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CDMA网络优化浅谈

原创 网络安全 作者:yi98130 时间:2007-01-15 13:26:04 0 删除 编辑
网络优化是移动通信网络建设中一个非常重要的过程,其目的是改善网络的通信质量。具体地讲,就是通过对频率分配、基站参数、网络结构等的调整,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。

  网络优化对于CDMA移动通信系统更为重要。因为CDMA移动通信系统是干扰受限的通信系统,系统的容量是软容量,网络优化不仅能改善网络的性能和服务质量,还能增加系统的容量。



  CDMA网络的性能指标包括:



  •掉话率:成功起呼后掉话的次数除以所有起呼成功的个数;

  •呼叫成功率:成功的呼叫次数除以总的呼叫尝试次数;

  •空间(地理)平均的误帧率(FER):覆盖区内所有子块FER的平均值;

  •移动台平均发射功率:所有子块移动台发射功率的平均值;

  •移动台平均接收功率:所有子块移动台接收功率的平均值;

  •移动台软切换状态:移动台各种软切换状态子块占所有测试子块的百分比。



  一、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相同,因此不存在通用的参数配置。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设备都可以通过不同的算法实现。基站位置和扇区伪随机码(PN)的信息对分析结果的准确性很有帮助。稳定性是指当基站收发信机(BTS)处于工作中时,移动台能够得到服务、登记注册、发起呼叫和接受呼叫,软切换工作正常,软件版本没有变动,进而保证结果的有效性,同时节省财力和时间。通过用户测试单元、预测试、导频扫描和网络规划软件等方法可以确定系统的稳定性。

  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大限度地减小空闲切换失败率,还可以减少导频扫描时重新初始化的次数。邻集列表的设置原则如下:

  •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也在小区A的邻集列表中;

  •邻近原则:如果两个小区相邻,那么它们要在彼此的邻集列表中;

  •百分比重叠覆盖原则:确定一个导频门限,然后确定在该导频门限之上的小区覆盖范围,如果两个小区重叠覆盖区域比例达到这个门限,则将这两个小区相互置于彼此的邻集列表中。

  初始化邻集列表可以通过使用能预测路径损耗和接收功率等参数的软件工具来完成。

  3.优化邻集列表

  根据导频扫描结果修改初始邻集列表。强大的干扰导频往往会降低系统的性能,改进方法之一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。但是,要注意邻集列表中的导频不宜太多。

  4.实测数据收集

  进行无线网络规划时不能考虑到所有影响传播的因素,因此网络建成后要进行实测。数据收集工具包括CDMA空中接口测试仪、导频扫描仪、频谱仪、GPS接收机等。另外,基站日志会使分析结果更准确。

  5.网络故障分析及解决

  性能分析有两个主要功能:一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;二是检查单个失败事件并找出原因。步骤是首先处理路测数据,生成统计数据,然后找出单个事件失败的原因,调整系统参数,再进行测试分析。需要检查的相关数据有:接收信号强度、移动台发射功率、发射功率调整、激活集导频强度、邻集导频强度等。



  二、CDMA网络优化的主要内容



  1.优化准备工作

  优化准备工作包括:监视基站硬件的状态;基站基本测试;采集基站信息;规划各个基本业务区域(cluster);选定路测的线路;频谱检测;核实数据库中的参数等。

  2.现场测试

  根据实际的地理环境确定最后测试路线。基本业务区域的无负载测试主要包括三项:检查各部分是否正常工作;基本业务区域无负载覆盖测试;移动台起呼测试。

  第一项主要测试网络各部分能否正常工作,包括移动交换中心(MSC)、基站控制器(BSC)、蜂窝及其天线、射频等。

  第二项测试主要检查覆盖盲区、多导频覆盖区域、邻集列表问题和切换区域。它测量前向信道的导频和前反向链路的FER,通过监测FER来衡量通话质量。需要做的工作包括盲区优化和盲区图制作、检查现场状态(包括FER和切换状态)和测试无线环境状态。

  第三项测试主要是基本呼叫处理测试,包括移动台起呼的处理状态和各类型切换的现场测试。

  3.基本业务区域级的调整和优化

  包括天线调整、参数调整、盲区优化工作和各基本业务区域的最终优化工作(进行各切换类型的现场测试和优化、链路平衡测试)。

  4.系统级优化(有负载)

