论文部分内容阅读
摘要： CDMA是一种多址接入技术，它依靠宽带扩频实现，在带宽相同的情况下，能够支持比GSM更多移动用户。目前中国CDMA网络已经得到广泛普及，能够提供音频和数据业务，同时对于日益增加的CDMA网络负载，优化CDMA网络成必须要考虑的问题。基于CDMA网络的研究，提出CDMA网络优化的流程、性能分析和测试方法，结合实际案例提出解决方案。
关键词： CDMA网络；网络优化；性能分析
中图分类号：TN929.533 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920034－02
0 引言
CDMA是一种以宽带扩频技术为基础的多址接入技术，在一定的带宽内能够支持比GSM更多的移动用户。目前我国大部分地区已经覆盖CDMA网络，网络的规模也在逐渐的发展壮大，同时能够提供丰富多彩的语音和数据业务。而用户对网络的要求已不仅仅是满足覆盖，更要求网络稳定、优质和高效，因此，在此工程进行的同时，我们又要积极配合市场运作的情况下发展网络，网络优化的工作显的更加重要。
1 CDMA移动通信技术
CDMA是一种以扩频通信为基础的调制和多址连接技术。扩频通信技术在信号发端用一高速伪随机码与数字信号相乘，由于伪随机码的速率比数字信号的速率大得多，因而扩展了信息传输带宽[1]。在收端，用相同的伪随机序列与接收信号相乘，进行相关运算，将扩频信号解码。扩频通信具有隐蔽性、保密性和抗干扰性的特点[2]。
为了提高CDMA系统的容量和性能，IS-95的CDMA系统采用了许多关键的技术，如扩频技术、软切换技术、功率控制技术、分集接收技术等，这些技术的使用使得CDMA通信系统显示出其独有的网络特性，从而得到高质量的系统性能。
2 CDMA网络优化方法
加强网络优化，搞好运行维护是CDMA运营商提高网络服务质量的关键，形成一个完善的网络必须经历网络规划、网络建设、网络优化的全过程。网络优化是对正在运行的网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络运行质量的原因并且通过参数调整和采取某些技术手段，使网络达到最佳运行状态，使现有的网络资源达到效益最大化[3]。
网络优化是个长期的过程，贯穿于网络发展的全过程。在日常网络优化过程中，一般通过用户的反映、OMC统计和路测来发现问题，通常，在发生以下情况时就要及时对网络进行优化[4]：
1）网络正式投入运营或网络扩容后，应立即安排网络优化工作；
2）网络运行质量明显下降或用户投诉多时，应立即安排网络优化工作；
3）在日常的网络性能跟踪检查中发现话务统计指标达不到要求时，应立即安排网络优化工作；
4）发生突发事故并对网络运行质量造成很大影响时，应立即安排网络优化工作；
5）当用户群改变并对网络。
第一步：了解系统信息，包括CDMA设备制造商、基站信息、入网用户量、无线信道传播特性等；还包括日常维护信息，如话务统计、用户投诉等。
第二步：确认系统的稳定性。稳定是指系统能正常工作、发起呼叫和接收呼叫，而且在整个数据收集过程中保持这个水平。通常系统稳定具有一定的要求：所有小区的站址和硬件己经安装；软件版本没有变动；移动台能够接受服务；移动台能够登记；移动台能够发起呼叫；移动台能够接受呼叫；软切换正常工作等。所以必须根据以上要求来检查系统的稳定性。进行正式的路测之前，先进行初步的路测来验证系统的基本功能和系统是否稳定，初步的路测只要在网络的主要部分的测试路线上用一部测试手机发起十几次呼叫，观察空闲切换和接收功率的大小等数据，以及呼叫接入和业务信道的切换等，判断系统是否处于稳定状态。
第三步：邻集列表初始化。邻集列表是处于一个小区内的移动台有可能搜索到的比较强的导频相位的集合，这个列表由基站通过寻呼信道发送给移动台。如果邻集列表设置合理，会使空闲切换的失败率和由此所引起的重新初始化降到最小，其初始化一般需要由预测工具在得到路径损耗和接收功率大小的基础上进行。设置邻集列表必须要遵循以下的原则：
