TD-SCDMA网络优化设计与实践毕业论文

1、南京信息职业技术学院毕业论文系部 通信学院 专业 通信工程与监理 题目 TD-SCDMA网络优化设计与实践 毕业论文中文摘要题目：TD-SCDMA无线网络优化实践摘要： 随着3G时代的到来，TD-SCDMA网络的覆盖率在中国移动的推动下迅速扩大。在这个过程中，TD网络正面临着诸多挑战。运营商需要不断地提高网络质量，支持更多的业务，这就要提高网络的利用率，同时还要最大程度的控制成本。移动通信网是一个不断变化的网络，网络结构、无线环境、用户分布和使用行为都在不断地变化，需要持续不断地对网络进行优化调整以适应各种变化。整个网络优化的重心是无线网络优化，优化工作主要集中在无线侧进行。 本文着重介绍了以

2、第三代移动通信系统TD-SCDMA为核心来讨论无线网络的优化过程、优化内容、优化措施及相关案例分析。通过对TD-SCDMA无线网络优化的研究和对优化案例的系统分析，充分体现了移动通信网络优化的必要性和重要性。关键词：TD-SCDMA，网络优化，方案设计，实践 毕业论文外文摘要Title: TD-SCDMA wireless network optimization case studyAbstract: With the coming of 3G era, TD-SCDMA network coverage in the rapidly expanding China Mobiles push

3、. In this process, the TD network is faced with many challenges. Operators need to continuously improve the network quality.The mobile communication network is a constantly changing network, and use the network structure, wireless environment, the user distribution.Behavior is constantly changing, c

4、onstantly optimize the need to adapt to the changes of network. Centre of gravity of the whole network optimization is the wireless network optimization, the optimization work is focused on the wireless side.This paper introduces the third generation mobile communication system TD-SCDMA as the core

5、to discuss the optimization process, wireless network optimization, optimization measures and the related case analysis. Through the analysis of the wireless fully reflects the importance and necessity of the mobile communication network optimization.Key words: TD-SCDMA, Network optimization, Concep

6、tual design，Practice目录1引言12 TD-SCDMA移动通信系统概述22.1 TD-SCDMA技术22.1.1 TD-SCDMA的发展历程32.2 TD-SCDMA原理32.2.1 多址方式32.2.2双工方式42.2.3物理层52.2.4 TD-SCDMA关键技术63 TD-SCDMA无线网络优化设计83.1 无线网络优化概述83.2无线网络优化的基本原则83.3无线网络优化的工作设计83.4. 无线网络优化的主要工作94 TD-SCDMA网络优化实践104.1 TD-SCDMA网络优化工具介绍104.1.1硬件部分104.1.2软件部分104.1.3鼎利与MapInfo

7、软件截图104.2 网络优化实践中的物理优化方法114.3网络优化实践中的参数优化方法15结论19致谢20参考文献201引言移动通信可以说从无线电发明之日就产生了。1897年，马可尼所完成的无线通信实验就是在固定站与一艘拖船之间进行的。而蜂窝移动通信的发展是在二十世纪七十年代中期以后的事。移动通信综合利用了有线、无线的传输方式，为人们提供了一种快速便捷的通讯手段。由于电子技术，尤其是半导体，集成电路及计算机技术的发展，以及市场的推动，使物美价廉、轻便可靠、性能优越的移动通信设备成为可能。现代的移动通信发展至今，主要走过了两代，而第三代现已开始商用，中国自主开发的TD-CDMA以中国自主知识产权

8、为主，是中国移动通信界的一次创举，是中国移动通信史上的重要里程碑，更是我国自主创新力提升的最佳证明。TD-SCDMA标准是第一个由中国提出的，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。TD-SCDMA采用了时分双工、智能天线、联合检测、DCA、同步和接力切换等多项关键技术。随着TD-SCDMA系统的不断发展和商用，对TD-SCDMA无线网络的优化显得尤为重要。2 TD-SCDMA移动通信系统概述2.1 TD-SCDMA技术 TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access（时分同步码分多址

