（計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)論文）cdma網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化.pdf

y s 8 9 2 2 2 北京郵電人學(xué)碩士研究生學(xué)位論文c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 聲明 獨(dú)創(chuàng)性( 或創(chuàng)新性) 聲明 本人聲明所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究 成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不 包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京郵電大學(xué)或其他 教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任 何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 申請學(xué) 本人簽 本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。 日期：塑蘭：! ! 塹 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 學(xué)位論文作者完全了解北京郵電大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即： 研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬北京郵電大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保 留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許學(xué)位論文被查閱和借 閱：學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它 復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。( 保密的學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定) 本學(xué)位論文不屬于保密范圍，適用本授權(quán)書。 本人簽名：盍墨日期： 導(dǎo)師簽名：舉獐望 日期； 細(xì)華2 、玎 ；p 午2 - 叮 北京郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 摘要 移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代的到來，使人們對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求更加高，網(wǎng) 絡(luò)優(yōu)化工作的重要性日益顯著。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和發(fā)展的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)。在完成c d m a 網(wǎng)絡(luò)的理論規(guī)劃和實(shí)際建網(wǎng)后，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化就成為 提升網(wǎng)絡(luò)性能的重要手段，成為網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的重要內(nèi)容，也將成為將來 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和改造工程的重要組成部分。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是在曰常運(yùn)行維護(hù)工 作的基礎(chǔ)上，在保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正常運(yùn)行的前提下，對已驗(yàn)收投產(chǎn)的網(wǎng) 絡(luò)所進(jìn)行的一系列旨在提高移動(dòng)通信質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率的調(diào)查、分 析與調(diào)整作業(yè)。具體的說，就是根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際表現(xiàn)、系統(tǒng)的實(shí)際性 能，對系統(tǒng)進(jìn)行分析，在分析的基礎(chǔ)上通過對系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整，使系 統(tǒng)性能得到逐步改善，為現(xiàn)有的系統(tǒng)配置下提供最優(yōu)的服務(wù)質(zhì)量，即 最佳的覆蓋、滿意的信號強(qiáng)度、最佳的通話音質(zhì)和最低的掉話率等。 本文所述的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要是針對c d m a 網(wǎng)絡(luò)的無線性能部分， 并且以河源市電信公司的4 5 0 m h zc d m a 無線市話網(wǎng)絡(luò)無線側(cè)的優(yōu) 化為例。在c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線優(yōu)化過程中，作者通過故障定位，提出 硬件調(diào)整建議，并對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行具體的調(diào)整和修改，實(shí)施成效跟蹤 和分析，總結(jié)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)并形成技術(shù)報(bào)告。 本文首先概述了c d m a 技術(shù)的理論基礎(chǔ)，其中包括碼分多址與 其他多址方式的比較和c d m a 移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。然后簡單 介紹了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的概念、內(nèi)容以及優(yōu)化手段，并給出了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的具 體步驟。本文接著詳細(xì)論述了作者在課題期間總結(jié)的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的 經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。最后介紹了河源電信4 5 0 m h zc d m a 無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的 過程以及成果。 關(guān)鍵詞c d m a 優(yōu)化干擾源掉話天線 摘要 北京郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 a n a l y s i sa n do p t i m i z a t l 0 na b o u tw i r e l e s s p e r f o r m a n c eo fc d m an e t w o r k a b s t r a c t i nt h e a g e o fm o b i l e i n t e r a c t ，t h e d e m a n df o rt h e q u a l i t y o fm o b i l e t e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r kb e c a m es t r i c t e rt h a nb e f o r e i ti sm o r ei m p o r t a n tt h a n b e f o r et o o p t i m i z e n e t w o r k n e t w o r k o p t i m i z a t i o n i st h e p i v o t a l t a c h eo ft h e c o n s t r u c t i o na n d d e v e l o p m e n t o fn e t w o r k a f t e rt h et h e o r e t i c l a y o u t a n dt h e a c c o m p l i s h m e n to f t h ec d m a n