CDMA网络优化浅谈

1、cdma网络优化浅谈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，对推动社会进步和人类文明的发 展有着重大的影响。随着我国移动用八数量的迅猛增长，移动通信网络的建设显得尤为重要。 网络优化是移动通信网络建设屮的一个非常重要的过程，其目的就是要改善网络的通信质 最。采用快速有效的网络优化方法，改善网络的性能和服务质最成为移动通信网络运营商所 关注的垂要问题z。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, 来建设一个覆盖良好、话音清晰、接通率高的优质蜂窝移动通信系统。对于cdma移动通信系统，网络优化更为重要，因为cdma移动通信系统是干扰受限的通 信系统。系统的容最是软容

2、最，网络优化不仅能改善网络的性能和服务质最，还能增加系统 的容量。加强网络优化，提高网络的运行效率，实现服务水平、服务质量、经营效率以及竞争能力的 捉高，已成为发展的必然。移动网络优化的目标是尽可能利用系统资源，如系统基础结构和频谱，使系统性能达到最佳。 为了测量通信系统的性能，需要-些可以量化的指标対网络进行评估。指标的选择依赖评估 者对不同网络性能的侧重。无线网络的性能通常由话音质量、无线覆盖、掉话率、起呼失败 率、止呼失败率、系统容量和建筑物穿透率等确定。而cdma网络还包括谋帧率、软切换 比率。优化过程的结果是寻找一系列系统变量的最佳值，优化有关性能指标参数，提高网络 质量。二、cdm

3、a网络性能指标定义掉话率定义为成功起呼后掉话的次数除以所有起呼成功的次数。呼叫成功率定义为成功的呼叫次数除以总的呼叫尝试次数。空间(地理)平均的fer定义为在覆盖区内所有了块(100mx100m的bin)fer的平均 值。移动台平均发射功率定义为所有子块(100mx100m的bin)移动台发射功率的平均值。 移动台平均接收功率定义为所冇子(100mx100m的bin)移动台接收功率的平均值。 移动台软切换状态定义为移动台各种软切换状态子块(100mx100m的bin)占所有测试 子块的百分比。三、cdma网络优化的分析流程1. 确定分析的系统及其稳定性每个网络的配置都不一样，因此不存在通用的参

4、数配置。在系统的实现上，对is-95a/b中 未规范的功控和切换过程，各个cdma设备部可以有不同的算法实现。如果有了基站位置 和扇区pn的信息，对分析结果的准确性将更有帮助。稳定性是指在bts处于t作状态中 时：移动台能够得到服务、背记注册、发起呼叫和接受呼叫，软切换工作正常，软件版本没 有变动。进一步的目标是为了保证结果的有效性，并且节省财力和时间。如果在测试过程中， 有几个小区没有工作，测出来的数据就没有太人价值。确定系统稳定性的方法冇儿种：1）使用用户测试单元或者类似的设备，这种设备放在bts附近。2）进行预测试。初步的路测只需要在网络的主要部分的测试路线上jij一部测试手机发起十 儿

5、次呼叫就可以了，观测tx-gain-adjust.空闲切换和接收功率等数据，以及呼叫接入 和业务信道的切换等，判断系统是否处于稳定状态。3）导频扫描也是一个冇效的办法，根据扫描的结果与网络的邻集列表比较可以确定网络的 稳定性。4）使用网络规划软件预测路径损耗、接收功率、导频强度等，这些预测值在进行大规模的 路测时可以用來检验系统的稳定性。例如，当接收功率的预测值与路测值相差小于3040db 时可以认为系统是不稳定的。2. 初始化邻集列表邻集列表定义为移动台在某个小区里可能会得到服务的所有小区的导频偏置列表，这个列表 在寻呼信道上发给用户。一个好的邻集列表可以最人限度地减小空闲切换失败率，还可以

