CDMA优化概论.docx

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CDMA优化概论

CDMA系统的网络优化

摘　要　网络优化是CDMA系统实际运营过程中的一个重要环节。

本文在简介CDMA系统网络优化工具的基础上，详细描述CDMA系统网络优化的全过程。

最后，对网络优化中常见的掉话现象进行了讨论，并指出其解决方法。

关键词　码分多址　网络优化　掉话

Abstract　NetworkoptimizationisakeylinktotheoperationofCDMAsystems.ThispaperintroducestoolsusedforoptimizingCDMAnetwork,anddetailydescribesthewholeprocessofCDMAnetworkOptimigation,discussesthe"call-drop"problemswhichareusualyhappenedduringoptimization,andpointsoutthewaytosolveit.

Keyword　CDMA　Networkoptimization　Call-drop

一、概述

　　移动通信是当今发展最快的通信技术之一，移动通信技术从接入体制上可以分为3类，即频分多址（FDMA），如TACS、时分多址（TDMA），如全球通GSM移动通信系统、码分多址（CDMA），如IS-95移动通信系统。

相对而言，在上述3种移动通信系统中，采用CDMA技术的IS-95移动通信系统是一种全新的技术，在这种CDMA系统中，下行链路采用正交函数来区分前向信道，上行链路采用伪随机码来区分反向信道，同时还采用先进的功率控制技术，分集接收技术，话音编码技术和信道编译码技术，正是由于采用了诸多先进技术，使得IS-95CDMA移动通信系统与其它的移动通信系统相比显得迥然不同。

一方面由于它的容量大，为运营者带来了低成本，另一方面由于它先进的话音处理技术，为用户提供了可与市话相媲美的移动电话服务。

CDMA系统是一种高质量的移动通信系统，未来移动通信采用CDMA技术是大势所趋，这一点已经得到广泛的认同。

　　CDMA系统在运营过程中需要对系统进行扩容和不断的网络优化，一是为了能够给系统当前的用户提供更加优质的服务，二是为了提高系统容量，以接纳越来越多的系统未来用户。

　　在CDMA系统的运营中，网络优化是一个非常重要的工作同时又是一个不断进行的过程。

所谓网络优化，就是根据系统的实际表现、系统的实际性能，对系统进行分析，在分析的基础上通过对系统参数的调整，使系统性能得到逐步改善，达到现有的系统配置下提供最优的服务质量,即最佳的覆盖（满意的信号强度）以及最佳的通话音质和最低的掉话率等。

　　本文将结合我们在北京CDMA移动网中的一些实际情况，就CDMA系统的网络优化做一简要介绍。

二、网络优化工具

　　在CDMA系统的网络优化中，主要用到如下一些工具：

　　SmartsamPlus

　　DMMobileDiagnosticMonitor

　　OPASOfficePropagationAnalysisSystem

　　NETPLANNetworkpredictionanddesigntools

　　下面就上述工具分别做一介绍。

1.SmartsamPlus

　　SmartsamPlus是SAFCO公司生产的用于网络优化的一套系统设备。

该设备用于监视和显示呼叫处理过程中以及车辆行驶过程中的数据采集。

所收集的数据与导引信息（GPS）合并作为测量数据文件存入膝上型笔记本电脑。

得到的测量文件可用OPAS后处理软件作进一步的详细分析。

以提供快速、准确、可靠的，系统及故障信息。

　　SmartsamPlus的硬件要求如下：

　　QCP-800或CD-3000CDMA车载电话

　　膝上型笔记本电脑

　　GPS天线

　　Windows3.1或Windows95

　　SmartsamPlus一般固定在测试车辆上，电源由车辆的点烟器提供，移动台天线和GPS天线固定在车外。

其连接图如图1所示:

2.车台诊断监视器（MobileDM）

　　SAFCO公司的CDMA车台诊断监视器（MDM）是一个数据采集分析软件工具。

该工具为CDMA系统测试网络优化提供了一种全新的手段。

　　车台诊断监视器（MDM）的系统要求如下：

　　MicrosoftWindows3.1或Windows95;