1）互易性原则：如果小区A在小区B的邻集列表中，那么小区B要在小区A的邻集列表中。
2）邻近原则：如果两个小区相邻，那么他们要在彼此的邻近列表中。
3）百分比重叠覆盖原则：确定一个导频门限，然后确定在该导频门限之上的小区覆盖范围，如果两个小区重叠覆盖区域的比例达到一定的门限，将这两个小区分别置于彼此的邻近列表中。
第四步：小区簇级测试和优化。小区簇级测试是在大约19个小区（两圈）进行的一系列测试，小区簇之间有重叠区以减小边界效应，每个小区簇包含的小区个数的变化取决于业务提供者的要求和地形的限制。测试目的是粗略调节每个小区簇的基本CDMA参数并确定问题区域及其分类。小区簇级测试一般要重复多次进行路测和调整，RF优化至少要重复两次。第一轮调整的参数是基本可调的参数，可用于任何问题的调整，包括基站发射功率、邻集列表、天线设置、硬切换门限。其中邻集列表优化是这个阶段最直接的优化措施。第二轮调整的参数可能会影响系统容量和性能，只在一直存在问题的区域使用。包括软切换门限、激活集和邻集搜索窗大小、接入信道功率设置、寻呼和同步信道增益。固定参数由实验室测试和仿真得到，路测中不进行调整。包括功率控制门限、剩余集搜索窗大小、过载控制设置点、业务信道增益。
第五步：系统级的优化。在系统级优化时，一般分三个阶段进行[5]：
1）小区簇级测试时发现问题的区域的优化；
2）系统级的路测和优化，达到可接受的目标值可能需要多次参数调整和路测；
3）掉话率测试，这个阶段定义测试和优化的结束目标。
第六步：优化效果评估。
优化效果评估是优化过程的最后一步，通过优化效果评估来判断优化调整的结果，确定优化措施是否成功或需要重新优化，所以优化效果评估选取的指标应具有可比性。
3 CDMA网络性能分析
3.1 掉话原因分析
在CDMA系统中要求通话时在终端和基站之间保持良好的反向链路连接。如果这个链路由于任何原因被中断了，终端就失去了精确的功率控制。对于CDMA这个自干扰系统来说，功率控制是决定系统容量和性能的关键，所以如果终端失去了基站的控制，就会根据接收到基站的功率来调整自己发射的功率，这样可能造成终端以自己最大的功率发射，对整个系统造成很大的干扰，所以诸如功率控制和切换等重要的过程都需要良好的闭环通道[6]。
掉话率是评价CDMA网络性能的一个重要准则。当相关计数器达到最大值时还没有恢复，移动台就立即停止发射信号并重新初始化，这样就导致了掉话。掉话率是指掉话的次数与总的通话次数的比率。
3.2 软切换失败原因分析
软切换失败是导致掉话失败的主要原因。在这一部分中将分析导致软切换失败的主要原因。切换失败的一个重要标志是服务小区的EC/IO太低，而别的导频则很强。从以下几点看出：
1）在一个新的导频上重新初始化：当移动台在导频A上发生系统丢失，然后很快在导频B上重新初始化，可能说明导频B足够强应该在此之前进行切换。
2）后处理：通常从邻集的搜索结果中可以看出比较强的导频。
3）PSMM（导频强度测量消息）：从PSMM可以看出可用的较强的导频。
4）导频扫描：如果以上的方法都看不出可用的导频，那么对所有导频进行搜索的结果是最后的一种方法。
3.3 呼叫接入失败原因分析
接入是指通过接入信道向基站提出工作申请（如起呼、登记），或对基站的命令作出回答（如对寻呼的回答）。当呼叫资源可用时，如果在规定的时间内不能在主叫方与被叫方之间建立连接，这种情况就成为一次呼叫接入失败，但是接入失败不包括呼叫请求由于基站主动拒绝而未完成的情况。
4 网络优化常见案例分析
故障现象：某地区反映该区信号较好，但是通话有吞字，严重时有断续现象。
