CDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化淺析

關(guān)鍵詞：CDMA；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TN929.533

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-8136(2009)29-0116-03

移動(dòng)通信網(wǎng)是一個(gè)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、無線環(huán)境、用戶分布和使用行為都是不斷變化的。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)張、網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃規(guī)模的復(fù)雜化、網(wǎng)絡(luò)話務(wù)模型和業(yè)務(wù)模型的改變，都會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的性能和運(yùn)行情況偏離最初的設(shè)計(jì)要求，這些都需要通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化來持續(xù)不斷地對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)各種變化，所以網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期的持續(xù)性的系統(tǒng)工程，需要不斷探索、積累經(jīng)驗(yàn)；只有解決好網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的各種問題，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源配置，改善網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行環(huán)境，提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量，才能使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在最佳狀態(tài)，為移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展提供有力的技術(shù)支持與網(wǎng)絡(luò)支撐。因此，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的意義就在于，可以提高網(wǎng)絡(luò)的投資效益，提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效益，提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量，提高網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，在原網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上不再大規(guī)模投資的前提下，充分提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量與容量。這在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中都有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，而且也是在短期內(nèi)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)狀況，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的重要方法。

1 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化基本概念

1.1 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)

所謂網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，一方面是要對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中存在的覆蓋不好、通話質(zhì)量差、呼叫困難、無法接通、掉話、網(wǎng)絡(luò)擁塞、切換成功率低以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能不佳等問題予以解決，使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳運(yùn)營狀態(tài)；另一方面，還要通過優(yōu)化資源配置，對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體資源進(jìn)行合理調(diào)配和利用，以適應(yīng)需求和發(fā)展的情況，最大地發(fā)揮設(shè)備潛能，從而獲得最大的投資效益。所以，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要目的就是通過對(duì)投入運(yùn)行的無限網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和分析，找出影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和資源利用率不高的原因，然后通過技術(shù)手段或參數(shù)調(diào)整使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)，使網(wǎng)絡(luò)資源獲得最佳效益；同時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)趨勢(shì)，為擴(kuò)容提供依據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)營過程中一項(xiàng)重要工作內(nèi)容。

1.2 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化內(nèi)容

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一項(xiàng)貫穿于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展全過程的長(zhǎng)期工作，同時(shí)也是一項(xiàng)系統(tǒng)工作，包含一系列優(yōu)化方式，包括覆蓋優(yōu)化、話務(wù)量?jī)?yōu)化、設(shè)備優(yōu)化、干擾信號(hào)分析和資金的優(yōu)化使用等。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化要解決的是改善硬件環(huán)境和軟件環(huán)境?！坝布?yōu)化”主要包括天線優(yōu)化和設(shè)備故障優(yōu)化等工作。“軟件優(yōu)化”主要指頻率優(yōu)化、無線參數(shù)調(diào)整和配置參數(shù)核查等內(nèi)容。

2 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，只有對(duì)路測(cè)、系統(tǒng)采集等各方面獲取來的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析，才能對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況進(jìn)行評(píng)估和測(cè)算，對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行診斷和定位，從而為進(jìn)一步制定網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施提供基礎(chǔ)。以下列舉一些日常維護(hù)中主要的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的分析內(nèi)容：

2.1 掉話分析

掉話是指移動(dòng)臺(tái)通信發(fā)生中斷，它是一種嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)故障現(xiàn)象，掉話率是評(píng)估CDMA系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，通常，通過信令分析判斷導(dǎo)致掉話的直接原因并不困難，但要確定造成掉話的深層原因還必須對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)的分析。

