某重点乡镇WCDMA网络优化论文

毕业设计设计题目：某重点乡镇WCDMA网络优化探析入学年月__姓名____学号专业___总站/学习中心____指导教师_____完成时间____内容摘要WCDMA技术是目前最为成熟，在全球也最为普及的3G技术。重点乡镇是当地县域经济的中心，承当加快城镇化进程和带动周边农村区域开展的重任，因此WCDMA网络在重点乡镇的覆盖也是相当重要。本文在WCDMA系统内对重点乡镇覆盖情况进行了全面的分析和研究，应用新的优化方式，解决WCDMA在重点乡镇中存在的各种覆盖问题。第三代移动通信中WCDMA制式占有得天独厚的先机及技术优势,随着WCDMA网络商用工作的不断推进,用户数量的不断增加,WCDMA无线网络的优化工作变得越来越复杂,需要我们通过不懈的努力,不断积累优化经验,不断充实自己,提高自身网络优化能力,这样才能适应网络优化技术的不断开展。移动无线网络优化所涉及的学科日益增加,导致系统优化的复杂程度也不断提升。随着通信市场竞争的日益剧烈,竞争格局的不断变化,网络优化工作越加显得重要。我们只有通过不断的学习努力,尤其是对新技术新知识的了解和知识储藏,才能跟得上新技术的开展步伐。通过网络优化,使移动通信质量不断提升。相信未来的移动网络优化工作将会有更加广阔的开展空间和应用。关键词WCDMA；重点乡镇；网络优化；目录摘要2目录3引言5正文61.WCDMA简介61.1WCDMA的系统结构61.2WCDMA中的关键技术71.2.1WCDMA的扩频技术71.2.2WCDMA的功控技术82.WCDMA技术标准及开展现状92.1R99版本92.2R4版本92.3R5版本93.WCDMA网络覆盖优化手段103.1WCDMA网络优化的意义103.2WCDMA覆盖问题分类11信号盲区11覆盖空洞113.3G900改造GU90012组网灵活12节省本钱12频谱重配13扩展覆盖133.3射频拉远133.3天馈调整134.实际运用中案例分析144.1某某县A镇-G8700基站改造为GU双模基站144.2某某县B镇-新增加第四扇区164.3某区C镇-新建拉远小区〔共享移动铁塔〕174.4某区D镇-天馈调整19谢辞21参考文献22引言通信是衡量一个国家或地区经济文化开展水平的重要标志，对推动社会进步和人类文明的开展有着重大的影响。近年来，移动通信在全球范围内迅猛开展，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，改善效劳质量，加大市场开发力度，保持了快速健康的开展势头。随着我国移动通信事业的蓬勃开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到达最正确运行状态的方法，使网络资源获得最正确效益，同时了解网络的增长趋势，为扩容提供依据。对于WCDMA移动通信系统，网络优化更为重要，因为WCDMA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、竞争力到达预期设定的目标值，最终满足客户市场的需求。本论文详细地介绍了WCDMA无线网络优化的流程和方法，并着重讨论了在重点乡镇区域的覆盖解决情况，并通过针对典型案例进行分析，给出具体解决方案。正文1.WCDMA简介WCDMA是英文WidebandCodeDivisionMultipleAccess〔宽带码分多址〕的英文简称，是一种第三代无线通讯技术。WCDMA是一种由3GPP具体制定的，基于GSMMAP核心网，UTRAN〔UMTS陆地无线接入网〕为无线接口的第三代移动通信系统。目前WCDMA有Release99、Release4、Release5、Release6等版本。目前中国联通采用的此种3G通讯标准WCDMA〔宽带码分多址〕是一个ITU(国际电信联盟)标准，它是从码宽带码分多址。