毕业论文CDMA2000网络优化工程实践

1、南京信息职业技术学院毕业设计论文作者 学号 系部 专业 题目 cdma2000网络优化工程实践 指导教师 评阅教师 完成时间： 毕业设计(论文)中文摘要题 目：cdma2000网络优化工程实践摘 要： 伴随着3g时代的到来，cdma技术越发受到关注。cdma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、cdma用户数量增加、业务种类的多样化，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

2、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。掉话是用户通信非正常中断，其在用户方面的负面影响最为直接，是一种严重的网络故障现象。所以确定掉话原因和解决办法，降低掉话率，在cdma2000网络优化中非常重要。本文介绍了移动通信的发展历程、cdma的发展历程、cdma2000的基本原理、cdma2000的关键技术。最后重点结合某些掉话案例，对cdma2000网络各种情况下的掉话，详细分析了原因并给出了解决方案。关键词：码分多址 优化

3、 掉话 工程实践毕业设计(论文)外文摘要title: practice of cdma2000 wireless network optimizationabstract: with the arrival of the era of the third generation, cdma technology is attracting more attention.cdma is an advanced mobile technology,which is designed to meet many requirements,such as, large capacity,high qual

4、ity, comprehensive business, soft handover, international roaming. with the official use of the third generation technology,and with the increasment of the users number of cdma ,and with diversification of business type , and with propagation conditions change of radio wave arosed by urban construct

5、ion , we need optimize our network constantly.network optimization,on the one hand,to solve the quality problem,such as poor coverage,poor voice quality,call drop ,network congestion,low success rate of handover,so that to keep the network in the best operating status;on the other hand,by optimizing

6、 the allocation of resources, deploying the entire network reasonably use to meet the needs and development of equipment to play the greastest potential to achieve the largest investment returns.call drop is a kind of irregular interruption,and it is a serious network fault phenomena,which negativil

7、y impacts on the user directly.so it is very important to make sure of the causes and solutions of call drop to reduce call drop rate in cdma2000 optimization. this thesis introduces the development of mobile communications, the development of cdma, the basic principle of cdma2000, the key technolog

8、y of cdma2000.finally, combined with some drop call cases,analyse the reason of the drop call and give the reasons.keywords: cdma optimization call drop engineering practice目 录第1章 绪论61.1 移动通信的发展历程61.1.1 第一代模拟蜂窝移动通信系统61.1.2 第二代数字移动电话系统71.1.3 第三代imt-200071.2 cdma的发展历程9第2章 cdma2000系统的特点、原理及关键技术122.1 cd

9、ma系统的特点122.2 cdma2000系统的特点132.2.1 cdma2000系统的技术特点132.2.2 cdma20001x与is-95的比较142.3 cdma2000原理及关键技术152.3.1 cdma2000 1x物理信道152.3.2 扩频通信192.3.3 功率控制222.3.4 软切换23第3章 cdma2000网络优化概述263.1 cdma2000网络优化流程263.2 cdma2000网络优化面临的挑战283.3 路测与网络优化293.3.1 路测概述293.3.2 cdma2000路测中需重点观察的指标29第4章 cdma2000掉话分析314.1 掉话的基本概

10、念及掉话机制314.1.1掉话的概念314.1.2掉话机制314.2 掉话的分析方法324.2.1 话务统计分析324.2.2 告警统计分析334.2.3 路测数据分析334.3 常见掉话原因及案例分析334.3.1 弱覆盖导致的掉话334.3.2 越区覆盖导致的掉话364.3.3 邻区漏配导致的掉话394.3.4 邻区位序不合理导致的掉话404.3.5 搜索窗太小导致的掉话434.3.6 同pn导致的掉话454.3.7 导频污染导致的掉话474.3.8 外部干扰导致的掉话504.3.9终端问题导致的掉话514.3.10其他原因导致的掉话52结 论53致 谢54参考文献55第1章 绪论1.1

11、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： ampstacsnmt其它gsmcdma is95tdmais-136pdc第一代 80年代模拟第二代 90年代数字第三代 imt-2000umtswcdmacdma2000需求驱动需求驱动模拟技术数字技术语音业务宽带业务td-scdma图1-1移动通信技术的发展历程1.1.1 第一代模拟蜂窝移动通信系统采用了蜂窝组网技术，以fdma技术为基础。模拟蜂窝移动通信系统主要有3种，北美的am