e t w o r k ，n e t w o r ko p t i m i z a t i o nb e c o m e st h ei m p o r t a n t m e a s u r eo fu p g r a d i n gt h ep e r f o r m a n c eo ft h en e t w o r ka n dt h ei m p o r t a n tc o n t e mo f n e t w o r km a i n t e n a n c e i tt u r n si n t ot h ei m p o r m a n ts e g m e n to fn e t w o r ks p r e a da n dt h e p r o j e c t a l t e r a t i o n n e t w o r k o p t i m i z a t i o n i sas e r i e so fr e s e a r c h ，a n a l y s i sa n d a a j u s t m e n tt h a ta i ma ti m p r o v i n gt h eq u a l i t yo f m o b i l ec o m m u n i c a t i o na n df u n c t i o n e f f i c i e n c yo f t h en e t w o r k o nt h eb a s i so f d a i l yf u n c t i o na n dm a i n t e n a n c e c o n c r e t e l y , i t i st oa n a l y s et h es y s t e mo nt h eb a s i so f t h ea c t u a lr e p r e s e n ta n dt h ep e r f o r m a n c eo f t h e s y s t e m t h et h e s i sg i v e st h en e t w o r ko p t i m i z a t i o nt h a ta i m sa tw i r e l e s sp e r f o r m a n c eo f t h ec d m an e t w o r k t h ee x a m p l ei st h eo p t i m i z a t i o no fw i r e l e s sp e r f o r m a n c eo ft h e h e y u a n4 5 0 m h zc d m an e t w o r k f i r s t l y , t h e a u t h o r e x p a t i a t e s t h e t h e o r yb a c k g r o u n d o fc d m at e c h n o l o g y i n c l u d i n gt h ec o m p a r i n go f c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s sa n do t h e rm u l t i p l em o d e a n di n c l u d i n gt h ep i v o m lt e c h n o l o g yo fc d m am o b i l ec o m m u n i c a t i o n t h e nt h e a u t h o ri n t r o d u c e ss i m p l yt h ec o n c e p ta n dc o n t e n to fn e t w o r ko p t i m i z a t i o na n dg i v e s t hm a t e r i a l s t e p a t l a s tt h ea u t h o ri n t r o d u c e st h ec o u r s ea n dh a r v e s to fn e t w o r k o p t i m i z a t i o no f h e y u a n 4 5 0 m h zc d m aw i r e l e s sn e t w o r k k e yw o r d s ：c d m a o p t i m i z a t i o n i n t r u d e ra n t e n n a a b s t r a c t 北京郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 1 1 引言 第一章緒論 移動(dòng)通信是當(dāng)今通信領(lǐng)域內(nèi)最為活躍和發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之一，也是2 1 世紀(jì)對人類的生活和社會(huì)發(fā)展將有重大影響的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域之一。移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代 的到來，使人們對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求更加高，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的重要性日益顯著。 移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它涉及到頻率資源、無線 網(wǎng)絡(luò)、交換網(wǎng)絡(luò)、用戶分布、甚至手機(jī)用戶的使用習(xí)慣等問題，涉及到對網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)的復(fù)雜測試及評估。它沒有固定的模式。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化又是一項(xiàng)長期的工作，從建 網(wǎng)以后的所有擴(kuò)容和調(diào)整工作都是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的一部分。隨著用戶的增加以及網(wǎng)絡(luò) 規(guī)模的擴(kuò)大，優(yōu)化工作也將不斷的深入。 本文所述的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要是針對c d m a 網(wǎng)絡(luò)的無線性能部分，并且以河源 市電信公司的4 5 0 mc d m a 無線市話網(wǎng)絡(luò)無線側(cè)的優(yōu)化為例。 1 2 我國移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀 白1 9 9 3 年我國首次開通g s m 移動(dòng)試驗(yàn)網(wǎng)以來，移動(dòng)通信在我國以一種前 所未有的發(fā)展速度迅猛發(fā)展，到2 0 0 0 年底，全國移動(dòng)用戶已突破了8 0 0 0 萬，而 2 0 0 1 年已超過一億，截至2 0 0 3 年9 月，全國移動(dòng)電話用戶總數(shù)達(dá)2 4 億，平均 年增長率達(dá)到了5 0 1 0 0 。同時(shí)，用戶迅速地大規(guī)模增長促使我國移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) 的規(guī)模也以一種前所未有的速度迅猛發(fā)展?，F(xiàn)我國移動(dòng)通信網(wǎng)已覆蓋了全國大、 中、小城市和平原地區(qū)，實(shí)現(xiàn)了全國3 1 個(gè)省、市、自治區(qū)的自動(dòng)漫游，與世界上 1 1 6 個(gè)國家和地區(qū)的運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)漫游，基本實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)各大、中、小城市 間的無縫連接。2 0 0 0 年初，中國聯(lián)通又推出了覆蓋全國的c d m ai s 一9 5 移動(dòng)通 信網(wǎng)，現(xiàn)已升級成c d m a 2 0 0 0l x 系統(tǒng)。從國家打破壟斷、鼓勵(lì)競爭的管理思路以 及w t o 要求對中國電信市場開放的時(shí)間表等各方面的考慮，基本可以認(rèn)為中國 移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國電信和中國網(wǎng)通四大運(yùn)營商將獲得3 g 牌照。這一切都標(biāo) 志著我國移動(dòng)通信市場的飛速發(fā)展。但隨著移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展，移動(dòng)用戶對網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的要求也越來越高。