务、多媒体短信业务、移动上网浏览业务、移动电子商务、交互式娱乐业务将是未来最具发展前景的移动通信业务。CDMA业务的发展情况见图1.2。图1.2 CDMA网发展现状1.3 CDMA网络优化规划与优化面临挑战CDMA网络优化技术，优化面临了新的挑战.CDMA发展历程中数据业务的速度变化情况。CDMA主要网络特点及优化存在的困难:（1）无线网络规划简单，频率复用系数1/1，工程设计简单，但网络是一种自干扰系统。随着用户的增加网络网络的不断扩容，网络的自干现象越来越严重。（2）覆盖优点是范围大，覆盖半径是标准GSM的2倍左右，因为用户的增涨,因CDMA会存在呼吸效应，网络覆盖会受用户的分布影响,覆盖范围不固定。这也是优化的难点。（3）采用独特的软切换技术，降低了掉话率。但却影响网络容量，随着基站的增加用户量的增加，基站的站距越来越近，软切换比例越来越大，设备的利用率越来越低，这也将成为网络优化的难点。1.4论文研究的主要内容第一章 从总体上介绍了网络优化的相关概念，移动通信国内外发展状况，CDMA网络优化面临的技术挑战。第二章 介绍CDMA原理技术标准及关键技术。主要介绍了无线传播特性，CDMA的RAKE接收机工作原理,CDMA的各种码及信道结构。第三章 CDMA网络关键指标进行分析，如何提升各关键指标，分析网络现状，及相关案例。第四章 给出网络优化流程，并结合吉林白城的网络进行优化流程实施。只有将网络规划与优化结合起来，网络指标才能够得到保证。第五章 总结网络优化关键，及需要注意的问题，并展望而3G共址网络的网络优化。 1.5小结本章介绍有CDMA网络的基本概况。从CDMA的网络发展结构等方面，分析现网情况及将来的发展趋势，从国际发展现状入手，分析国内发展状况，然后介绍了CDMA网络发展现状；并在最后给出了论文的整体结构框架。从CDMA网络的特点入手进行分析CDMA优化面临的技术挑战，各种优化的问题将在各章中作详细的讨论。因此，正是用户的不断增加,网络结构的不断变化,本来的属于CDMA的优势却在用户的增涨中出现了各类优化面临的问题，才引出了后面各章所提及的方法。第二章 CDMA原理及关键技术CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，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。香农定律： ( 2.1)C：信道容量，单位b/s ；B：信号频带宽度，单位Hz；S：信号平均功率，单位W；N：噪声平均功率，单位W；在信道容量C不变的情况下，信号频带宽度B与信噪比S/N完全可以互相交换，即可以通过增大传输系统的带宽以在较低信噪比的条件下获得比较满意的传输质量。2.1无线传播特性及RAKE接收机技术在无线传播的过程，为解决各种无线传播中的各种问题，在CDMA网络中引入了多种技术来解决这些问题，下面我们简单介绍CDMA分集解决技术等。在一个典型的蜂窝移动通信环境中，由于接收机与发射机之间的直达路径被建筑物或其他物体所阻碍，所以，在蜂窝基站与移动台之间的通信不是通过直达路径，而是通过许多其他路径完成的。从发射机到接收机的电磁波的主要传播模式是散射即从建筑物平面反射或从人工自然物体折射。所有的信号分量合成产生一个复驻波，它的信号的强度根据各分量的相对变化而增加或减小.其合成场强在移动几个车身长的距离中会有20 30dB的衰落，其最大值和最小值发生的位置大约相差1/4波长。大量传播路径的存在就产生了所谓的多径现象，其合成波的幅度和相位随移动台的运动产生很大的起伏变化，通常把这种现象称为多径衰落或快衰落如图3所示在性质上多径衰落属于一种快速变化。移动台接收的信号除瞬时值出现快速瑞利衰落，外其场强中值随着地区位置改变出现较慢的变化。这种变化称为慢衰落.是由阴影效应引起的，所以也称作阴影衰落。电波传播路径上遇有高大建筑物、树林、地形起伏等障碍物的阻挡，就会产生电磁场的阴影。