CDMA直放站覆蓋系統(tǒng)的優(yōu)化

張　煒，黃本雄，梁愛紅


華中科技大學(xué)，湖北 武漢430074


　　摘 要：文章分析了碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化評(píng)估與優(yōu)化的參數(shù)，對(duì)掉話現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上提出了CDMA直放站的正確使用和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的關(guān)系.


　　關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；碼分多址；��Ec/Io；��PN碼



　　隨著中國(guó)聯(lián)通碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)大規(guī)模放號(hào)工作的進(jìn)行，用戶容量不斷增加，話務(wù)量日益升高，中國(guó)聯(lián)通正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和優(yōu)化以滿足客戶的要求.在這一過程中，直放站的應(yīng)用至關(guān)重要，因?yàn)橹狈耪镜母采w范圍動(dòng)態(tài)性強(qiáng)，使用非常靈活，是填補(bǔ)盲區(qū)覆蓋的最佳解決方案.��



　　1　CDMA直放站覆蓋的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化


　　CDMA直放站系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化內(nèi)容主要包括:直放站功能測(cè)試、直放站覆蓋區(qū)域的路測(cè)、測(cè)試結(jié)果的分析、直放站系統(tǒng)的調(diào)整和施主小區(qū)基站參數(shù)的調(diào)整等.��


　　1.1　評(píng)估與優(yōu)化的統(tǒng)計(jì)參數(shù)


　　(1) 無線覆蓋率.通過對(duì)系統(tǒng)測(cè)試,得到直放站覆蓋區(qū)域內(nèi)各個(gè)地理位置上主導(dǎo)頻的Ec\Io和手機(jī)的發(fā)射功率Tx,用主導(dǎo)頻的Ec/Io作為定義前向覆蓋范圍的尺度,用手機(jī)的發(fā)射功率Tx來衡量反向覆蓋范圍.一般要求在90%的預(yù)期覆蓋區(qū)域內(nèi)，主導(dǎo)頻的強(qiáng)度Ec/Io≥-12dB，手機(jī)的發(fā)射功率Tx-power≤20dBm.


　　(2) 呼叫建立成功率.它是指在呼叫建立過程中,成功占用話音信道(TCH)的百分率.可用呼叫建立成功率并通過呼叫建立過程綜合考察系統(tǒng)的資源利用、設(shè)備運(yùn)行狀況以及無線覆蓋質(zhì)量.一般要求呼叫建立成功率≥95%(呼叫測(cè)試不少于500次).


　　(3) 誤幀率.誤幀率的產(chǎn)生主要源于無線傳輸過程中正常路徑衰耗和各類快、慢衰落. 誤幀率直接用于CDMA的前向功率控制.并可直接反映通話質(zhì)量的好壞.


　　 (4) 軟切換比率.軟切換是CDMA系統(tǒng)的基本特征.軟切換直接反映了系統(tǒng)資源利用的合理與否,并同時(shí)保證無線鏈路的可靠性.CDMA系統(tǒng)無線設(shè)計(jì)目標(biāo)中軟切換比率為35%.��


　　1.2　直放站功能測(cè)試及其覆蓋區(qū)域的路測(cè)


　　(1） 測(cè)試直放站的前向和反向的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)(包括發(fā)射功率、放大增益、波形質(zhì)量、噪聲系數(shù)和雜散發(fā)射等)是否正常,保證直放站工作在正常狀態(tài).


　　(2) 覆蓋區(qū)域的路測(cè).用一CDMA手機(jī)作主叫,呼叫另一CDMA移動(dòng)電話, 主叫手機(jī)同時(shí)進(jìn)行測(cè)試: 沿預(yù)先選擇好的路線,在直放站覆蓋區(qū)域內(nèi)行進(jìn),并觀察手機(jī)接收功率Rx、手機(jī)接受的Ec/Io、FER、PN碼、Cell ID等參數(shù)是否正常,切換區(qū)域是否符合直放站覆蓋系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并記錄切換結(jié)果.任何與設(shè)計(jì)不符、超出取值范圍或沒有通過的測(cè)試項(xiàng)目,需注明具體原因.


　　手機(jī)接收功率應(yīng)在-65dBm左右,如相差10dB以上,需要判明原因. 手機(jī)接受的Ec/Io應(yīng)在-5dB左右,實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)與其相差應(yīng)在3dB以內(nèi).FER的測(cè)量結(jié)果應(yīng)＜1%.PN碼和Cell ID應(yīng)與設(shè)計(jì)相符.


　　1.3　直放站系統(tǒng)調(diào)整


　　通過對(duì)直放站覆蓋區(qū)域及周邊環(huán)境的測(cè)試，并對(duì)路測(cè)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，一方面可以了解直放站系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行情況；另一方面可以得出系統(tǒng)進(jìn)一步網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的方案即對(duì)直放站系統(tǒng)的調(diào)整和對(duì)施主小區(qū)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行修改的方案.


　　CDMA直放站系統(tǒng)的調(diào)整主要有:(1) 直放站施主天線的高度、方向調(diào)整；(2) 直放站覆蓋范圍的調(diào)整；(3) 直放站輸出功率調(diào)整以及衰減量(ATT)、增益控制量(ALC)的調(diào)整；(4) 直放站的放大增益調(diào)整；(5) 隔離度的調(diào)整等.��


　　1.4　施主小區(qū)基站參數(shù)的調(diào)整


　　CDMA移動(dòng)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，可供修改的系統(tǒng)參數(shù)大致可分為以下4類：


　　(1) 導(dǎo)頻功率參數(shù)（Pilot Power Parameter）.包括天線的高度、天線的傾角方位角、饋線的長(zhǎng)度和基站設(shè)備架頂功率等.