  对整个系统进行全面的优化,并为系统性能测试做准备,将所有的基本业务区域组合成完整的系统。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。

  5.系统级性能测试

  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;正交信道噪声源(OCNS)、测试车辆和所有的射频测试设备等都应正常工作;应从运行维护中心(OMC)/MSC/BSC中检查所有的基站以保证每个蜂窝能持续正常工作;选择系统级的测试路线以反映整个系统的性能。测试的指标主要有掉话率、起呼失败率、接打失败率和FER等。



  三、测试方法



  1.建立测试

  所有的测试都使用装有符合或超过IS-95A及TIA-98标准的移动台的测试车辆进行,且都使用8 K的增强型可变速率编解码器(EVRC),在收集空中接口信息的同时,使用GPS收集位置信息。

  2.测试区域

  所有的测试都是在网络规划的覆盖区域内进行的,所选择的测试路线代表了城区的典型覆盖。为了分析数据,测试路线被划分成一个个100 m×100 m的地理块。在数据采集的过程中,测试车的行进速度依照普通用户的移动速度。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。

  3.各种性能指标的测试

  (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信噪比(Ec/Io)和手机的发射功率。用主导频的Ec/Io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/Io≥-12 dB,Tx_power≤20 dBm。

  (2)误帧率

  这项测试的目的是检验前向链路和反向链路在覆盖区域和测试路线上的平均FER是否达到要求。

  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。它与FER 测试的结合可以为前向业务信道的话音质量提供额外的信息。通常,对于一个给定的FER 值,如果误帧分布均匀(较少的突发),则对于用户来说意味着更好的话音质量。 从理论上讲, 这个测试可看做是对平均FER变化的限制, 太多的长突发意味着高可变性。

  通过标准是在前向和反向链路上,90%以上预期覆盖区域内的测试路线上的平均FER≤3%。

  (3)起呼测试

  这项指标是测试整个系统的呼叫失败率,即沿着指定的测试路线至少发起500次呼叫,然后统计失败的次数。只有在覆盖区内采集的数据才会被用于分析。通过标准是允许的最大接入失败率为5%。

  (4)掉话测试

  掉话率是指发生掉话的呼叫数与成功发起呼叫总数的比值。一个成功的起呼定义为已经到达话音信道状态的呼叫;发生掉话的呼叫是指由于非移动台的原因,系统意外地失去了与移动台的射频连接,迫使移动台重新发起呼叫。要求在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≤2%。

  (5)软切换测试

  软切换测试及分析采用的方法是:在测试中发起呼叫,呼叫建立的时间为10 s,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状态。

  (6)辅助测量

  在进行上述测试的同时,还要进行下面的辅助测量,这些信息有助于诊断系统问题。

  •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。

  •PN 扫描:使用扫频仪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括测试移动台、频谱分析仪、扫频仪、笔记本电脑以及GPS 接收机等,此外还需要有足够的电缆、双端口适配器、直流/交流转换器、低噪声放大器、 滤波器、电源及其他配件。



  四、CDMA系统参数



  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。

  第一类是需要经常调整的参数,可用于任何问题的调整,包括邻集列表、下行链路发射功率、天线配置和硬切换门限(不同CDMA运营商间的切换、不同频率间的切换)。

  第二类是不经常进行调整的参数,可能会在系统级影响容量和性能,仅在一直存在问题的区域使用,必须谨慎地进行调整,包括软切换门限、激活集和邻集搜索窗口的大小、接入信道标称和初始功率设置和导频/寻呼/同步信道的数字增益。

  第三类是固定参数,由实验室测试和仿真得到,是基本不能进行调整的参数,包括前反向功率控制门限,剩余集搜索窗口的大小,前反向过载控制设置点以及业务信道数字增益(最小值、最大值、标称值)。



  五、结语



  网络优化是一项持续性的工作,需要不断地对正在运行的网络进行优化。在网络运行初期,由于用户数较少,需要通过路测进行优化,这种过程一般需要重复多次。随着用户数的增多,可以通过网络维护中心的记录数据对网络进行优化。这种连续不断的优化工作对CDMA移动通信系统尤为重要,因为CDMA移动通信系统是干扰受限的通信系统,随着用户数量的不断增加,每个用户所受到的干扰也在增加,并且外部环境也在变化,因此需要不断对某些网络参数进行修改。
[@more@]

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