当移动台通过不同障碍物阻挡所造成的电磁场阴影时就会使接收场强中值的变化。变化的大小取决于障碍物的状况和工作频率变化速率不仅和障碍物有关而且与车速有关研究这种慢衰落的规律发现其中值变动服从对数正态分布。 在蜂窝环境中有两种影响：一种是多路径，于从建筑物表面或其他物体反射、散射而产生的短期衰落，通常移动距离几十米；第二种是直接可见路径产生的主要接收信号强度的缓慢变化，即长期场变化。也就是说，信道工作于符合瑞利分布的快衰落并叠加有信号幅度满足对数正态分布的慢衰落。 快速运动的移动台还会发生多普勒频移现象,这是因为在移动台高速运动时，接收和发送信号将导致信号频率将发生偏移而引起的干扰。多普勒频移符合下面的公式2.2。 (2.2)fI为合成后的频率，f0为工作频率，fd为最大多普勒频移，i为多径信号合成的传播方向与移动台行进方向的夹角，v为移动台的运动速度，为波长，当移动台快速远离基站时为fi=f0-fd。当移动台快速靠近基站时为fi=f0+fd。当运动速度过高时，多普勒频移的影响必须考虑，而且工作频率越高。频移越大。 多径衰落和阴影衰落产生的原因是不同的，随着移动台的移动，瑞利衰落随着信号的瞬时值快速变动。而对数正态衰落随着信号平均值变动，这两者是构成移动通信接收信号不稳定的主要因素，使接收信号被大大恶化，虽然通过增加发信功率、天线尺寸和高度等方法能取得改善。但采用这些方法在移动通信中比较昂贵，有时也显得不切实际，而采用分集方法即在若干支路上，接收相互间相关性很小的载有同一消息的信号，然后通过合并技术再将各个支路的信号合并输出，那么便可在接收终端上大大降低深衰落的概率。由于衰落具有频率、时间和空间的选择性，因此分集技术包括空间分集、时间分集、频率分集、极化分集和角度分集等五种。（1）空间分集若在空间设立两副接收天线独立，接收同一信号由于其传播环境及衰落各不相同，具有不相干或相干性很小的特点，采用分集合并技术并使输出较强的有用信号，降低了传播因素的影响。在移动通信中，空间的间距越大，多径传播的差异就越大，所收场强的相关性就越小。天线间隔可以是垂直间隔也可以是水平间隔。但是，垂直间隔的分集性能太差不主张用这种方式。为获得相同的相关系数，基站两分集天线之间的垂直距离，应大于水平距离。这种方式在移动通信中是最有效的也是应用最普遍的一种分集方式。（2）时间分集：可采用通过一定的时延来发送同一消息，或在系统所能承受的时延范围以内在不同时间内的各发送消息的一部分。CDMA系统采用的是交织技术来实现时间分集的。（3）频率分集：这种分集技术在CDMA中是通过扩频来实现的。（4）极化分集：它是通过采用垂直电子天线垂直磁性天线和环状天线来实现的。（5）角度分集：由于地形地貌和建筑物等环境的不同到达接收端的不同路径的信号可能来自于不同的方向在接收端采用方向性天线分别指向不同的信号到达方向则每个方向性天线接收到的多径信号是不相关的。 综合上面所说在CDMA的基站发出的无线电信号的传播路径损耗受地面地形地物的影响很大，基站越高信号传得越远。 而无线电波传播极其复杂，受到反射、绕射和散射等多径传播的影响，有时会引起严重的信号衰落 。无线电波传播还和频率相关，频率越高，传播路径损耗越大，绕射能力越弱，传播的距离也越近。为解决多径这一问题，在CDMA系统中采用了RAKE接收技术，在CDMA系统中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。也就是RAKE接收机的实现原理。2.2 CDMA码分多址通信系统的各类码及各种信道(1)CDMA码分多址的各类码 CDMA是使用多种码来区分各种信道，长码区分用户，PN短码区分扇区，WALSH码区分前向信道。PN长码用于区分反向码信道。伪随机序列(PN码)：具有类似噪声序列的性质，是一种貌似随机但实际上有规律的周期性二进制序列。不同序列的不同相位标识不同的基站、移动台和用户。