改善網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量CDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化淺談

2019-11-05 02:52:39

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供稿：網(wǎng)友

　　網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中一個非常重要的過程，其目的是改善網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。具體地講，就是通過對頻率分配、基站參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等的調(diào)整，來建設(shè)一個覆蓋良好、話音清楚、接通率高的優(yōu)質(zhì)蜂窩移動通信系統(tǒng)。
　　網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化對于ＣＤＭＡ移動通信系統(tǒng)更為重要。因為ＣＤＭＡ移動通信系統(tǒng)是干擾受限的通信系統(tǒng)，系統(tǒng)的容量是軟容量，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化不僅能改善網(wǎng)絡(luò)的性能和服務(wù)質(zhì)量，還能增加系統(tǒng)的容量。
　　
　　ＣＤＭＡ網(wǎng)絡(luò)的性能指標包括：
　　
　　•掉話率：成功起呼后掉話的次數(shù)除以所有起呼成功的個數(shù)；
　　•呼叫成功率：成功的呼叫次數(shù)除以總的呼叫嘗試次數(shù)；
　　•空間（地理）平均的誤幀率（ＦＥＲ）：覆蓋區(qū)內(nèi)所有子塊ＦＥＲ的平均值；
　　•移動臺平均發(fā)射功率：所有子塊移動臺發(fā)射功率的平均值；
　　•移動臺平均接收功率：所有子塊移動臺接收功率的平均值；
　　•移動臺軟切換狀態(tài)：移動臺各種軟切換狀態(tài)子塊占所有測試子塊的百分比。
　　
　　一、CDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的分析流程
　　１．確定分析的系統(tǒng)及其穩(wěn)定性
　　每個網(wǎng)絡(luò)的配置都不相同，因此不存在通用的參數(shù)配置。在系統(tǒng)的實現(xiàn)上，對ＩＳ－９５Ａ／Ｂ中未規(guī)范的功控和切換過程，各個ＣＤＭＡ設(shè)備都可以通過不同的算法實現(xiàn)。基站位置和扇區(qū)偽隨機碼（ＰＮ）的信息對分析結(jié)果的準確性很有幫助。穩(wěn)定性是指當基站收發(fā)信機（ＢＴＳ）處于工作中時，移動臺能夠得到服務(wù)、登記注冊、發(fā)起呼叫和接受呼叫，軟切換工作正常，軟件版本沒有變動，進而保證結(jié)果的有效性，同時節(jié)省財力和時間。通過用戶測試單元、猜測試、導(dǎo)頻掃描和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件等方法可以確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　２．初始化鄰集列表
　　鄰集列表定義為移動臺在某個小區(qū)里可能會得到服務(wù)的所有小區(qū)的導(dǎo)頻偏置列表，這個列表在尋呼信道上發(fā)給用戶。一個好的鄰集列表可以最大限度地減小空閑切換失敗率，還可以減少導(dǎo)頻掃描時重新初始化的次數(shù)。鄰集列表的設(shè)置原則如下：
　　•互易性原則：假如小區(qū)Ａ在小區(qū)Ｂ的鄰集列表中，那么小區(qū)Ｂ也在小區(qū)Ａ的鄰集列表中；
　　•鄰近原則：假如兩個小區(qū)相鄰，那么它們要在彼此的鄰集列表中；
　　•百分比重疊覆蓋原則：確定一個導(dǎo)頻門限，然后確定在該導(dǎo)頻門限之上的小區(qū)覆蓋范圍，假如兩個小區(qū)重疊覆蓋區(qū)域比例達到這個門限，則將這兩個小區(qū)相互置于彼此的鄰集列表中。
　　初始化鄰集列表可以通過使用能猜測路徑損耗和接收功率等參數(shù)的軟件工具來完成。
　　３．優(yōu)化鄰集列表
　　根據(jù)導(dǎo)頻掃描結(jié)果修改初始鄰集列表。強大的干擾導(dǎo)頻往往會降低系統(tǒng)的性能，改進方法之一是增加強導(dǎo)頻的空間隔離（如調(diào)整天線下傾角），另一種方法是把強導(dǎo)頻加到鄰集列表中。但是，要注重鄰集列表中的導(dǎo)頻不宜太多。
　　４．實測數(shù)據(jù)收集