12、ps，北欧的nmt-450/900及英国的tacs；其主要标准有amps（先进移动电话系统）、nmt-450/900（北欧移动电话）、tacs（全向入网通信系统）。模拟蜂窝通信系统弱点在于存在多种移动通信制式，相互之间不能兼容，无法实现全球漫游；无法与固网迅速向数字化推进相适应，数字承载业务很难开展；频率利用率低，无法适应大容量的要求；安全性能不好，易于被窃听；这些致命的弱点将妨碍其进一步发展，因此模拟蜂窝移动通信被数字蜂窝移动通信所替代。1.1.2 第二代数字移动电话系统20世纪90年代开发出了以数字传输、时分多址和窄带码分多址为主体的移动电话系统，称之为第二代移动电话系统。代表产品分为两类

13、：tdma系统、n-cdma系统。tdma系列中比较成熟和有代表性的制式有：泛欧gsm（全球移动通信系统）、美国d-amps（数字amps）、日本pdc（个人数字蜂窝电话），这三种产品的共同点是数字化、时分多址、话音质量比第一代好，保密性好、可传送数据、能自动漫游等。n-cdma系统主要是以高通公司为首研制的基于is-95的n-cdma（窄带cdma），由美国电信工业协会制定，按双模式设计。尽管第二代移动通信系统较之于第一代有了很多提高，但面对用户日益增长的需求，第二代移动通信系统的一些问题也逐渐显露出来：1）频带太窄，不能提供如高速数据、慢速图像与电视图像等宽带业务；2）无线频率资源紧张，抗

14、干扰、抗衰落能力不是很强，系统容量不能满足需要；3）频带利用率较低，切换容易造成掉话；4）不同系统间不能彼此兼容，全球漫游较难实现。1.1.3 第三代imt-2000第三代移动通信技术的理论研究、技术开发和标准制定工作起始于20世纪80年代中期，itu将该系统正式命名imt-2000 。即系统是工作在2000mhz频段，最高业务速率可达2000kbps，预期在2000年左右实现商用（实际上由于市场培育、技术成熟度等原因全球3g进程被推迟）。 欧洲电信标准协会（etsi）称其为umts。imt-2000系统的主要目标和特性有：具有全球无缝覆盖和漫游能力；高服务质量，提供窄带和宽带多媒体业务与固定

15、网络各种业务的相互兼容；无缝业务传递；支持系统平滑升级和现有系统的演进；适应多种运行环境；支持多媒体功能及广泛的业务终端等。图1-2 2g向3g发展示意图imt-2000标准的制定主要由频谱规划、无线传输技术和网络方案三部分组成。其中无线传输技术的研究和选择是3g系统最为核心和关键的部分。国际电信联盟最终确立了三大主流技术tdscdma，wcdma,cdma2000.3g对无线传输技术有一定的要求：业务数据速率在室内运动速率达2mbps， 步行运动384kbps ，高速运动144kbps；根据带宽要求实现可变比特速率信息传递；一个连接中可同时支持具有不同qos要求的业务；满足不同业务的延时要求

16、。td-scdma移动通信标准是信息产业部电信科学技术研究院（现大唐电信集团）在国家主管部门的支持下，根据多年的研究而提出的具有一定特色的第三代移动通信系统标准。这是近百年来我国通信史上第一个具有完全自主知识产权的国际通信标准，它的出现在我国通信发展史上具有里程碑的意义，并将产生深远的影响，是整个中国通信业的重大突破。td-scdma标准公开之后，在国际上引起了强烈的反响，得到西门子等许多著名公司的重视和支持。1999年11月召开的国际电联芬兰会议确定了第三代移动通信无线接口技术标准，并于2000年5月举行的itu-r 2000年全会上最终批准通过，此标准包括码分多址（cdma）和时分多址（t

17、dma）两大类五种技术。它们分别是：wcdma、cdma2000、cdma tdd、uwc-136和ep-dect。其中，前三种基于cdma技术的为目前所公认的主流技术，它又分成频分双工（fdd）和时分双工（tdd）两种方式。td-scdma属cdma tdd技术。wcdma最早由欧洲和日本提出，其核心网基于演进的gsm/gprs网络技术，空中接口采用直接序列扩频的宽带cdma。目前，这种方式得到欧洲、北美、亚太地区各gsm运营商和日本、韩国多数运营商的广泛支持，是第三代移动通信中最具竞争力的技术之一。3gpp wcdma技术的标准化工作十分规范，目前全球3gpp r99标准的商用化程度最高，

18、全球绝大多数3g试验系统和设备研发都基于该技术标准规范。今后3gpp r99的发展方向将是基于全ip方式的的网络架构，并将演进为r4、r5两个阶段的序列标准。2001年3月的第一个r4版本初步确定了未来发展的框架，部分功能进一步增强，并启动部分全ip演进内容。r5为全ip方式的第一个版本，其核心网的传输、控制和业务分离，ip化将从核心网（cn）逐步延伸到无线接入部分（ran）和终端（ue）。cdma2000由北美最早提出，其核心网采用演进的is-95 cdma核心网（ansi-41），能与现有的is-95 cdma后向兼容。cdma技术得到is-95 cdma运营商的支持，主要分布在北美和亚太