从官方看WCDMA技术被认为是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Release99/Release4版本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。WCDMA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WCDMA使用的那么是一个5MHz宽度的载频。国际电信联盟最终接受WCDMA作为IMT-2000家族3G标准的一局部。后来WCDMA被选作UMTS的无线介面，作为继承GSM的3G技术或者方案。1.1WCDMA的系统结构UMTS〔通用移动通信系统〕是采用WCDMA空中接口技术的第三代移动通信系统，通常也把UMTS系统称为WCDMA通信系统。UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，包括无线接入网络和核心网络。其中无线接入网络用于处理所有与无线有关的功能，而CN处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能。CN从逻辑上分为电路交换域和分组交换域。UTRAN、CN与用户设备一起构成了整个UMTS系统。从3GPPR99标准的角度来看，UE和UTRAN〔UMTS的陆地无线接入网络〕由全新的协议构成，其设计基于WCDMA无线技术。而CN那么采用了GSM/GPRS的定义，这样可以实现网络的平滑过度，此外在第三代网络建设的初期可以实现全球漫游。与同样是3G标准的TD-SCDMA和CDMA2000相比，WCDMA在诸多方面不同，如表1-1所示：WCDMACDMA2000TD-SCDMA多址方式FDMA+CDMAFDMA+CDMAFDMA+TDMA+CDMA双工方式FDDFDDTDD主要工作频段(MHz)上行：1920-1980下行：2110-2170上行：1920-1980下行：2110-21701880-19202010-2025载波带宽5MHz1.25MHz1.6MHz码片速率3.84Mcps1.2288Mcps1.28Mcps同步方式异步同步同步发射分集STTDTSTDFBTDOTDSTS无接收检测相干解调相干解调联合检测功率控制1500800200越区切换软、硬切换软、硬切换接力切换表1-13G三种技术比照1.2WCDMA中的关键技术WCDMA较之前的GSM系统有了很大的提高，在WCDMA中有很多关键性的技术，现把几种有代表性的技术介绍一下。1.2.1WCDMA的扩频技术WCDMA靠编码的不同来区别不同的用户，由于WCDMA系统采用的是二进制编码技术，编码种类很多，所以它的系统容量有了很大的提高。而扩频技术正是解决这一问题的关键。扩频技术就是将信号的频谱展宽后进行传输的技术。数字信号参加扩频码之后由窄带信号变成了宽带信号，同时在进行扩频的时候，信号想加了一把钥匙而用来区别开其他的信号，正因为这样不同的信号才能在同一时间内在同一段频谱内进行传递。扩频还能提高信号的增益，因窄带变成了宽带的，但信号的能量保持不变，所以信号的P〔f〕势必会降低，这就会使增益变大。不但如此，扩频还能抑制噪声的干扰，因其能量谱密度P〔f〕很小，因此它能使信号隐藏在噪声之下传输，这样还能起到保密的效果。1.2.2WCDMA的功控技术远近效应是在网络优化过程中经常会遇到的问题，而功控正是解决这一问题的关键技术。功控可以分为开环功控和闭环功控，而闭环功控又分为内环功控和外环功控。a.开环功控开环功控的根本原理：假设发射功率与接收功率之间的耦合损耗以及干扰水平相同，利用先行测量接收功率的大小，并由此确定发射功率的大小。开环功控可以有效的克服阴影和路径损耗，准确计算出内环所需的初始发射功率，加速其收敛时间，还能降低发射功率过大对系统负载的冲击。b.闭环功控内环功控与外环功控一起被称为闭环功控。内环功控主要在UE和NodeB之间进行控制和调整。