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CDMA无线网络优化毕业论文
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目录
1、CDMA的定义及CDMA网络优化的概述4
1.1CDMA的专业定义4
1.2CDMA网络优化的意义4
2、CDMA有关的技术标准、特点以及所具有的优势5
2.1CDMA网络性能指标5
2.2CDMA的标准以及技术特点5
2.3CDMA所具有的优势8
2.4CDMA原理9
3、CDMA网络优化的主要内容11
3.1优化准备工作11
3.2现场测试12
3.3CLUSTER级的调整和优化12
3.4系统级优化（有负载）13
3.5系统级性能测试13
3.6CDMA系统的参数16
4、某市CDMA无线网络优化分析流程与方法18
4.1网络优化的分析流程简介18
4.2工程优化20
4.3运维优化21
4.4优化过程中常见问题及其相应的优化建议23
5、典型网络优化案例分析26
5.1引言26
5.2掉话分析26
5.3其他案例分析29
6、结语语34
7、参考文献35
第1章、CDMA的定义及CDMA网络优化的概述
1.1CDMA的专业定义
CDMA是码分多址的英文缩写（CodeDivisionMultipleAccess），它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。
CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。
接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。
1.2CDMA网络优化的意义
网络优化工作涉及到移动通信网络的各个方面，贯穿于网络规划、工程建设及日常维护等各项工作中，因此网络优化工程师需要较全面的基础理论知识和专业技术知识，在优化过程中需对网络运行质量分析、网络性能分析、统计数据采集分析、测试数据分析及各类系统参数的检查，还要针对用户申告投诉的现象汇总分析以及各类故障处理、追踪测试等等，然后结合现有的网络结构和移动通信网络诸多不确定的因素，制定出、无线网络优化调整的方案，进行频率规划和数据检查、修改等调整措施。
由于网优工作的复杂性，持续时间又长，目前仍只是作为工程项目操作，停留在阶段性优化和应急性优化的进程中，还没形成规范化制度。
通过本人参与的优化项目中，最深的感受是：
若确保网络运行质量和性能的稳定及平稳提高，应在实现网络优化工作日常化的前提下，时时地观测网络运行状态和随业务发展的动态变化，根据不同情况进行处理，不断调整参数并兼顾其它指标，作到调整--观测--调整，使网络始终保持一种动态平衡，运行在最佳状态，应提倡网络优化规范化，数据分析系统化，调整测试条理化，实现网络优化与各项工作共同形成对于网络质量的闭环管理。
第2章、CDMA有关的技术标准、特点以及所具有的优势
2.1CDMA网络性能指标
（1）掉话率：
成功起呼后掉话的次数除以所有起呼成功的个数；
（2）呼叫成功率：
成功的呼叫次数除以总的呼叫尝试次数；
（3）空间（地理）平均误帧率（ＦＥＲ）：
覆盖区内所有子块ＦＥＲ的平均值；
（4）移动台平均发射功率：
所有子块移动台发射功率的平均值；
（5）移动台平均接收功率：
所有子块移动台接收功率的平均值；
（6）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
2.2CDMA的标准以及技术特点
2.2.1CDMA的技术标准
CDMA技术的标准化经历了几个阶段。
IS-95是cdmaONE系列标准中最先发布的标准，真正在全球得到广泛应用的第一个CDMA标准是IS-95A，这一标准支持8K编码话音服务。
其后又分别出版了13K话音编码器的TSB74标准，支持1.9GHz的CDMAPCS系统的STD-008标准，其中13K编码话音服务质量已非常接近有线电话的话音质量。
随着移动通信对数据业务需求的增长，1998年2月，美国高通公司宣布将IS-95B标准用于CDMA基础平台上。
IS-95B可提供CDMA系统性能，并增加用户移动通信设备的数据流量，提供对64kbps数据业务的支持。
其后，cdma2000成为窄带CDMA系统向第三代系统过渡的标准。
cdma2000在标准研究的前期，提出了1X和3X的发展策略，但随后的研究表明，1X和1X增强型技术代表了未来发展方向。
（1）3GPP2VCC标准
3GPP2VCC主要支持WLAN/IMSVoIP到1xCS语音的双向切换和DO/IMSVoIP到1xCS语音的单向切换的语音连续性。
VCC涉及的主要标准为X.P0042和A.S0008。
其中前者主要规定了高层的业务流程，后者主要规定HRPDVoIP到1xCS的语音切换的接口流程。
2005年7月，X.P0042v0.1draft版本发布；2006年3月，X.P0042分为4个部分。
X.P0042-000VCCOverview；
X.P0042-001VCCStage2；
X.P0042-002VCCStage3；
X.P0042-003VCCSMS（2006年5月，X.P0042-003演进为X.P0048）。
目前最新版本是08年6月发布的X.P0042-A版本，仍处于V&V阶段，如图2-1所示。
（图2-1）
（2）3GPPVCC标准
3GPPVCC主要支持WLAN/IMSVoIP到UMTSCS语音的双向切换。