　　SAFCOCDMASmartsamPlus;

　　串行鼠标;

　　至少486/66CPU;

　　至少270M硬盘;

　　至少24M内存。

　　车台诊断监视器（MDM）提供如下功能：

　　数据记录：

　　记录来自SmartsamPlus的数据，并将其写入笔记本电脑硬盘；

　　状态显示：

　　显示移动台的各种状态信息，包括载频号、电子序列号（ESN）、固件版本、工作状态、系统状态如系统识别码（SID），网络识别码（NID）、MDM的软件版本号等等；

　　瞬时分析仪显示：

　　实时显示移动台rake接收机上每个耙指（Finger）的信噪比（Ec/I0）、接收功率电平（RxPwr（dBm））、发射功率电平（TxPwr（dBm））、功率调整电平（PwrAdj（dBm））、接收误帧率（FER）、发送声码器速率、用于解调的各导频集和PN短码相位偏置指数；

　　诊断消息汇报：

　　显示并记录空中接口消息；

　　GPS位置记录：

　　记录GPS信息并实时显示车辆速度。

3.后处理软件OPAS

　　后处理软件OPAS是SAFCO公司的数据分析后处理软件，用于分析有DM采集的数据，并对其进行进一步的处理，产生各种图表，并且可将MDM的数据解码输出空中接口上传送的各条消息。

OPAS同时还可以分析从基站控制器（CBSC）获得的数据。

　　OPAS对DM记录的数据进行格式转换处理后输出，其中包括：

　　SequenceNumber（序列号）；

　　Latitude（纬度）；

　　Longitude（经度）；

　　Time（时间）；

　　Speed（车速）；

　　RxPwr（dBm）（接收功率（dBm））；

　　RxAdj（接收功率调整（dB））；

　　SearchPilotType（搜索导频类型）；

　　SearchPilotPN（搜索导频短码偏置指数）；

　　SearchPilotEc/Io（dB）（搜索导频信噪比（dB））；

　　RxFinger1PN（接收机耙指1短码偏置指数）；

　　Finger1codechannel（耙指1码域信道）；

　　RxFinger1Absoffset（usec）（接收机耙指1绝对时间偏移（usec））；

　　RxFinger1RSSI（接收机耙指1信号强度指示）；

　　RxFinger1Ec/Io（dB）（接收机耙指1信噪比（dB））；

　　RxFinger2PN接收机耙指2短码偏置指数；

　　Finger2codechannel（耙指2码域信道）；

　　RxFinger2Absoffset（usec）（接收机耙指2绝对时间偏移（usec））；

　　RxFinger2RSSI（接收机耙指2信号强度指示）；

　　RxFinger2Ec/Io（dB）（接收机耙指2信噪比（dB））；

　　RxFinger3PN（接收机耙指3短码偏置指数）；

　　Finger3codechannel（耙指3码域信道）；

　　RxFinger3Absoffset（usec）（接收机耙指3绝对时间偏移（usec））；

　　RxFinger3RSSI（接收机耙指3信号强度指示）；

　　RxFinger3Ec/Io（dB）（接收机耙指3信噪比（dB））；

　　AggregateFingerEc/Io（dB）（合成耙指信噪比（dB））；

　　TxPower（dBm）（发射功率（dB））；

　　ForwardFER（%）（前向误帧率（%））；

　　ForwardFEB（前向误比特块率（%））；

　　ChannelType:

Messagetype（信道类型：

消息类型）。

　　OPAS在加入各基站的经纬度（该功能由OPAS的Cellsiteeditor完成）后，根据DM中的GPS信息及数据信息可画出系统的覆盖图，包括常规的前向发射功率（ForwardTransmitterPower）,反向发射功率（ReverseTransmitterPower）,前向最强信噪比（ForwardStrongestEc/Io）,前向合成信噪比（ForwardAggregateEc/Io）,前向误帧率（ForwardFrameErrorRate）等。