上行外环功控是RNC动态地调整内环功控的SIR目标值，其目的是使每条链路的通信质量根本保持在设定值，使接收到数据的BLER满足QoS要求。下行闭环功控和上行闭环功控的原理相似。下行内环功率控制由控制，目的使接收到NodeB信号的比特能量相等，以解决下行功率受限；下行外环功控是由UE的层3控制，通过测量下行数据的BLER值，进而调整UE物理层的目标SIR值，最终到达UE接收到数据的BLER值满足QoS要求下行内环和外环功率控制。2.WCDMA技术标准及开展现状WCDMA是IMT－2000家族最主要的三种技术标准之一。从根本意义上来说，WCDMA版本的演进过程也是一个技术和业务需求不断提高的过程。2.1R99版本R99版本功能于2000年3月份确定，标准已相当完善，后续版本将都向2002年3月版兼容。在全球已安装和试开通的WCDMA网络都以R99版本为根底。R99版本最大的特征是在网络结构上继承了广泛采用的第二代移动通信系统———GSM/GPRS核心网结构。与GSM不同的是在WCDMA无线接入网局部引入了全新的无线接口WCDMA，并采用了分组化传输，更有利于实现高速移动数据业务的传输。2.2R4版本R4在核心网电路域局部针对R99基于TDM的电路核心网进行了很大改良，提出与承载无关的电路交换网络BICSCN的概念。这主要表达在：网络采用分层开放式结构，呼叫控制与承载层相别离，话音、信令分组化。R4电路域由MSCServer、GMSCServer、MGW等实体组成，各实体之间提供标准化的接口；信令可使用IP承载；语音分组化实现了网络带宽动态分配并且带宽要求有所下降。2.3R5版本随着数据业务的增长和无线互联网的应用，WCDMA的网络结构逐渐向全IP化方向开展，先是核心网，然后是全网IP化，R5成为全IP的第1个版本。R5于2002年6月实现功能冻结。R5在接入网局部通过引入IP技术实现端到端的全面IP化。这些技术包括HSDPA〔高速下行分组数据业务接入，其峰值数据速率可高达8Mbps～10Mbps，时延更小〕和UE定位增强功能。值得注意的是，R5阶段还引入了IP多媒体子系统，简称IMS。IMS叠加在分组域网络之上，由呼叫状态控制、媒体网关控制、媒体资源和归属签约用户效劳器等功能实体组成。R5在业务方面除原有的CAMEL、OSA之外，新添加了可支持SIPAS业务功能。总之，R5是一种端到端的IP多媒体业务，为解决IP管理问题，IMS引入了IPv6，目前业界普遍认为WCDMA将是运营商部署IPv6网络的最大推动力。随着用户对多业务需求的不断提高，WCDMA标准在不同的版本中引入很多新业务，使业务向多样化、个性化方向开展，代表性的有虚拟归属环境概念、引入基于IP的多媒体业务及其他形式多样的补充业务等。综上所述，WCDMA系统的整体演进方向为：网络结构向全IP化开展，业务向多样化、多媒体化和个性化方向开展，无线接口向高速传送分组数据开展，小区结构向多层次、多制式重复覆盖方向开展，用户终端向支持多制式、多频段方向开展。3GPP成立了专门的研究小组从事3GPP长期演进的工程。几种开展的可能包括：在接入网侧使用单独下行载波增加下行数据速率；使用新的无线通信技术如MIMO、MUD等；基于WLAN的OFDM技术也很可能在3G中应用。另外，对3G未来演进的研究，目前主要集中于ITU的ITU－TSSG和ITU－RWP8F中进行。丰富的多媒体数据业务、高速下行数据传输、全网IP化、不同无线接入技术间的切换和漫游等方面是WCDMA向后三代开展的方向。3.WCDMA网络覆盖优化手段3.1WCDMA网络优化的意义网络优化工作涉及到移动通信网络的各个方面，贯穿于网络规划、工程建设及日常维护等各项工作中，因此网络优化工程师需要较全面的根底理论知识和专业技术知识，在优化过程中需对网络运行质量分析、网络性能分析、统计数据采集分析、测试数据分析及各类系统参数的检查，还要针对用户申告投诉的现象汇总分析以及各类故障处理、追踪测试等等，然后结合现有的网络结构和移动通信网络诸多不确定的因素，制定出、无线网络优化调整的方案，进行频率规划和数据检查、修改等调整措施。