19、地区。其无线单载波cdma2000 1x采用与is-95相同的带宽，容量提高了一倍，第一阶段支持144kbps业务速率，第二阶段支持614kbps，3gpp2已完成这部分的标准化工作。目前增强型单载波cdma2000 1x evdo在技术发展中较受重视，极具商用潜力。1.2 cdma的发展历程cdma技术源于军用抗干扰通信技术，后来由美国高通公司创新推广成为商用蜂窝移动通信技术。cdma在九十年代末进入黄金发展阶段，特别是从1997年后，cdma在韩国、日本、美国、中国和印度形成增长的高峰期，cdma在全球通信市场的份额保持上升趋势。2001年中国联通开始在中国部署is-95a网络，2003年

20、网络升级到cdma20001x，提供无线数据服务。经过多年的发展，用户数已经达到4300万，其用户规模仅次于美国的verizon，是全球第二大cdma网络。2008年5月中国电信市场正式重组，中国电信收购中国联通cdma网络，并将c网规划为中国电信未来的主要发展方向。整个电信业期待中国电信成为未来的移动通信运营的主要领导者，翘首期待cdma产业的新一轮蓬勃发展阶段的到来。cdma是英文“code division multiple access”的缩写，直译为码分多址，其起源要追溯到1995年美国国家标准委员会发布的cdmais-95a标准，随后在韩美，日本等国家发展出is-95b标准，200

21、0年，cdma2000-1x标准中的cdma2000-1x rel.0, cdma2000-1x rel.a出台，随后cdma2000-1x evdo，evdv等宽带cdma技术纷纷出台。整体上因为is-95b和evdv两套技术产业时机没有成熟，随着时间推移，这两项技术已经被主流运营商放弃了。而在技术上有着较大优势的is-95a 、1x rel.0、1x rel.a、evdo rel.0、evdo rel.a在现网中大规模的商用，cdma发展历程具体演进情况如图所示：图1-3 cdma发展图 cdma各个标准的技术特性则如表所示：表1-1 cdma各个技术标准特性制式is 95-acdma20

22、00 1x rel.0cdma20001x rel.acdma2000ev-do rel.0cdma2000ev-do rev.acdma2000ev-do rev.b技术特点cdma技术首次商用增加补充信道，支持分组数据业务增加补充信道，支持分组数据业务利用单独的载频实现高速率传输引入上下行高速分组技术将三个载波捆绑，上下行速率均提高三倍上行/下行速率14.4/14.4kbps153/153kbps153/307kbps153kbps/2.45mbps1.8/3.1mbps5.4/9.3mbps成熟度成熟商用成熟商用成熟商用成熟商用成熟商用成熟，但未大规模商用第2章 cdma2000系统的特

23、点、原理及关键技术2.1 cdma系统的特点cdma是码分多址（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。cdma以宽带扩频技术为基础，其特点是抗干扰性强，频谱利用率高，容量大。cdma无线系统主要具有以下几个优点:(l)覆盖范围广cdma系统的小区覆盖范围随着负载的变化而变化，在网络无负载的情况下，其小区的覆盖半径是标准gsm系统的3倍，在每个小区20个信道的负载情况下，其小区的覆盖半径是标准gsm系统的2倍。而对于上行链路，cdma系统比标准gsm系统高5db增益，因此在相同的覆盖范围内cdma系统需建设的基站

24、较少。(2)系统容量大cdma系统采用了扩频技术来提高处理增益、增大系统容量;其频率复用因子为l，因此相同带宽下的系统容量大、频谱利用率高，cdma在相同频谱情况下的容量是标准gsm系统的5.5倍。cdma系统还使用话音激活技术来提高系统容量，用软切换技术增加反向容量。(3)话音质量高cdma系统采用了自适应多速率amr、8kbit/evrc、8k/13k等语音编码技术，有很好的背景噪声抑制功能。cdma系统的8kbit/s话音质量可相当于gsm系统的13kbit/s话音质量，而其13kbit/s的话音质量可接近于有线电话的话音质量。cdma系统使用rake分集接收技术以克服衰落、提高话音质量

