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改善網絡的質量CDMA網絡優化淺談

來源:互聯網  2008-05-31 06:10:58  評論

網絡優化是移動通信網絡建設中一個非常重要的過程,其目的是改善網絡的通信質量。具體地講,就是通過對頻率分配、基站參數、網絡結構等的調整,來建設一個覆蓋良好、話音清楚、接通率高的優質蜂窩移動通信系統。

網絡優化對于CDMA移動通信系統更爲重要。因爲CDMA移動通信系統是幹擾受限的通信系統,系統的容量是軟容量,網絡優化不僅能改善網絡的性能和服務質量,還能增加系統的容量。

CDMA網絡的性能指標包括:

•掉話率:成功起呼後掉話的次數除以所有起呼成功的個數;

•呼叫成功率:成功的呼叫次數除以總的呼叫嘗試次數;

•空間(地理)平均的誤幀率(FER):覆蓋區內所有子塊FER的平均值;

•移動台平均發射功率:所有子塊移動台發射功率的平均值;

•移動台平均接收功率:所有子塊移動台接收功率的平均值;

•移動台軟切換狀態:移動台各種軟切換狀態子塊占所有測試子塊的百分比。

一、CDMA網絡優化的分析流程

1. 確定分析的系統及其穩定性

每個網絡的配置都不相同,因此不存在通用的參數配置。在系統的實現上,對IS-95A/B中未規範的功控和切換過程,各個CDMA設備都可以通過不同的算法實現。基站位置和扇區僞隨機碼(PN)的信息對分析結果的准確性很有幫助。穩定性是指當基站收發信機(BTS)處于工作中時,移動台能夠得到服務、登記注冊、發起呼叫和接受呼叫,軟切換工作正常,軟件版本沒有變動,進而保證結果的有效性,同時節省財力和時間。通過用戶測試單元、猜測試、導頻掃描和網絡規劃軟件等方法可以確定系統的穩定性。

2. 初始化鄰集列表

鄰集列表定義爲移動台在某個小區裏可能會得到服務的所有小區的導頻偏置列表,這個列表在尋呼信道上發給用戶。一個好的鄰集列表可以最大限度地減小空閑切換失敗率,還可以減少導頻掃描時重新初始化的次數。鄰集列表的設置原則如下:

•互易性原則:假如小區A在小區B的鄰集列表中,那麽小區B也在小區A的鄰集列表中;

•鄰近原則:假如兩個小區相鄰,那麽它們要在彼此的鄰集列表中;

•百分比重疊覆蓋原則:確定一個導頻門限,然後確定在該導頻門限之上的小區覆蓋範圍,假如兩個小區重疊覆蓋區域比例達到這個門限,則將這兩個小區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的軟件工具來完成。

3.優化鄰集列表

根據導頻掃描結果修改初始鄰集列表。強大的幹擾導頻往往會降低系統的性能,改進方法之一是增加強導頻的空間隔離(如調整天線下傾角),另一種方法是把強導頻加到鄰集列表中。但是,要注重鄰集列表中的導頻不宜太多。

4.實測數據收集

進行無線網絡規劃時不能考慮到所有影響傳播的因素,因此網絡建成後要進行實測。數據收集工具包括CDMA空中接口測試儀、導頻掃描儀、頻譜儀、GPS接收機等。另外,基站日志會使分析結果更准確。

5.網絡故障分析及解決

性能分析有兩個主要功能:一是處理數據並産生各種性能指標統計,評估系統是否滿足最低性能指標;二是檢查單個失敗事件並找出原因。步驟是首先處理路測數據,生成統計數據,然後找出單個事件失敗的原因,調整系統參數,再進行測試分析。需要檢查的相關數據有:接收信號強度、移動台發射功率、發射功率調整、激活集導頻強度、鄰集導頻強度等。

二、CDMA網絡優化的主要內容

1.優化預備工作

優化預備工作包括:監視基站硬件的狀態;基站基本測試;采集基站信息;規劃各個基本業務區域(cluster);選定路測的線路;頻譜檢測;核實數據庫中的參數等。

2.現場測試

根據實際的地理環境確定最後測試路線。基本業務區域的無負載測試主要包括三項:檢查各部分是否正常工作;基本業務區域無負載覆蓋測試;移動台起呼測試。

第一項主要測試網絡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、多導頻覆蓋區域、鄰集列表問題和切換區域。它測量前向信道的導頻和前反向鏈路的FER,通過監測FER來衡量通話質量。需要做的工作包括盲區優化和盲區圖制作、檢查現場狀態(包括FER和切換狀態)和測試無線環境狀態。