不同的掩码值能使PN序列产生不同的相位。CDMA2001X系统中用手机的ESN（电子串号）来计算出标识不同用户的掩码.CDMA系统中的PN码：PN长码：242 1 (r = 42)，1.2288Mcps时每41天重复1次PN短码：215 (r = 15)，1.2288Mcps时每26.67ms重复一次短码序列I和Q均为32,768chip，短码序列可以看作具有I和Q两种不同成分序列的二维二进制矢量，每一个的长度为32,768chip。每一个短码序列均与它自身完全相关，即与时间偏置为零的短码序列完全相关。一个零偏置短码序列与它自身的任何非零偏置的短码序列正交.实际中以64chips偏移做为一个偏移序号(PN_OFFSET_INDEX), 即可用的PN码是0511个。CDMA而给每一用户分配一个唯一的码序列（扩频码）即长码。每个移动台使用一个唯一的用户长码序列，该序列是根据42位长码寄存器的内容、32位的ESN及掩码生成的，长码寄存器在移动台初始化期间与CDMA系统建立同步速率1.2288Mcps，周期为41天10小时12分钟19.4秒。并用它对承载信息的信号进行编码。知道该码序列用户的接收机对收到的信号进行解码，并恢复出原始数据，这是因为该用户码序列正交，而与其它用户马序列的互相关是很小的。由于码序列的带宽远大于所承载信息的信号的带宽，编码过程扩展了信号的频谱，所以也称为扩频调制，其所产生的信号也称为扩频信号。CDMA通常也用扩频多址（SSMA）来表征。对所传信号频谱的扩展给予CDMA以多址能力。因此，对扩频信号的产生及其性能的了解就十分重要。 各种码的总结详见图2.1。图2.1 CDMA各种码说明图每种扩频序列在前向链路和反向链路上具有不同的用途。这些序列在两个方向上均用于生成用户的码分信道。(2) CDMA的各种信道cdma2000空中接口的物理信道结构：cdma2000空中接口中的物理信道分为前向反向专用物理信道(FRDPHCH)和前向反向公共物理信道(FRCPHCH)。前向反向专用物理信道是以专用和点对点的方式在基站和单个移动台之间运载信息的，前向反向公共物理信道是以共享和点对多点的方式在基站和多个移动台之间运载信息的，前向公共物理信道还包括前向快速寻呼信道(FQPCH)和前向公共广播信道(FBCCH) CDMA的信道结构：前向导频信道、寻呼信道、前向业务信道、接入信道、CDMA寻呼信道F-QPCH、CDMA前向补充业务信道F-SCH、反向导频信道R-PICH。2.3 CDMA蜂窝移动通信容量CDMA系统的容量大，容量与质量有密切的关系。下面我们将CDMA与FDMA比较看， 与FDMA和TDMA相比，CDMA具有许多独特的优点，其中一部分是扩频通信系统所固有的，另一部分则是由软切换和功率控制等技术所带来的。CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率再用等几种技术结合而成，含有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作，因此它具有抗干扰性好，抗多径衰落，保密安全性高，同频率可在多个小区内重复使用，所要求的载干比(CI)小于1，容量和质量之间可做权衡取舍等属性。这些属性使CDMA比其它系统有非常重要的优势。系统容量大理论上CDMA移动网比模拟网大20倍。实际要比模拟网大10倍，比GSM要大4-5倍。 不同的制式特点详见图2.2。 图2.2频分、时分、码分多址容量特点图而系统容量的灵活配置，但覆盖也会因为容量的变化而变化：这与CDMA的机理有关。CDMA是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和频率，我们打个比方，我们将带宽想象成一个大房子。所有的人将进入唯一的大房子。如果他们使用完全不同的语言,有人使用俄语、有人使用德语、有人使用英语，他们就可以清楚地听到同伴的声音。