25、，使用软切换技术更可以有效地减少掉话。(4)系统软容量cdma系统是一个干扰受限系统，其网络容量受到干扰的限制，通过降低接收机的接收门限来提高误帧率，可以增加网络容量，也可利用cdma系统的小区呼吸效应，减小重负荷小区的导频发射功率，达到缩小小区半径，降低网络容量的目的。(5)功率控制精确cdma系统采用精确的功率控制技术，使得所有用户终端发出的无线信号在到达基站时的功率基本相等，这样有效地降低了用户间的干扰。(6)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。(7)发

26、射功率低cdma系统以扩频技术为基础，用带宽换取较低的信噪比;使用精确的功率控制技术，降低了用户终端的平均发射功率，减少对人体和环境的辐射，并延长了用户终端的电池使用时间。cdma终端的发射功率约0.2w，而gsm终端的发射功率约1-2w。(8)话音激活技术cdma系统采用话音激活技术，避免了无话音时无线信道资源的浪费，这同样起到了提高系统容量的作用。(9)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 cdma2000系统的特点2.2.1 cdma2000系统的技术特点cdma2000是继is-95后cdma家族中又一新的标准，它主要是指关于3

27、g的宽带码分技术。cdma2000无线传输技术中的关键设计主要有如下特点：1）宽带cdma无线接口在提高系统性能和容量上有明显的优势；基于导频相干解调的反向空中接口链路；连续的反向空中接口波形；快速的前向和反向空中接口的功率控制；采用辅助导频来支持波束赋形应用和增加容量；2）支持多种范围的射频信道宽带：125mhz、375mhz、1125mhz和15mhz；3）增强的mac功能以支撑高效率的高速分组数据业务；4）为支持mac对物理层进行了优化采用了专用控制信道(dcch)；可变帧长的分组数据控制信道操作(如5ms、20ms等)；可支持快速分组数据业务的接入控制采用了增强的寻呼信道和接入信道：5

28、）为支持更高传送速率和增加系统容量采用turbo码；6）可支持多种空中接口信令的灵活的信令结构等cdma2000 1x的技术特点： 1）码片速率：1.2288mcps； 2）反向导频，反向采用相干解调； 3）前向发射分集：otd、sts； 4）前向快速功控、速率为800hz； 5）支持快速寻呼信道、终端待机时间更长； 6）帧长可变：5、20、40、80ms； 7）信道编码上增加turbo码； 8）物理层支持速率最大可达307.2kbps 9）话音用户容量是is-95a/b的1.5-2倍 10）前向引入了三种新的公共信道（bcch、qpch、ccch），可以用来替代pch，引入新的公共信道的原因

29、在于：可获得个更低的延时、更低的基站发射功率、更小的ms耗电。2.2.2 cdma20001x与is-95的比较表2-1 1x与95的比较对比项is-95a/bcdma2000 1x频谱占用1.2288mhz1.2288mhz传输速率a版本只能达到14.4kbps最大能达到307.2kbps反向导频信道不支持支持反向导频信道，提供相干解调信道编码卷积码卷积码、turbo码调制方式前向qpsk、反向oqpsk前向qpsk、反向hpsk反向扩频方式采用64阶正交调制，长码扩频采用walsh码扩频前向功率控制慢速功控，50hz快速功控，800hz发射分集无支持otd、sts等方式2.3 cdma20

30、00原理及关键技术2.3.1 cdma2000 1x物理信道1）前向物理信道前向链路包含的物理信道如图所示图2-1 cdma2000 1x前向物理信道示意图下面简要介绍各个信道的具体所用：a、导频信道：前向链路中的导频信道包括前向导频信道，发送分集导频信道、辅助导频信道和辅助发送导频信道，它们都是未经调制的扩谱信号。这些信道的用途是使基站覆盖范围内的终端能够获得基本的同步信息，也就是各基站的pn短码相位信息，终端以它们为依据进行信道估计和相干解调。b、同步信道：同步信道用于传送同步信息，在bs覆盖范围内，各终端可利用同步信息进行同步捕获，开机的终端可利用它来获得初始的时间同步，由于同步信道使用

31、的pn序列偏置与导频信道使用的偏置相同，一旦终端捕获了导频信道获得同步，同步信道便也实现了同步。c、寻呼信道：寻呼信道供bs在呼叫建立阶段传送控制信息，通常，终端在建立同步后，就选择一个寻呼信道(或在基站指定的寻呼信道)监听bs发来的指令，在收到bs分配业务信道的指令后，就转入分配的业务信息传输。寻呼信道以固定的速率9600bps和4800bps传递信息。有两种可选速率，但在一个给定的系统中，所有的寻呼信道都必须采用同样的速率。寻呼信道被分为时长为80ms的时间片，每时间片含4帧，帐长为20ms。d、广播控制信道：bs用它来发送系统开销信息，以及需要广播的消息(例如短消息)，广播控制信道可以工