而由于下述原因，使得現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量不盡 如人意，巨額的投資并沒有得到最高的收益。 1 由于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度快，市場需求的壓力大，使得網(wǎng)絡(luò)來不及進(jìn)行調(diào)試即投 6 第一章緒論 c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 入運(yùn)行。因此產(chǎn)生了通話質(zhì)量上的各種問題，如串音，掉話，晤音斷續(xù)，單邊通 話和干擾等。 2 由于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的“移動(dòng)”特性，使得對它的維護(hù)和操作與固定鏈路通信 網(wǎng)絡(luò)之間的差別是很大的。最大的區(qū)別是移動(dòng)通信網(wǎng)的條件會(huì)發(fā)生變化，如周圍 的環(huán)境、話務(wù)量分布：另外移動(dòng)網(wǎng)規(guī)劃中有大量的小區(qū)設(shè)計(jì)參數(shù)，而且它們大多 數(shù)是可調(diào)整的。這些都會(huì)對服務(wù)質(zhì)量等重要指標(biāo)產(chǎn)生很大影響。但是，移動(dòng)通信 網(wǎng)又不可能象固定鏈路通信網(wǎng)那樣將問題在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就解決，因?yàn)橐苿?dòng)網(wǎng)中 出現(xiàn)的大多數(shù)問題在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃階段是不可能考慮得到的。 所以在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行當(dāng)中，我f 1 既要通過優(yōu)化來解決工程遺留下的問 題，還要根據(jù)移動(dòng)通信網(wǎng)條件的變化進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。由此可見，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、 搞好運(yùn)行維護(hù)是提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)鍵。特別是在移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的提供走 向市場化的情況下，如何通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化來提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，使巨額的投資得到 最高的收益，正在成為運(yùn)營商越來越關(guān)心的問題。 1 - 3 論文期間的工作 河源電信4 5 0 m h zc d m a 無線市話工程于2 0 0 2 年1 1 月底啟動(dòng)，1 2 月1 4 日正式打通第一個(gè)電話，至2 0 0 3 年1 月底共建設(shè)2 0 個(gè)基站，容量達(dá)4 0 0 0 0 多個(gè) 用戶。無線市話建網(wǎng)初期出現(xiàn)的問題主要集中在無線側(cè)，具體表現(xiàn)是覆蓋率較低、 m s 起呼尋呼困難、掉話率高和語音質(zhì)量差等等。 作者從2 0 0 3 年2 月至2 0 0 3 年1 2 月，在廣東省電信公司河源市分公司的無 線通訊部開展“c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化”的課題。在課題研究期間， 作者通過對c d m a 無線網(wǎng)絡(luò)的故障定位，提出硬件調(diào)整建議，并對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn) 行具體的調(diào)整和修改，然后進(jìn)行實(shí)施成效跟蹤和分析，總結(jié)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)并形成技術(shù) 報(bào)告。 2 0 0 2 生1 1 月至2 0 0 3 生1 旦，開始前期研究。包括閱讀有關(guān)c d m a 移動(dòng)通 信系統(tǒng)的書籍和文獻(xiàn)，詳細(xì)了解了c d m a 移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)；閱讀網(wǎng)絡(luò) 優(yōu)化方面的書籍，了解目前使用的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化手段以及工具。 2 0 0 3 生2 目至2 0 0 3 生3 月，根據(jù)前期的知識(shí)儲(chǔ)備，進(jìn)一步全面了解c d m a 移動(dòng)通信網(wǎng)的各種技術(shù)，以及系統(tǒng)分析、無線傳播和蜂窩工程方面的基礎(chǔ)知識(shí)： 學(xué)習(xí)使用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的工具；完成研究生論文開題報(bào)告。 2 0 0 3 生4 月至2 0 0 3 生9 目，加入河源市電信公司的無線通訊部進(jìn)行日常工 作，對4 5 0 m h zc d m a 無線市話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線性能分析，首先進(jìn)行無線頻譜監(jiān) 第一章緒論c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 測，確定外部干擾源，然后逐一進(jìn)行排查；然后針對切換成功率、接通率、擁塞 率、掉話率等網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)對無線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行具體的調(diào)整和修改。 2 q q 3 生! q 旦至2 q 塑生1 2 旦，對前期的優(yōu)化_ l 作的實(shí)施成效進(jìn)行跟蹤和分 析，總結(jié)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)并形成技術(shù)報(bào)告。 2 q q 4 生! 旦至2 q q 壘生2 月，總結(jié)文檔，完成研究生學(xué)位論文。 第二章c d m a 技術(shù)的理論基礎(chǔ)c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 第二章c d m a 技術(shù)的理論基礎(chǔ) 2 1 碼分多址( c d m a ) 技術(shù) 1 9 7 7 年，庫珀( r g c o o p e r ) 和內(nèi)特爾頓( n e t t l e t o n ) 首先提出利用擴(kuò)頻技 術(shù)實(shí)現(xiàn)c d m a 方案，以使蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜效率提高2 5 倍。這一成果 的發(fā)表引起了極大的轟動(dòng)。但由于當(dāng)時(shí)的數(shù)字無線技術(shù)和陸地移動(dòng)通信的市場需 求均未成熟，因此沒有進(jìn)入實(shí)用。但自1 9 8 9 年以來，美國欲將c d m a 方式在移 動(dòng)通信中實(shí)用化，研究工作十分活躍，才真正引起人們的注意。美國q u a l c o m m 公司發(fā)展的c d m a 系統(tǒng)采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、無繩電話系 統(tǒng)和個(gè)人通信中充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，使人耳目一新。 2 2 什么是碼分多址 c d m a 是碼分多址的英文縮寫( c o d e d i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) ，它是在數(shù)字 技術(shù)的分支一擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)。 c d m a 技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號帶寬的信息數(shù) 據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬 被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的 帶寬信號作相關(guān)處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信 息通信。 