由于网优工作的复杂性，持续时间又长，目前仍只是作为工程工程操作，停留在阶段性优化和应急性优化的进程中，还没形成标准化制度。通过本人参与的优化工程中，最深的感受是：假设确保网络运行质量和性能的稳定及平稳提高，应在实现网络优化工作日常化的前提下，时时地观测网络运行状态和随业务开展的动态变化，根据不同情况进行处理，不断调整参数并兼顾其它指标，作到调整--观测--调整，使网络始终保持一种动态平衡，运行在最正确状态，应提倡网络优化标准化，数据分析系统化，调整测试条理化，实现网络优化与各项工作共同形成对于网络质量的闭环管理。3.2WCDMA覆盖问题分类3.2.1信号盲区信号盲区一般是指导频信号低于的最低接入门限〔比方：RSCP门限为-115dBm，Ec/Io门限为-18dBm〕的覆盖区域，比方，凹地、山地背坡、电梯井、隧道、地下车库或地下室、高大建筑物内部等等。通常，对于相邻基站覆盖区不交叠局部内用户较多的或者不交叠局部交大时，应新建基站，或增加周边基站的覆盖范围〔如以牺牲容量为代价的提高导频发射功率、增加天线挂高〕，使两基站覆盖交叠深度到达0.27R左右〔R为小区半径〕，保证一定大小的软切换区域，同时要注意覆盖范围增大后可能带来的同邻频干扰：对于凹地、山坡反面等引起的盲区可用新增基站覆盖，也可以采用直放站，这样可以有效的填补基站覆盖区域内的盲区、延伸覆盖范围，但同时，在使用射频直放站可能产生射频干扰，因此，工程实施时要注意他可能产生的干扰。对于电梯井、隧道、地下车库或地下室、高大建筑物内部的信号盲区可以采用直放站、室内分布系统、泄露电缆、定向天线等方案来解决。3.2.2覆盖空洞覆盖空洞一般是指导频信号低于全覆盖业务〔例如VIOCE、VP、PS64K〕的最低要求但又高于的最低接入门限的覆盖区域。比方，在话务量分布比拟均匀的情况下，站址分布不均匀，造成一些区域没有RSCP可以满足的全覆盖业务的最低要求。还有一种情况就是某些区域的导频信号RSCP都能满足要求，但由于同频干扰的增加，导频信道Ec/Io不能满足全覆盖业务的最低要求。比方，因为软切换区域周边小区的容量增加产生的小区呼吸效应，导致软切换区域的覆盖质量下降，在软切换区域出现所谓的“覆盖空洞”。这里覆盖空洞是对业务而言的，不同于信号盲区，因为在信号盲区里，通常无法驻留小区，无法发起位置更新和位置登记而出现掉网的情况。通常，站址分布的不合理应当在规划阶段就应该防止的，而选择适宜的站址除了保证网络的RSCP强度到达一定的水平，比方，密集城区的道路上到达-65dBm，普通城区到达-80dBm。还要保证网络处于一定负荷下的导频Ec/Io不要低于全覆盖业务的最低要求。考虑到物业、设备安装等条件的限制，不理想的站址肯定存在，当出现了覆盖空洞的问题，可以新建微基站或者直放站增强覆盖，如果覆盖空洞的问题不是十分严重，也可以通过选用高增益天线，增加天线挂高和减少天线的机械下倾角的方法来优化覆盖。在通过RF调整不十分有效的改善Ec/Io覆盖的情况的下，可以通过调整导频功率〔增加最强的，减少其余的〕，以产生主导小区。3.3G900改造GU900某乡镇及以下底层覆盖网新增U900，通过U900良好穿透能力，解决深度覆盖问题，承载LTE的语音回落。3.3.1组网灵活3GBBU共享：同厂家U2100RRU和U900共享BBU，共享传输。2G\3G共享天馈：同厂家G900RRU和U900共享天馈，重构传输。2G\3G共享天馈：异厂家G900RRU和U900通过合路器共享天馈，重构传输。U900:单独建逻辑站点，重构传输。3.3.2节省本钱覆盖面积：U900是U2100的2.5到3倍；站点数量：U900比U2100少约65%。3.3.3频谱重配3.8MHz方案：U900下行速率最高14.4Mbps；4.2MHz方案：U900下行速率最高21.6Mbps；5MHz方案：U900下行速率最高21.6Mbps。3.3.4扩展覆盖室内覆盖质量：U900指标比U2100好