32、作在非连续方式。减少广播控制信道发射功率可提高前向链路的总体容量。e、快速寻呼信道：bs用它来通知在覆盖范围内工作于时隙模式且处于空闲状态的终端，是否应该在下一个公共控制信道或寻呼信道的时隙上接收公共控制信道或寻呼信道。使用快速寻呼信道最主要的目的是使终端不必长时间地连续监听寻呼信道，从而延长待机时间。f、公共功率控制信道：公共功率控制信道由时分复用的公共功率控制子信道组成，每个公共功率控制子信道控制一个反向公共控制信道或反向增强接入信道。公共功率控制信道的一个公共功率控制组有2n个公共功率控制子信道，编号从0到(2n-i)，它们平均分配到i支路和q支路，在公共功率控制子信道没有数据发送时，相

33、应比特位置的功率为0。g、公共指配信道：公共支配信道专门用来发送对反向信道快速响应的指配信息，提供对反向链路上随机接入分组传输的支持。公共指配信道以固定的速率9600bps传输信息，其帐长为5ms，每帧由48比特组成。h、公共控制信道：bs用它来发送给指定终端的消息，例如寻呼消息，它的功能虽然和寻呼信道有些重叠，但它的数据传输率更高也更可靠。i、专用控制信道：专用控制信道用来在通话(包括数据业务)过程中向特定的终端传递用户信息和信令信息，每个前向业务信道可以包含一个前向专用控制信道。j、基本信道：基本信道用于呼叫期间传送一个终端的用户信息和信令信息。每个前向业务信道可以包含一个前向基本信道。k

34、、补充信道：补充信道仅适用于rc3到rc9，用于在呼叫期间向终端发送数据，每个前向业务信道最多可以包含两个前向补充信道。l、补充码分信道：补充码分信道仅用于rcl和rc2，用于在呼叫期间向终端发送用户信息，每个前向业务信道最多包含7个前向补充码分信道。2)反向物理信道反向链路包含的物理信道如图所示图2-2 cdma2000 1x反向物理信道示意图下面分别介绍各信道的作用：a、反向接入信道：反向接入信道属于cdma.2000中的后向兼容信道，与is-95兼容，用来发起与bs的通信或响应寻呼信道消息。反向接入信道采用随机接入协议，由其长码掩码唯一识别。每个接入试探包括接入前缀和后面数据帧。反向cd

35、ma信道最多可有32个反向接入信道，其编号为0-31，每个反向接入信道仅与一个前向寻呼信道相关，而每个寻呼信道则最多可支持32个反向接入信道。 b、反向增强接入信道：反向增强接入信道用于终端发起同bs的通信或响应专门发给终端的消息。它采用随机接入协议，每个增强接入信道由其长码掩码唯一标志。反向增强接入信道可工作在三种工作模式下：基本接入模式、功率控制接入模式和保留接入模式。功率控制接入模式和保留接入模式可以在同一个增强接入信道上实现，而基本接入模式必须工作在一个独立的增强接入信道上。c、反向公共控制信道：反向公共控制信道用于在没有使用反向业务信道时向bs发送用户和信令信息。它可工作在两种模式下

36、：预留接入模式和指定接入模式。它们的发射功率受控于bs，并且可以进行软切换。前面这三种信道都是在终端尚未与bs建立起业务连接时，终端向bs发送消息的信道，功能比较接近，反向接入信道和反向增强接入信道用来发起最初的呼叫试探，其消息内容较短，消息传递的可靠性也较差，终端要使用反向公共控制信道须经过bs的许可，要么通过接入信道申请，要么由bs直接指配。反向公共控制信道上发送的消息内容较大，传递的可靠性较高，更适用于数据业务。d、反向导频信道：反向导频信道是未经过调制编码的扩谱信号，由0号walsh码扩频、bs用它来检测终端的发射信号，进行相干解调，使得反向相干解调成为可能，这是cdma2000相比较

37、与is95的一大特点。反向导频信道功能和前向导频信道类似，使用反向增强接入信道、反向公共控制信道或rc3一rc6的反向业务信道前缀时，也应发送反向导频信道；在反向导频信道中还可插入一个反向功控子信道，使得终端在发射配置为rc3rc6的业务信道时，可对前向业务信道实现功控，实际插入在反向导频信道的最后1/4个功率控制时间片，其功率控制符号应与导频信号以相同的功率电平发射。e、反向专用控制信道：反向专用控制信道用于在通话过程中(包括数据业务)，终端和bs之间传输用户和信令信息。每个反向业务信道可最多包括一个反向专用控制信道，可非连续发送，支持不连续发射。f、反向基本信道：反向基本信道用于呼叫期间终