碼分多址包含兩個(gè)基本技術(shù)：一個(gè)是碼分技術(shù)，其基礎(chǔ)是擴(kuò)頻技術(shù)；另一個(gè) 是多址技術(shù)。將這兩個(gè)基本技術(shù)結(jié)合在一起，并吸收其他一些關(guān)鍵技術(shù)，形成了 今天碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)支撐。 擴(kuò)頻技術(shù) 在c d m a 中，分配給每個(gè)用戶一個(gè)唯一的編碼序列( 擴(kuò)展碼) ，用于對它的 承載信息信號進(jìn)行編碼。接收機(jī)知道用戶的編碼序列，可以在接收后對接收的信 號進(jìn)行解碼并恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)，這是因?yàn)樘囟ㄓ脩舻木幋a信號和其他用戶的編碼 信號之間的互相關(guān)性很小。因?yàn)榫幋a信號的帶寬比承載信息信號的帶寬大得多， 因此編碼處理擴(kuò)展了信號的帶寬，這就是大家熟知的擴(kuò)頻調(diào)制。 擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)必須遵循下面的兩個(gè)準(zhǔn)則： ( i ) 傳輸帶寬必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信息帶寬； 第二章c d m a 技術(shù)的理論基礎(chǔ)c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 ( 2 ) 產(chǎn)生的射頻信號帶寬由一個(gè)函數(shù)決定，而不是由發(fā)送的信息決定( 因 此，帶寬和發(fā)送的信息是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的) 。 多址技術(shù) 蜂窩系統(tǒng)向用戶提供服務(wù)的資源包括空間、時(shí)間、頻率和編碼方式等。一般 而言，不同的系統(tǒng)可以使用不同的通信資源( 可以看成抽象的信道) 來區(qū)分通信 對象，一個(gè)這樣的信道只容納一個(gè)用戶進(jìn)行通信，而許多同時(shí)通信的用戶，互相 以不同的抽象信道的形式來區(qū)分，這就是多址的概念。蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)是一個(gè) 有多個(gè)抽象信道同時(shí)工作的系統(tǒng)，同時(shí)在下行方向具有廣播的特點(diǎn)和大面積覆蓋 的特點(diǎn)。在利用無線通信環(huán)境的電波覆蓋區(qū)內(nèi)，如何建立用戶之問的無線信道的 連接，是多址接入方式要解決的問題。 當(dāng)以傳輸信號存在的空間不同來區(qū)分信道建立多址接入時(shí)，稱為空分多址 ( s d m a ) 方式；當(dāng)以傳輸信號的載波頻率不同來區(qū)分信道建立多址接入時(shí)，稱 為頻分多址( f d m a ) 方式；當(dāng)以傳輸信號存在的時(shí)間不同來區(qū)分信道建立多址 接入時(shí)，稱為時(shí)分多址( t d m a ) 方式；當(dāng)以傳輸信號的碼型不同來區(qū)分信道建 立多址接入時(shí)，稱為碼分多址( c d m a ) 方式。在實(shí)際應(yīng)用中，上述幾種多址方 式可以結(jié)合使用。比如g s m 系統(tǒng)就結(jié)合了f d m a 和t d m a 技術(shù)，同時(shí)它也利 用了空分復(fù)用( s d m ) 技術(shù)。 碼分多址的實(shí)現(xiàn)原理 碼分多址是使用一組正交( 或準(zhǔn)正交) 的碼組通過相關(guān)處理來實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶 共享空間傳輸?shù)念l率資源和同時(shí)入網(wǎng)接續(xù)的功能。 在發(fā)端，有用信號經(jīng)擴(kuò)頻處理后，頻譜被展寬；在收端，利用偽碼的相關(guān)性 作解擴(kuò)頻處理后，有用信號頻譜被恢復(fù)成窄帶譜。寬帶無用信號與本地偽碼不相 關(guān)，因此不能解擴(kuò)頻，仍為寬帶譜；窄帶無用信號則為本地偽碼所擴(kuò)展稱為寬帶 譜。由于無用的干擾信號為寬帶譜而有用信號為窄帶譜，我們可以用一個(gè)窄帶濾 波器排除帶外的干擾電平，于是窄帶內(nèi)的信噪比就大大提高了。 2 3 碼分多址和其他多址方式的比較 目前在移動(dòng)通信中應(yīng)用的多址方式有：頻分多址( f d m a ) 、時(shí)分多址 ( t d m a ) 、碼分多址( c d m a ) 和空分多址( s d m a ) 以及它們的混合應(yīng)用方 式等，s d m a 一般不單獨(dú)使用，而是和其他多址方式結(jié)合使用。 相對于c d m a 碼分多址，f d m a 頻分多址和t d m a 時(shí)分多址經(jīng)過多年應(yīng)用， 他們的優(yōu)勢已得到充分的挖掘，同時(shí)缺點(diǎn)也得到充分的暴露。 第二章c d m a 技術(shù)的理論基礎(chǔ)c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 頻分多址( f d m a ) 方式 在頻分多址系統(tǒng)中，把可以使用的總頻段劃分為若干占用較小帶寬的頻道， 這些頻道在頻域上互不重疊，每個(gè)頻道就是一個(gè)信道，分配給一個(gè)用戶。在接收 設(shè)備中使用帶通濾波器允許指定頻道里的能量通過，但濾除其他頻率的信號，從 而限制了臨近信道之間的相互干擾。 每信道占用一個(gè)載頻，相鄰載頻之間的間隔應(yīng)滿足傳輸信號帶寬的要 求。為了在有限的頻譜中增加信道數(shù)量，系統(tǒng)均希望間隔越窄越好。每個(gè)信道的 每一載波僅支持一個(gè)電路連接，也就是說f d m a 通常在窄帶系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。 符號時(shí)問與平均延遲擴(kuò)展相比是很大的。f d m a 方式中，每信道只傳送 一路數(shù)字信號，信號速率低，一般在2 5 k b i f f s 以下，遠(yuǎn)低于多徑時(shí)延擴(kuò)展所限定 的1 0 0 k b i t s ，所以在數(shù)字信號傳輸中，由碼間干擾引起的誤碼極小，因此在窄帶 f d m a 系統(tǒng)中無需自適應(yīng)均衡。 基站復(fù)雜龐大，重復(fù)設(shè)置收發(fā)信設(shè)備?；居卸嗌傩诺?，就需要多少部 收發(fā)信機(jī)，同時(shí)需要天線共用器，功率損耗大，易產(chǎn)生信道間的互調(diào)干擾。 越區(qū)切換較為復(fù)雜和困難。因在f d m a 系統(tǒng)中，分配好語音信道后， 基站和移動(dòng)臺(tái)都是連續(xù)傳輸?shù)?，所以在越區(qū)切換時(shí)，必須瞬時(shí)中斷傳輸數(shù)十至數(shù) 百毫秒，以把通信從一頻率切換到另一頻率上去。對于話音，瞬時(shí)中斷問題不大， 對于數(shù)據(jù)傳輸則帶來數(shù)據(jù)的丟失。 時(shí)分多址( t d m a ) 方式 在時(shí)分多址系統(tǒng)中，把時(shí)間分成周期性的幀，每一幀再分成若干時(shí)隙( 無論 幀或時(shí)隙都是互不重疊的) ，每一個(gè)時(shí)隙就是一個(gè)通信信道，分配給一個(gè)用戶。 然后按一定的時(shí)隙分配原則，使各個(gè)移動(dòng)臺(tái)在每幀內(nèi)只能按指定的時(shí)隙向基站發(fā) 射信號，在滿足定時(shí)和同步的條件下，基站可以在各時(shí)隙中接收到各移動(dòng)臺(tái)的信 號且互不干擾。同時(shí)，基站發(fā)向各個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號都按順序安排在預(yù)定的時(shí)隙中 傳輸，各移動(dòng)臺(tái)只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收，就能在合路的信號中把發(fā)給他的信號 區(qū)分出來。 突發(fā)傳輸?shù)乃俾矢?，遠(yuǎn)大于語音編碼速率，每路編碼速率設(shè)為r b i f f s ， 共n 個(gè)時(shí)隙，則在這個(gè)載波上傳輸?shù)乃俾蕦⒋笥趎 rb i f f s 。這是因?yàn)閠 d m a 系 統(tǒng)中需要較高的同步開銷。同步技術(shù)是t d m a 系統(tǒng)正常工作的重要保證。 