WCDMA无线网络优化【毕业论文-绝对精品】

摘摘 要要 第三代移动通信技术是 2000 年由国际电信联盟 ITU 正式确定的 WCDMA 技术标准是通过的第三代移动通信技术主流标准之一 截止到 2006 年 3 月 在欧洲和亚洲的 82 个国家和地区建设了 191 个 WCDMA 的商用网络 流媒体 视频电话等新业务 正在为广大消费者接受 3G 的魅力正在于高速数据与多媒 体业务 而视频电话 视频流 游戏等高速数据业务都需要一个良好的无线网 络环境 无线网络性能的好坏将直接影响到用户的体验及运营商的收益 所以 无线网络的优化 是取得成功的关键因素 许多运营商已开始考虑 HSDPA 的部署 WCDMA 的市场正在走向快速发展 的良性阶段 在 WCDMA 的发展历程中 网络的规划和优化一直是运营商面临 的一个巨大的挑战 特别是移动数据业务的不断发展 网络的规划和优化更加 复杂 网络的优化的效果直接影响到运营商的网络投资效益 同时也影响到所 提供业务的质量和业务的发展 本论文主要研究网络优化相关理论 通过对国内外关于 WCDMA 无线网络资 料研究 在对 GSM 无线网络优化相对成熟的理论和技术总结的基础上 对 WCDMA 无线网络优化做初步的探讨 并力图提出一些有预见性的观点 进而对 即将在我国建设的 WCDMA 网络的建设和优化工作有所帮助 关键词关键词 3G WCDMA GSM 网络优化 ABSTRACT The third generation mobile communication technology is one of 2000 officially established by the International Telecommunication Union ITU WCDMA technology standard adopted by the third generation mobile communication technology mainstream standard As of March 2006 82 countries and regions in Europe and Asia the construction of 191 WCDMA commercial network streaming media video telephony and other new business is the broad consumer acceptance 3G s charm is in the high speed data and multimedia services video telephony video streaming games and other high speed data services need a good wireless network environment the wireless network performance will directly affect the user experience and revenue of the operators Therefore the optimization of wireless networks is the key success factors Many operators have begun to consider the deployment of HSDPA WCDMA market is moving toward the benign stage of rapid development In the course of development of the WCDMA network planning and optimization has been a huge challenge facing operators in particular the continuous development of mobile data services network planning and optimization is more complex Optimization of the network effect of a direct impact on the operator s network investment returns but also affect the quality of the business and business development In this thesis network optimization theory to do a preliminary discussion and try to put forward information on WCDMA radio network at home and abroad in the relatively mature theoretical and technical summary of the GSM wireless network optimization based on WCDMA radio network optimization some predictable