是因为他们的只能听得懂自己的交流的语言，而只受到一些来自别人谈话的干扰。在这里,屋里的空气可以被想象成宽带的载波,而不同的语言即被当作编码,我们可以不断地增加用户直到整个背景噪音限制住了我们。如果能控制住用户的信号强度,在保持高质量通话的同时,我们就可以容纳更多的用户。 在CDMA的商用局中引入了功率控制的技术。而CDMA的网络的容量是一个可变的容量，因为牺牲通话质量是可以增加CDMA的容量的。2.4 CDMA网络的功率控制技术在CDMA系统中，不同用户发射的信号由于距基站的距离不同，到达时的功率也不同。距离近的信号功率大，距离远的功率小，相互形成干扰。这种现象称为远近效应。CDMA系统要求所有用户到达基站接收机信号的平均功率要相等才能正常解扩，功率控制就是为解决这一问题。它调整各个用户发射机的功率，使其到达基站接收机的平均功率相等。功率控制的原理有两种类型：开环控制与闭环控制。开环控制主要是用户根据测量到的帧差错概率来调整发射功率，而闭环功率控制则由基站根据收到移动台发来的信号测量其信干比（SIR）发出指令，调整移动台发射机的功率。对于下行链路的功率控制主要是用来减少对邻小区的干扰。上行的控制主要是减少不同用户之间的干扰问题。（1） 功率控制的主要作用：CDMA是一种基于用户数量的干扰受限系统，与AMPS/TDMA系统不同，CDMA系统是软容量限制系统。每个用户都是共享信道中的噪声源。用户的噪声是累积的，这就对系统能够容纳多少用户，造成了实际的限制。如果，我们想要：获得最大系统容量，延长移动台电池寿命。移动台精确的功率控制是至关重要的。（2）功率控制的目标就是，使每个移动台保持在绝对最小功率级，并确保可接受的服务质量理想情况，在基站从每个移动台接收到的信号功率应该是相同的(干扰最小)移动台发射过多的功率会增加对其它移动台的干扰。（3）功率控制分类：反向功率控制，前向功率控制。1）反向功率控制：反向开环功控，反向闭环功控。a、反向开环功率控制：根据总的接收到的信号功率，移动台对需要的发射功率作出粗略的初始判断。反向开环功率控制的问题是：假定的是在前后向具有完全相同的路径损耗；因此，不能反映不对称的路径损耗。初始判断是基于接收到的总的信号功率；因此，移动台从其它基站接收到的功率导致该判断很不准确。 平均输出功率（dBm）=平均接收功率（dBm） +功率偏移 +干扰校正 +NOM_PWR+INIT_PWR，干扰校正=minmax(-7-Ec/Io),7，功率偏移数值与频率有关，在CDMA的协议中是这样规定的。如下图中的表格所示。b、反向闭环功控：补偿前向和反向路径之间的不对称，由发往移动台的提升功率(0)和降低功率(1)指令组成， 根据在基站测得的信号强度并与以特定门限值(给定值)相比较确定发送0或1。每条指令要求移动台增加或减少发射功率1dB。每秒发射800次，始终以全功率发射。允许补偿快衰落的影响。反向链路差错控制的渐进形式；给定值根据反向业务信道的FER调整(在基站控制器决定)。以50帧/秒(20ms/帧)的速率抽样。给定值每1-2秒调整一次。2）向前功率控制技术为了支持前向业务信道功率控制，移动台向基站报告误帧率统计。若基站启动周期性报告。移动台将在指定时隙上报告误帧率统计若基站启动门限报告当误帧率达到指定门限时，移动台将报告误帧率统计。信道的功率控制子信道指示位。基站缓慢地降低到每个移动台的功率。随着FER(在移动台测定)的增加，移动台要求增加前向业务信道的功率,发送功率测量报告消息。MS测量前向业务信道帧质量，以周期方式或门限方式上报帧质量。BTS根据上报的帧质量情况确定是否进行前向功率调节。向前外环功率控制技术。前向外环功率控制实现点在移动台，基站需要做的工作就是把外环控制的门限值在寻呼消息中发给移动台，其中包括FCH和SCH的外环上下限和初始门限。外环功率控制根据指配的前向业务信道要达到的目标误帧率（FER）所需的Eb/Nt来估算门限设置值。