發(fā)射信號速率隨n 的增大而提高，如果達(dá)到1 0 0 k b i f f s 以上，碼間串?dāng)_ 就將加大，必須采用自適應(yīng)均衡，用以補(bǔ)償傳輸失真。 抗干擾能力強(qiáng)，頻率利用率高，系統(tǒng)容量大。 越區(qū)切換簡單。由于在t d m a 中移動(dòng)臺(tái)是不連續(xù)地突發(fā)式傳輸，所以 第二章c d m a 技術(shù)的理論基礎(chǔ)c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 切換處理對一個(gè)用戶單元來說，是很簡單的，因?yàn)樗梢岳每臻e時(shí)隙監(jiān)測其他 基站，這樣越區(qū)切換可在無信息傳輸時(shí)進(jìn)行。因而沒有必要中斷信息的傳輸，即 使傳輸數(shù)據(jù)也不會(huì)因越區(qū)切換而丟失。 碼分多址( c d m a ) 方式 碼分多址系統(tǒng)為每個(gè)用戶分配了各自特定的地址碼，利用公共信道來傳輸信 息。c d m a 系統(tǒng)的地址碼相互具有準(zhǔn)正交性，以區(qū)別地址，而在頻率、時(shí)間和 空間上都可能重疊。系統(tǒng)的接收端必須有完全一致的本地地址碼，用來對接收的 信號進(jìn)行相關(guān)監(jiān)測。其他使用不同碼型的信號，因?yàn)楹徒邮諜C(jī)本地產(chǎn)生的碼型不 同而不能被解調(diào)。 與f d m a 和t d m a 相比，c d m a 具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其中一部分是擴(kuò)頻 通信系統(tǒng)所固有的，另一部分則是由軟切換和功率控制等技術(shù)所帶來的。c d m a 移動(dòng)通信網(wǎng)是由擴(kuò)頻、多址接入、蜂窩組網(wǎng)和頻率復(fù)用等幾種技術(shù)結(jié)合而成，含 有頻域、時(shí)域和碼域三維信號處理的一種協(xié)作，因此它具有抗干擾性好，抗多徑 衰落，保密安全性高，同頻率可在多個(gè)小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，容量和質(zhì)量之間可做權(quán) 衡取舍等屬性。這些屬性使c d m a 比其它系統(tǒng)有非常重要的優(yōu)勢。 通信容量大。理論上講，信道容量完全由信道特性決定，但實(shí)際的系統(tǒng) 很難達(dá)到理想的情況，因而不同的多址方式可能有不同的通信容量。c d m a 是 干擾限制性系統(tǒng)，任何干擾的減少都直接轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)容量的提高。因此一些能降 低干擾功率的技術(shù)，如話音激活( v o i c e a c t i v i t y ) 技術(shù)等，可以自然的用于提高 系統(tǒng)容量。 容量的軟特性。在c d m a 系統(tǒng)中，用戶數(shù)的增加相當(dāng)于背景噪聲的增 加，造成話音質(zhì)量的下降。但對用戶數(shù)并沒有限制，操作者可在容量和話音質(zhì)量 之間折衷考慮。另外，多小區(qū)之間可根據(jù)話務(wù)量和干擾情況自動(dòng)均衡。 這一特點(diǎn)與c d m a 的機(jī)理有關(guān)。c d m a 是一個(gè)自擾系統(tǒng)，所有移動(dòng)用戶都 占用相同帶寬和頻率，打個(gè)比方，將帶寬想象成一個(gè)大房子，所有的人將進(jìn)入唯 一的大房子。如果他們使用完全不同的語言，他們就可以清楚地聽到同伴的聲音 而只受到一些來自別人談話的干擾。在這里，屋里的空氣可以被想象成寬帶的載 波，而不同的語言即被當(dāng)作編碼，我們可以不斷地增加用戶直到整個(gè)背景噪音限 制住了我們。如果能控制住用戶的信號強(qiáng)度，在保持高質(zhì)量通話的同時(shí)，我們就 可以容納更多的用戶。 在c d m a 系統(tǒng)中，信道數(shù)據(jù)速率很高，因此碼片時(shí)長很短，通常比信 道的時(shí)延擴(kuò)展小得多。因?yàn)閜 n 序列有低的白相關(guān)性，所以大于一個(gè)碼片寬度的 時(shí)延擴(kuò)展部分，可受到接收機(jī)的自然抑制。另一方面，如采用分集接收最大比合 2 第二章c d m a 技術(shù)的理論基礎(chǔ)c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 并技術(shù)，可獲得最佳的抗多徑衰落效果。 平滑的軟切換和有效的宏分集。c d m a 系統(tǒng)中所有小區(qū)使用相同的頻 率，這不僅簡化了頻率規(guī)劃，也使越區(qū)切換得以完成。每當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于小區(qū)邊緣 時(shí)，同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的基站向該移動(dòng)臺(tái)發(fā)送相同的信號，移動(dòng)臺(tái)的分集接 收機(jī)能同時(shí)接收合并這些信號，此時(shí)處于宏分集狀態(tài)。當(dāng)某一基站的信號強(qiáng)于當(dāng) 前基站信號且穩(wěn)定后，移動(dòng)臺(tái)才切換到該基站的控制上去。這種切換可以在通信 的過程中平滑的完成，稱為軟交換。 低信號功率譜密度。在c d m a 系統(tǒng)中，信號功率被擴(kuò)展到比自身頻帶 寬度寬百倍以上的頻帶范圍內(nèi)，因而其功率譜密度大大降低。由此可得到兩方面 的好處：其一，具有較強(qiáng)的抗窄帶干擾能力；其二，對窄帶系統(tǒng)的干擾很小，有 可能與其他系統(tǒng)共用頻段，使有限的頻譜資源得到更充分的使用。 但是c d m a 技術(shù)并未盡善盡美： c d m a 雖具有柔性容量，但同時(shí)工作的用戶越多，所形成的干擾噪聲就 越大，當(dāng)用戶數(shù)超過網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)容量時(shí)，系統(tǒng)的信噪比會(huì)惡化，從而導(dǎo)致通信質(zhì)量 的下降。 c d m a 技術(shù)采用r a k e 接收機(jī)，有利于克服碼間干擾，但當(dāng)擴(kuò)頻處理 增益不夠大時(shí)，克服的程度會(huì)受到限制，即仍會(huì)殘存碼間干擾。 c d m a 為克服遠(yuǎn)近效應(yīng)而采用功率控制技術(shù)，從而增加了系統(tǒng)的復(fù)雜 性。 c d m a 的不同用戶是以p n ( 偽隨機(jī)碼) 碼來區(qū)分的，要求各p n 碼之 間的互相關(guān)系數(shù)盡可能小，但很難找到數(shù)目較多的這種p n 碼；另外用戶越多， p n 碼的長度就會(huì)越長，則在接收端的同步時(shí)問也長，難以滿足高速移動(dòng)中通信 快速同步的要求。 一一c d m a 系統(tǒng)各地址碼間的互相關(guān)性越大，則多址干擾就越大，而在 t d m a 和f d m a 中不存在多址干擾問題。 c d m a 蜂窩網(wǎng)各蜂窩可能使用同一頻帶同一碼組，那么相鄰蜂窩的同一 碼組之間會(huì)產(chǎn)生干擾。 c d m a 體制是一種噪聲受限系統(tǒng)，同時(shí)通信的用戶數(shù)越多，通信質(zhì)量惡 化的程度就越嚴(yán)重。 以上各種因素的影響，最終導(dǎo)致c d m a 系統(tǒng)的用戶容量遠(yuǎn)低于理論計(jì)算值。 第二章c d m a 技術(shù)的理論基礎(chǔ)c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 2 4c d m a 移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 1 功率控制技術(shù) 功率控制是c d m a 系統(tǒng)的核心技術(shù)。c d m a 系統(tǒng)是一個(gè)白擾系統(tǒng)，所有移 動(dòng)用戶都占用相同帶寬和頻率，“遠(yuǎn)近效應(yīng)”問題特別突出。c d m a 功率控制的 目的就是克服“遠(yuǎn)近效應(yīng)”，使系統(tǒng)既能維護(hù)高質(zhì)量通信，又不對其他用戶產(chǎn)生干 擾。 在實(shí)際的c d m a 系統(tǒng)中功率控制分為前向鏈路功率控制和反向鏈路功率控 制，反向鏈路功率控制又分為反向丌環(huán)功率控制和反向閉環(huán)功率控制，采用開環(huán) 功率控制是指移動(dòng)臺(tái)根據(jù)接收到基站的寬帶導(dǎo)頻信號功率的變化，估計(jì)從移動(dòng)臺(tái) 到基站的傳輸損耗，迅速調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。