point of view and then about to build China s WCDMA network construction and optimization help KEY WORDS 3G WCDMA GSM network optimization 第一章第一章 网络优化概述网络优化概述 1 1 1 网络优化的概念网络优化的概念 网络优化是指对正式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 并通过参数调整和采取某些技术手段 使网络达到最佳 运行状态 使现有网络资源获得最佳效益 同时也对网络今后的维护及规划建 设提出合理建议 在日程网络优化过程中 一般通过用户的反映 OMC 统计和路测来发现问 题 通常 在发生以下情况时就要及时对网络进行优化 1 网络正式投入运营或网络扩容后 2 网络运行质量明显下降或用户投诉多时 3 在日常网络性能跟踪检查中发现话务统计指标达不到要求时 4 发生突发事故并对网络运行质量造成很大影响时 5 当用户群改变并对网络运行质量造成很大影响时 1 2 网络优化的内容 网络优化的内容 移动通信网络优化包括无线网络优化和交换网络优化 内容主要有网络测 试与分析 网络调整及话务均衡 覆盖优化和用户申告处理等几项工作 由优化网络所处的阶段 分为网络开通后 RF 优化和正式运营后的维护优化 RF 优化主要基于测试结果 对于影响网络性能的天馈参数和其他系统参数 进行调整 而维护优化则主要基于网络性能指标 通过分析指标中存在的问题 对系统进行调整 可能涉及到一些比较深层次的网络问题 是一项长期的工作 1 2 11 2 1 RF 优化优化 一般来讲 一次完整的 RF 优化包含很多项目 如图 1 1 所示 具体到实际 项目可根据情况进行裁减 以确定本次网络优化项目合适的操作步骤 图 1 1 1 2 21 2 2 维护优化维护优化 维护优化的主要工作是 根据性能指标统计 系统告警 用户投诉等信息 利用 DT CQT 性能统计 OMC 用户跟踪手段 分析定位网络中可能存在的 问题 维护优化工作根据工作的周期和属性 可以分为日常优化 中期优化和长 期优化 1 31 3 网络优化的步骤网络优化的步骤及关键步骤及关键步骤 实际运行的网络中存在一些隐性故障 这类故障的最大特点是设备故障不 告警 但会引起系统性能的下降 对于这类故障的发现和定位 只能通过话务 统计 信令分析和路测这些性能分析手段 实际上在网络优化开始阶段 只知 道网络性能不佳 所以需要先进行清网排障 其次再进行优化调整 即通过对 参数 配置的调整使网络性能最优化 解决网络中的突发事件或局部性能问题 并修正长期存在的普遍现象 通常 通过以下步骤进行网络优化 第一步 现网情况调查 现网情况调查的主要工作是收集网络设计的目标和能反映现网总体运行和 工程情况的系统数据 经分析比较 迅速定位需要优化的对象 为下一步的更 需求分析 验收测试全网优化及 网络评估 基站簇优化 优化前网络 评估 校准测试单站检测 无线参数检 查 频谱扫描 具体的数据采集 问题分析定位作好准备 第二步 数据采集 数据采集的主要工作是通过采用各种测试手段更有针对性地进一步对网络 性能和质量情况进行测试 网络优化所需采集的数据大体可以分为网络测试数 据和系统数据两类 DT 测试 Drive Test CQT 测试 Call Quality Test 网络测试数据OMC 话务统计 信令采集的其他数据采集 用户投诉记录 基站工程参数 系统数据基站技术参数 天线参数 网络测试数据中 DT 测试数据和 OMC 话务统计数据是网络日常优化工作 依据的重点 通过对采集到的数据综合分析 可以定性 定量 定位地测出网 络无线下行的覆盖 切换和指令等状况 从而进一步找出网络干扰 覆盖盲区 掉话和切换失败的位置 第三步 制定优化方案 这一步的主要工作内容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 在完成前三步之后 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 效果 以上优化过程是一个不断循环反复的过程 在优化方案实施以后 需要重 新进行数据采集和分析验证优化措施的有效性 对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 如此循环往复 才能使网络质量不 断提高 保持最佳运行状态 1 3 11 3 1WCDMA 系统的关键技术系统的关键技术 W CDMA是统计复用无线资源 系统为了可靠工作需要复杂的无线资源管 理如功率控制 接入控制和拥塞控制等 与IS 95 A相比 W CDMA业务复杂性 使得无线资源管理的作用更加突出 为了提高无线资源利用率 WCDMA采用 了很多物理层技术如RAKE接收 多用户检测和智能天线等 目前的研究是这 三种技术趋于融合 只有这样才能有效克服CDMA的内在问题如多址干扰和多 径干扰 下面简单介绍一下WCDMA无线接入网的主要关键技术 1 RAKE接收技术 为克服移动通信环境中多径效应产生的严重信号衰落 第三代移动通信系统中上 下行链路都采用导频 Pilot 信号使得在正 反向 链路都可以采用相干解调 通过对各个路径信号的相位作出估计后 消除相差 