38、端与bs之间信息和信令信息的传递。每个反向业务信道可以包含一个反向基本信道。g、反向补充信道和反向补充码分信道：反向补充信道和反向补充码分信道都用于在通话中向bs发送用户信息，特别是突发数据， 前者只适用于反向rc3-rc6，且最多可用2个：后者适用于rcl和rc2，最多包括7个。2.3.2 扩频通信1）扩频通信的概念与特征扩频通信即扩展频谱通信技术，它的基本特点是其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽。扩频通信还具有如下特征：a、扩频通信是一种数字传输方式；b、带宽的展宽是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息进行调制实现的；c、在接收端使用相同的扩频函数对扩频信号进行相关解调

39、，还原出被传信息。 2)扩频通信的理论基础扩频通信是一种信息传输方式，其信号所占用的频带宽度远大于传送信息必要的最小带宽。频带的扩展通过一个独立的码序列，用编码及调制的方法来实现，与所传信息数据无关，在接收端用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。香农在信息论研究中总结出的信道容量公式是扩频通信理论基础，香农公式如下：c=w2(1+s/n)式中：c：信道容量，w:频带宽度，s/n：信噪比由上式可知，加大频带宽度w或提高信噪比s/n，可提高信道容量c。同理，当信道容量c一定时，频带宽度w和信噪声比s/n是相互关联的，增加频带宽度可降低对信噪比的要求。故当频带宽度增加到一定程度，有用信

40、号功率可接近噪声功率，甚至淹没在噪声之下。利用宽带传输降低对信噪比的要求是扩频通信的基本思想和理论依据。3）扩频通信的工作原理扩频通信的过程如图所示：图2-3 扩频通信原理图该系统中输入的信息先经信息调制形成数字信号，然后经扩频码发生器产生的扩频码序列对数字信号进行扩频调制，以展宽信号的频谱，展宽后的信号再经射频调制发送出去。接收端收到宽带射频信号后，变频至中频，然后发射端用相同的扩频码序列进行相关解扩，再经过信息解调，恢复成原始信息输出。故一般扩频通信系统都要进行三次调制和相应的解调。与一般通信系统相比，扩频通信增加了扩频调制和解扩。4）cdma中使用的扩频码 a、walsh码沃尔什(wal

41、sh)序列广泛应用予cdma系统中，cdma系统中的信道采用walsh函数来区分。在cdma系统中，每个码分信道用12288mbps比特率的walsh函数进行扩频。以使各码分信道相互正交，即保证用户信号相互正交，故对前向链路，cdma系统是一个正交扩频系统，沃尔什序列可以消除或抑制多址干扰，理论上，如果在多扯信道中信号是相互正交的，则多址干扰可减少至零。沃尔什序列在前向链路中用来区分信道；在反向链路中，沃尔什码仅用做正交调制。 b、伪随机噪声序列cdma系统中，伪随机噪声(pn)序列用于数据的加扰和扩谱调制。在传输数据之前，把数据序列转化成“随机”的，类似于噪声的形式，从而实现数据加扰，接收机

42、再用pn码把被加扰的序列恢复成原始数据序列。在实际cdma系统中，使用的是一个足够随机的序列，一方面这个随机序列对非目标接收机是不可识别的，而对于目标接收机能够识别并且很容易同步地产生这个随机序列，这种序列即称为伪随机噪声(pn)序列。可使用线性反馈移位寄存器生成这样的二进制数据序列，数据序列以2n-1个码片为周期重复生成，这种伪随机码具有自身完全相关、移位近似正交的特性。在cdma中用到两个m序列，一个长度是242-1(n=42)，称为pn长码；一个长度是215-1(n=15)，称为pn短码。pn长码pn码的生成方式不同于沃尔什码，计算复杂，但可实现信息传递安全性，终端和基站的信道单元都有一

43、个长码生成器，其中长码状态寄存器保持与系统时间的同步，每个脉冲周期转变一个状态，掩码寄存器存有只有用户可识别码型，状态寄存器和掩码寄存器合并至summer寄存器， summer寄存器的数字单元在每个时钟周期内进行模2加计算，逐比特生成长码，生成的移位长码由用户唯一的偏置码型决定，加扰后其他用户无法解调此用户信息。cdma系统中长码的周期为242-1。在前向信道中，pn长码被用作对业务信道进行扰码，在反向信道中，pn长码被用做直接扩频，用来标识用户。pn短码cdma系统中的pn短码由两组pn序列(i序列和q序列)正交生成。i序列和q序列pn码是由15阶移位寄存器产生的m序列，且每个周期在pn序列