丌環(huán)功率控制的目的是試圖使 所有移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號在到達(dá)基站時(shí)都有相同的功率。由于開環(huán)功率控制是為了 補(bǔ)償平均路徑衰落的變化和陰影、拐彎等效應(yīng)，所以它必須要有一個(gè)很大的動(dòng)態(tài) 范圍。例如，如果用戶中的接收信號功率突然增強(qiáng)，則開環(huán)功率控制要在幾個(gè) m s 內(nèi)提供一個(gè)非常快速的響應(yīng)，降低用戶的發(fā)射功率，防止信號以過高的電平 到達(dá)基站。開環(huán)功率控制只是對移動(dòng)臺(tái)發(fā)送電平的粗略估計(jì)，移動(dòng)臺(tái)通過測量接 收功率來估計(jì)發(fā)射功率，而不需要進(jìn)行任何正向鏈路解調(diào)。在c d m a 系統(tǒng)中， 雙向無線信道的前向鏈路和反向鏈路使用不同的頻段，頻段間隔( 4 5 m h z ) 使得 用戶的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)能同時(shí)工作，而且避免了發(fā)射機(jī)對接收機(jī)的干擾。頻率間 隔對功率控制也產(chǎn)生了很大的影響。一般頻帶間隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過信道的相干帶寬，使 得發(fā)射和接收信道成為兩個(gè)獨(dú)立的衰落信道。這意味著用戶不能把測得的接收信 號的路徑損耗當(dāng)作發(fā)射信號的路徑損耗，還要利用基站測量所接收的移動(dòng)臺(tái)功率 得到的反饋。所以在實(shí)際c d m a 系統(tǒng)中，采用開環(huán)和閉環(huán)功率控制結(jié)合的方案， 基站測量移動(dòng)臺(tái)的信號強(qiáng)度，然后給移動(dòng)臺(tái)傳送功率控制命令，使移動(dòng)提高或降 低它的傳送功率，從而為移動(dòng)臺(tái)設(shè)定它的傳送功率提供一個(gè)閉環(huán)控制。閉環(huán)控制 應(yīng)根據(jù)基站接收信噪比，決定移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。閉環(huán)功率控制的目的是由基站 的接收信噪比迅速調(diào)整移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，以保證基站收到的信號足夠強(qiáng)，同時(shí) 其他信道干擾最小。閉環(huán)功率控制是由基站協(xié)助移動(dòng)臺(tái)來完成的對開環(huán)功率控制 的補(bǔ)充手段。開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制共同調(diào)整用戶的發(fā)射信號功率。 對于c d m a 蜂窩系統(tǒng)，用戶不僅受到來自本小區(qū)基站的干擾，而且受到周 圍小區(qū)基站的干擾，特別是位于小區(qū)邊緣的用戶受到了很強(qiáng)的來自周圍小區(qū)基站 的干擾。解決這個(gè)問題的有效方法是前向鏈路功率控制。在前向功率控制中，基 站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的測量結(jié)果，調(diào)整對每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的前向鏈路功率，而對那些遠(yuǎn)離基 第二章c d m a 技術(shù)的理論基礎(chǔ)c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 站的和誤碼率較高的移動(dòng)臺(tái)分配較大的前向鏈路功率。基站通過移動(dòng)臺(tái)對前向誤 幀率的報(bào)告決定是增加發(fā)射功率還是減少發(fā)射功率。 前向功率控制有兩種方法：遠(yuǎn)近控制和c i 控制。 遠(yuǎn)近控制 如果能知道用戶在小區(qū)內(nèi)的位置，基站可以根據(jù)基站和用戶之間的距離確定 發(fā)射信號的功率，即：p i o c r i “，式中r 。式基站與第i 個(gè)用戶之間的距離，r l 是個(gè)一 個(gè)常數(shù)，取n = 2 達(dá)到前向鏈路的最大容量。這樣基站就能分別用較強(qiáng)和較弱的 功率對位于小區(qū)邊緣和基站附近的用戶發(fā)射信號，以最小的總發(fā)射功率滿足各用 戶對信號性能的要求。用遠(yuǎn)近控制方法實(shí)現(xiàn)的前向功率控制適用于非陰影衰落的 環(huán)境，因?yàn)榇藭r(shí)功率衰減僅由距離決定。對于存在的陰影衰落環(huán)境，接收信號功 率不僅是用戶和基站的之間距離的函數(shù)，而且取決于陰影衰落的特性，因此遠(yuǎn)近 控制方法不適用于陰影衰落環(huán)境。 c i 控制 載波干擾比( c i ) 控制是使每個(gè)用戶的接收信號達(dá)到滿足性能要求所需的 最小值。為了實(shí)現(xiàn)c i 控制，每個(gè)用戶必須向基站發(fā)送c i 信息，基站來決定使 增加還是減少對該用戶的發(fā)射信號功率。遠(yuǎn)近控制方法在非陰影衰落環(huán)境下對容 量的提高小于c i 控制在陰影環(huán)境下對系統(tǒng)容量的提高。遠(yuǎn)近控制方法在陰影衰 落環(huán)境下的性能會(huì)進(jìn)一步下降。c i 控制的c d m a 系統(tǒng)有較大的容量，其原因在 于c i 控制方法能使基站發(fā)射的信號的總功率更接近于所需的最小值，即每個(gè)用 戶的接收信號更接近于滿足性能要求的最小功率。 2 p n 碼技術(shù) p n 碼的選擇直接影響到c d m a 系統(tǒng)的容量、抗干擾能力、接入和切換速度 等性能。c d m a 信道的區(qū)分是靠p n 碼來進(jìn)行的，因而要求p n 碼自相關(guān)性要好， 互相關(guān)性要弱，實(shí)現(xiàn)和編碼方案簡單等。目前的c d m a 系統(tǒng)就是采用一種基本 的p n 序列m 序列作為地址碼，利用它的不同相位來區(qū)分不同用戶。 3 r a k e 接收技術(shù) 發(fā)射機(jī)發(fā)出的擴(kuò)頻信號，在傳輸過程中受到不同建筑物、山崗等各種障礙物 的反射和折射，到達(dá)接收機(jī)時(shí)每個(gè)波束具有不同的延遲，形成多徑信號。如果不 同路徑信號的延遲超過一個(gè)偽碼的碼片的時(shí)延，則在接收端可將不同的波束區(qū)別 開來。將這些不同波束分別經(jīng)過不同的延遲線，對齊以及合并在一起，則可達(dá)到 變害為利，把原來是干擾的信號變成有用信號組合在一起。這就是r a k e 接收 機(jī)的基本原理。 4 軟切換技術(shù) 第二章c d m a 技術(shù)的理論基礎(chǔ)c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 移動(dòng)臺(tái)如果與兩個(gè)基站同時(shí)連接時(shí)進(jìn)行的切換稱為軟切換。在c d m a 系統(tǒng) 中軟切換可以減少對于其它小區(qū)的干擾，并通過宏分集還可以改善性能。更軟切 換則指的是一個(gè)小區(qū)內(nèi)不同扇區(qū)間的軟切換。軟切換的原理如下：移動(dòng)臺(tái)在上行 鏈路中發(fā)射的信號被兩個(gè)基站所接收，經(jīng)解調(diào)后轉(zhuǎn)發(fā)到基站控制器( b s c ) ，下 行鏈路的信號也同時(shí)經(jīng)過兩個(gè)基站再傳送到移動(dòng)臺(tái)。移動(dòng)臺(tái)可以將收到的兩路信 號合并，起到宏分集的作用。因?yàn)樘幚磉^程是先通后斷，故稱為軟切換，而一般 的硬切換則是先斷后通。 5 話音編碼技術(shù) 目前c d m a 系統(tǒng)的話音編碼主要有兩種，即碼激勵(lì)線性預(yù)測編碼 ( c e l p ) 8 k b i t s 和1 3 b i l d s 。8 k b i t s 的話音編碼達(dá)到g s m 系統(tǒng)的1 3 b i t s 的話音水平 甚至更好。1 3 b i t s 的話音編碼已達(dá)到有線長途話音水平。c e l p 采用與脈沖激勵(lì) 線性預(yù)測編碼相同的原理，只是將脈沖位置和幅度用一個(gè)矢量碼表代替。 第三章網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的理論基礎(chǔ)c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 第三章網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的理論基礎(chǔ) 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在完成c d m a 網(wǎng)絡(luò)的理論規(guī)劃和 實(shí)際建網(wǎng)后，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化就成為提升網(wǎng)絡(luò)性能的重要手段，成為網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的重要內(nèi) 容，也將成為將來網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和改造工程的重要組成部分。 