按照協(xié)議規(guī)定，在通話過程中移動(dòng)臺(tái)和基站之間需要有閉合的信令交換，如果由于某種原因造成信令交換失敗，移動(dòng)臺(tái)就不能正確調(diào)整它的發(fā)射機(jī)，結(jié)果或者是重新初始化或者是返回空閑狀態(tài)，移動(dòng)臺(tái)中維持著一個(gè)計(jì)時(shí)器，以限制允許諸如接收到壞幀這樣的時(shí)間持續(xù)的時(shí)間。當(dāng)計(jì)時(shí)器到期時(shí)，移動(dòng)臺(tái)會(huì)關(guān)閉發(fā)射機(jī)，并返回到初始狀態(tài)，這樣即發(fā)生了掉話。

2.1.1 移動(dòng)臺(tái)掉話機(jī)制

移動(dòng)臺(tái)壞幀：移動(dòng)臺(tái)接收到12個(gè)壞幀后會(huì)關(guān)閉發(fā)射，在連續(xù)收到兩個(gè)好幀后會(huì)重新激活發(fā)射機(jī)。

移動(dòng)臺(tái)衰落計(jì)時(shí)器：T5衰落定時(shí)器到時(shí)，移動(dòng)臺(tái)關(guān)閉發(fā)射，并宣告前向業(yè)務(wù)信道丟失。

移動(dòng)臺(tái)證實(shí)失?。阂苿?dòng)臺(tái)在傳送了MIN次消息后仍未收到證實(shí)，則移動(dòng)臺(tái)重新初始化。

2.1.2 基站掉話機(jī)制

無線設(shè)備制造商可能會(huì)制定與移動(dòng)臺(tái)壞幀和證實(shí)失敗機(jī)制類似的基站壞幀和證實(shí)失敗機(jī)制，這些機(jī)制由各制造商執(zhí)行決定，在協(xié)議中未作詳細(xì)規(guī)定。CDMA2000協(xié)議規(guī)定，基站需要持續(xù)地監(jiān)聽每一個(gè)反向業(yè)務(wù)信道，以確定呼叫是否處于激活狀態(tài)。如果基站檢測(cè)到呼叫不在激活狀態(tài)，則基站將斷定反向業(yè)務(wù)信道丟失，基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送釋放指令，一旦基站發(fā)送了釋放指令，則向所有的呼叫控制實(shí)例發(fā)送釋放指令，并進(jìn)入釋放子狀態(tài)。

2.2 接入失敗分析

當(dāng)移動(dòng)臺(tái)撥打一個(gè)電話號(hào)碼時(shí)即為發(fā)起一次呼叫；由無線網(wǎng)絡(luò)用戶發(fā)起的呼叫分為移動(dòng)臺(tái)到固定網(wǎng)絡(luò)的呼叫和移動(dòng)臺(tái)到移動(dòng)臺(tái)的呼叫。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，呼叫建立過程不能在主叫方與被叫方建立連接，這種情況就成為一次接人失敗。移動(dòng)臺(tái)發(fā)送起呼消息之后，經(jīng)過以下5個(gè)關(guān)鍵步驟完成業(yè)務(wù)連接。

第1步：基站必須對(duì)收到的起呼消息進(jìn)行證實(shí)，即在尋呼信道發(fā)送確認(rèn)消息。

第2步：基站必須在給移動(dòng)臺(tái)分配業(yè)務(wù)信道后，在尋呼信道上發(fā)送信道指配消息，同時(shí)在前向業(yè)務(wù)信道上發(fā)送空業(yè)務(wù)幀。

第3步：移動(dòng)臺(tái)收到信道指配消息后，開始識(shí)別前向業(yè)務(wù)信道，通常移動(dòng)臺(tái)應(yīng)在收到信道指配消息后200 ms內(nèi)識(shí)別前向業(yè)務(wù)信道。

第4步：在成功識(shí)別前向業(yè)務(wù)信道后，移動(dòng)臺(tái)開始在反向業(yè)務(wù)信道上發(fā)送空業(yè)務(wù)幀，基站在識(shí)別反向業(yè)務(wù)信道后必須發(fā)送證實(shí)消息。