3GPPVCC标准有三个阶段。
Stage1：
VCC相关需求通过CR直接写入了R7TS22.101；
Stage2：
2006年9月的3GPPSA全会通过23.206，获得R7版本号。
目前除了紧急呼叫VCC和VCC用户补充业务在R8各自对应的课题中继续完成之外，R7VCCstage2相关工作已基本完成；
Stage3：
在2006年11月的3GPPCT全会通过24.206，获得R7版本号。
R7VCCstage3工作基本完成。
如图2-2所示。
（图2-2）
2.2.2CDMA技术持点
（1）CDMA是扩频通信的一种，他具有扩频通信的以下特点：
抗干扰能力强。
是扩频通信基本特点，这所有通信方式无法比拟的。
宽带传输，抗衰落能力强。
于采用宽带传输，在信道中传输有用信号的功率比干扰信号的功率低得多，因此信号好像隐蔽在噪声中；即功率话密度较低，有利于信号隐蔽。
利用扩频码的相关性来获取用户的信息，抗截获的能力强。
（2）在扩频CDMA通信系统中，采用了新的关键技术而具有一些新的特点：
采用了多种分集方式。
除了传统的空间分集外。
由于是宽带传输起到了频率分集的作用，同时基站和移动台采用了RAKE接收机技术，相当于时间分集作用。
采用了话音激活技术和扇区化技术。
因为CDMA系统的容量直接与所受的干扰有关，采用话音激活和扇区化技术可以减少干扰，可以使整个系统的容量增大。
采用了移动台辅助的软切换通过它可以实现无缝切换，保证了通话的连续性，减少了掉话的可能性。
处于切换区域的移动台通过分集接收多个基站的信号，可以减低自身的发射功率，从而减少了对周围基站的干扰，这样有利于提高反向联路的容量和覆盖范围。
采用了功率控制技术，这样降低了平准发射功率。
具有软容量特性。
可以在话务量高峰期通过提高误帧率来增加可以用的信道数。
当相邻小区的负荷一轻一重时，负荷重的小区可以通过减少导频的发射功率，使本小区的边缘用户由于导频强度的不足而切换到相临小区，使负担分担。
兼容性好。
由于CDMA的带宽很大，功率分布在广阔的频谱上，功率话密度低，对窄带模拟系统的干扰小，因此两者可以共存。
即兼容性好。
CDMA的频率利用率高，不需频率规划，这也是CDMA的特点之一
2.3CDMA所具有的优势
（1）系统容量大
理论上，在使用相同频率资源的情况下，CDMA移动网比模拟网容量大20倍，实际使用中比模拟网大10倍，比GSM要大4-5倍。
（2）系统容量的配置灵活
在CDMA系统中，用户数的增加相当于背景噪声的增加，造成话音质量的下降。
但对用户数并无限制，操作者可在容量和话音质量之间折衷考虑。
另外，多小区之间可根据话务量和干扰情况自动均衡。
这一特点与CDMA的机理有关。
CDMA是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和频率，打个比方，将带宽想像成一个大房子，所有的人将进入惟一的大房子。
如果他们使用完全不同的语言，他们就可以清楚地听到同伴的声音而只受到一些来自别人谈话的干扰。
在这里，屋里的空气可以被想像成宽带的载波，而不同的语言即被当作编码，我们可以不断地增加用户直到整个背景噪音限制住了我们。
如果能控制住用户的信号强度，在保持高质量通话的同时，我们就可以容纳更多的用户。
（3）通话质量更佳
TDMA的信道结构最多只能支持4Kb的语音编码器，它不能支持8Kb以上的语音编码器。
而CDMA的结构可以支持13kb的语音编码器。
因此可以提供更好的通话质量。
CDMA系统的声码器可以动态地调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。
同时门限值根据背景噪声的改变而变，这样即使在背景噪声较大的情况下，得到较好的通话质量。
另外，TDMA采用一种硬移交的方式，用户可以明显地感觉到通话的间断，在用户密集、基站密集的城市中，这种间断就尤为明显，因为在这样的地区每分钟会发生2至4次移交的情形。
而CDMA系统“掉话”的现象明显减少，CDMA系统采用软切换技术，“先连接再断开”，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。
（4）频率规划简单
用户按不同的序列码区分，所以不相同CDMA载波可在相邻的小区内使用，网络规划灵活，扩展简单。
虽然CDMA系统频率规划简单，但CDMA系统存在着PN短码的规划，并且PN短码的规划相较频率规划并不一定更简单总体来说CDMA的规划并不简单。
相反，较之GSM系统要更为复杂。
（5）建网成本低
CDMA系统有着容量大、工作频点较GSM低，因此，在CDMA规划中，CDMA的站间距一般较GSM稀疏，因此可以更好的节约建网成本。
（6）网络绿色环保
技术体制平均发射功率最大发射功率。
GSM125毫瓦2瓦。
CDMA2毫瓦200毫瓦。
从以上数据可以看到CDMA手机是GSM手机平均发射功率的2/125，CDMA手机更加绿色环保。
2.4CDMA原理
CDMA蜂窝移动通信系统式在频分多址（FDMA）模拟蜂窝网和时分多址（TDMA）数字蜂窝网的基础上发展起来的。
这三类通信系统有继承性因数，因而有很多共同点，但三者又各有独特之处。
从技术角度来看，CDMA蜂窝通信系统的技术最先进，也最复杂。
可以说在一定范围内，它反映了现代通信的技术水平。
CDMA通信，是利用互相正交（或尽可能正交）的不同编码分配给不同用户调制信号，实现多用户同时使用同一频率不同或时隙不同来区分的，而是用各不相同的编码序列来区分。