3 1 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是確保系統(tǒng)高質(zhì)量運(yùn)行的必要手段 1 個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程般分為三個(gè)階段： ( 1 ) 初期的論證和初期的工程建設(shè)：在此階段運(yùn)營商要根據(jù)本地區(qū)的人口、 地理環(huán)境、將來移動(dòng)用戶發(fā)展?jié)B透率以及可能的話務(wù)模型來設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的交換 和無線容量，重點(diǎn)考慮的是網(wǎng)絡(luò)覆蓋，網(wǎng)絡(luò)的容量和質(zhì)量并不是重點(diǎn)。 ( 2 ) 中期的網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展期：在經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)營商市場宣傳和促銷之 后，網(wǎng)絡(luò)會(huì)經(jīng)歷一個(gè)高速發(fā)展期，在這一階段網(wǎng)絡(luò)面臨的最大問題是容量問題， 而且這時(shí)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋問題也比較重要，但是本階段的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量已凸現(xiàn)。由于這階 段各運(yùn)營商的放號、發(fā)展用戶的情況都好，所以競爭不太激烈，所以網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營質(zhì) 量問題顯得不是很突出。 ( 3 ) 后期的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展平穩(wěn)期：網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到本階段最重要的問題是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行 質(zhì)量問題。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多次擴(kuò)容和新增基站之后，整體網(wǎng)絡(luò)的交換和無線容量 相對較超前，而每天新增用戶數(shù)目平穩(wěn)，且這時(shí)的新增用戶有很多是轉(zhuǎn)網(wǎng)或比較 挑剔的用戶。所以本階段運(yùn)營商的主要任務(wù)是留住老用戶，發(fā)展新用戶，這就是 競爭最激烈的階段。 同時(shí)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行和大規(guī)模的擴(kuò)容調(diào)整，總會(huì)出現(xiàn)一些難以解決 的問題。表現(xiàn)為： ( 1 ) 網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)容會(huì)造成頻率復(fù)用模式的變化，從而造成c i 的下降， 影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。 ( 2 ) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)脫離實(shí)際。由于目前的設(shè)討單位對網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀和當(dāng)?shù)貙?shí)際情 況并沒有很深入的了解，從而造成站址選擇不當(dāng)，頻率規(guī)劃和參數(shù)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，造 成網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降。 ( 3 ) 網(wǎng)絡(luò)越龐大，設(shè)備存在的問題也就越來越多。 ( 4 ) 設(shè)備安裝調(diào)試方面存在的問題。 當(dāng)這些問題積累到一定程度，就會(huì)使系統(tǒng)性能出現(xiàn)一定程度的惡化。使得通 話質(zhì)量下降、服務(wù)水平低、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率低。即通過普通的系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)已無法 第三章網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的理論基礎(chǔ)c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 對系統(tǒng)性能進(jìn)行改善，這時(shí)我們就需要經(jīng)常對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的系統(tǒng)優(yōu)化。 3 2 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的概念和內(nèi)容 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是移動(dòng)通信運(yùn)行維護(hù)工作的重要組成部分，是在日常運(yùn)行維護(hù)工作 的基礎(chǔ)上，在保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正常運(yùn)行的前提下，對已驗(yàn)收投產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)所進(jìn)行的一 系列旨在提高移動(dòng)通信質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率的調(diào)查、分析與調(diào)整作業(yè)。具體的說， 就是根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際表現(xiàn)、系統(tǒng)的實(shí)際性能，對系統(tǒng)進(jìn)行分析，在分析的基礎(chǔ)上 通過對系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整，使系統(tǒng)性能得到逐步改善，為現(xiàn)有的系統(tǒng)配置下提供最 優(yōu)的服務(wù)質(zhì)量，即最佳的覆蓋、滿意的信號強(qiáng)度、最佳的通話音質(zhì)和最低的掉話 率等。 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的是，從運(yùn)營的角度出發(fā)，做到系統(tǒng)配置( 硬件及參數(shù)) 合理， 爭取最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)資源，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，降低運(yùn)營成本；從用戶 的角度出發(fā)，在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的獲得性、穩(wěn)定性以及話音質(zhì)量等方面獲得滿意服 務(wù)。為了保證整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量，必須不斷地觀察和監(jiān)測整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)，不斷 地優(yōu)化調(diào)整，提高移動(dòng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量( 如提高接通率，降低掉話率) 。 