第三項測試主要是基本呼叫處理測試,包括移動台起呼的處理狀態和各類型切換的現場測試。

3.基本業務區域級的調整和優化

包括天線調整、參數調整、盲區優化工作和各基本業務區域的最終優化工作(進行各切換類型的現場測試和優化、鏈路平衡測試)。

4.系統級優化(有負載)

對整個系統進行全面的優化,並爲系統性能測試做預備,將所有的基本業務區域組合成完整的系統。起呼失敗率、掉話率和FER是系統級優化的主要參數。系統級優化的主要目標是使整個系統的性能達到最優,而不是使某個區域達到最優。

5.系統級性能測試

在CDMA網絡正常工作及有負載的條件下重點收集整個網絡的性能統計。所有的優化應在性能測試前完成;正交信道噪聲源(OCNS)、測試車輛和所有的射頻測試設備等都應正常工作;應從運行維護中心(OMC)/MSC/BSC中檢查所有的基站以保證每個蜂窩能持續正常工作;選擇系統級的測試路線以反映整個系統的性能。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標准的移動台的測試車輛進行,且都使用8 K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.測試區域

所有的測試都是在網絡規劃的覆蓋區域內進行的,所選擇的測試路線代表了城區的典型覆蓋。爲了分析數據,測試路線被劃分成一個個100 m×100 m的地理塊。在數據采集的過程中,測試車的行進速度依照普通用戶的移動速度。室外測試路線應包括:市中心密集區、市區、郊區、鄉鎮、高速公路、重點公路鐵路、主要觀光區等;室內測試點應包括:賓館飯店、大型百貨商店、地鐵、地下商店、公寓小區等。

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域內各個地理位置上主導頻的信噪比(Ec/Io)和手機的發射功率。用主導頻的Ec/Io作爲定義系統前向覆蓋範圍的尺度,用手機的發射功率來衡量反向覆蓋範圍。通過標准是90%的預期覆蓋區域內主導頻的強度Ec/Io≥-12 dB,Tx_power≤20 dBm。

(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域和測試路線上的平均FER是否達到要求。

前向突發誤幀率被用來測量前向業務信道的誤幀分布情況 連續的一個或多個誤幀定義爲一個突發。它與FER 測試的結合可以爲前向業務信道的話音質量提供額外的信息。通常,對于一個給定的FER 值,假如誤幀分布均勻(較少的突發),則對于用戶來說意味著更好的話音質量。 從理論上講, 這個測試可看做是對平均FER變化的限制, 太多的長突發意味著高可變性。

通過標准是在前向和反向鏈路上,90%以上預期覆蓋區域內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的呼叫失敗率,即沿著指定的測試路線至少發起500次呼叫,然後統計失敗的次數。只有在覆蓋區內采集的數據才會被用于分析。通過標准是答應的最大接入失敗率爲5%。

(4)掉話測試

掉話率是指發生掉話的呼叫數與成功發起呼叫總數的比值。一個成功的起呼定義爲已經到達話音信道狀態的呼叫;發生掉話的呼叫是指由于非移動台的原因,系統意外地失去了與移動台的射頻連接,迫使移動台重新發起呼叫。要求在90%的射頻覆蓋區域內測試整個網絡的掉話率,通過標准是網絡的掉話率≤2%。

(5)軟切換測試

軟切換測試及分析采用的方法是:在測試中發起呼叫,呼叫建立的時間爲10 s,不進行人工挂斷,直到發生掉話爲止。通過對測試路線的數據采集,可以分析統計出測試路線的軟切換狀態。

(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:使用掃頻儀對系統內的所有導頻進行掃描,監控系統的鄰區設置。

4.硬件配置

測試所需要的設備包括測試移動台、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/交流轉換器、低噪聲放大器、 濾波器、電源及其他配件。

四、CDMA系統參數

對網絡進行優化時需要調整網絡的參數,CDMA系統的參數一般分爲三類。

第一類是需要經常調整的參數,可用于任何問題的調整,包括鄰集列表、下行鏈路發射功率、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)。

第二類是不經常進行調整的參數,可能會在系統級影響容量和性能,僅在一直存在問題的區域使用,必須謹慎地進行調整,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置和導頻/尋呼/同步信道的數字增益。

第三類是固定參數,由實驗室測試和仿真得到,是基本不能進行調整的參數,包括前反向功率控制門限,剩余集搜索窗口的大小,前反向過載控制設置點以及業務信道數字增益(最小值、最大值、標稱