影响 将接收的所有路径能量相加 提高信道解码的输入信噪比 进而提高系 统容量 2 多用户检测 多用户检测技术 MUD 是通过取消小区间干扰来改进 性能 增加系统容量 实际容量的增加取决于算法的有效性 无线环境和系统 负载 除了系统的改进 还可以有效的缓解远近效应 多用户检测的主要缺点是大大增加设备的复杂度 增加系统时延 通过不 停的信道估计来获取用户扩频码的主要特征参量 信道估计的精度直接影响多 用户检测的性能 3 智能天线 智能天线是基于自适应天线阵原理 利用天线阵的波束赋形 产生多个独立的波束 并自适应地调整波束方向来跟踪每一个用户 达到提高 信号干扰噪声比SINR 增加系统容量的目的 采用智能天线技术 实际上是通 过数字信号处理 使天线阵为每个用户自适应地进行波束赋形 相当于为每个 用户形成了一个可跟踪的高增益天线 由于其体积及计算复杂性的限制 目前仅适用于在基站系统中的应用 智 能天线包括两个重要组成部分 一是对来自移动台发射的多径电波方向进行到 达角 DOA 估计 并进行空间滤波 抑制其他移动台的干扰 二是对基站发送信号进行波束成型 使基站发送信号能够沿着移 动台 电波的到达方向发送回移动台也就是信号在有限的方向区域发送和接收 充分利用了信号的发射功率 从而降低发射功率 减少对其他移动台的干扰 4 无线资源管理技术 包括接入控制 信道分配 功率控制 切换 负载 控制以及分组信息的调度等 无线网络是一个动态网络 随时都有用户发出呼 叫 终止呼叫 并在网络内部移动 因而 现代的无线资源管理技术应该是实 时的并能充分利用网络内部的有效资源 或叫资源最佳分配 无线资源分配算 法应当使满足服务质量的用户数目最大化 在宽带无线移动通信网络系统中 无线资源分配算法的目的是充分地使用系统的软容量 资源分配算法主要执行以下功能 分配一个或多个基站 由呼叫接入控制来决定新呼叫或切换状态的呼叫 是被接受或是被拒绝 分配一个或多个信道 该功能可同时由接人控制算法来完成 而 TDD 模 式中 还要进行时隙的分配 功率控制 在基站处分配发射功率 功率控制器根据信道状况和服务质 量的需求来决定正确的功率水平 切换 由于用户的移动性 造成用户在通话过程中从一个小区转移到另 一个小区 由切换策略来保证用户通话的连续性 以下是切换的阶段示意图 测量强度 切换准则完成 测量强度 执行阶段 否 信号强度 质量干扰 决策判决 图1 3 切换的阶段 负载控制 确保系统不要过载 保持稳定 分组调度 在分组用户之间共享可用的空中接口资源 WCDMA 成为以 UMTS IMT 2000 为目标的成熟的新技术 其能够满足 ITU 所列出的所有要求 提供非常有效的高速数据 具有高质量的语音和图像 业务 在 GSM 向 WCDMA 的演进过程中 仅核心网部分是平滑的 而由于 空中接口的革命性变化 无线接入网部分的演进也将是革命性的 WCDMA 从 一个 几乎无法实现 的体制发展成为现在的主流 3G 技术 有很大一部分归功 于其优秀的无线资源管理技术 1 4 网络优化的作用和意义网络优化的作用和意义 网络优化是一项贯穿于整个网络发展全过程的长期工程 加强网络优化 搞好运行维护是运营商提高网络服务质量的关键 网络优化的重要作用和意义 在于 1 确保设备稳定高效运行 解决网络中现有的和潜在的问题 提升网络运 行指标 2 提升现有配置下系统的服务质量 更好的为用户服务 3 为客户创造价值 第二章第二章 WCDMAWCDMA 无线系统基础无线系统基础 2 12 1 WCDMAWCDMA 无线系统概述无线系统概述 随着现代通信的发展 尤其是移动通信这一综合利用了有线和无线的传输 方式商业化后 解决了人们在活动中与固定终端或其他移动载体上的对象进行 通信联络的要求 移动通信有受时空限制少和实时性好的特点 从而得到了广 泛的应用和迅速发展 移动通信系指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信 20 年代开始在军事及某些特殊领域使用 40 年代才逐步向民用扩展 最近十年间 才是移动通信真正迅猛发展的时期 而且由于其许多的优点 前景十分广阔 第一代 80年代出现 为模拟蜂窝移动通信系统 如AMPS TAOS NMT 等 第二代 90年代末出现 传递话音和低速数据 为数字蜂窝移动通信系统 如GSM PDC D AMPS IS 95等 第三代 用于传递高速数据 支持宽带多媒体 如 WCDMA CDMA2000 TD SCDMA 等 第三代移动通信系统是为多媒体通信设计的 通过该系统提供的高质量图 象和视频 使人与人之间的通信的能力进一步增强 而第三代移动通信系统所 带来的更新更灵活的通信能力和更高的数据速率使得公用网和专用网上的信息 与业务的接入能力大大增强 包括欧洲 日本 韩国 美国在内的不同国家和地区都在进行着第三代移 动通信系统技术的标准化工作 为保证设备的全球兼容性和获得一致的规范 于是 3GPP the 3rd Generation Partnership project 第三代移动通信伙伴计划 宣 告成立 3GPP 制定了 WCDMA 的规范 在 3GPP 中 WCDMA 被称作 UTRA Universal Terrestrial Radio Access 通用地面无线接入 FDD Frequency Division