故障分析：根据经验，如果传输方面存在不同程度的故障，会对通信有一定的影响，轻微的传输误码（）在误码时会产生通话掉字现象，误码严重时会产生信号不稳、话音断续，甚至掉话。于是开始着手检查该区附近的A基站，从A基站的位置来看，该基站的第三扇区正对该区，不存在信号弱和多方切换等现象，因而判断该基站第三扇区在传输上可能有问题。
解决措施：
1）验证该区反映的现象，确定主导频是A基站的第三扇区；
2）检查A基站的CHM、TRX等硬件，发现硬件不存在问题，且单板器件没有任何告警；
3）该区不存在切换，不存在GPS孤岛导致的切换问题；
4）通过OMC后台检查，发现A基站传输存在10-6告警，严重者存在10-3告警，更有甚者存在传输失步现象，怀疑该问题是由传输引起；
5）前后台进行拨打测试进行统计，发现该区一旦出现吞字现象，后台同时会发生10-6告警，问题定位；
6）将A基站传输换到另外一条，长时间观察，问题不再出现。
经验总结：传输问题是吞字甚至掉话的原因之一，在实际的维护中，应时刻注意传输方面的告警。
5 结论
本文针对CDMA无线网络的优化技术研究了网络故障分析和优化的方法，并提出了一些优化调整措施和参数配置的建议，最后结合网络优化的工程实践，依此对网络进行了质量和性能分析，制定调整方案并提出了优化方案。
移动通信网络是一个动态的网络。由于话务密度分布不均匀、频率资源紧张、网络配置未达最佳并且长期处于不断变化之中等因素，使得现有网络的服务质量不尽如人意，这些都要求运营商应不断地准备对网络进行调整，以便优化资源配置，合埋地调整网络的参数，使网络达到最佳的运行状态，这就是移动通信网络优化要达到的目标。
参考文献：
[1]Kyoung II Kim编著，CDMA系统设计与优化，刘晓宇、杜志敏译，人民邮电出版社，2001.
[2]万晓榆、万敏、李怡滨，CDMA移动通信网络优化，人民邮电出版社，2003.
[3]孙立新、刑宁霞，CDMA移动通信技术，人民邮电出版社，1997.
[4]彭林，第三代移动通信技术，电子工业出版社，2003：61-67.
[5]张业荣、竺南直、程勇等，蜂窝移动通信网络规划与优化，2003：98-99.
[6]罗文茂、梅辉，窄带CDMA系统无线规划的分析，通信世界网，2003.
关键词： CDMA网络；网络优化；性能分析
中图分类号：TN929.533 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920034－02
0 引言
CDMA是一种以宽带扩频技术为基础的多址接入技术，在一定的带宽内能够支持比GSM更多的移动用户。目前我国大部分地区已经覆盖CDMA网络，网络的规模也在逐渐的发展壮大，同时能够提供丰富多彩的语音和数据业务。而用户对网络的要求已不仅仅是满足覆盖，更要求网络稳定、优质和高效，因此，在此工程进行的同时，我们又要积极配合市场运作的情况下发展网络，网络优化的工作显的更加重要。
1 CDMA移动通信技术
CDMA是一种以扩频通信为基础的调制和多址连接技术。扩频通信技术在信号发端用一高速伪随机码与数字信号相乘，由于伪随机码的速率比数字信号的速率大得多，因而扩展了信息传输带宽[1]。在收端，用相同的伪随机序列与接收信号相乘，进行相关运算，将扩频信号解码。扩频通信具有隐蔽性、保密性和抗干扰性的特点[2]。
为了提高CDMA系统的容量和性能，IS-95的CDMA系统采用了许多关键的技术，如扩频技术、软切换技术、功率控制技术、分集接收技术等，这些技术的使用使得CDMA通信系统显示出其独有的网络特性，从而得到高质量的系统性能。
2 CDMA网络优化方法
加强网络优化，搞好运行维护是CDMA运营商提高网络服务质量的关键，形成一个完善的网络必须经历网络规划、网络建设、网络优化的全过程。网络优化是对正在运行的网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络运行质量的原因并且通过参数调整和采取某些技术手段，使网络达到最佳运行状态，使现有的网络资源达到效益最大化[3]。