9、） 的简称，中国提出的第三代移动通信标准(简称3G)，也是ITU批准的三个3G标准中的一个，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。是我国电信史上重要的里程碑。它采用了智能天线、联合检测、同步CDMA、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整、动态信道分配等技术。是集CDMA、TDMA等技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术。图2-1 中国3G频谱分配图2002年10月，国家信息产业部下发文件关于第三代公众移动通信系统频率规划问题的通知（信部无2002479号）中规定：主要工作频段（FDD方式：1920 1980 MHz / 2110 2170

10、 MHz；TDD方式：1880 1920MHz、2010 2025MHz）。补充工作频段（FDD方式：1755 1785MHz / 1850 1880MHz；TDD方式：2300 2400MHz，与无线电定位业务共用）。从中可以看到TDD得到了155MHz的频段，而FDD（包括WCDMA FDD和CDMA2000）共得到了290MHz的频段。表2-1 TD-SCDMA标准概况双工方式TDD载频宽度1.6MHz无线帧长10ms（分为两个5ms子帧）调制方式QPSK/8PSK/16QAM码片速率1.28Mcps多址方式CDMA/TDMA/FDMA/SDMA扩频技术OVSF2.1.1 TD-SCDM

11、A的发展历程1998年初 ,研究和起草符合IMT-2000要求的我国的TD-SCDMA建议草案。 l1998年6月代表我国提交到 ITU（国际电信联盟）和相关国际标准组织。 1999年11月赫尔辛基ITU-RTG8/1第18次会议上和2000年5月在伊斯坦布尔的ITU-R全会上，TD-SCDMA被正式接纳为CDMATDD制式的方案之一。 2001年3月棕榈泉的RAN全会上，随着包含TD-SCDMA标准在内的3GPPR4版本规范的正式发布，TD-SCDMA在3GPP中的融合工作达到了第一个目标。2003年12月，空中接 口测试阶段完成。 2002年10月，TD产业联盟成立。 2002年10月23

12、日，信产部公布3G频率规划。 2000年12月，TD- SCDMA论坛成立。 2004年3月，大唐发布了第一台TD终端预商用版本。 2004年10月，TD产业峰会，多厂家供货环境形成。 2004年12月，TD国家专项试验网启动。 2006年，规模试商用。至此，TD-SCDMA不论在形式上还是在实质上，都已在国际上被广大运营商、设备制造商所认可和接受，形成了真正的国际标准。2.2 TD-SCDMA原理2.2.1 多址方式 图2-2 TD-SCDMA的多址方式频分多址 TDD模式反映在频率上，是上行下行共用一个频点，节省了带宽。在频率轴上，不同频点的载波可以共存。时分多址 在时间轴上，上行和下行分

13、开，实现了TDD模式。码分多址 能量轴上，每个频点的每个时隙可以容纳16个码道。空分多址 通过使用智能天线技术，针对不同的用户使用不同的赋形波束覆盖，有效的降低干扰，提高系统的容量。2.2.2双工方式图2-3时分双工（TDD）时分双工的特点:频谱分配灵活:频率利用率高，无需对称频段，利用零散频段，易获频率资源。 高效支持非对称业务：根据上下行业务量来自适应调整上下行时隙个数。 有利于先进技术的应用：上/下行工作于同一频点，信道环境具有互易性，有利于智能天线等先进技术的应用。 无需笨重的射频双工器，小巧的基站，降低成本。2.2.3物理层图2-4 TD-SCDMA的帧结构3GPP定义的一个TDMA

14、帧长度为10ms。一个10ms的帧分成两个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长为5ms。这是考虑到了智能天线技术的运用，智能天线每隔5ms进行一次波束的赋形。子帧分成7个常规时隙（TS0TS6，每个时隙长度为864chips，占675us）7个常规时隙被用作用户数据或控制信息的传输，它们具有完全相同的时隙结构。TS0总是固定地用作下行时隙来发送系统广播信息，是广播信道P-CCPCH独自占用的时隙。TS1总是固定地用作上行时隙。其它的常规时隙可以根据需要灵活地配置成上行或下行以实现不对称业务的传输，上下行的转换由一个转换点（Switch Point）分开。每个5ms的子帧有两个转换点（UL到DL和