第5步：基站發(fā)送業(yè)務(wù)連接消息給移動(dòng)臺(tái)。

以上5個(gè)步驟中每一步的完成可以被稱為一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，無論哪一步出錯(cuò)都會(huì)造成接入失敗。而每個(gè)步驟出錯(cuò)的可能原因都很多，這就要求對(duì)各種可能原因進(jìn)行一定的收集和整理，因此掌握這個(gè)過程還是不難的。還有一個(gè)有效的分析接人失敗的方式就是從分析信令人手，通過其中的一些關(guān)鍵信令將問題迅速定位到上述的5個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)中的某一個(gè)，然后再結(jié)合其他測(cè)試數(shù)據(jù)找出問題所在。除信令流外，我們還需要觀察其他測(cè)試指標(biāo)的變化情況來對(duì)問題進(jìn)行準(zhǔn)確定位。需要觀察的測(cè)試指標(biāo)主要包括：移動(dòng)臺(tái)的接收功率、發(fā)射功率和導(dǎo)頻強(qiáng)度。

2.3 軟切換失敗分析

軟切換過程：

(1)當(dāng)鄰集或剩余集的某一個(gè)導(dǎo)頻的強(qiáng)度超過T_ADD時(shí)，移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息，并且把該導(dǎo)頻列入候選集。

(2)基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送切換指示消息或者擴(kuò)展切換指示消息。

(3)移動(dòng)臺(tái)將該導(dǎo)頻列入激活集并且向基站發(fā)送切換完成消息。

(4)當(dāng)激活集中某一個(gè)導(dǎo)頻的強(qiáng)度低于T_DROP時(shí)，它所對(duì)應(yīng)的切換去掉計(jì)時(shí)器開始啟動(dòng)。

(5)當(dāng)切換去掉計(jì)時(shí)器期滿時(shí)(即T_TDROP超時(shí))，移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息。

(6)基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送切換指示消息或擴(kuò)展切換指示消息。

(7)移動(dòng)臺(tái)將該導(dǎo)頻引入候選集，并且向基站發(fā)送切換完成消息。

軟切換失敗原因主要有以下兩種情況：

(1)移動(dòng)臺(tái)發(fā)出導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息，卻沒有收到基站的切換指示消息。

(2)移動(dòng)臺(tái)收到基站的切換指示消息，卻沒有發(fā)送切換完成消息。

在對(duì)軟切換失敗的情況進(jìn)行分析時(shí)，需要仔細(xì)觀察路測(cè)數(shù)據(jù)中服務(wù)小區(qū)導(dǎo)頻強(qiáng)度的變化情況。因?yàn)檐浨袚Q失敗導(dǎo)致掉話的一個(gè)重要標(biāo)志是服務(wù)小區(qū)的Ec／Io太低，而別的導(dǎo)頻則很強(qiáng)，具體可以從以下幾點(diǎn)看出：

(1)在一個(gè)新的導(dǎo)頻上重新初始化：當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在導(dǎo)頻A上發(fā)生系統(tǒng)丟失，然后很快在導(dǎo)頻B上重新初始化，可能說明導(dǎo)頻B足夠強(qiáng)，應(yīng)該在此之前進(jìn)行切換。

(2)從鄰集的搜索結(jié)果中可以看出可用的較強(qiáng)的導(dǎo)頻。

(3)從導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息可以看出可用的較強(qiáng)的導(dǎo)頻。

(4)如果以上的方法都看不出可用的導(dǎo)頻，那么對(duì)所有導(dǎo)頻進(jìn)行掃描就是最后一種方法。

引起切換失敗的主要原因有：

(1)資源分配問題。系統(tǒng)必須保證有足夠的資源來支持軟切換，但可能所有的資源都用盡了，這時(shí)就會(huì)發(fā)生切換失敗?？赡艿脑蛴校篢_DROP太低；T_TDROP太大；切換允許算法的有效性太差。