Duplex 频分双工 和 TDD Time Division Duplex 时分双工 WCDMA 这个涵盖了 FDD 和 TDD 两种操作模式 2 2 WCDMA 无线系统技术概述无线系统技术概述 2 2 12 2 1 WCDMA 网络结构网络结构 通用移动通信系统 UMTS Universal Mobile Telecommunication Systems 是采 用 WCDMA 接口的第三代移动通信系统 通常把 UMTS 系统也称为 WCDMA 系统 本章描述中所使用的 UMTS 系统和 WCDMA 系统是指同一 系统 UMTS 系统作为一种现代电信系统 在网络实现上是一个复杂的目标 它在多业务方面与 GSM 系统截然不同 分阶段实现向全 IP 演进是 UMTS 网络规范的发展方向 但 UMTS 系统是基于 GSM 系统演进而来 在网络结 构功能划分上 与 GSM 网络的划分是一致的 都分为无线接入子系统 核心 网络子系统和操作维护子系统 因此在对 UMTS 系统的划分中 将其划分为无线接入网络子系统 核心网 络子系统和操作维护子系统来描述 其中无线网络子系统处理所有与无线接入 有关的无线信道的分配 释放 切换管理等功能 核心网络子系统处理所有与 话音呼叫 数据连接以及与外部网络相关的交换 连接路由等功能 网络操作 维护子系统执行网络操作维护 用户管理等相关功能 UMTS 系统网络结构图如下图所示 图 2 2 1 2 2 22 2 2 WCDMAWCDMA 无线系统的主要参数及技术特点无线系统的主要参数及技术特点 WCDMA 的主要参数见表 2 1 这里突出了表征 WCDMA 特点的参数 WCDMA 支持两种工作模式 频分双工 FDD 和时分双工 TDD 在 FDD 模式下 上行链路和下行链路分别使用两个独立的 5MHZ 载波 在 TDD 模 式下 只使用一个 5MHZ 载波 在上下行链路之间分时共享 WCDMA 物理层采用 DS CDMA 多址技术 将用户数据和利用 CDMA 扩频码得到的伪随机序列即码片 chip 序列相乘从而将用户信息扩展 到较宽的带宽上 可以根据具体的速率要求选用不同的扩频因子 WCDMA 支持异步基站操作 网络侧对同步没有要求 因而易于完 成室内和密集小区的覆盖 率要求上下行链路分别使用 5MHZ 的载波速率 实际载波间距的要 求根据干扰的不同在 4 4MHZ 5MHZ 之间变化 变化步长为 200KHZ 对人口 密集地带可选用多个载波覆盖 其 10ms 帧长允许用户的数据速率可变 虽然 在 10ms 内用户比特率不变 但 10ms 帧之间用户的数据容量可变 WCDMA 在上下行链路均利用基于导频符号或公共导频的相干检测 扩大了覆盖范围 WCDMA 空中接口包括先进的 CDMA 接收机 它利用了多用户检测 和自适应智能天线技术 这些手段是提高系统覆盖和容量的较好方案 WCDMA 允许与 GSM 网络共存和协同工作 支持系统间的切换 多址接入方式DS CDMA 双工方式频分双工 时分双工 基站同步异步方式 码片速率3 84Mbps 帧长10ms 业务复用有不同服务质量要求的业务复用到一个连接中 多码片速率可变的扩频因子和多码 检测使用导频符号或公共导频进行相关检测 多用户检测 标准支持 应用时可选 表 2 2 2 WCDMA 的主要参数 2 2 32 2 3 WCDMAWCDMA 无线系统的技术目标无线系统的技术目标 支持最高达 2Mbps 的数据比特率 以可变数据比特率满足不同的宽带需求 实现不同 QoS 业务的复用 满足从实时业务到分组业务的各种不同时延要求 支持与 2G 系统共存和系统间的切换 支持上下行业务量不对称的业务 达到高的频谱利用率 支持 FDD TDD 两种制式的共存 2 2 42 2 4 WCDMAWCDMA 无线系统的核心网方案无线系统的核心网方案 2G 主要是 GSM 核心网和 IS 41 核心网 分别连接 GSM 和 CDMA one CDMA 2000 无线接入网 这两个都为 3G 系统的可选方案 另一个可选 方案是基于全 IP 的 GPRS 核心网 图 2 1 所示的是核心网和空中借口之间的典 型连接 从长远来看 通信网络最终将会是朝着全 IP 网络的方向发展 所有的业务 将在分组交换网络上开展 GSM 主要开展语音 短消息 SMS WAP 和电子 邮件等电路交换业务 3GPP Release 99 在分组核心网络上开展大量新的分组 业务的同时 话音业务仍然在电路交换网络上进行 随着 3GPP Release 5 和 6 规范引入了 IP 多媒体子系统 IP Multimedia Sub system IMS 基本上所有 的业务都可以在分组交换网络上开展 这样就简化了网络维护 并易于开发新 的业务 图 2 2 3 核心网与相关的第三代空中接口选择方案 2 32 3 WCDMAWCDMA 无线系统需克服的问题和所用关键技术无线系统需克服的问题和所用关键技术 互连功能 IS 41 核心网 EDGE 改进的 GSM 核 心网 cdma 2000 多载 波 TDD 模式 TD CDMA WCDMA GPRS IP 核心网 2 3 12 3 1 WCDMAWCDMA 无线系统需克服的问题无线系统需克服的问题 与 FDMA TDMA 等系统相比 WCDMA 具有频谱效率高 软容量 保密 