15、DL到UL），第一个转换点固定在TS0结束处，而第二个转换点则取决于小区上下行时隙的配置。DwPTS：下行导频时隙，长度为96chips，占75us用于下行同步和小区初搜GP：保护间隔，长度96chips，75us用于下行到上行转换的保护；UpPTS：上行导频时隙，长度160chips，125us用于建立上行初始同步和随机接入子帧总长度为6400chips，占5ms，得到码片速率为1.28Mcps。训练序列Midamble码2.2.4 TD-SCDMA关键技术在TD-SCDMA系统中，用到了以下几种主要的关键技术：1、 时分双工方式（TDD）：是在帧周期的下行线路操作中及时区分无线信道以及继续

16、上行线路操作的一种技术。2、 上行同步（Uplink Synchronous）：所谓上行同步是指在同一小区中，使用同一时隙的不同位置的用户发送的上行信号同时到达基站接收天线，即同一时隙不同用户的信号到达基站接收天线时保持同步。目的是为了减小小区内用户间的上行多址干扰和多径干扰，增加小区容量和小区半径。3、 接力切换（Baton Handover）：接力切换是一种改进的硬切换技术，可提高切换成功率，与软切换比，可以克服切换时对邻近基站信道资源的占用，能够使系统容量得以增加。在接力切换过程中，同频小区之间的两个小区的基站都将接受同一终端的信号，并对其定位，将确定可能切换区域的定位结果向RNC 报告

17、，完成向目标基站的切换。所以，所谓接力切换是由RNC 判定和执行，不需要基站发出切换操作信息。接力切换可以使用在不同载波频率的TD-SCDMA 基站之间，甚至能够使用在TD-SCDMA 系统与其它移动通信系统（如GSM，CDMA IS95 等）的基站之间。4、 功率控制（Power Control）：为使小区内所有移动台到达基站时信号电平基本维持在相等水平、通信质量维持在一个可接收水平，对移动台功率进行的控制。功率控制分为前向与反向功率控制，反向功率控制又分为开环功率控制和闭环功率控制，闭环功率控制细分为外环功率控制和内环功率控制。功率控制是CDMA系统一项关键技术。CDMA系统是干扰受限的系

18、统，移动台发射功率对小区内通话的其他用户而言就是干扰，所以要限制移动台发射功率，使系统总功率电平保持最小。5、 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）：系统根据当前的业务负载和干扰情况，动态地将信道(频率或时隙)分配给所需用户的操作，以达到最大系统容量和最佳通信质量。6、 联合检测（Joint Detection）：多用户检测的一种。系统中多个用户的信号在时域和频域上是混叠的，接收时需要在数字域上用一定的信号分离方法把各个用户的信号分离开来。7、 智能天线（Smart Antenna）：利用信号传输的空间特性和数字信号处理技术，通过先进的算法处理，对基站的接收和发

19、射波束进行波束形成和赋形，从而达到降低干扰、增加容量、扩大覆盖、改善通信质量、降低发射功率和提高无线数据传输速率的目的。8、 软件无线电（Soft Radio ） 3 TD-SCDMA无线网络优化设计3.1 无线网络优化概述移动通信网是一个不断变化的网络，网络结构、无线环境、用户分布和使用行为都在不断地变化，需要持续不断地对网络进行优化调整以适应各种变化。通过对现在网络中遇到的问题进行分析和处理，可以有效地提高通话质量。随着通信市场竞争加剧，广大用户对网络质量的要求和业务需求越来越高，如何改善网络运行性能，提高网络服务质量，已成为移动通信市场企业把握主动权和增强核心竞争力的基本前提。若能充分利

20、用好现有网络的设备资源和频率资源，获取企业最佳效益，可降低网络运营成本，提高设备利用率。因此，深化网络优化工作不容忽视，势在必行，它的地位和作用对网络的运行维护、网络规划及工程建设日趋重要，并具有积极的指导意义。同时网络优化工作服务于市场经营和业务发展的需要。3.2无线网络优化的基本原则TD-SCDMA无线网络优化的基本原则是在一定的成本下，在满足网络服务质量的前提下，建设一个容量和覆盖范围都尽可能大的无线网络，并适应未来网络发展和扩容的要求。3.3无线网络优化的工作设计TD-SCDMA无线网络优化的工作思路是首先做好覆盖优化，在覆盖能够保证的基础上进行业务性能优化最后过度到整体性能优化阶段。