3 2 1 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的范疇 一個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)主要由以f 四個(gè)部分組成： * 交換子系統(tǒng)( n s s ) + 基站子系統(tǒng)( b s s ) 網(wǎng)管子系統(tǒng)( n m s ) + 移動(dòng)終端( m s ) 交換予系統(tǒng)在傳統(tǒng)的電路業(yè)務(wù)中處于核心網(wǎng)的位鼴，主要完成陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) ( p l m n ) 的移動(dòng)性管理、與呼叫相關(guān)功能、和其他網(wǎng)絡(luò)接口、計(jì)費(fèi)等功能。交 換系統(tǒng)有很多相關(guān)的運(yùn)行指標(biāo)來監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營，其中交換系統(tǒng)的接通率、話音 系統(tǒng)接通率以及尋呼的成功率等幾項(xiàng)指標(biāo)最關(guān)鍵。交換系統(tǒng)的接通率在以上幾項(xiàng) 指標(biāo)中是核心，它反映了熬個(gè)系統(tǒng)的話音接通，交換錄音通知、呼轉(zhuǎn)等附加功能 的設(shè)置合理性，交換路出、局問中繼選線方式及合理性，無線予系統(tǒng)側(cè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、 無線接通率，用戶行為等系列的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營情況。通過這項(xiàng)指標(biāo)的優(yōu)化，可以達(dá) 到以卜 多項(xiàng)效果： ( 1 ) 高話音系統(tǒng)接通率，相應(yīng)直接提高運(yùn)營商的活費(fèi)收入和同時(shí)提高終端 用戶的滿意度： ( 2 ) 改善錄音通知設(shè)最，提高和加強(qiáng)呼轉(zhuǎn)、秘書臺(tái)等附加、1 k 務(wù)的推廣，相 第三章網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的理論基礎(chǔ) c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析和優(yōu)化 應(yīng)提高用戶的滿意度； ( 3 ) 合理選擇交換的路t h a n 設(shè)置局參數(shù)，規(guī)范局間的中繼選線方式，提高 接入速度和中繼、傳輸?shù)睦寐剩档拖到y(tǒng)有線側(cè)的呼損，提高、l p 務(wù)收入和客戶 滿意度。 其他有關(guān)無線側(cè)的項(xiàng)目對交換系統(tǒng)接通率的影響后面會(huì)提到。話音系統(tǒng)接通 率的影響因素主要也分為：系統(tǒng)、無線和用戶行為等主要方面。系統(tǒng)方面也包括 中繼、選線方式、信令負(fù)荷、局參數(shù)設(shè)置等影響因素；無線側(cè)的影響后面詳細(xì)介 紹：用，1 行為包括：就叫不應(yīng)( 無a n c ) 、振鈴之后被叫故意掛斷、另外超級呼 轉(zhuǎn)等功能開通之后用戶端也會(huì)掛斷等情況。尋呼成功率的影響包括無線主要足信 令負(fù)荷和無線側(cè)的覆蓋問題、溢出問題等。 基站子系統(tǒng)的在整個(gè)移動(dòng)通信處于接入網(wǎng)的部分，主要完成三層協(xié)議中的第 - a n 第二層，在第三層主要完成無線資源的管理和分配。但是由于無線環(huán)境的下 差萬別，地理環(huán)境的復(fù)雜以及基站控制器( b s c ) 和基站( b t s ) 間不開放。所 以和交換子系統(tǒng)相比，基站子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和優(yōu)化更具有復(fù)雜性的特點(diǎn)。陋 且基站子系統(tǒng)的運(yùn)行狀況除直接影響網(wǎng)絡(luò)無線運(yùn)行指標(biāo)外，還間接影響了交換系 統(tǒng)各項(xiàng)關(guān)鍵運(yùn)營指標(biāo)，例如無線接通率太低將直接影響交換系統(tǒng)和話音接通率， 無線覆蓋問題會(huì)帶來交換側(cè)尋呼成功率的降低，從而也影響交換系統(tǒng)和話音的接 通率。 基站子系統(tǒng)的運(yùn)營指標(biāo)主要分以下幾個(gè)大方面： ( 1 ) 小區(qū)規(guī)劃、容量設(shè)計(jì)、天線選型和設(shè)計(jì)、以及b s s 無線參數(shù)設(shè)囂，對 網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)量、接入失敗率、無線接通率、掉話率、切換成功率( c d m a 系統(tǒng) 還包括軟切換比例，每用戶的c e 、s e c t o r 的占用比例) 等幾項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)有重大 影響； ( 2 ) 無線子系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，包括基站的t r x ( c d m a 系統(tǒng)中的c e m 、 x c e m ) 、c o m b i n e r 、分集接受板、功放、主時(shí)鐘板( c d m a 的g p s t m 板) 、天 饋硬件、傳輸、b s c 的信令處理板、t c u 的d s p ( c d m a 中s b s 聲碼器) 等硬 件設(shè)備故障，對系統(tǒng)主要影響分配失敗率、信道可用率、掉話率、切換失敗率等 關(guān)鍵無線運(yùn)行指標(biāo)； ( 3 ) 上面兩部分結(jié)合起來對系統(tǒng)最壞小區(qū)、超忙小區(qū)、超閑小區(qū)比例等指 標(biāo)的影響； ( 4 ) 網(wǎng)外干擾對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營質(zhì)量和指標(biāo)的影響，包括上行r a c h 的非解碼電 甲( c d m a 中的基站n o i s ef i g u r e ) ，非t - f 行鏈路不平衡的反常的高t 行切換 比例( c d m a 系統(tǒng)還有由于網(wǎng)外干擾帶來的糍站自保護(hù)、g p s 接收機(jī)無法鎖定 第三章網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的理論基礎(chǔ) c d m a 網(wǎng)絡(luò)無線性能的分析荊i 優(yōu)化 衛(wèi)星輸出的偶秒脈沖的參考時(shí)鐘、基站體眠等問題) 等； ( 5 ) 有關(guān)微蜂窩、室內(nèi)分布、贏放高i i 和宏蜂窩之間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)帶來的卜擾 掉話、切換失敗，話務(wù)平衡不當(dāng)帶來的無線接通率f 降等網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量問題 ( c d m a 系統(tǒng)中還有由此帶來的導(dǎo)頻搜索窗設(shè)置問題、智能軟切換邊界偏移等 問題帶來的接入失敗、切換失敗等) ； 由于系統(tǒng)的小區(qū)規(guī)劃、參數(shù)調(diào)整、話務(wù)統(tǒng)計(jì)無法做到無線環(huán)境的具體點(diǎn)的覆 蓋、干擾分析( 由于小區(qū)規(guī)劃的無線傳播模型一般不準(zhǔn)) ，所以路測是i 矧絡(luò)優(yōu)化、 檢測的重要手段，可以模擬和驗(yàn)證真匯終端用戶通話情況，反映實(shí)際點(diǎn)面l 的覆 蓋、通話和干擾問題，所以增加了d t ( d r i v et e s t ) 的考核。 另外室內(nèi)、有些居民區(qū)等環(huán)境無法進(jìn)行d t 測試，所以增加了c q t ( c a l l q u a l i t yt e s t ) 測試。 3 2 2 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的內(nèi)容 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化包括移動(dòng)通信9 6 9 絡(luò)的無線和交換系統(tǒng)優(yōu)化，內(nèi)容有網(wǎng)絡(luò)測 試與分析、網(wǎng)絡(luò)調(diào)蘩及話務(wù)均衡、覆蓋優(yōu)化和用戶申告處理等幾項(xiàng)工作。 f1 ) 網(wǎng)絡(luò)測試與分析工作包括移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)性能、結(jié)構(gòu)及效率的監(jiān)測與分 析，城區(qū)路測，撥打通話測試( c q q l ) 以及局?jǐn)?shù)據(jù)檢查等，它是作為一項(xiàng)日常性