性好 易于无缝切换和宏分集等优点 但是 WCDMA 无线系统也需克服三个 方面的问题 多址干扰 在 WCDMA 系统中 由于多个用户的随机接入 用户地址码 间不能保证完全正交 从而引起多址干扰 多址干扰包括小区内干扰和邻区干 扰 信道衰落 信道衰落主要有三种类型 a 距离衰落 由于信号在自由空间传播引起的损耗和弥散 称为距离衰 落 衰落幅度一般与 d n 成正比 其中 d 表示信号传播距离 n 2 4 b 阴影衰落 也叫慢衰落 主要由传播环境中的地形起伏 建筑等障 碍物对电波遮蔽所引起的衰落 衰落幅度一般服从对数正态分布 c 多径衰落 由多径引起的快衰落 每条径上相位服从 0 2 上的均 匀分布 根据信号传播中是否存在直射路径 衰落幅度分别服从瑞利分布和 Rice 赖斯 分布 远近效应 各用户的发射功率不等和信道衰落 使得各用户在接收端的 信号功率不等 从而产生远近效应 2 3 22 3 2 WCDMAWCDMA 无线系统所用关键技术无线系统所用关键技术 WCDMA 无线系统采用的关键技术有 选择扩频码 智能天线 多用户检 测 多载波调制 Rake 接收机 分集技术 功率控制技术和切换技术 智能天线 智能天线是阵列天线在移动通信中的应用 智能天线技术包 括空域滤波和波达 DOA 设计 多载波调制 即正交频分复用 OFDM 把高速信息数据分割成若 干路低速率的数据流 然后用一组相应数量的载波调制 叠加发送出去 其中 各子载波保持相互正交 由于多载波调制把信息分散到多个载波上 使得各子 载波的信号速率降低 从而削弱了多径信道对传播信号的影响 Rake 接收机 基本思想是 利用扩频信号带宽远大于信息比特带宽的性 质 分离多径信号后进行解扩 合并 能有效克服多径衰落 分集技术 常用的分集技术包括空域分集 时域分集 频域分集 宏分 集 智能天线属于空域分集 OFDM 属于频域分集 Rake 接收机属于时域分集 功率控制 基本思想是 根据接收信号的测量参数调整各用户的发射功 率 以达到用户接收信号功率相等 功率控制一般只能克服距离衰落和慢衰落 WCDMA FDD 模式使用开环功率控制 一般用来在连接建立初始阶段为 UE 提 供粗略的功率控制 软切换技术 软切换是指用户处在不同基站扇区重叠覆盖处 用户通过 来自两个基站的两条空中接口完成切换 更软切换是指用户处在同一基站的不 同扇区重叠覆盖处 用户通过来自两个扇区的两条空中接口完成切换 WCDMA 无线系统支持以下两种切换 a 频率间的硬切换 支持用户设备从一 个 WCDMA 载频切换到另一个 WCDMA 载频上 b 系统间的硬切换 支持不 同制式的系统间的切换 例如 WCDMA FDD 模式切换到其他系统 WCDMA TDD 或 GSM 综上所述可以看到 选择扩频码和智能天线能有效地抑制多址干扰 多载 波调制 Rake 接收机具有很好的抗衰落性能 功率控制能克服远近效应 切换 技术可以保证用户服务质量 第三章第三章 WCDMAWCDMA 无线网络优化无线网络优化 WCDMA 无线网络优化的基本流程与 GSM 无线网络优化的流程非常相似 不过 这个流程由于数据的存在而更加复杂和关键 数据业务包括实时业务和 非实时业务 它具有 4 种类型 每种类型都有各自的应用类型 而且每个应用都要 求不同的质量特征 优化流程首先进行现有网络数据和网络规划初始阶段期间完成的总体规划 方案 当前的网络数据在实现阶段期间需要确认是否与原始规划方案有任何偏 差 总体规划方案将说明覆盖 容量和质量的 包括短期和长期 设计目标 3 13 1 覆盖和容量优化覆盖和容量优化 3 1 13 1 1 覆盖增强优化覆盖增强优化 覆盖与链路性能直接相关 覆盖范围的增加下行链路方向上基站平均发射 TX 功率的增加 如果系统容量是下行链路受限的 那么覆盖范围的增加将导致 容量的减少 如果系统是上行链路受限 那么容量不受影响 因此 链路性能 的提高与覆盖范围的增加有直接关系 有很多种方法增大覆盖范围 影响链路性能的主要参数 诸如误块率 Eb N0 功率控制储备等都直接影响功率预算 并因此影响覆盖范围 可以通过 减小干扰余量或者降低基站噪音系数 甚至提高天线增益来改善上行链路覆盖 处理增益和 Eb N0是两个影响覆盖的主要因素 Eb N0值的降低会提高网络的覆盖范围 这是因为 对于较低的 Eb N0 为 了获得相同的性能所需要的功率较小 因此可以覆盖更大的区域 Eb N0的性能 依赖于很多因素 例如比特速率 信道正确性 SIR 算法等 在 WCDMA 网络 中 高比特速率的上行链路覆盖就成为一个问题 因此正确的分布对于覆盖增 强具有重要的作用 不过 如果上行链路方向的比特速率可以减小 覆盖范围 就可以提高 因为要求的发射功率降低了 这只可能出现在非实时 NRT 数据 它们对延时要求较低 以及比特速率较低的语言信号情况下 不过 Eb N0值 不能低于所求业务的质量要求 另一种提高 Eb N0比值的方法是增加多径分集 两个信号而不是一个信号 到达两个天线就可以被相干合并 而接收机噪声可以被非相干合并 天线下倾 也可用于 WCDMA 无线网络的覆盖增强 3 1 2 容量增强容量增强 在 WCDMA 网络中容量和覆盖相互之间影响很大 上行链路覆盖越大 上 行链路容量越低 反之亦然 这是因为较低的容量意味着较少的移动用户 也 就是干扰较少 