网络优化是个长期的过程，贯穿于网络发展的全过程。在日常网络优化过程中，一般通过用户的反映、OMC统计和路测来发现问题，通常，在发生以下情况时就要及时对网络进行优化[4]：
1）网络正式投入运营或网络扩容后，应立即安排网络优化工作；
2）网络运行质量明显下降或用户投诉多时，应立即安排网络优化工作；
3）在日常的网络性能跟踪检查中发现话务统计指标达不到要求时，应立即安排网络优化工作；
4）发生突发事故并对网络运行质量造成很大影响时，应立即安排网络优化工作；
5）当用户群改变并对网络。
第一步：了解系统信息，包括CDMA设备制造商、基站信息、入网用户量、无线信道传播特性等；还包括日常维护信息，如话务统计、用户投诉等。
第二步：确认系统的稳定性。稳定是指系统能正常工作、发起呼叫和接收呼叫，而且在整个数据收集过程中保持这个水平。通常系统稳定具有一定的要求：所有小区的站址和硬件己经安装；软件版本没有变动；移动台能够接受服务；移动台能够登记；移动台能够发起呼叫；移动台能够接受呼叫；软切换正常工作等。所以必须根据以上要求来检查系统的稳定性。进行正式的路测之前，先进行初步的路测来验证系统的基本功能和系统是否稳定，初步的路测只要在网络的主要部分的测试路线上用一部测试手机发起十几次呼叫，观察空闲切换和接收功率的大小等数据，以及呼叫接入和业务信道的切换等，判断系统是否处于稳定状态。
第三步：邻集列表初始化。邻集列表是处于一个小区内的移动台有可能搜索到的比较强的导频相位的集合，这个列表由基站通过寻呼信道发送给移动台。如果邻集列表设置合理，会使空闲切换的失败率和由此所引起的重新初始化降到最小，其初始化一般需要由预测工具在得到路径损耗和接收功率大小的基础上进行。设置邻集列表必须要遵循以下的原则：
1）互易性原则：如果小区A在小区B的邻集列表中，那么小区B要在小区A的邻集列表中。
2）邻近原则：如果两个小区相邻，那么他们要在彼此的邻近列表中。
3）百分比重叠覆盖原则：确定一个导频门限，然后确定在该导频门限之上的小区覆盖范围，如果两个小区重叠覆盖区域的比例达到一定的门限，将这两个小区分别置于彼此的邻近列表中。
第四步：小区簇级测试和优化。小区簇级测试是在大约19个小区（两圈）进行的一系列测试，小区簇之间有重叠区以减小边界效应，每个小区簇包含的小区个数的变化取决于业务提供者的要求和地形的限制。测试目的是粗略调节每个小区簇的基本CDMA参数并确定问题区域及其分类。小区簇级测试一般要重复多次进行路测和调整，RF优化至少要重复两次。第一轮调整的参数是基本可调的参数，可用于任何问题的调整，包括基站发射功率、邻集列表、天线设置、硬切换门限。其中邻集列表优化是这个阶段最直接的优化措施。第二轮调整的参数可能会影响系统容量和性能，只在一直存在问题的区域使用。包括软切换门限、激活集和邻集搜索窗大小、接入信道功率设置、寻呼和同步信道增益。固定参数由实验室测试和仿真得到，路测中不进行调整。包括功率控制门限、剩余集搜索窗大小、过载控制设置点、业务信道增益。
第五步：系统级的优化。在系统级优化时，一般分三个阶段进行[5]：
1）小区簇级测试时发现问题的区域的优化；
2）系统级的路测和优化，达到可接受的目标值可能需要多次参数调整和路测；
3）掉话率测试，这个阶段定义测试和优化的结束目标。
第六步：优化效果评估。
优化效果评估是优化过程的最后一步，通过优化效果评估来判断优化调整的结果，确定优化措施是否成功或需要重新优化，所以优化效果评估选取的指标应具有可比性。
3 CDMA网络性能分析
3.1 掉话原因分析