6、减 少导频扫描时的重新初始化的次数。当移动台处于空闲状态时，如果它从一个小区移动到另一个小区，就必须切换到新的寻呼信 道上。当新导频信号比原导频信号高3db以上，移动台会白主完成这种切换。在is-95a屮, 接入过程屮不允许有空闲切换，在is-95b及cdma2000屮，接入过程中可以有空闲切换。邻集列表的设置有以下原则：1）互易性原则：如果小区a在小区b的邻集列表中，那么小区b也应在小区a的邻集列 表中；2）邻近原则：如果两个小区和邻，那么它们要在彼此的邻集列表屮；3）百分比重叠覆盖原则一确定一个导频门限，然后确定在该导频门限z上的小区覆盖范围 如果两个小区重叠覆盖区域比例达到一定的门限，将

7、这两个小区分别置丁彼此的邻集列表 中。初始化邻集列表可以通过使川能预测路径损耗、接收功率等参数的软件工具來完成。3. 优化邻集列表根据导频扫描（导频扫描pnscan搜索所有可能的导频，通常是在覆盖区内沿预定的路线 连续进行路测。根据测试结果，就可以确定路测线路上任一点能检测到的所冇导频，导频扫 描丿应在有负载条件下进行。）结果修改初始邻集列表。很强的干扰导频往往会降低系统的性 能。改进的一种方法是增加强导频的空间隔离（如调整天线下倾角），另一种方法是把强导 频加到邻集列表中。但要注意邻集列表中的导频不宜太多。3. 实测收集数据 无线网络一般是使用适当的rf传播模型、天线模型、地形模型和其它模型

8、进行规划的，但 规划时不能考虑到所有影响传播的因索，因此网络建成后要进行实测。数据收集工具有 cdma空中接口测试仪、导频扫描仪、频谱仪、gps接收机等。另外，有基站日志的帮助 会使分析结果更加准确。4. 网络故障分析及解决性能分析有两个主要功能：第一个功能是处理数据并产生各种性能指标统计，评估系统是否 满足最低性能指标，如最人掉话率等；第二个功能是检査单个失败事件并找岀原因。首先处 理路测数据，生成统计数据，然后检查单个失败事件的原因。一旦找到原因，盂要调整系统 参数，然后再测试分析。至于处理数据，可以使用多种软件。需耍检查的相关数据有：接收 信号强度、移动台发射功率、发射功率调整、激活集导

9、频强度、邻集导频强度等。四、cdma网络优化的主要内容1. 优化准备工作1）监视基站硕件的状态：基站的安装；基站的联调；基站准备就绪。2）基站基木测试：检杏基站的收发路径；测试tx输出功率的调整范|韦|；测试基站接收端 的背景噪声；测试天线的下倾角和方向；选定基站的基本参数。3）采集基站信息：选定基站现场测试方案；制作邻小区的列表；检查基站的运营状态并测 试输出功率。4）各cluster的规划：一般将一个系统分成多个cluster （基本业务区域），般选 择两层结构的2030个蜂窝为一个cluster,cluster的选择受地理位置（如水域、山 脉）、相关msc/bsc和客户的喜好的影响。先优

10、化内层，再优化外层。5）选定路测的线路：cluster的测试线路（用于优化cluster及测试cluster的扩 展覆盖，应完全在被测的cluster预测覆盖区域内）；系统级测试线路（要经过每一个 cluster,用于性能测试）。所有的路测线路应使川覆盖预测图和地形地貌來定义。应包 扌舌主要的公路和主要的街道，如果时间允许还要包括一些稍小的街道。6）频谱检测：在rf优化开始前应淸楚所使用的频谱，rf组应进行频谱监测，以保证临界 区域确实没有干扰。上行链路频谱和下行链路频谱都应进行检查，方法是：（1）为用cdma 系统；（2）监视前向链路的频带；（3）监视反向链路的频带；（4）在进行cluste

11、r测试 前找出干扰源并将具消除。7）核实数据库中的参数：包括功率衰减、pn偏置、邻集列表、切换门限参数和激活集/邻 集/剩余集的捜索窗口。保证在优化期间剩余集窗口设为79,并在优化后设为0。2. 现场测试根据实际的地理环境最示确定测试路线。1）cluster的无负载测试：主耍包括三项：检查各部分是否正常工作；cluster无负 载覆盖测试；移动台起呼测试。第一项主要测试各部分是否能正常工作。msc/bsc能正常工作的标准是：msc/bsc已完 成联调；远端拨号可以进入omc/omp； ocns （正交信道噪声仿真器）等必须工作正常。 各蜂窝能正常工作的标准是：基站完成功率校准并进行了全面的联调