功率的作用所有类型的功率控制共同工作，移动台的功率消耗降低到最小，并增加了系统的整体容量。功率控制图详见图2.3图2.3功率控制作用图小区呼吸是CDMA系统的一个重要功能，它主要用于调解。系统中各小区的负载，使系统容量达到最大，并避免切换发生问题。实现方法：调整导频信号功率占基站总发射功率的比例，达到控制小区覆盖面积的目的。功率控制的效果详见图2.4。图2.4功率控制效果图前向和反向功率控制参数：它们由前向功率控制操作模式，前向基本信道和前向专用控制信道的外环功率控制参数（Ex。target 误帧率，最小Eb/Nt 给定值，最大Eb/Nt给定值）及用于指示移动台在何处执行基本内环估计，基站在何处复用功率控制子信道的功率控制子信道指示位。2.5 CDMA网络的切换技术目前在CDMA中存在三种切换，主要是空闲软切换、接入切换、业务切换。（1）CDMA网络的空闲切换空闲切换：MS在空闲待机状态下，只要新的导频EC/IO比原有导频EC/IO的大3dB就有可会产生空闲切换。（2）CDMA网络的接入切换接入切换：在手机发起接入的过程中，如果所在区域存在强导频、若未能及时将它们加入激活器，这些强导频将会变成强干扰，会使手机接收信号的Ec/Io变差，从而导致手机接入失败；在小区边缘、导频污染区，由于信号衰落的影响，造成手机在发起接入的时候、前向覆盖不稳定，从而导致接入延时增加、甚至接入失败。接入切换分类： 接入入口切换（Access Entry Handoff）、接入探测切换（Access Probe Handoff）、接入切换（AccessHandoff）、业务协商态切换。各类接入软切换发生情况：对于IS-95A手机，由于不支持接入入口切换、接入探测切换和接入切换，因此必须让它在业务协商时尽可能快地进入切换状态，保证前向无线链路的质量。1）接入入口切换在手机向原基站回寻呼响应之前，如果手机监听到原基站对应的寻呼信道丢失，将在新基站上发寻呼响应消息，这一过程称为接入入口切换（Access Entry Handoff）。如下图所示。接入入口切换的目的是允许手机在开始接入尝试之前选择最强的导频，从而使手机成功接入基站的可能性更大，减少了接入尝试失败率。2）接入探测切换在手机等待原基站证实起呼消息期间，如果手机监听到原基站对应的寻呼信道丢失，将会在新基站上重新发起接入，该过程称为接入探测切换（Access Probe Handoff）。3）接入切换在手机等待原基站指配业务信道期间，如果手机监听到原基站的寻呼信道丢失，将转向新基站的寻呼信道等待业务信道的指配。接入切换的目的是允许手机在等待CAM/ECAM 消息时选择最强导频，从而使手机接入基站的成功率更高，减少接入尝试的失败次数。（3）CDMA网络的软切换移动台如果与两个或两个以上的基站同时连接时进行的切换称为软切换。软切换：有以下几种情况：同一BTS内不同扇区相同载频之间（又称更软切换）；软切换一般在什么情况下发生详见图2.5。图2.5软切换区域图在CDMA系统中由于所有的基站使用同一频点，基站之间的不同扇区是通过短PN码来区分的，所有的小区之间存在干扰，而软切换可以通过MS同时解调多个小区的信号，而多少个基站同时解调同一MS的信号，而减少对于其它小区的干扰，并通过宏分集还可以改善性能。更软切换则指的是一个小区内不同扇区问的软切换。在进行更软切换时，MS使用的不同扇区的WASH码，相同的CE单元，相同的ABIS口资源。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或两个以上的基站所接收，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或两路以上的信号合并，起到宏分集的作用。PSMM(导频强度测量消息)；HDM(切换指示消息)；NLUM(切换完成消息和列表更新消息)；HCM(切换完成消息)；PSMM的内容:Eb/N0估测值,到达时间,切换结束计时器。