25%；室外传播：U900比U2100强

6~12dB；室内穿透&传播：U900比U2100强0~8dB。3.3射频拉远射频拉远与宏基站相比，节约了机房综合本钱，节约了馈缆本钱和传输设备的投资，节省馈线损耗带来覆盖增益，无需租借机房，建网速度快，集中维护，监控简化，节约了人力本钱。从结构上来说，射频拉远是主基站射频远端模块，通过光纤与主基站连接，与主基站共享基带处理。沉着量和功控方面来说，射频拉远基站和宏基站相比，其单个RRH单载波所吸收的话务和宏站单扇区容量没有区别。在功控方面相当，光纤时延对功率控制没有明显影响，切换时延和宏站相当。3.3天馈调整天线作为基站天馈系统的核心局部，其性能的好坏直接影响到无线覆盖的质量，所以天线系统的优化是重中之重。需进行检测的优化指标包括：方位角、下倾角〔机械下倾角、电子下倾角〕、天线挂高、天线厂家、天线型号、天线覆盖中心受阻情况、天线隔离度、抱杆牢固及垂直度等。在实际优化过程中经常接触到的是调整天馈的方位角及下倾角。4.实际运用中案例分析某市现有中国联通、中国电信及中国移动三家主流运营商，在3G技术推进方面各有千秋，中国电信采用CDMA2000技术、中国移动采用了TD-SCDMA技术，而中国联通采用的是WCDMA技术，就网络成熟度及商用前景来看，WCDMA在国际市场使用率占87%，属于国际认可速度很快很稳定的的成熟产品。TD-SCDMA及CDMA2000现在大多还在研发阶段，最重要的是WCDMA终端比拟多，就前景来看中国联通WCDMA无疑遥遥领先。自3G牌照发放之日，某联通就全面展开了WCDMA网络的建设及推广，至今，某联通已拥有3G站点一千五百余处，根本实现城区无缝，郊县95%网络覆盖，为辖区内网络用户提供了一张精品网络。随着移动通信的高速开展，移动通信网络的系统性能和效劳质量越来越重要。在WCDMA无线网络运营中，由于实际环境的不断变化，以及语音，数据业务和用户的迅速增长，会造成网络局部覆盖变差，网络性能下降。下面就结合某联通在实际优化过程中出现的问题进行系统分析。4.1某某县A镇-G8700基站改造为GU双模基站场景描述：A镇位于某县城东北方向，镇子街道人口7000左右，对A镇进行测试发现镇子周边村庄局部道路存在弱覆盖。实际测试情况说明：现场测试主街道覆盖在-75dBm左右，距离基站800米外街道覆盖因阻挡导致信号衰弱导致覆盖差，室外3G电平为-90dBm左右，边缘民房室内3G电平在-97dBm左右，室内覆盖差，导致用户感知差。优化建议：因村庄面积较大，现网基站为U2100基站，穿透能力较差，无法满足村庄室内深度覆盖，建议将G网8700基站改造为GU双模基站。优化效果：方案实施后弱覆盖问题得到解决。4.2某县B镇-新增加第四扇区场景描述：B镇位于某县西北方向，镇子街道人口4000左右，对B镇进行测试发现因基站在B镇街道两头，导致B镇街道中间局部道路和室内覆盖差。实际测试情况说明：现场测试街道两头覆盖在-70dBm左右，距离基站500米外街道中间道路和室内因信号衰弱导致覆盖差，室外3G电平为-85dBm左右，室内3G电平为-95dBm左右，室内覆盖差，导致用户感知差。优化建议：因B西基站在村子中间，对其天馈方位角进行优化，优化完成后又带来新的弱覆盖区域，所以建议在原站上新建第四小区解决覆盖问题。优化效果：方案实施后弱覆盖问题得到解决。4.3某区C镇-新建拉远小区〔共享移动铁塔〕场景描述：C镇位于某区北侧，国道108与省道201交汇处，镇子人口6000左右，用户反映在镇子街道东南方向信号差，无法打无法上网。实际测试情况说明：现场测试主街道覆盖在-75dBm左右，距离基站400米外街道覆盖因阻挡导