12、。蜂窝屮犬线能正常 工作的标准是：rf天线、gps和电缆已正确安装；天线模型、高度、方位角、下倾角与 rf设计预测的相同。rf部分能正常工作的标准是：天线恥置（包括方向、倾角）基于rf 工程设计工具；邻集列表的产生也是根据设计工具和工程调整；完成了 pn偏置的分配；没 有频谱干扰；测试设备已配备和校准；测试年辆已配备和安排。笫二项测试的主要目的是检查覆盖盲区、多导频覆盖区域、邻集列表问题和切换区域。因此 它将测量前向信道的导频和前反向链路的fer。通过监测fer来衡疑通话质量。要进行的 工作冇盲区优化和盲区图制作；检查现场状态（包括fer和切换状态）；测试无线环境状态 （包括rssi/mstx

13、/fer、切换测试和链路平衡测试）。笫三项测试主耍是基本呼叫处理测试，包括移动台起呼的处理状态和各切换类型的现场测 试。3. cluster级的调整和优化1）天线调整：选定天线的调整值，调整天线。2）参数调整：分析参数，调整参数。3）肓区优化工作：慕站输出功率的确认和调整，进行天线的调整和在肓区的优化，进行各 要素的优化（rssi、mstx、ec/lo、fer 等）。4）最终各 cluster 的优化工作：各 cluster 的测试（rssi、mstx、ec/lo、fer、 tx-adjust等），进行各切换类型的现场测试和优化和链路平衡测试。4. 系统级优化（冇负载）系统级优化是对整个系统进

14、行全面的优化，并为系统性能测试作准备。将所冇的cluster 组合成完整的系统。起呼失败率、掉话率和fer是系统级优化的主要参数。系统级优化的 主要目标是使整个系统的性能达到最优，而不是使某个区域达到最优，因为对一个区域优化 所做的任何改动都冇可能影响其它区域的性能。所冇优化步骤与cluster级优化的步骤 相同。主要集中在有问题的区域并解决问题，当改动参数时要测试周围的区域以保证对其没 有很大的影响。5. 系统级性能测试系统级性能测试是在cdma网络正常工作及有负载的条件下重点收集整个网络的性能统 计。所有的优化应在性能测试前完成；ocns、测试车辆和所有的rf测试设备等都应正常 工作；应从

15、0mc/msc/bsc中检查所冇的基站以保证每个蜂窝能持续地e常工作；选择系 统级的测试路线以保证能反映整个系统的性能，此测试路线应包括主要的公路和街道。测试 的指标主要冇掉话率、起呼火败率、接打失败率和fer。五、测试方法及定义1. 建立测试 所有的测试都是使用装有符合或超过is-95a/tia-98移动台标准的移动台的测试午辆进行 的,所有的测试都使用8k的evrc声码器,在收集空中接口信息的同时,使用gps来收 集位置信息。2. 测试区域所冇的测试都是在网络规划的覆盖区内进行的，在服务区内选择的测试路线代表了城区的典 型覆盖。为了分析数据，测试路线被分成各种不同的100mx100m的地理

16、块，在数据采集 的过程中测试车的行进速度依照普通用八的速度。室外测试路线应包括：市中心密集区、市 区、郊区、乡镇、高速公路、重点公路铁路、主要观光区等；室内测试点应包括：宾馆饭店、 大型百货商店、地铁、地下商店、公寓小区等。对于室内的测试，测试方法略有改变。3. 各种性能指标的测试方法3.1无线覆盖测试分别对前向和反向覆盖进行测试。通过测试得到覆盖区域内各个地理位置上主导频的ec/lo 和手机的发射功率。用主导频的ec/lo作为定义系统前向覆盖范围的尺度。用手机的发射功 率来衡量反向覆盖范围。通过标准是90%的预期覆盖区域内主导频的强度ec/lo>-12db, tx_powerw20db