21、 实现方式主要包括：最佳的系统覆盖：尽可能利用有限的资源实现最优的覆盖。合理的切换带的控制：通过调整切换参数，使切换带的分布趋于合理。系统干扰最小：通过物理优化调整天线挂高、方位角、下倾角等，合理控制无线覆盖范围，降低系统干扰；调整外环和内环功率控制参数，降低系统干扰；调整各种业务的初始功率参数，降低业务初始建立时产生的干扰；调整慢速DCA的参数，尽可能的将干扰影响最小化。3.4. 无线网络优化的主要工作无线网络优化的主要工作是提高网络的性能指标，包括：(1)容量指标：反映容量的指标是上下行负载。 (2)覆盖指标：反映覆盖的指标有PCCPCH强度、接收功率、发送功率和覆盖里程比等。覆盖的问题主

22、要有无覆盖、越区覆盖、无主覆盖等，覆盖问题容易导致掉话和接入失败，是优化的重点。 (3)业务质量指标：对于语音业务，反映业务质量的指标是误帧率；对于数据业务，反映业务质量的指标主要是吞吐率和时延。 (4)接入指标：反映接入的指标是业务接入完成率。导致接入失败的主要原因有无覆盖、越区覆盖、临区列表不合理以及协议不完善等。 (5)成功率指标：反映成功率指标的参数是业务的无线接通率。 4 TD-SCDMA网络优化实践4.1 TD-SCDMA网络优化工具介绍4.1.1硬件部分大唐8142或8130两部，GPS一个，笔记本电脑一台，车载逆变器一个，数据线若干，测试车辆等。4.1.2软件部分鼎利Pilot

23、 Pioneer，MapInfo Professional，DUmeter,GPS驱动，测试手机驱动等。4.1.3鼎利与MapInfo软件截图图4-1 MapInfo软件截图图4-2鼎力软件截图4.2 网络优化实践中的物理优化方法天线辐射方位角，下倾角,天线的高度,基站站址（应控制基站高度，避免站址的搬迁）,硬件的更换等。实践案例1事件描述：测试车辆新模范马路由东向西行驶，在铁路南街路口附近占用南邮-3（PCCPCH RSCP：-71dBm），在行驶过程中C/I降至-5dB，有掉话的风险。 图4-3 案例1问题截图问题分析由截图可以看出，南邮-3小区与虹桥-2小区间是同频干扰，导致在铁路南街路

24、口附近占用南邮-3小区时C/I较差，但在问题点时，UE与南邮-3小区的距离最近，应该占用，但邻区列表里，大概在540米远的虹桥-2信号较强，超过了它的覆盖范围，应该是越区覆盖所致。优化措施首先考虑虹桥-2的方位角，由于虹桥-2主打方向为街道小区，方位角不能调动，查看工参虹桥-2的下倾角为3，所以采用调整虹桥-2下倾角由3至6。图4-4 案列1优化后截图总结经过优化后，该地区的C/I差问题得以解决，且多次复测没有问题此事件看上去是同频干扰，但是其本质还是越区覆盖问题，调整天线下倾角得以快速的解决问题。实践案列2事件描述：UE随车在软件大道由西向东行驶，占用宁海大道二期搬迁-3（频点10112 扰

25、码8），电平在-84dbm左右，邻区电平在-77dbm左右，而且在该问题点PCCPCH C/I与 DPCH C/I差，存在掉话的风险。图4-5 案列2问题截图问题分析分析数据发现该路段的主覆盖小区应该为宁海大道二期搬迁-1小区，但该路段宁海大道二期搬迁-1信号较差，由于宁海大道二期搬迁-3小区为背向覆盖衰减较快，导致PCCPCH C/I DPCH C/I较差，判断宁海路大道二期搬迁站的工参有问题，或者宁海大道二期搬迁-1的方位角或下倾角有问题。问题归因余覆盖不合理。优化措施核查宁海大道二期搬迁站点的工程参数，先将宁海大道二期搬迁-1下倾角4调整至6,再把宁海大道二期搬迁-3的方位角300调整至

26、270，考虑到背向影响的问题，再把宁海大道二期搬迁-3的下倾角由4调整至6，其原本覆盖的小街道不受影响。优化后问题截图为图4-6图4-6 案列2优化后截图总结经过优化后，该点的电平值差，PCCPCH C/I DPCH C/I差问题得以解决，复测后没有问题。此事件是覆盖不合理导致，通常先核查工参，若工参没问题，在去现场通过调整天线的方位角与下倾角得以解决。4.3网络优化实践中的参数优化方法邻区关系小区选择/重选：Qoffsetsn, Qhyst, Treselection, Sintrasearch, Sintersearch, SsearchRAT, Qrxlevmin切换判决门限，测量方式，