44、的特定位置插入一个全0的序列，使其周期由215-1变为215。在前向信道中，pn短码用于对前向信道进行正交扩频，进而用来标识基站，反向上pn短码用来进行正交调制。2.3.3 功率控制为了克服远近效应，同时减小对其他用户的干扰，需要采用合理的控制方案，实时调整发射机的发射功率，由于cdma系统采用全双工方式，前、反向链路载波频率不同，受到的衰落也不一样，故分别采用前向功率控制和反向功率控制。 1）前向功率控制在cdma系统的前向链路中引入了功率控制，使前向业务信道的发射功率在满足终端解调最小需求信噪比的情况下尽可能小，通过功率控制既能维持基站与小区边缘终端之间的通信，又能在较好的无线环境时最大限

45、度地降低前向发射功率，减少相邻小区的干扰，增加前向链路的容量。a、前向闭环功率控制前向闭环功控的实现点在bts的ce侧，计算在终端侧进行，功控比特由反向导频上的反向功控子信道发送给基站，闭环功控算法根据前向业务信道接收信号的eb/nt，和相应的外环功率控制设置值比较，决定在反向功率控制子信道上发送给基站的功率控制比特的值。b、前向外环功率控制前向外环功控的实现点在终端侧，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终端。外环功控算法根据前向业务信道要达到的目标误帧率(fer)，进而得出对应的eb/nt，作为门限设置值，闭环功控以该设置值为目标对前向信道进行功率调整；如果没有闭环功控，

46、可通过消息通知基站根据设置值的差异来控制发射功率。2）反向功率控制cdma系统的容量主要受限于系统内终端的相互干扰，故每个终端的信号到达基站时都刚刚达到所需的最小的信噪比门限，系统容量将会达到最大值，因此在cdma系统中采用了反向功控，通过调整用户发射机功率，使用户不管在基站覆盖区的什么位置和经过什么样的传播途径，均能保证各用户信号到达基站时具有相同的功率。反向功控包括三部分：开环功控、闭环功控和外环功控。在实际系统中，反向功控是由上述三种功控共同完成的。a、反向开环功控移动台根据接受到得信号功率，对自身所需的发射功率做出一个简单的初始判断，开环功控控制简单、直接，无需在终端和基站之间交换控制

47、信息，同时控制速度快并节省开销；但带来的问题却是：假定是在前后向具有相同的路径损耗，因此，不能反映不对称的路径损耗，另外，初始判断是基于接收到的总的信号功率，因此，移动台从其他基站接收到得功率导致该判断不准确。b、反向闭环功控为了克服前向和反向链路上不相关性，可以由基站检测来自终端信号的信噪比，并与一门限值做比较，根据比较结果在前向功控子信道上向终端发送功控比特，终端根据收到的指令来调节其发射功率，这就是闭环功控。c、反向外环功控所谓外环功控，实际是发生在基站内或基站与移动交换中心之间的一种功控过程，它以直接影响话音质量的误帧率作为判决依据，及时地做出上调或下调功控门限的指令。反向外环功控将影

48、响话音质量的误帧率与反向闭环功控中的信噪比有机地结合起来，使功控的作用不仅体现在保证系统容量上，而且在保证话音质量上也有直接的效果。2.3.4 软切换1）软切换的概念cdma系统与gsm系统相比，其中一个显著的特点就是cdma提供了软切换功能。所谓软切换是指当移动台处予小区边缘时，同时有两个或两个以上基站向该移动台发送相同的信号，移动台的分集接收机能同时接收合并这些信号，当某一基站的信号强于当前基站信号且稳定后，移动台才切换到该基站的控制上去，当移动台在同一基站的不同扇区间进行软切换时，称之为更软切换。2）软切换的优点：a、软切换是在通信的过程中平滑完成的，即通常所说的“先接后断”，大大提高了

49、切换的成功率，保证了通信质量。b、软切换进行过程中，移动台和基站均采用了分集接收的思想，有抵抗衰落的能力；同时，基站宏分集接收保证在参与软切换的基站中，只需要有一个基站能正确接收移动台的信号就可进行通信。c、进入软切换区域的移动台即使不能立即得到新基站的链路，也可进行切换等待的排列，从丽减少了系统的阻塞率。3）软切换的过程cdma2000 1x系统的软切换过程如图所示图2-4 cdma2000 1x系统的软切换过程示意图 具体过程包括：a、ms将导频p2加入candidate set（候选集）；b、导频p2的强度超过一定门限后，ms发送psmm（导频强度测量消息）；c、bs发送hdm（切换指示