17、m。测试方法是将一套带有gps、pn scanner和手机的路测设备安装到测试车屮。另外还需要 一台便携电脑，并安装采集软件。将手机设置成可变速率的markov （若不支持markov呼 叫，可拨打测试电话）长话呼叫，长话的设證为呼叫建立时间10秒，呼叫保持时间为最人 值，呼叫间隔吋间5秒。同时将pn scanner和gps打开，我们使用手机来测试发射功率, 即tx_power,使用pn scanner来测主导频的ec/lo。测试乍按照指定的路线行驶。将tx_power和ec/lo与gps対应的位置信息记录到口志中。 当测试车走遍所有的测试路线z后，处理日志中的数据。处理结果是确认是否满足通过

18、标准，并输出ec/lo分布图、tx_power分布图。3.2误帧率这项测试的目的是检验在覆盖区域和测试路线上、前向链路和反向链路的平均fer是否达 到要求。测试方法是将一套带冇gps和手机的路测设备安装到测试车中。另外还需要一台便携电脑, 并安装采集软件。数据应按如卜的方法收集及处理：将手机设置成全速率的markov长话呼 叫（如果cdma网络屮的基站不支持markov呼叫,就使用有人值守的固定电话,当有呼 叫进來时，该电话被拿起并贴近电视机的喇叭，将电视调到一个一直在讲话的频道，这样产 牛的将主耍是全速率的语音帧），同时打开gps,使川手机來得到前向i吴帧率。长话的设置 为呼叫建立时间10秒

19、，呼叫保持时间为最人值，呼叫间隔时间5秒。如果发生了掉话，它 会自动重拨；在呼叫的过程中，前向及反向的全速率帧将以每100帧为一时间块的形式被 采集，将每-时i'可块里的平均数据放到100mx100m的地理块内，这样就可得到一个fer 值。测试车按照指定的路线行驶。将前向误帧率lgps采集到的位置信息记录到日志中。当测试车走遍所有的测试路线之后，处理h志屮的数据。反向谋帧率是通过基站的dm得 到的。前向突发误帧率被用来测量前向业务信道的误帧分布情况，连续的一个或多个误帧定义为 一个突发。当它与fer测试和结合起來时，它能对前向业务信道的话音质量提供额外的 信息。通常来讲，对于一给定的f

20、er值，如果课帧是均匀分布的（较少的突发），对于用 户来说意味着更好的话音质量。从数学上讲，这个测试可看作是对平均fer变化的限制, 太多的长突发意味着高可变性。在作突发误帧率的测试时使用前向fer测试和同的数据，后处理软件首先将数据按每100 帧分成时间块，然后在每一时间块内统计突发的个数及长度。对突发及fer的分析都是按 时间为基准，同时把它们放到相应的地理位置。唯一的不同在于那些从一个100帧抽样 开始而在下一个100帧抽样结束的误帧是被放在结束帧对应的位置上。后处理软件一般不计算在掉话之前的6秒以内的突发，软件也应剔除那些有最高fer值的 一部分地理块，然后计算短突发（小于5个i吴帧的

21、突发）的个数，以及长突发（有连续4个以 上课帧的突发）的个数，最示计算短突发对所有突发的比率，以及相应的长突发的比率。通过标准是在前向和反向链路上，至少90%的预期覆盖区域内的测试路线上的平均误帧率 ferw3%。结果处理是确认是否满足通过标准，输出测试结果：前向fer与位置图、反向fer与位置 图。3.3起呼测试这项指标是测试整个系统的呼叫失败率。沿着指定的测试路线至少发起500次呼叫，然示 统计失败的次数。一个冇效的呼叫尝试定义为通过拨打非忙的电话号码进行的起呼尝试，一 个成功的起呼定义为己经到达语音信道状态的呼叫。只有在覆盖区内采集的数据才会被用作 分析。通过标准是允许的最大的接入失败率