　　進行無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時不能考慮到所有影響傳播的因素，因此網(wǎng)絡(luò)建成后要進行實測。數(shù)據(jù)收集工具包括ＣＤＭＡ空中接口測試儀、導(dǎo)頻掃描儀、頻譜儀、ＧＰＳ接收機等。另外，基站日志會使分析結(jié)果更準確。
　　５．網(wǎng)絡(luò)故障分析及解決
　　性能分析有兩個主要功能：一是處理數(shù)據(jù)并產(chǎn)生各種性能指標統(tǒng)計，評估系統(tǒng)是否滿足最低性能指標；二是檢查單個失敗事件并找出原因。步驟是首先處理路測數(shù)據(jù)，生成統(tǒng)計數(shù)據(jù)，然后找出單個事件失敗的原因，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，再進行測試分析。需要檢查的相關(guān)數(shù)據(jù)有：接收信號強度、移動臺發(fā)射功率、發(fā)射功率調(diào)整、激活集導(dǎo)頻強度、鄰集導(dǎo)頻強度等。
　　
　　二、CDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要內(nèi)容
　　１．優(yōu)化預(yù)備工作
　　優(yōu)化預(yù)備工作包括：監(jiān)視基站硬件的狀態(tài)；基站基本測試；采集基站信息；規(guī)劃各個基本業(yè)務(wù)區(qū)域（ｃｌｕｓｔｅｒ）；選定路測的線路；頻譜檢測；核實數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)等。
　　２．現(xiàn)場測試
　　根據(jù)實際的地理環(huán)境確定最后測試路線。基本業(yè)務(wù)區(qū)域的無負載測試主要包括三項：檢查各部分是否正常工作；基本業(yè)務(wù)區(qū)域無負載覆蓋測試；移動臺起呼測試。
　　第一項主要測試網(wǎng)絡(luò)各部分能否正常工作，包括移動交換中心（ＭＳＣ）、基站控制器（ＢＳＣ）、蜂窩及其天線、射頻等。
　　第二項測試主要檢查覆蓋盲區(qū)、多導(dǎo)頻覆蓋區(qū)域、鄰集列表問題和切換區(qū)域。它測量前向信道的導(dǎo)頻和前反向鏈路的ＦＥＲ，通過監(jiān)測ＦＥＲ來衡量通話質(zhì)量。需要做的工作包括盲區(qū)優(yōu)化和盲區(qū)圖制作、檢查現(xiàn)場狀態(tài)（包括ＦＥＲ和切換狀態(tài)）和測試無線環(huán)境狀態(tài)。
　　第三項測試主要是基本呼叫處理測試，包括移動臺起呼的處理狀態(tài)和各類型切換的現(xiàn)場測試。
　　３．基本業(yè)務(wù)區(qū)域級的調(diào)整和優(yōu)化
　　包括天線調(diào)整、參數(shù)調(diào)整、盲區(qū)優(yōu)化工作和各基本業(yè)務(wù)區(qū)域的最終優(yōu)化工作（進行各切換類型的現(xiàn)場測試和優(yōu)化、鏈路平衡測試）。
　　４．系統(tǒng)級優(yōu)化（有負載）
　　對整個系統(tǒng)進行全面的優(yōu)化，并為系統(tǒng)性能測試做預(yù)備，將所有的基本業(yè)務(wù)區(qū)域組合成完整的系統(tǒng)。起呼失敗率、掉話率和ＦＥＲ是系統(tǒng)級優(yōu)化的主要參數(shù)。系統(tǒng)級優(yōu)化的主要目標是使整個系統(tǒng)的性能達到最優(yōu)，而不是使某個區(qū)域達到最優(yōu)。
　　５．系統(tǒng)級性能測試
　　在ＣＤＭＡ網(wǎng)絡(luò)正常工作及有負載的條件下重點收集整個網(wǎng)絡(luò)的性能統(tǒng)計。所有的優(yōu)化應(yīng)在性能測試前完成；正交信道噪聲源（ＯＣＮＳ）、測試車輛和所有的射頻測試設(shè)備等都應(yīng)正常工作；應(yīng)從運行維護中心（ＯＭＣ）／ＭＳＣ／ＢＳＣ中檢查所有的基站以保證每個蜂窩能持續(xù)正常工作；選擇系統(tǒng)級的測試路線以反映整個系統(tǒng)的性能。測試的指標主要有掉話率、起呼失敗率、接打失敗率和ＦＥＲ等。
　　
　　三、測試方法
　　１．建立測試
　　所有的測試都使用裝有符合或超過ＩＳ－９５Ａ及ＴＩＡ－９８標準的移動臺的測試車輛進行，且都使用８Ｋ的增強型可變速率編解碼器（ＥＶＲＣ），在收集空中接口信息的同時，使用ＧＰＳ收集位置信息。
　　２．測試區(qū)域
　　所有的測試都是在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的覆蓋區(qū)域內(nèi)進行的，所選擇的測試路線代表了城區(qū)的典型覆蓋。為了分析數(shù)據(jù)，測試路線被劃分成一個個１００ｍ×１００ｍ的地理塊。在數(shù)據(jù)采集的過程中，測試車的行進速度依照普通用戶的移動速度。室外測試路線應(yīng)包括：市中心密集區(qū)、市區(qū)、郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、高速公路、重點公路鐵路、主要觀光區(qū)等；室內(nèi)測試點應(yīng)包括：賓館飯店、大型百貨商店、地鐵、地下商店、公寓小區(qū)等。