在CDMA系统中要求通话时在终端和基站之间保持良好的反向链路连接。如果这个链路由于任何原因被中断了，终端就失去了精确的功率控制。对于CDMA这个自干扰系统来说，功率控制是决定系统容量和性能的关键，所以如果终端失去了基站的控制，就会根据接收到基站的功率来调整自己发射的功率，这样可能造成终端以自己最大的功率发射，对整个系统造成很大的干扰，所以诸如功率控制和切换等重要的过程都需要良好的闭环通道[6]。
掉话率是评价CDMA网络性能的一个重要准则。当相关计数器达到最大值时还没有恢复，移动台就立即停止发射信号并重新初始化，这样就导致了掉话。掉话率是指掉话的次数与总的通话次数的比率。
3.2 软切换失败原因分析
软切换失败是导致掉话失败的主要原因。在这一部分中将分析导致软切换失败的主要原因。切换失败的一个重要标志是服务小区的EC/IO太低，而别的导频则很强。从以下几点看出：
1）在一个新的导频上重新初始化：当移动台在导频A上发生系统丢失，然后很快在导频B上重新初始化，可能说明导频B足够强应该在此之前进行切换。
2）后处理：通常从邻集的搜索结果中可以看出比较强的导频。
3）PSMM（导频强度测量消息）：从PSMM可以看出可用的较强的导频。
4）导频扫描：如果以上的方法都看不出可用的导频，那么对所有导频进行搜索的结果是最后的一种方法。
3.3 呼叫接入失败原因分析
接入是指通过接入信道向基站提出工作申请（如起呼、登记），或对基站的命令作出回答（如对寻呼的回答）。当呼叫资源可用时，如果在规定的时间内不能在主叫方与被叫方之间建立连接，这种情况就成为一次呼叫接入失败，但是接入失败不包括呼叫请求由于基站主动拒绝而未完成的情况。
4 网络优化常见案例分析
故障现象：某地区反映该区信号较好，但是通话有吞字，严重时有断续现象。
故障分析：根据经验，如果传输方面存在不同程度的故障，会对通信有一定的影响，轻微的传输误码（）在误码时会产生通话掉字现象，误码严重时会产生信号不稳、话音断续，甚至掉话。于是开始着手检查该区附近的A基站，从A基站的位置来看，该基站的第三扇区正对该区，不存在信号弱和多方切换等现象，因而判断该基站第三扇区在传输上可能有问题。
解决措施：
1）验证该区反映的现象，确定主导频是A基站的第三扇区；
2）检查A基站的CHM、TRX等硬件，发现硬件不存在问题，且单板器件没有任何告警；
3）该区不存在切换，不存在GPS孤岛导致的切换问题；
4）通过OMC后台检查，发现A基站传输存在10-6告警，严重者存在10-3告警，更有甚者存在传输失步现象，怀疑该问题是由传输引起；
5）前后台进行拨打测试进行统计，发现该区一旦出现吞字现象，后台同时会发生10-6告警，问题定位；
6）将A基站传输换到另外一条，长时间观察，问题不再出现。
经验总结：传输问题是吞字甚至掉话的原因之一，在实际的维护中，应时刻注意传输方面的告警。
5 结论
本文针对CDMA无线网络的优化技术研究了网络故障分析和优化的方法，并提出了一些优化调整措施和参数配置的建议，最后结合网络优化的工程实践，依此对网络进行了质量和性能分析，制定调整方案并提出了优化方案。
移动通信网络是一个动态的网络。由于话务密度分布不均匀、频率资源紧张、网络配置未达最佳并且长期处于不断变化之中等因素，使得现有网络的服务质量不尽如人意，这些都要求运营商应不断地准备对网络进行调整，以便优化资源配置，合埋地调整网络的参数，使网络达到最佳的运行状态，这就是移动通信网络优化要达到的目标。
参考文献：
[1]Kyoung II Kim编著，CDMA系统设计与优化，刘晓宇、杜志敏译，人民邮电出版社，2001.
[2]万晓榆、万敏、李怡滨，CDMA移动通信网络优化，人民邮电出版社，2003.
[3]孙立新、刑宁霞，CDMA移动通信技术，人民邮电出版社，1997.
[4]彭林，第三代移动通信技术，电子工业出版社，2003：61-67.
[5]张业荣、竺南直、程勇等，蜂窝移动通信网络规划与优化，2003：98-99.
[6]罗文茂、梅辉，窄带CDMA系统无线规划的分析，通信世界网，2003.