如果从频域和时域来观察，多个CDMA信号是相互重叠的，或者说它们均占有相同的频段和时间，接收机相关器可以在多个CDMA信号中选择出其中使用预定码型的信号。
由于易用相互正交（或尽可能正交）的编码区调制信号，会将原信号的信号频谱带宽扩展，因此又称这种方式的通信为扩展频谱通信。
扩展频谱通信是将传送的信息数据雍和宫伪随机编码（扩频序列，spreadingsequence）调制，实现频谱扩展后在传输，接收端则采用同样的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据。
因此CDMA通信就有伪随机编码调制和信号相关处理这两大特点。
正是这两大特点，使CDMA通信具有许多优点：
抗干扰、抗噪音、抗多径衰落、能在低功率下工作、保密性强等。
在CDMA移动通信系统中，用户之间的信息传输也是由基站进行转发和控制的。
为了实现双工通信，正向传输和反向传输除了传输业务信息外，还必须传送相应的控制信息。
为了传送不同的信息，还需要设置不同的信道。
如图2-3，所示为CDMA系统的工作示意图。
（图2-3）
第3章、CDMA网络优化的主要内容
3.1优化准备工作
3.1.1引言
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。
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提高，已成为发展的必然。
3.1.2优化准备工作
（1）监视基站硬件的状态：
基站的安装；基站的联调；基站准备就绪。
（2）基站基本测试：
检查基站的收发路径；测试TX输出功率的调整范围；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），一般选择两层结构的20~30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和客户喜好的影响。
先优化内层，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）。
所有路测线路应使用覆盖预测图和地形地貌来定义。
包括主要的公路和主要的街道，如果时间允许还包括一些稍小街道。
（6）频谱检测：
在RF优化开始前应清楚所使用的频谱，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：
关闭CDMA系统；
监视前向链路的频带；
监视反向链路的频带；
在进行CLUSTER测试前找出干扰源并将其消除。
（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/剩余集的搜索窗口。
保证在优化期间剩余集窗口设为7~9，并在优化以后设为0。
3.2现场测试
根据实际的地理环境最后确定测试路线。
CLUSTER的无负载测试：
主要包括三项：
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：
基站已完成功率校准并进行了全面的联调。
蜂窝中天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：
天线配置（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；测试车辆已配备和安排。
第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来衡量通话质量。
要进行的工作有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/FER、切换测试和链路平衡测试）。
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切换类型的现场测试。
3.3CLUSTER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）盲区优化工作：
基站输出功率的确认和调整，进行天线的调整和在盲区的优化，进行各要素的优化（RSSI、MSTX、Ec/Io、FER等）。
（4）最终各CLUSTER的优化工作：
各CLUSTER的测试（RSSI、MSTX、Ec/Io、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。
3.4系统级优化（有负载）
系统级优化是对整个系统进行全面的优化，并为系统性能测试作准备。
将所有的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有可能影响其它区域的性能。
所有优化步骤与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。
3.5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OMC/MSC/BSC中检查所有的基站以保证每个蜂窝能持续地正常工作；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。
测试的指标主要有掉话率、起呼失败率、接打失败率和FER。
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车辆进行的，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
所有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