27、周期：RPTPERIODFORINTRACELL, RPTPERIODFORINTERCELL，CORRM_EVT_PRD_SWITCH, CELLINTRAFREQHO, HYSTFORINTRACELL, HYSTFOR1G, StableTimer功控参数：ULINTERFERERESERVE, maxSIRtarget, initialSIRtarget, minSIRtarget, maxDlTxPwr, minDlTxPwr, CARRTOIDRACHI寻呼参数：DRXCYCLELENCOEF, MACCPAGEREPEAT, PagingIntervalCAC参数：NBMDlCa

28、cAlgoSelSwitch, NBMUlCacAlgoSelSwitch, DLTHFORCONVDCA参数：CARRIERSELECTSWITCH , CARRIERCHANGESWITCH, TSPRIORITYADJSWITCHISCP, TSPRIORITYADJSWITCHRMRU实践案列3事件描述：测试车辆沿应天大街由东向西行驶，在省广播电视大学附近占用省广播电视大学-2，随着UE向西行驶，开始建立呼叫状态，切换较迟，电平值变弱，C/I下降比较严重，出现未接通的风险较大。 图4-7 案列3问题截图问题分析在省广播电视大学附近占用省广播电视大学-2，随着车辆行驶在欧尚附近与该路段主

29、导小区河西指挥部-1同频干扰。由于此时UE处于呼叫建立状态，切换较迟，切换前省广播电视大学-2信号已降至-81dBm，而河西指挥部-1强度达到-70dBm，干扰较强，C/I已降至-16dBm。同时由于工作频点为主频，DPCH C/I也降至-9dB，判断为同频干扰所致。优化措施用mapinfo查看省广播电视大学-2的小区频点，扰码，修改其频点，但不能与其他相邻小区同频，还要看其扰码组，该站附近没有室分站，将其频点由10120至10063。图4-8 案列3优化后截图总结经过优化后，该点的电平值差， DPCH C/I差问题得以解决，复测后没有问题。这是一个典型的同频干扰问题，一般修改其频点就能解决，

30、修改时可以先考虑修改为室分的频点，还要注意其扰码组。实践案列4事件描述：UE随车在莫愁湖东路上由南向北测试，占用水西门-3，电平在-90dbm左右，邻区电平为-75dbm左右，但是往水西门搬迁-3的切换时，DPCH C/I差和电平值差。存在掉话的风险。图4-9 案列4问题截图问题分析分析LOG可知，占用水西门-3（频点10080 扰码56），电平在-90dbm左右，邻区电平为-75dbm左右，主服务小区电平与邻区电平相差-25dbm左右上发测量控制报告，切换不及时导致DPCH C/I差和电平值差优化措施让后台调整水西门-3到水西门搬迁四期-3小区CIO为6，如果调整切换门限，容易产生乒乓切换问

31、题。 图4-10 案列4优化后截图总结经过优化后，该点的电平值差， DPCH C/I差问题得以解决，复测后没有问题图5.2.3这是一个典型的小区切换迟滞问题，一般可通过后台调整CIO，或者切换门限解决。结论在3G通信系统当中，TD- SCDMA系统在利用率，灵活性，对业务支持的多样性等方面都具有独特的优势。通信工程在人们的生活中扮演着一个不可或缺的角色，它也是国家的基础建设之一，要想使无线通信网络运行成功，就要拥有很高的技术，还要有良好的服务质量，同时也得具备高性能，覆盖广的特点，这样无线网络的价值才能得以体现，随着研究工作的进行，不断地对无线通信工程的优化进行探索和研究，通信网络优化的方法也会有更进一步的发展，使其能够流畅的运行，给人们的生活带来便捷。TD- SCDMA网络的建设对我国信息产业的发展也有着很大的影响。中国移动表示，已经在TD-SCDMA的演进方面进行了长期规划，与国内外多家运营商、设备商共同探索TD-LTE（相当于TD演进后的4G技术）。移动通信系统真正进入高速时代，随之而来的无线网络优化也将接踵而至。以上