  網絡優化是移動通信網絡建設中一個非常重要的過程,其目的是改善網絡的通信質量。具體地講,就是通過對頻率分配、基站參數、網絡結構等的調整,來建設一個覆蓋良好、話音清楚、接通率高的優質蜂窩移動通信系統。   網絡優化對于CDMA移動通信系統更爲重要。因爲CDMA移動通信系統是幹擾受限的通信系統,系統的容量是軟容量,網絡優化不僅能改善網絡的性能和服務質量,還能增加系統的容量。      CDMA網絡的性能指標包括:      •掉話率:成功起呼後掉話的次數除以所有起呼成功的個數;   •呼叫成功率:成功的呼叫次數除以總的呼叫嘗試次數;   •空間(地理)平均的誤幀率(FER):覆蓋區內所有子塊FER的平均值;   •移動台平均發射功率:所有子塊移動台發射功率的平均值;   •移動台平均接收功率:所有子塊移動台接收功率的平均值;   •移動台軟切換狀態:移動台各種軟切換狀態子塊占所有測試子塊的百分比。      一、CDMA網絡優化的分析流程   1. 確定分析的系統及其穩定性   每個網絡的配置都不相同,因此不存在通用的參數配置。在系統的實現上,對IS-95A/B中未規範的功控和切換過程,各個CDMA設備都可以通過不同的算法實現。基站位置和扇區僞隨機碼(PN)的信息對分析結果的准確性很有幫助。穩定性是指當基站收發信機(BTS)處于工作中時,移動台能夠得到服務、登記注冊、發起呼叫和接受呼叫,軟切換工作正常,軟件版本沒有變動,進而保證結果的有效性,同時節省財力和時間。通過用戶測試單元、猜測試、導頻掃描和網絡規劃軟件等方法可以確定系統的穩定性。   2. 初始化鄰集列表   鄰集列表定義爲移動台在某個小區裏可能會得到服務的所有小區的導頻偏置列表,這個列表在尋呼信道上發給用戶。一個好的鄰集列表可以最大限度地減小空閑切換失敗率,還可以減少導頻掃描時重新初始化的次數。鄰集列表的設置原則如下:   •互易性原則:假如小區A在小區B的鄰集列表中,那麽小區B也在小區A的鄰集列表中;   •鄰近原則:假如兩個小區相鄰,那麽它們要在彼此的鄰集列表中;   •百分比重疊覆蓋原則:確定一個導頻門限,然後確定在該導頻門限之上的小區覆蓋範圍,假如兩個小區重疊覆蓋區域比例達到這個門限,則將這兩個小區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的軟件工具來完成。   3.優化鄰集列表   根據導頻掃描結果修改初始鄰集列表。強大的幹擾導頻往往會降低系統的性能,改進方法之一是增加強導頻的空間隔離(如調整天線下傾角),另一種方法是把強導頻加到鄰集列表中。但是,要注重鄰集列表中的導頻不宜太多。   4.實測數據收集   進行無線網絡規劃時不能考慮到所有影響傳播的因素,因此網絡建成後要進行實測。數據收集工具包括CDMA空中接口測試儀、導頻掃描儀、頻譜儀、GPS接收機等。另外,基站日志會使分析結果更准確。   5.網絡故障分析及解決   性能分析有兩個主要功能:一是處理數據並産生各種性能指標統計,評估系統是否滿足最低性能指標;二是檢查單個失敗事件並找出原因。步驟是首先處理路測數據,生成統計數據,然後找出單個事件失敗的原因,調整系統參數,再進行測試分析。需要檢查的相關數據有:接收信號強度、移動台發射功率、發射功率調整、激活集導頻強度、鄰集導頻強度等。      二、CDMA網絡優化的主要內容   1.優化預備工作   優化預備工作包括:監視基站硬件的狀態;基站基本測試;采集基站信息;規劃各個基本業務區域(cluster);選定路測的線路;頻譜檢測;核實數據庫中的參數等。   2.現場測試   根據實際的地理環境確定最後測試路線。基本業務區域的無負載測試主要包括三項:檢查各部分是否正常工作;基本業務區域無負載覆蓋測試;移動台起呼測試。   第一項主要測試網絡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、多導頻覆蓋區域、鄰集列表問題和切換區域。它測量前向信道的導頻和前反向鏈路的FER,通過監測FER來衡量通話質量。需要做的工作包括盲區優化和盲區圖制作、檢查現場狀態(包括FER和切換狀態)和測試無線環境狀態。   第三項測試主要是基本呼叫處理測試,包括移動台起呼的處理狀態和各類型切換的現場測試。   3.基本業務區域級的調整和優化   包括天線調整、參數調整、盲區優化工作和各基本業務區域的最終優化工作(進行各切換類型的現場測試和優化、鏈路平衡測試)。   4.系統級優化(有負載)   對整個系統進行全面的優化,並爲系統性能測試做預備,將所有的基本業務區域組合成完整的系統。起呼失敗率、掉話率和FER是系統級優化的主要參數。