3.5.1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、GPS接收机。
还需要有足够的电缆、双端口适配器（DualPortAdapters）、直流/交流转换器、低噪声放大器、滤波器、电源及其他配件
3.5.2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/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≥-12dB，Tx_power≤20dBm。
测试方法是将一套带有GPS、PNScanner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。
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，长话的设置为呼叫建立时间10秒，呼叫保持时间为最大值，呼叫间隔时间5秒。
同时将PNScanner和GPS打开，我们使用手机来测试发射功率，即Tx_power，使用PNScanner来测主导频的Ec/Io。
测试车按照指定的路线行驶。
将Tx_power和Ec/Io与GPS对应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，处理日志中的数据。
处理结果是确认是否满足通过标准，并输出Ec/Io分布图、Tx_power分布图。
3.5.3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有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。
数据应按如下的方法收集及处理：
将手机设置成全速率的Markov长话呼叫（如果CDMA网络中的基站不支持Markov呼叫，就使用有人值守的固定电话，当有呼叫进来时,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，这样产生的将主要是全速率的语音帧），同时打开GPS，使用手机来得到前向误帧率。
长话的设置为呼叫建立时间10秒，呼叫保持时间为最大值，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，将每一时间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。
将前向误帧率与GPS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，处理日志中的数据。
反向误帧率是通过基站的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测试相结合起来时，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FER值，如果误帧是均匀分布的（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测试相同的数据，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个误帧的突发）的个数，以及长突发（有连续4个以上误帧的突发）的个数，最后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FER≤3%。
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。
3.5.4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，然后统计失败的次数。
一个有效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，一个成功起呼定义为已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分析。
通过标准是允许的最大的接入失败率为5%。
测试方法是将一套带有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。
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。
测试车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日志中。
当测试车走遍所有的测试路线之后，再处理日志中的数据。
处理结果就是确认是否满足通过标准，并输出接入：
失败率=接入失败的次数/总的试呼次数。
3.5.5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。
发生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≤2%。
测试方法是将一套带有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。
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。
在测试中发起一系列的呼叫，每一个电话的通话时长不应
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