以上各参数可以单独作图显示，在进行颜色调配后可直观的反映出系统的覆盖情况。

4.NETPLAN

　　NETPLAN是Motorola公司开发的专门用于系统模拟的工具软件，运行在UNIX平台上。

NETPLAN将一些系统参数作为输入，典型的系统参数如基站经纬度、基站类型、基站高度、天线类型及其方向图参数、地理环境信息、系统话务量分布、话务量模型、移动台话务量强度和运动速度等等，利用Motorola独有的传播模型XLOS进行计算，模拟系统的实际运行情况，从而得到系统在仿真意义下的运行参数和性能指标等。

三、网络优化过程

　　网络优化工作具体讲就是通过测试和分析，发现系统的问题，修改调整系统的参数，逐步改善系统的性能，如此反复不断进行，最终使系统在接近最优的状态下工作。

网络优化工作应遵循一定的步骤进行。

具体的网络优化步骤如下：

1.系统的初始设计模型

　　初始系统设计是在软件NETPLAN上进行的。

根据系统基站配置设计，模拟软件利用传播模型进行计算，以得到系统覆盖等概念性结果，利用软件模拟的方法还可以预见系统的部分问题，从而为系统的完善提出建议，为网络优化提供依据。

系统的初始设计模型是网络优化中不可缺的一步。

2.单一基站的初始优化

　　单一基站的初始优化是在基站安装完毕后进行的。

包括如下步骤：

（1）基站设备的调试

　　基站设备的调试包括基站初始数据的加载、基站设备发射参数的测试和设备基础性能参数测试等。

所谓初始数据的加载即利用专门的基站调试工具LMF，将有关基站设备进行初始化后，所必需的原始数据下载到基站设备的存储器中，并进行必要的参数设置。

原始数据包括基站的初始环境文件、基站设备的原始代码等，参数设置是指有关与传输链路接口的一些参数设置，包括：

传输链路类型、传输码型、传输链路速率和传输时隙的设定等。

所谓基站设备发射参数的测试即测试基站设备内部至机器架顶天线馈线接口处的固有衰耗（包括发射通路和接收通路两方面），测试完毕后生成本基站发射参数记录文件。

设备基础性能参数测试包括发射通路和接收通路两方面。

发射通路测试包括发射机交调、发射机波形质量、导频时间偏移、载频精度测试和码域功率。

接收通路测试包括接收通路误帧率和接收灵敏度。

测试完毕后生成基站设备基础性能参数报告文件待后备存档。

　　基站调试完毕后，为使基站顺利开通，基站控制器（CBSC）还需做如下工作：

在基站控制器的该基站目录文件中加入本基站的基本发射参数记录文件、生成该基站的邻站目录、修改相邻基站的邻站目录等。

（2）环境噪声测试

　　环境噪声测试的目的是了解基站周围环境的电磁干扰情况，并消除干扰源。

　　（3）基站工作验证

　　在环境噪声测试和基站调试进行完毕后，在基站正式开通之前，应对该基站进行必要的工作验证。

验证工作主要包括以下内容：

固定→移动呼叫、移动→固定呼叫、移动→移动呼叫、扇区与PN偏置指数的对应关系、接收信号强度、信噪比以及本基站扇区与邻近基站扇区间的切换。

　　上述验证一般应使用MDM进行，若发现问题应做记录并及时向相关人员汇报，以侯处理。

3.多个基站有载条件下的网络优化

由于实际系统总是在有载情况下运行的，所以系统的网络优化一般也是在有载条件下进行的。

　　对于未商用系统而言，由于用户数较少，不能反映系统的真实情况，所以可以采用模拟话务量的方法，即利用一些工具软件如NETPLAN等在工作站上进行，这样同样可以发现系统存在的一些问题，进而为网络的优化提供依据。