系統級優化的主要目標是使整個系統的性能達到最優,而不是使某個區域達到最優。   5.系統級性能測試   在CDMA網絡正常工作及有負載的條件下重點收集整個網絡的性能統計。所有的優化應在性能測試前完成;正交信道噪聲源(OCNS)、測試車輛和所有的射頻測試設備等都應正常工作;應從運行維護中心(OMC)/MSC/BSC中檢查所有的基站以保證每個蜂窩能持續正常工作;選擇系統級的測試路線以反映整個系統的性能。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標准的移動台的測試車輛進行,且都使用8 K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.測試區域   所有的測試都是在網絡規劃的覆蓋區域內進行的,所選擇的測試路線代表了城區的典型覆蓋。爲了分析數據,測試路線被劃分成一個個100 m×100 m的地理塊。在數據采集的過程中,測試車的行進速度依照普通用戶的移動速度。室外測試路線應包括:市中心密集區、市區、郊區、鄉鎮、高速公路、重點公路鐵路、主要觀光區等;室內測試點應包括:賓館飯店、大型百貨商店、地鐵、地下商店、公寓小區等。   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域內各個地理位置上主導頻的信噪比(Ec/Io)和手機的發射功率。用主導頻的Ec/Io作爲定義系統前向覆蓋範圍的尺度,用手機的發射功率來衡量反向覆蓋範圍。通過標准是90%的預期覆蓋區域內主導頻的強度Ec/Io≥-12 dB,Tx_power≤20 dBm。   (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域和測試路線上的平均FER是否達到要求。   前向突發誤幀率被用來測量前向業務信道的誤幀分布情況 連續的一個或多個誤幀定義爲一個突發。它與FER 測試的結合可以爲前向業務信道的話音質量提供額外的信息。通常,對于一個給定的FER 值,假如誤幀分布均勻(較少的突發),則對于用戶來說意味著更好的話音質量。 從理論上講, 這個測試可看做是對平均FER變化的限制, 太多的長突發意味著高可變性。   通過標准是在前向和反向鏈路上,90%以上預期覆蓋區域內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的呼叫失敗率,即沿著指定的測試路線至少發起500次呼叫,然後統計失敗的次數。只有在覆蓋區內采集的數據才會被用于分析。通過標准是答應的最大接入失敗率爲5%。   (4)掉話測試   掉話率是指發生掉話的呼叫數與成功發起呼叫總數的比值。一個成功的起呼定義爲已經到達話音信道狀態的呼叫;發生掉話的呼叫是指由于非移動台的原因,系統意外地失去了與移動台的射頻連接,迫使移動台重新發起呼叫。要求在90%的射頻覆蓋區域內測試整個網絡的掉話率,通過標准是網絡的掉話率≤2%。   (5)軟切換測試   軟切換測試及分析采用的方法是:在測試中發起呼叫,呼叫建立的時間爲10 s,不進行人工挂斷,直到發生掉話爲止。通過對測試路線的數據采集,可以分析統計出測試路線的軟切換狀態。   (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:使用掃頻儀對系統內的所有導頻進行掃描,監控系統的鄰區設置。   4.硬件配置   測試所需要的設備包括測試移動台、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/交流轉換器、低噪聲放大器、 濾波器、電源及其他配件。      四、CDMA系統參數   對網絡進行優化時需要調整網絡的參數,CDMA系統的參數一般分爲三類。   第一類是需要經常調整的參數,可用于任何問題的調整,包括鄰集列表、下行鏈路發射功率、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)。   第二類是不經常進行調整的參數,可能會在系統級影響容量和性能,僅在一直存在問題的區域使用,必須謹慎地進行調整,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置和導頻/尋呼/同步信道的數字增益。   第三類是固定參數,由實驗室測試和仿真得到,是基本不能進行調整的參數,包括前反向功率控制門限,剩余集搜索窗口的大小,前反向過載控制設置點以及業務信道數字增益(最小值、最大值、標稱
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