HDM的内容：HDM的序列号，CDMA信道频率分配，有效集合(目前有旧和新的导频PN偏移)，与有效导频中每一个导频相关的WALSH码，用于有效和候选集合的窗口尺寸， 切换参数。HCM的内容:肯定确认,有效导频集合中每个导频的PN偏移。NLUM的内容:由基站发送的,包含有效集合中导频的最新组合列表。在切换过程引入一个新的名词，导频集，在切换过程中存在不同的导频集，主要有以下几种。1）有效导频集：分配给移动台的与当前的前向业务信道相关的导频集合(最多6个导频)2）候选导频集：当前不在有效导频集里，由移动台接收到的有足够的强度显示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的集合(最多5个导频)。3）相邻导频集：当前不在有效导频集或候选导频集里，但根据某种算法可能进入候选导频集的导频集合(最少20个导频)。4）剩余导频集：当前系统中，当前CDMA载频中的所有其它可能的导频导频集中的所有导频具有相同的频率这些导频集可以在切换期间由基站更新。软切换的优点：降低了越区切换的掉话率，在覆盖不是很好的地方提高通话质量。软切换的缺点：至少两倍的空中资源，更多的消耗信道资源。（4）CDMA网络的硬切换硬切换：跨MSC或跨频的切换。半软切唤：实际上是同一BSC内的硬切换。原则上同一。BSC内的切换应当是软切换/更软切换，但是由于资源的占用情况，无充足的无线资源如载频和帧偏置，只有声码器保持不变，因而称为半软切换。（5）CDMA半软切换同一BSC内不同BTS相同载频之间；同一MSC内，不同BSC相同载频之间；软切换发生时，除了载频相同之外，声码器、帧偏置也保持不变。小结：CDMA的优化就是软切换，而软切换会占用大量的无线资源，就是因为这样，大量的资源被浪费，在目前的CDMA系统中至少有40%以上的软切换比例，也就是说至少有40%的资源是被浪费的。目前随着CDMA用户量的不断增涨，基站的建设量也在不断的增加中，因此降低CDMA的软切换比例也将成为我们今后优化的重点。2.6 话音编码技术语音编码(数字压缩)对于增加蜂窝系统的容量来说是必需的。语音编码必须确保合适的保真度， 即用户可接受的语音质量。语音编码可以有许多种实现方式(如波形编码， 时域或频域)。声码器发送控制语音信号再生的参数，而不是点对点的对语音波形进行描述。参数编码:以人类语言生成模型为基础分析表征话音激励源和声道等特征参数,并且只要将这些参数传送到接收端来合成。恢复话音信号。这样较低的传送速率就可以满足。RPELTPLPC：13kb/s,规则脉冲激励长时预测线性预测编码，GSM用；QCELP：码本激励线性预测编码，8kb/s,13kb/s,EVRC话音激活：利用DSI（话音插空技术），发端话音识别器检测。是否有话音，决定是否分配信道。采用8kb/s,4kb/s, kb/s,1kb/s四种以适应不同速率的传输要求，在话音间歇其间。低速编码，以降低传输速率，降低发射功率，CDMA采用QCELP可变速率编码。码速率从13kbps到1kbps(平均4kbps)。利用了语音中的自然停顿。QCELP是一种混合编码器，将波形编码与声源编码结合在一起,有两种速率8Kb和13Kb。8K EVRC为必选的编码方式。CDMA 使用可变速率输出的编码器，在说话时使用全速率，在停顿时使用低速率，可以提高系统的容量，在传输中声音听起来更自然。目前CDMA系统的话音编码主要有两种，即码激励线性预测编码(CELP)8kbit/s和13bit/s。8kbit/s的话音编码达到GSM系统的13bit/s的话音水平甚至更好。13bit/s的话音编码已达到有线长途话音水平。CELP采用与脉冲激励线性预测编码相同的原理，只是将脉冲位置和幅度用一个矢量码表代替。