　　对于已经投入实际运行的系统，用户数已经达到一定规模，话务量有了一定的增长，即系统在有载条件下运行，此时对系统测试获得的数据能够较真实的反映系统的实际运行情况。

　　在系统有载条件下的网络优化可以分3步进行：

　　即网络故障诊断监视、网络优化测试和网络优化数据分析，用到的工具是SmartsamPlus、MDM和OPAS。

下面予以详细说明。

（1）网络故障诊断监视

　　所谓网络故障诊断监视就是采用网络优化工具中提到的SmartsamPlus和MDM。

对系统进行实时的监视，并且进行故障监视。

实时监视主要包括监视MDM提供的有关系统的各种消息的监视，如导频情况、误帧率情况、前向信噪比情况、前向和反向功率电平情况、移动台切换情况、基站参数配置情况等等。

故障诊断是依据各种监视信息，对系统中可能隐含的故障进行甄别、判断和定位。

在判断定位的基础上，提出对系统的修改方案，为进一步网络优化奠定基础。

（2）网络优化测试

　　经常性的网络优化测试就是路测（MetricDriveTest）。

通过对系统不断的必要测试，随时了解系统的工作情况，监视系统的变化，掌握系统的运行情况。

主要包括2方面，即测试路线的选择和测试数据的采集。

测试路线的选择可以是一条或多条，一般应遵循下列原则：

　　穿越尽可能多的基站；

　　包含网络覆盖区的主要道路；

　　在测试路线上车辆能以不同的速度行驶；

　　包含不同的电波传播环境；

　　路线应穿越基站的重叠覆盖区。

　　在北京CDMA移动网的实际测试中，我们选择了二环、三环和长安街以及王府井，中关村等。

还在典型区域做成固定的测试路线。

　　测试数据的采集包括DM数据的采集和呼叫拨打测试数据的采集。

　　在使用DM进行网络故障诊断监视时，MDM软件实时显示诊断监视信息的同时，将来自SmartsamPlus的包含移动台收发信号情况、空中接口消息及GPS数据写入笔记本电脑硬盘，完成MDM数据的采集。

　　为掌握系统的运行情况，还应定期的进行固定车次的呼叫拨打测试。

即进行移动→固定的呼叫、固定→移动的呼叫以及移动→移动的呼叫，同时记录呼叫次数、成功呼叫次数、失败呼叫次数、掉话次数次数和阻塞呼叫次数等。

呼叫拨打测试的通话时长一般以每次两2分钟为宜。

　　另外，在每次通话过程中，应记录此次呼叫的通话质量。

通话质量一般分为4类：

很好的音质；好的音质即有少量断续，可懂度好；较差即通话尚能保持，但中断较多；差即可懂度较低，断续较多。

　　（3）测试数据分析

　　网络优化测试数据采集完毕后，就可以进行测试数据的分析。

　　测试数据分析包括两方面的内容即测试数据的统计和软件。

　　所谓统计分析就是从统计意义的角度出发，依据拨打测试数据结果，来计算系统的一些统计性能指标。

如：

　　移动→固定的呼叫完成率、掉话率、阻塞率等；

　　固定→移动的呼叫完成率、掉话率、阻塞率等；

　　移动→移动的呼叫完成率、掉话率、阻塞率等；

　　系统的掉话集中区；

　　以及系统的其它统计指标。

　　所谓软件分析就是利用OPAS软件对MDM采集到的数据进行后处理，以获得一些系统的运行参数，如测试线路上：

　　前向接收信号电平RxPwr（dBm）；

　　前向误帧率FER；

　　前向导频的信噪比EC/I0；

　　反向信号电平TxPwr（dBm）；

　　空中接口参数；

　　空中接口消息等。

　　以上运行参数可制作生成各种图表，获得系统的性能和运行情况的直观了解。

　　（4）系统参数的修改

　　通过以上对单一基站和多个基站的测试，并对测试所得的数据进行分析，一方面可以了解系统当前的运行情况，另一方面可以得出系统进一步网络优化的方案即对系统参数进行修改的方案。

　　CDMA移动网的网络优化中，可供修改的系统参数大致可分为以下4类，即导频功率参数（PilotPowerParameter）、切换参数（HandoffParameter）、功率控制参数（PowerControlParameter）和接入参数（AccessParameter）。