而且上行链路功率预算被用来计算蜂窝小区覆盖范围 这个覆 盖范围就进一步被用于进行下行链路功率预算的计算 伴随链路预算的计算 负载因子就可以用于研究网络中的容量 负载因子 用于上行链路方向和下行链路方向的容量的分析 负载因子依赖于 Eb N0 处理 增益 干扰 激活因子等 正交性和软切换在下行链路方向上也与负载因子相 关联 提高容量的最好的的办法总是增加蜂窝小区或者载波的数量 扇区数量的 增加将成比例地提高网络的容量 另外 正交码字应当理想地完全正交 但是 由于多径导致部分正交性丧失 从而提高了干扰 多径分集增强了覆盖但是也 降低了正交性 多径分集在小区边缘更重要 因为它提高了性能 另外一种提 高容量的方法是通过发分集 如果多径分集比较小 那么下行链路发分集就可 以在相当程度上提高容量 更低的比特率也将提高容量 通过使用自适应平均 速率 AMR 编码就可能实现比特率的降低 UMTS 就使用语音编码器 AMR 机制 3 23 2 导频污染分析导频污染分析 导频污染是 WCDMA 系统特有的问题 由于全网使用一个频段 主要依靠 码域不相干区分多小区信号 减轻相互干扰 但是 无线信号在空中传播时的 折射和反射会导致相位变化 减弱不相干性 理论和实测结果都表明 同一地 点重叠覆盖的小区越多 信号强度越接近 EC NO 越差 目前我们定义的激活 集小区最多只能 3 个 多了就是导频污染了 在理想的状况下 各个小区的信号应该严格控制在其设计范围内 但由于 无线环境的复杂性 包括地形地貌 建筑物分布 街道分布 水域等等各方面 的影响 使得信号非常难以控制 无法达到理想的状况 由于导频污染主要是 多个基站作用的结果 因此 导频污染主要发生在基站比较密集的城市环境中 正常情况下 在城市中容易发生导频污染的几种典型的区域为 高楼 宽的街 道 高架 十字路口 水域周围的区域 导频污染可能会导致以下网络问题 1 EC NO 恶化 由于多个强导频存在对有用信号构成了干扰 导致 NO 升高 EC NO 降低 BLER 升高 提供的网络质量下降 2 切换掉话 若存在 3 个以上强的导频 或多个导频中没有主导导频 则 在这些导频之间容易发生频繁切换 从而可能造成切换掉话 3 容量降低 存在导频污染的区域由于干扰增大 使系统的容量受到影响 为了增强某区域的导频覆盖 可以调整天线方位角使天线正对该区域 为 了减弱某区域的导频覆盖 可以调整天线方位角使天线偏离该区域 下倾角的 调整与之类似 可以减小天线下倾角以增大小区覆盖范围 可以增大天线下倾 角以减小小区覆盖范围 天线下倾角的调整有一定的限制 下倾角设置过小 固然可以增强小区覆盖 但也可能造成越区覆盖 下倾角设置过大 固然可以 减弱小区覆盖 但需注意天线方向图畸变的问题 以下是天线下倾角不合理导致导频污染示意图 图 3 2 3 33 3 业务负荷和干扰优化业务负荷和干扰优化 3 3 13 3 1 业务负荷均衡业务负荷均衡 业务负荷的基本问题是 在网络的不同地理区域业务的分布不均匀 甚至 一个小区的不同扇区内业务分布也是不均匀的 平衡小区中各个扇区的负荷可 以缓解阻塞 并为业务的增长创造适当的余量 实现负荷平衡的一种方法就是修改每个扇区内天线的方向和波束的角度 这可以通过智能天线技术来实现 3 3 23 3 2 干扰优化干扰优化 干扰将直接影响 CDMA 小区的容量 在 WCDMA 网络中最大的干扰问题 就是导频污染问题 导频污染通常是由于位置较高的基站的覆盖范围过大所引 起 解决方法就是适当缩小其覆盖范围 通常采用的办法是降低天线高度 增 加下倾角度或者降低发射功率 3 43 4 参数优化调整参数优化调整 3 4 13 4 1 切换优化切换优化 软切换优化增益是链路预算计算中的众多参数之一 SHO 对慢衰落和快衰 落都给了一定的保护 对于慢衰落 因为基站之间没有相关性 移动终端能够 选择一个更好的基站 基于 RNC 中的测量结果分析 对于快衰落 通过宏分 集合并效应 需要的 Eb N0就会减小 软切换也在容量计算中引入了开销 因 为在软切换的时间内移动终端与不只一个蜂窝小区连接 因而提高了容量需求 因此 软切换开销和增益都应当被优化 优化开销之后的思想就是下行链路容量的节省 SHO 开销的典型值是 30 40 另一方面 SHO 增益可以通过使用诸如 DCR 掉话率 CSR 呼叫成功率 发射和接收功率等参数进行估计 对于容量和覆盖优化 在网络中优化切换控制功能部件是非常重要的 其 中涉及到的一个重要的参数就是 CPICH 的发射成功率 这个参数影响覆盖并且 它应当被设置的尽可能低 这个参数的优化值将决定覆盖和容量 即一个额外 的用户是否被蜂窝小区所接受 这个参数还影响分组调度 如果 CPICH 的值 不是最优的 那么或者网络没有完全利用 或者用户数目多于规划的用户数而 导致系统内存有很大的干扰 从而降低了网络质量 这些参数也影响呼叫成功 率和掉话率 和 GSM 网络中相同 这两个因素直接决定了网络质量 3 4 2 分组调度优化分组调度优化 当网络中进行拥塞控制的时候分组调度是最重要的部分之一 分组调度处 理非实时分组业务数据 决定分组初始时间和分组传输所应取的速率 NRT 分组数据在本质上是突发业务 包含了一个或者多个数据呼叫 分组 调度是为上行链路和下行链路非实时承载都进行的 分组可以通过使用时分或 者码分技术或者两种技术一起进行调度 