22、为5%o测试方法是将一套带冇gps和手机的路测设备安装到测试车中。另外还盂要一台便携电脑, 并安装采集软件。位置信息通过gps接收机获得，通过前台采集软件里的呼叫监控器来发 起呼叫以及计算起呼的次数。将手机设置成可变速率的markov短话呼叫（若基站不支持 markov呼叫，可以拨叫特服电话），同时打开gps,统计呼叫过程中总的试呼次数、接入 失败的次数。短话的设置为呼叫建立时间10秒，呼叫保持时间10秒，呼叫间隔时间5秒。 测试午按照指定的路线行驶。将试呼次数、接入失败的次数和空中接口的信息都记录到口志 中。当测试车走遍所有的测试路线之后，处理h志中的数据。处理结果就是确认是否满足通过标准，

23、并输出接入失败率二接入失败的次数/总的试呼次数。3.4掉话测试掉话率是指发牛掉话的呼叫数与成功发起呼叫总数的比值。-个成功的起呼定义为己经到达 语音信道状态的呼叫，只有在覆盖区内采集的数据才会被用作分析。发牛掉话的呼叫是指非 移动台的原因、系统意外地失去了与移动台的射频连接，这会迫使移动台重新发起呼叫。在 90%的射频覆盖区域内测试整个网络的掉话率。通过标准是网络的掉话率w2%。测试方法是将一套带冇gps和手机的路测设备安装到测试车中。另外还盂要一台便携电脑, 并安装采集软件。将手机设置成可变速率的markov短话呼叫（若基站不支持markov呼叫, 可以拨叫特服电话），同时打开gps。在测试

24、中发起一系列的呼叫，每一个电话的通话时长 不应超过系统的平均通话时长（以秒为单位）°当手机掉话时，设置手机口动重拨。统计掉话 的次数。一般呼叫建立时间10秒，呼叫保持时间50秒，呼叫间隔时间5秒。测试车按照指定的路线行驶。将掉话的次数和成功发起呼叫的次数记录到日志中。当测试车 走遍所有的测试路线之后，处理日志中的数据。处理结果是确认是否满足通过标准，并输岀掉话率二掉话的次数/成功发起呼叫的次数。3.5软切换测试软切换测试及分析采用如下方法：在测试中发起呼叫，呼叫建立的吋间为10s,每一个呼叫 不进行人工挂断，直到发生掉话为止。通过对测试路线的数据采集，可以分析统计出测试路 线的软切换

25、状态。在上述测试的同时，述耍进行下面的辅助测量，使用这些信息对以帮助诊断系统的问题。3.6频谱扫描使用频谱分析仪或具有频谱分析功能的仪器来监视在前向信道上是否收到异常的信号。3.7 pn扫描使用pn scanner对系统内的所有导频进行扫描，监控系统的邻区设置。4 硬件配置测试所需要的设备包扌乩测试移动台、频谱分析仪、扌1频仪、笔记本电脑、gps接收机。 还需要有足够的电缆、双端口适配器（dual port adapters）直流/交流转换器、低噪声放人 器、滤波器、电源及其他配件。六、cdma系统的参数对网络进行优化时需要调整网络的参数，cdma系统的参数一般分为三类，第一类是盂要 经常调整

26、的参数，可用于任何问题的调整。它包括：邻集列表一一如果邻集列表不完整，由于不能获得来口合并强导频信号而带来的软切换增 益，将导致掉话外降低系统的性能。初始的邻集列表是根据预测软件的覆盖图来完成的，需 要通过路测数据來优化。邻集列表优化是最直接的优化措施。下行链路发射功率如果冇多个弱导频存在的区域（wpa）,调低十扰扇区的导频发射功 率，直到此导频不再出现在有限覆盖区域的主导服务区内。对这些干扰扇区，以24db的 步长降低发射功率。这是一个重复的过程，随着发射功率的改变，必须更新邻集列表。天线配置（下倾角、方向角、天线高度和天线类型）可以通过调整天线的下倾角或天线 的重定位來解决不能通过简单地改变下行链路发射功率解决的问题。基木思想就是通过改善 覆盖或降低干扰來产牛一个主导导频，实现的方式是将能量集屮在所要求的区域或将功率泄 露控制在所要求的区域外。需要注意的是：使用传播工具来预测效果，避免能够引起水平模