50、消息），ms将导频p2由candidate set（候选集）加入到active set(激活集)；d、导频p1的强度降到一定门限后，ms启动hdt（切换去掉计时器）；e、定时器超时，ms发送psmm（导频强度测量消息）f、bs发送hdm（切换指示消息），ms将导频p2由active set(激活集)加入到candidate set（候选集）；g、导频p1强度降到t_drop(导频信号去掉门限)，再次启动hdt（切换去掉计时器）；h、定时器超时，导频p1被移动neighbor set（相邻集）。第3章 cdma2000网络优化概述随着cdma用户数量的增加，业务数量的多样化，以及城市建设等引起的

51、电波传播条件的变化，都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、切换成功率低和数据业务性能不佳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的调配和运用，以适应需求和发展的情况，最大发挥设备潜能，从而获得最大的投资效益。3.1 cdma2000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cdma的网络优化流程重要。cdma2000网络优化的具体流程如图所示：需求分析规程裁减制定计划频谱扫描无线参数检查单站抽检校准测试优化前网络评估基站簇优化全网优化及网络评估遗留

52、问题，下期工程建设建议项目结束资料归档图3-1 cdma2000网络优化流程图1）需求分析了解覆盖、容量需求信息；获取现有网络站点信息；了解系统参数设置 ；了解现有网络中存在的问题；确认优化提升指标标准；确认测试参数设置；确认各个职能部门的分工界面。2）规划裁剪根据需求分析报告及获得的其他信息，确定本优化项目的适用流程。3）制定计划根据裁减后适合本项目的流程制定下一步的工作计划。4）频谱扫描对优化区域进行当前网络使用频率的扫描确认,确保频率干净可用。5）无线参数检查确保后台参数配置正确，避免出现参数配置不合理影响网络性能的情况 。6）单站抽检确保单站工作正常，避免单站问题影响整体网络性能，是后

53、续网络优化的基础。检查的内容包括：天馈部分是否接错，天线朝向是否与所提供一致；呼叫流程的测试，包括起呼、被呼、挂机、切换（含更软切换）等流程，观察起呼、通话和挂机过程中信号发射信号、接收信号是否正常；系统运行检查，检查确认后台无异常告警。如：天馈驻波比告警，低功率告警等。7）校准测试车载天线校准测试，测试手机外接天线校准测试，车体平均穿透损耗测试 ，建筑物损耗测试。8）优化前网络评估对优化前的网络进行评估，得到网络的实际运行状况 ，便于进行网络优化前后进行对比。评估主要用于发现网络中存在的问题，为下一阶段的网络优化提供指导。9）基站簇优化分区域定位解决网络中存在的问题。首先需要对网络进行分簇，

54、一般每簇不超过19个bts，相邻簇之间需要有重叠； 分簇原则根据实际情况调整，一般根据地形地貌确定，对数据或话音业务有特别需求的成片区域最好划分到同一个簇，以方便优化调试，也可以根据前期网络评估发现的问题进行分簇； 不同簇的优化根据资源情况和时间要求可以并行或串行执行。从以几个方面对基础站簇进行优化：a、前反向业务覆盖分析；b、导频覆盖和导频污染分析；c、tx_adj分析；d、前反向fer分析；e、接通率分析；f、掉话率分析；g、寻呼成功率分析；h软切换率/成功率分析；i接入时间分析。10）全网优化及网络评估系统各项无线指标测试；测试结果分析；确定整网调整方案；对优化后整网性能进行评估。11）

55、遗留问题，下期工程建设建议对要求的网络性能指标进行验收测试，然后进行优化前后的指标对比，并对优化中没有解决的问题提出下期工程的建设意见。12）项目结束，资料归档网络优化结果通过验收后，相关资料归档。对现网的改动尤其要注意。3.2 cdma2000网络优化面临的挑战cdma系统是一种更为先进的移动通信系统，与gsm系统相比，cdma系统的网络容量和覆盖范围更大，而运营成本更低。但cdma系统比gsm系统更为复杂，其网络优化的难度也更大。其难度主要表现在以下几个方面:1)cdma系统是一个干扰受限系统，其最大负载在60%80%之间，一旦系统负载超过这个范围时，系统的在线用户受到的干扰将急剧增大，网络服务质量则会很快下降，这就非常容易导致掉话或出现通话过程中产生断续现象等问题。2)软覆盖和软容量是cdma系统所特有的优点，但这也给网络优化带来了一些困难。因为当在线用户数量增加时，系统的总干扰也会随之增加，小区的覆盖范围就会收缩，导致产生覆盖盲点，在这种情况下原来能覆盖到的地方可能会覆盖不到，处于缩小后的小区边缘的在线用户容易产生掉话。3)软切换是cdma系统的主要特点，能保证处于小区边缘的在线用户的网络服务质量。但是软切换会带来无线信道资源的浪