各种编码方式的比较情况：CDMA有良好的背景噪声抑制功能采用完善的功率控制、话音激活技术，降低了手机发射功率，增加了系统容量，延长了电池使用时间，对人体健康的影响最小为了节省功率资源，声码器可以动态地调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背景噪声的改变而改变，这样即使在背景噪声较大的情况下，也可以得到较好的通话质量。另外CDMA系统采用软切换技术，“先连接再断开”，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。频率规划简单用户按不同的序列码区分，所以不相同CDMA载波可在相邻的小区内使用，网络规划灵活，扩展简单。延长手机电池寿命采用可变速率声码器，手机电池使用寿命延长。建网成本下降。2.7 小结本章通过对CDMA网络的各种技术进行介绍，主要通过无线传播特性引出CDMA的RAKE接收技术。并介绍了CDMA的各种码、信道的原理及特点。通过对CDMA的容量、功率控制、软切换、等进行分类描述，最后说明CDMA个人通信系统的关键技术。第三章 CDMA网络优化指标及现状分析3.1 CDMA网络优化指标 CDMA网络优化的指标主要有（1）掉话率；（2）呼叫建立成功率；（3）软切换成功率等。这些统计指标对网络的影响较大。因此在优化过程中一般会重点优化这些指标。而目前的CDMA网络的无线覆盖随着参数动态变化，系统负载，移动用户速度，数据用户的速率，软切换边界的可变性，实际系统非常复杂。因此CDMA的网络优化是一件非常难完成的工作。3. 1.1降低CDMA掉话率改善掉话率，可以大大降低用户的投诉，取得很好的社会效益。一般说来，在蜂窝网络中，可接收的掉话率为2%左右。导致系统掉话的原因很多，3.1.1.1掉话率原因下述情形均可导致掉话：(1)前反向过高的FER;(2) GPS原因导致的“基站孤岛”；(3)导频污染；(4)前反向干扰；(5)前反向链路不平衡导致的掉话；(6)服务区域外；(7)邻区列表配置错误引起CDMA网络掉话的原因很多，邻区配置问题、天馈问题、无线参数问题、系统软件问题、系统硬件问题、直放站干、终端问题、特殊地形、传输问题等。3.1.1.2降低掉话率方法(1）是否为新开站或周围有新开站（宏基站？微基站？直放站？）；下倾下设置是否合理，是否存在越区覆盖。如果存在调整下倾等。 (2）邻区配置检查，确认无错配、漏配；双载频基站需注意临界小区以及优选邻区的设置要正确；不正确的重新设置配置正确。(3）检查本小区或者相邻小区有无告警和历史通知（GPS、CHM、射频链路、传输尤其需要注意），基站发射功率是否正常（双载频是否一致）；处理告警，尽可能调整同扇区的发射功率相等或覆盖范置同范围。(4）检查基站主控模块和受控模块版本是否正确？不一致重新下载一致。(5）确认当前小区是否处于BSC边界处？如果处于边界查看参数是否合理，天馈是否越区等。(6）相应小区以及周围相邻小区RSSI是否过高？如果RSSI高查是天馈问题还是外界干扰，还是用户多，进行相应的解决。(7）确认后台无线参数设置正确，包括搜索窗大小、小区半径、切换参数等需要重点检查；尽可能将参数修改成适应当地环境或是特殊要求。(8从释放观察中观察异常释放特点：某块信道板？某些CE？某些用户（IMSI）？某些SVE？判断是否是硬件故障还是用户终端问题进行相关处理。3.1.2提升CDMA呼叫建立成功率呼叫建立成功率与很多指标相关，如网络覆盖、空闲切换、手机性能、干扰、无线信道故障等。这一节将仔细研究一下影响CDMA网络接通率的原因及其解决办法。3.1.2.1影响网络接通率的原因CDMA网络接通率问题直接影响用户的感受。导致接通率较低的问题的原因主要有以下几种（1）网络覆盖问题导致无法接通；（2）空闲切换导致出现无法接通；（3）手机性能导致出现无法接通；（4）无线信道故障导致出现无法接通；（5）干扰导致无法接通。3.1.2.2解决接通率方法首先：解决网络覆盖问题带来的接通率问题。由于一些网络