(2)切換信令問題。假設(shè)系統(tǒng)有可用資源而切換允許算法沒有對(duì)切換造成干擾，那么軟切換是否成功還依賴于切換信令消息是否及時(shí)地發(fā)送和接受。

2.4 高誤幀率分析

當(dāng)移動(dòng)臺(tái)或基站接收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀以后，要進(jìn)行CRC校驗(yàn)，得到幀速率并檢測(cè)幀是否錯(cuò)誤。所謂誤幀是指檢測(cè)到比特錯(cuò)誤或無法檢測(cè)出幀速率的數(shù)據(jù)幀。誤幀率就是指誤幀的數(shù)目占總幀數(shù)的比例，是衡量語音質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。語音質(zhì)量是一個(gè)非常主觀的量，很難進(jìn)行客觀評(píng)估。然而語音質(zhì)量在很大程度上是與誤幀率有關(guān)的，而誤幀率則可以進(jìn)行客觀的測(cè)量。當(dāng)系統(tǒng)的誤幀率高于目標(biāo)值時(shí)，需要對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行細(xì)致地分析以查明原因。

3 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的分類

3.1 覆蓋優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)覆蓋是衡量一個(gè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵，為了全面提升網(wǎng)絡(luò)的覆蓋水平，達(dá)到在最少的投資條件下實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)目標(biāo)，即最合理的基站布局、最佳的參數(shù)設(shè)置、最大的網(wǎng)絡(luò)容量、最小的干擾水平以及最高的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行完善的覆蓋規(guī)劃設(shè)計(jì)和優(yōu)化，認(rèn)真考慮系統(tǒng)的用戶分布情況，合理地設(shè)置基站數(shù)，對(duì)CDMA網(wǎng)絡(luò)的前反向覆蓋、導(dǎo)頻Ec／Io和切換狀態(tài)等多方面進(jìn)行全面分析。

3.2 容量?jī)?yōu)化

隨著網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用戶的不斷增加，系統(tǒng)內(nèi)不可避免的會(huì)出現(xiàn)話務(wù)量不均衡的現(xiàn)象，某些局部地區(qū)可能會(huì)頻繁發(fā)生話務(wù)量擁塞。容量?jī)?yōu)化的目的就是解決網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的話務(wù)量不均衡的問題，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的業(yè)務(wù)負(fù)荷保持均勻。尤其在一些人口密集的商業(yè)區(qū)，要考慮人口的流動(dòng)特點(diǎn)，而在一些大型活動(dòng)場(chǎng)所又會(huì)在某些時(shí)段出現(xiàn)突發(fā)性的話務(wù)量。進(jìn)行容量?jī)?yōu)化需要對(duì)基站的話務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)分析，對(duì)于既存在容量問題又存在覆蓋問題的地區(qū)，可以通過增加微蜂窩或基站的方法來解決。

如果網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的某個(gè)基站話務(wù)負(fù)荷很重，經(jīng)常出現(xiàn)話務(wù)擁塞，而周圍基站的話務(wù)量又相對(duì)較低，就說明明顯存在話務(wù)量不均衡的現(xiàn)象，這時(shí)就需要解決由于軟切換對(duì)系統(tǒng)信道資源的浪費(fèi)問題。通過調(diào)整軟切換參數(shù)降低軟切換比例。如果軟切換比例并不高，那么就需要通過調(diào)整天線的下傾角和方向角，使該基站的話務(wù)量能夠分擔(dān)到周圍其他話務(wù)量較低的基站上。在調(diào)整時(shí)要特別注意兼顧對(duì)覆蓋的影響，需要反復(fù)進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整的過程。