分组调度负载控制 包含了接纳控制 二者一前一后工作 负载越高将导致干扰越大 也就意味着网络可以接纳的用 户越少 这就影响了分配给 NRT 分组数据的比特速率 因此 对于分组调度 对于 NRT 数据就是更少的延时和更高的比特速率 负载控制是一个需要分 析和优化的重要参数 3 4 3 功率控制优化功率控制优化 有效而快速的功率控制是 WCDMA 技术成功的关键 功率控制是基于 SIR 的 功率控制对于覆盖区域有着直接的影响 另外一个与功率控制相关的方面 就是导致容量受限的干扰 上行链路和下行链路的功率控制都是必要的 而下 行链路链路功控更加严格 3 53 5 掉话原因分析掉话原因分析 1 邻区漏配导致掉话 一般来讲 初期优化过程掉话占大多数是由于邻区漏配导致的 对于同频 邻区 通常采用以下的办法来确认是否为同频邻区漏配 1 观察掉话前由于记录的活动集Ec Io信息和Scanner记录的Best Server Ec Io 信息 如果UE记录的Eclo很差 而且Scanner记录的Best Server很好 同时检查 Scanner记录的Best Server扰码是否出现在掉话前最近出现的同频测量控制的邻 区列表中 如果测量控制的邻区列表中没有扰码 那么可以确认是邻区漏配 2 如果掉话后UE马上重新接入 如果UE重新接入的小区扰码和掉话时的扰 码不一致 也可以怀疑是邻区漏配问题 可以通过测量控制进一步进行确认 3 有些UE会上报检测集信息 如果掉话发生前检测集信息中有相应的扰码 信息 也可以确认是邻区漏配的问题 邻区漏配导致的掉话也包括异频邻区漏配和异系统邻区漏配 异频邻区漏 配的确认方法几乎和同频相同 主要是掉话发生的时候 手机没有测量或者上 报异频邻区 而手机掉话后重新驻留到异频邻区上 异系统邻区漏配表现为手 机在3G掉话 掉话后手机重新选网驻留到2G网络 从信号质量来看 2G网络 的质量很好 解决邻区问题的主要措施 1 网络规划工具能够使用合适的算法自动规划邻区列表 一般是基于小区 互相之间的干扰 2 利用UE和SCANNER进行大量路测 发现邻区漏配 单配和多配的问题 3 利用综合网管分析工具进行邻区列表的优化 2 覆盖差导致掉话 对于Voice而言 当CPICH的Ec Io大于 14dB RSCP大于 100dBm时 不大 可能是由于覆盖不行导致的掉话 通常所说的覆盖差 主要是指RSCP很差 上行覆盖差还是下行覆盖差的问题需要通过掉话前上行或者下行的专用信 道功率来确认 需要采用以下的方法来确认 如果掉话前的上行发射功率达到 最大值 并且上行的BLER也很差或者从RNC记录的单用户跟踪上看到Node B 上报RL failure 基本可以认为上行覆盖差导致的掉话 如果掉话前下行的发射 功率达到最大值 并且下行的BLER很差 基本可以认为是下行覆盖不行导致的 掉话 在合理的链路平衡情况下 而且上下行没有干扰的情况下 上行和下行 发射功率会同时受限 此时不一定要严格区分哪一方先出现受限 如果上下行 严重不平衡 则应该初步判定为受限方向存在干扰 3 切换导致的掉话 软切换 同频导致掉话主要有两类原因 切换来不及或者乒乓切换 从信令流程上看 CS业务表现为手机收不到活动集更新命令 同频硬切换 时为物理信道重配置 PS业务也有可能收不到活动集更新命令 也有可能在 切换之前先发生TRB复位 解决切换来不及导致的掉话 可以通过调整天线扩大切换区 也可以配置 1A事件的切换参数使切换更容易发生 或者配置CIO使目标小区能够提前发生 切换 对于异频切换和系统间切换 在切换前需要通过启动压缩模式来进行异频 或者异系统测量 压缩模式启动太迟 可能导致手机来不及测量目标小区的信 号 从而产生掉话 也可能手机完成了测量 但下发的异频切换或者异系统切 换请求手机不能正常接收而导致掉话 切换优化的常用措施 1 优化无线覆盖 良好的无线覆盖是所有性能优化的基础 在优化切换区域的无线覆盖过程 中 要通过调整天线的方位角 下倾角等手段重点改善导频污染和切换区过短 或过长 问题 2 优化切换参数 优化切换参数的主要思路是通过调整切换事件报告门限 切换触发时间 小区偏置等参数来优化切换的执行速度和范围 从而改善切换性能 第四章第四章 WCDMAWCDMA 优化实例优化实例 4 14 1 优化案例优化案例 1 1 公交公司生活区弱覆盖优化公交公司生活区弱覆盖优化 1 问题描述 公交公司生活区站点的东北方路段 如图4 11RSCP小于 95dBm 存在部分弱 覆盖 可能导致掉话 调整前 RSCP 图4 1 1调整前RSCP输出图 调整前 EC NO 图4 1 2调整前EC NO输出图 由上图可以看出 此路段只存在弱覆盖问题 且不是多个弱信号同时加在 弱覆盖路段 绝不可能存在导频污染 因此类似的问题都只考虑 RSCP 2 优化思路 公交公司生活区的三个天线都是美化天线 调整前第一二扇区的参数为 公交公司生活区 1 的方位角为 30 度 下倾角为 0 3 公交公司生活区 2 的方位角为 150 度 下倾角为 0 0 弱覆盖的路段主要位于站点的东北方向 因此主要通过调整第一二扇区的天 线来改善信号 措施是大致将第一扇区的主瓣最大范围覆盖东北方向的弱覆盖 路段 同时利用第二扇区来协助改善 第一扇区的天线调整是 方位角 30 40 下倾角 0 3 0 5 使第一扇区天线 几乎正对着弱覆盖路段 