　　３．各種性能指標的測試
　　（１）無線覆蓋測試
　　分別對前向和反向覆蓋進行測試。通過測試得到覆蓋區(qū)域內(nèi)各個地理位置上主導(dǎo)頻的信噪比（Ｅｃ／Ｉｏ）和手機的發(fā)射功率。用主導(dǎo)頻的Ｅｃ／Ｉｏ作為定義系統(tǒng)前向覆蓋范圍的尺度，用手機的發(fā)射功率來衡量反向覆蓋范圍。通過標準是９０％的預(yù)期覆蓋區(qū)域內(nèi)主導(dǎo)頻的強度Ｅｃ／Ｉｏ≥－１２ｄＢ，Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒ≤２０ｄＢｍ。
　　（２）誤幀率
　　這項測試的目的是檢驗前向鏈路和反向鏈路在覆蓋區(qū)域和測試路線上的平均ＦＥＲ是否達到要求。
　　前向突發(fā)誤幀率被用來測量前向業(yè)務(wù)信道的誤幀分布情況連續(xù)的一個或多個誤幀定義為一個突發(fā)。它與ＦＥＲ測試的結(jié)合可以為前向業(yè)務(wù)信道的話音質(zhì)量提供額外的信息。通常，對于一個給定的ＦＥＲ值，假如誤幀分布均勻（較少的突發(fā)），則對于用戶來說意味著更好的話音質(zhì)量。從理論上講，這個測試可看做是對平均ＦＥＲ變化的限制，太多的長突發(fā)意味著高可變性。
　　通過標準是在前向和反向鏈路上，９０％以上預(yù)期覆蓋區(qū)域內(nèi)的測試路線上的平均ＦＥＲ≤３％。
　　（３）起呼測試
　　這項指標是測試整個系統(tǒng)的呼叫失敗率，即沿著指定的測試路線至少發(fā)起５００次呼叫，然后統(tǒng)計失敗的次數(shù)。只有在覆蓋區(qū)內(nèi)采集的數(shù)據(jù)才會被用于分析。通過標準是答應(yīng)的最大接入失敗率為５％。
　　（４）掉話測試
　　掉話率是指發(fā)生掉話的呼叫數(shù)與成功發(fā)起呼叫總數(shù)的比值。一個成功的起呼定義為已經(jīng)到達話音信道狀態(tài)的呼叫；發(fā)生掉話的呼叫是指由于非移動臺的原因，系統(tǒng)意外地失去了與移動臺的射頻連接，迫使移動臺重新發(fā)起呼叫。要求在９０％的射頻覆蓋區(qū)域內(nèi)測試整個網(wǎng)絡(luò)的掉話率，通過標準是網(wǎng)絡(luò)的掉話率≤２％。
　　（５）軟切換測試
　　軟切換測試及分析采用的方法是：在測試中發(fā)起呼叫，呼叫建立的時間為１０ｓ，不進行人工掛斷，直到發(fā)生掉話為止。通過對測試路線的數(shù)據(jù)采集，可以分析統(tǒng)計出測試路線的軟切換狀態(tài)。
　　（６）輔助測量
　　在進行上述測試的同時，還要進行下面的輔助測量，這些信息有助于診斷系統(tǒng)問題。
　　•頻譜掃描：使用頻譜分析儀或具有頻譜分析功能的儀器來監(jiān)視在前向信道上是否收到異常的信號。
　　•ＰＮ掃描：使用掃頻儀對系統(tǒng)內(nèi)的所有導(dǎo)頻進行掃描，監(jiān)控系統(tǒng)的鄰區(qū)設(shè)置。
　　４．硬件配置
　　測試所需要的設(shè)備包括測試移動臺、頻譜分析儀、掃頻儀、筆記本電腦以及ＧＰＳ接收機等，此外還需要有足夠的電纜、雙端口適配器、直流／交流轉(zhuǎn)換器、低噪聲放大器、濾波器、電源及其他配件。
　　
　　四、CDMA系統(tǒng)參數(shù)
　　對網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化時需要調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，ＣＤＭＡ系統(tǒng)的參數(shù)一般分為三類。
　　第一類是需要經(jīng)常調(diào)整的參數(shù)，可用于任何問題的調(diào)整，包括鄰集列表、下行鏈路發(fā)射功率、天線配置和硬切換門限（不同ＣＤＭＡ運營商間的切換、不同頻率間的切換）。
　　第二類是不經(jīng)常進行調(diào)整的參數(shù)，可能會在系統(tǒng)級影響容量和性能，僅在一直存在問題的區(qū)域使用，必須謹慎地進行調(diào)整，包括軟切換門限、激活集和鄰集搜索窗口的大小、接入信道標稱和初始功率設(shè)置和導(dǎo)頻／尋呼／同步信道的數(shù)字增益。
　　第三類是固定參數(shù)，由實驗室測試和仿真得到，是基本不能進行調(diào)整的參數(shù)，包括前反向功率控制門限，剩余集搜索窗口的大小，前反向過載控制設(shè)置點以及業(yè)務(wù)信道數(shù)字增益（最小值、最大值、標稱

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