3.3 導(dǎo)頻污染和干擾優(yōu)化

導(dǎo)頻污染具體可分為導(dǎo)頻相位污染和導(dǎo)頻強(qiáng)度污染兩種情況。導(dǎo)頻相位污染是指一個(gè)小區(qū)的導(dǎo)頻相位偏移經(jīng)過傳輸時(shí)延后落入當(dāng)前移動(dòng)臺(tái)激活集內(nèi)某導(dǎo)頻的搜索窗內(nèi)，且該導(dǎo)頻超過一定強(qiáng)度，致使移動(dòng)臺(tái)誤認(rèn)為是服務(wù)導(dǎo)頻，從而對(duì)解調(diào)形成干擾的情況，這種情況在實(shí)際中比較少見。實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中比較多見的情況是導(dǎo)頻強(qiáng)度污染，它是指當(dāng)移動(dòng)臺(tái)收到超過3個(gè)以上Ec／lo強(qiáng)度大于T_ADD的導(dǎo)頻，而由于移動(dòng)臺(tái)的RAKE接收機(jī)最多可以解調(diào)3路信號(hào)，所以多余的強(qiáng)度導(dǎo)頻就對(duì)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)解調(diào)形成干擾，工程上所說的導(dǎo)頻污染通常是指這種情況。導(dǎo)頻污染可以認(rèn)為是來自CDMA系統(tǒng)內(nèi)的下行干擾，會(huì)嚴(yán)重影響移動(dòng)臺(tái)對(duì)下行信號(hào)的解調(diào)，情況嚴(yán)重時(shí)常常會(huì)引起掉話，因此是CDMA無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化需要解決的重要問題之一。除導(dǎo)頻污染這種來自CDMA系統(tǒng)內(nèi)的干擾外，可能還存在一些來自系統(tǒng)外的干擾，在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中需要通過反復(fù)實(shí)地測(cè)試，對(duì)干擾源仔細(xì)查找定位和排除。

導(dǎo)頻污染問題的解決方法主要有：

(1)以路測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)來優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行以減少導(dǎo)頻的數(shù)目，或在導(dǎo)頻污染區(qū)域調(diào)出一個(gè)主導(dǎo)頻來。

(2)對(duì)于導(dǎo)頻相位的污染的情況，可以通過在系統(tǒng)中改善PN偏置分配，如選擇合適的PILOT_INC和有效集搜索窗口大小，以及將相同偏置指數(shù)的導(dǎo)頻置于盡可能遠(yuǎn)的位置，以使干擾主導(dǎo)頻位于有效集中的導(dǎo)頻搜索窗口之外。

3.4 切換優(yōu)化

切換性能優(yōu)化的主要目標(biāo)是解決切換失敗的網(wǎng)絡(luò)故障和對(duì)切換比例過高等性能不佳的狀況進(jìn)行優(yōu)化。

在對(duì)軟切換失敗故障進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，首先應(yīng)先按照對(duì)造成軟切換失敗的故障原因進(jìn)行分析。如果由于覆蓋問題和導(dǎo)頻污染造成的，那么應(yīng)按照覆蓋或?qū)ьl污染來進(jìn)行優(yōu)化，如果不是這兩方面的問題，那么切換失敗多半與切換參數(shù)的設(shè)置、鄰區(qū)列表的設(shè)置以及搜索窗的大小有關(guān)。對(duì)軟切換參數(shù)的調(diào)整和軟切換性能的優(yōu)化，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載變化情況周期性地進(jìn)行。

4 結(jié)論

本文說明了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的概念，并對(duì)掉話、接人失敗、軟切換失敗和高誤幀率這4個(gè)日常維護(hù)工作中常見的故障進(jìn)行了分析，并給出了故障的處理方法，這些故障的解決方法在日常網(wǎng)優(yōu)工作中都不可或缺。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的4個(gè)分類也進(jìn)行了說明，當(dāng)然CDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的覆蓋、容量、質(zhì)量不是孤立的，而是相互制約的關(guān)系，從而導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化方法及過程的復(fù)雜性，所以CDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一項(xiàng)綜合性工作，對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法的分析和總結(jié)尤為重要。