而周围房屋的阻挡不是非常严重 下压下倾角增大天 线主瓣打在弱覆盖方向的水平范围 第二扇区的天线调整是 方位角 150 不变 天线地盘被钉死在天面上 不 能转动 不然可以考虑在不影响东南面方向信号覆盖情况的前提下往北转动十 度左右 对东边路段更好的覆盖 下倾角的调整为 0 0 0 2 压低两度天线 加强其对偏东方向的弱覆盖的作用 调整后的 RSCP 图4 1 3调整后RSCP输出图 由上图可以发现 加强一扇区对弱覆盖路段的覆盖后 同时利用第二扇区 的协助覆盖 弱覆盖路段得到了很大的改善 3 总结分析 这是个比较典型和很常见的因天线方位角和下倾角设置不够好引起的弱覆 盖问题 这种问题只需调整单个站点的天线方位角和下倾角 使其天线波形的 主瓣最大效果的覆盖弱覆盖区域既可 4 24 2 优化案例优化案例 2 2 导频污染的优化导频污染的优化 1 问题描述 下图中 小区布局不合理导致导频污染 致使小区通话质量差 掉话 对 网络质量和用户感受都带来恶劣的影响 图 4 2 1 2 解决方案 适当调整或者重新设置 C 基站的位置 使得 ABC 三基站的几何关系尽量 接近正三角形 保证在正三角形的全新基站支持下 小区的覆盖近乎均匀 3 总结分析 不合理的小区布局将导致不合理的信号分布 一个设计良好的网络应该根据覆盖区域的总体要求来设计整个网络的拓扑 结构 设计每个小区应该满足的覆盖区域 小区布局应当尽可能满足蜂窝结构 由于站址选择的限制 可能出现小区布局不合理的情况 不合理的小区布局可 能导致部分区域出现覆盖空洞 而部分区域出现多个导频强信号覆盖 这样有 可能会造成网络中大面积的导频污染或覆盖盲区 有时 由于地理环境太复杂 设计阶段考虑不尽全面 则在网络优化阶段需要通过其它的调整来解决 4 34 3 优化案例优化案例 3 3 上行干扰导致的掉话上行干扰导致的掉话 1 问题描述 上行干扰导致上下行覆盖不平衡 从而导致掉话 以下是一个掉话例子 RNC 信令信令 图 4 3 1 上行干扰 RNC 信令 由 RNC 信令可以看出 掉话是由于 RNC 下发直传 CC Connect 但没有 看到手机回应的 CC Connect Acknowledge 消息导致的 UE 侧信令 侧信令 图 4 3 2 上行干扰 UE 信令 手机收到了 RNC 下发的 CC connect 消息 同时也回了 CC connect Acknowledge 消息 但 RNC 没有收到 进一步分析 掉话发生前后的信号情况 手机记录的信息 手机记录的信息 图 4 3 3 上行干扰 手机记录的信息 2 分析问题 从手机侧观察 下行 CPICH Ec 和 EcIo 都很不错 但上行的发射功率已经 接近最大值 所以怀疑是上行出现问题 干扰情况 出现问题的小区的 RTWP 波动很大 120 100 80 60 40 20 0 图 4 3 4 小区 1 的 RTWP 变化情况 120 100 80 60 40 20 0 图 4 3 5 小区 2 的 RTWP 变化情况 3 解决方案 经检查 干扰源为系统外部的一个干扰器 经沟通整改 回复正常 第五章第五章 WCDMAWCDMA 无线网络优化发展展望无线网络优化发展展望 移动通信网络是一个动态变化的网络 网络的负载随时都在变化 网络上 的业务会不断的更新 网络对资源的需求也会动态改变 这些都会导致运营商 随时准备对自己的网络进行调整 以便优化资源配置 合理地调整网络的参数 使网络达到最佳的运行状态 随着用户需求的变化 移动运营商提供的业务也不断扩充和丰富 网络优 化的手段和内容也不断地变化 主要体现在两个方面 1 网络优化的重点从语音业务向数据业务和语音业务并重转移 移动数据业务的发展日新月异 日益成熟的商业模式和不断被挖掘出来的 用户需求已经成为移动运营商的新的业务增长点 为了吸引更多的数据用户 为用户提供稳定的无线上网环境 打造精品数据网络已成为移动运营商进一步 发展的重点 因此 对网络优化工作提出更高的要求 不但要为用户提供良好 的语音覆盖 并且要提供高速数据传输环境 2 网络优化的手段向智能化 自动化方向发展 网络优化是一个长期的过程 它贯穿于网络发展的全过程 网络优化通过参 数采集 统计数据分析 信令跟踪 路测信息采集分析等多种手段对整个通信 网络进行综合分析 找出网络存在问题 通过调整网络的软 硬件配置 使有 限的资源得以高效的利用 随着网络优化工作的进一步发展 网络优化的工具和手段不断向人工智能 和专家系统的思想和技术发展 出现不少网络分析 规划 优化软件 通过引 入智能决策支持系统 建立合理的无线网络优化知识库 运用有效的推理机制 可以针对网络存在的某些运行和服务的质量问题 向网络优化人员提供合适的 问题解决方案建议 还可以对所给出的方案进行必要的数据分析 做出相应的 解释说明 此外 运营商用于主动了解用户感受的自动路测系统 将传统的简单 重 复的路测工作自动化 智能化 通过海量数据的统计分析 能够在地理分析平 台上更准确的 更客观反映无线网络的整体性能 优化工作提供必要的支撑 因此 合理 有效的利用新开发的网络优化软件 更有效的集成网络信息 不断积累网优经验 做到网络优化工作产业化 日常化 这样才能为用户提供 精品移动网络 网络优化是一项连续性的工作 不可一蹴而就 在日常工作中 要善于分 析和总结 随着网上用户的不断增强 基站的呼