下面分别予以说明。

　　a.导频功率参数包括：

　　天线的高度；

　　天线的倾角，方位角；

　　馈线的长度

联通新时空CDMA网络优化步骤

鉴于新时空CDMA系统基站已有相当数量接入系统,为确保系统在投入运营时具有良好的系统性能,摩托罗拉的工程师应对CDMA系统中基站的性能和无线网络覆盖进行优化。

优化的步骤和大概过程如下:

1．功能测试（FunctionalTest）

对单个基站的基本功能进行测试,以确保基站各功能单元工作正常。

主要可验证基站的各备份单元是否工作正常。

2．环路测试（RingTest）

对单个基站的无线功能进行测试,以确认基站的大概覆盖范围及软切换等通

话功能的正常实现。

通过单一的基站或扇区，我们可以将具体的硬件或软件

的问题孤立出来，并加以解决。

3．群组测试（ClusterTest）

对已完成功能和环路测试的相邻的多个基站（12-18个）进行测试,以验证无线设计的实际效果,分析所发现的问题,并加以分类,作为网络优化的依据。

测试路线应尽可能地覆盖到所有基站和扇区的可能切换关系。

主要可关注：

前向导频信号强度Ec/Io

手机接收功率mobileRXpower

手机发射功率mobileTXpower

前向误帧率ForwardFER

导频污染pilotpollution

邻小区丢失missneighbor

切换handoff

掉话dropcall

连续拨打测试等

第一轮测试后，应提出一个调整方案，并对调整方案加以验证，以达到预期

效果。

这一步骤可能需多次进行。

对一些从设计和测试分析看来可能发生问题的区域和须重点关注的区域可进行室内覆盖的测试。

4．全网优化（NetworkOptimization）

全网测试的主要目的是把各群组合并，分析群组测试中发现的问题后,提出相应的调整和优化措施,加以验证，并对整个系统的覆盖做测试。

这时应关注各群组间的切换，测试的路线应覆盖到所有群组间的切换关系。

全网测试完成后，需对全网进行BENCHMARK的测试，同时记录路测结果。

确认覆盖后，应对全网进行拨打测试。

拨打测试最好能覆盖所有的基站和扇区并有一定的数量（500次）。

记录接入失败，掉话的比例。

5．形成报告（CreateReport）

参见所附资料。

6．优化目标（optimizationmission）

拨打测试：

呼叫成功率超过

掉话率低于

长通话测试：

平均误码率FER要低于

切换掉话次数应为

单个基站测试记录

测试人：

-------------------------------------------------------------------------------------

测试时间：

-------------年-------------月-------------日----------------时-------

测试城市：

----------------------------------------------------------------------------------

CDMA基站号：

----------------------------------------------------------------------------

基站名：

-------------------------------------------------------------------------------------

CBSC配合测试人员:

---------------------------------------------------------------------

一：

数据检查记录

第一扇区：

测试点与基站的距离：

-------------------------------------------------------------------（米）

手机接收功率：

----------------------------------------------------------------------------（dBm）

手机接收的Ec/Io：

---------------------------现在无法得到测试结果-------------（dB）

PN码：

-----------------------------------------测试手机前三位数字--------------------

cellID：

--------------------------------------------------------------------------------------

第二扇区：

测试点与基站的距离：

-------------------------------------------------------------------（米）

手机接收功率：

----------------------------------------------------------------------------（dBm）

手机接收的Ec/Io：

-----------------------------------------------------------------------（dB）

PN码：

----------------------------------------------------------------------------------------

cellID：

---------------------------------------------------------------------------------------

第三扇区：

测试点与基站的距离：

-------------------------------------------------------------------（米）

手机接收功率：

----------------------------------------------------------------------------（dBm）

手机接收的Ec/Io：

-----------------------------------------------------------------------（dB）

PN码：

----------------------------------------------------------------------------------------

cellID：

---------------------------------------------------------------------------------------

二：

拨打测试结果记录

第一扇区