　　(2） 切換參數(shù)（Handoff Parameter）.包括切換時(shí)加入導(dǎo)頻信噪比門限值（Tadd）、切換時(shí)丟棄導(dǎo)頻信噪比門限值（Tdrop）、切換時(shí)導(dǎo)頻丟棄定時(shí)器時(shí)長(zhǎng)（Ttdrop）、切換時(shí)導(dǎo)頻強(qiáng)度比較門限值（Tcomp）、Srch-win-A,Srch-win-N,Srch-win-R（激活導(dǎo)頻集，鄰近導(dǎo)頻集，剩余導(dǎo)頻集的搜索窗寬帶之半）、導(dǎo)頻搜索步長(zhǎng)增量（PN-INC）等.


　　(3) 功率控制參數(shù)（Power Control Parameter）.包括移動(dòng)臺(tái)接入的標(biāo)稱功率（NOM-PWR）、移動(dòng)臺(tái)接入的初始功率（INIT-PWR）、移動(dòng)臺(tái)接入的功率增量步長(zhǎng)（PWR-STEP）和反向功率控制的信噪比門限（RPC-_EbN0）.


　　(4) 接入?yún)��?shù)（Access Parameter）.包括移動(dòng)臺(tái)等待應(yīng)答最大接入序列個(gè)數(shù)（MAX-RSP-SEQ）、移動(dòng)臺(tái)最大接入探測(cè)序列次數(shù)（NUM-STEP）、移動(dòng)臺(tái)接入探測(cè)序列中前導(dǎo)序列最大量（PAM-SZ）和移動(dòng)臺(tái)接入探測(cè)序列中填充序列最大量（MAX-CAP-SZ）.


　　系統(tǒng)參數(shù)的修改往往需要對(duì)幾組參數(shù)同時(shí)進(jìn)行，不完整的修改會(huì)給系統(tǒng)運(yùn)行帶來危害.實(shí)際運(yùn)行中，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)慎重考慮后再修改.CDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一個(gè)不斷反復(fù)的過程.要對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析，再對(duì)系統(tǒng)參數(shù)修改，如此反復(fù)，不斷進(jìn)行，使系統(tǒng)的運(yùn)行愈加合理.��


　　2　掉話的原因及分析


　　掉話是CDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中經(jīng)常碰到的問題，系統(tǒng)的掉話是影響系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)性能指標(biāo)的一個(gè)重要因素，掉話的處理也是直放站網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的一個(gè)重要方面.


　　(1) 前向信噪比Ec/Io差.當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收電平較低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致Ec/Io較差.此時(shí)會(huì)引起前向誤幀率增大，進(jìn)而引起掉話.造成這種現(xiàn)象的原因是該地點(diǎn)直放站覆蓋邊緣或傳播路徑上有障礙.解決方法是改善該點(diǎn)的覆蓋,適當(dāng)調(diào)整直放站下行輸出.


　　在圖1中，發(fā)生掉話的地點(diǎn)，Ec/Io=-14dB,Rx=-100dBm,TxPower=25dBm.由于弱覆蓋，導(dǎo)致前向信噪比Ec/Io差，引起前向誤幀率FER增大，觸發(fā)連續(xù)的功率測(cè)試報(bào)告（PwrMeas）和導(dǎo)頻測(cè)量報(bào)告(PilotMeas),而且沒有得到基站的確認(rèn)，從而產(chǎn)生掉話.掉話后，呼叫兩次都失敗，經(jīng)多次同步，解調(diào)到較強(qiáng)的導(dǎo)頻信號(hào)后才呼叫成功.��





　　

　　(2） 反向誤幀率FER高.反向誤幀率高同樣會(huì)造成掉話.一般有下面兩種情況：


　　若反向鏈路傳播衰耗過高，造成反向誤幀率FER也高，而此時(shí)前向鏈路也發(fā)生誤幀率高的情況，則表明傳播衰耗過大，造成這種現(xiàn)象的原因是該地點(diǎn)距離直放站較遠(yuǎn).


　　若前向鏈路信號(hào)電平尚可，而反向誤幀率FER高，則表明此時(shí)覆蓋沒有問題，解決方法是調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，通常應(yīng)調(diào)整反向功率控制門限RPC-EbN0.若反向功率未達(dá)到最大，卻發(fā)生反向誤幀率FER升高，這種現(xiàn)象往往是由于快衰落引起的，說明在該地點(diǎn)缺少一個(gè)穩(wěn)定的主導(dǎo)頻,檢查施主直放站天線是否對(duì)準(zhǔn)基站天線,并不受其他信號(hào)干擾.


　　在圖2中，手機(jī)接收到的信號(hào)較好，采樣點(diǎn)的測(cè)試數(shù)據(jù)為：Ec/Io=-8dB,Rx=-85dBm,TxPower=22dBm.但仍出現(xiàn)多次掉話和呼叫失敗.從信令中分析，手機(jī)發(fā)起一次呼叫信息Orig,系統(tǒng)給手機(jī)分配了信道ChanAssign ExTraffic-Assigment,就立即掉話進(jìn)入了與系統(tǒng)重新同步Sync，這說明有干擾，而且是上行干擾，造成反向誤幀率FER高.��
　　

　　(3) 多導(dǎo)頻.在CDMA系統(tǒng)中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入3向的軟切換狀態(tài)時(shí)，若此時(shí)其它的導(dǎo)頻有足夠的強(qiáng)度，大于切換時(shí)加入導(dǎo)頻信噪比門限值Tadd，但移動(dòng)臺(tái)分離多徑(rake)接收機(jī)的3個(gè)finger均已占滿，移動(dòng)臺(tái)不能將該導(dǎo)頻加入激活導(dǎo)頻集中，就會(huì)造成掉話.通常的解決方法是純凈直放站的取樣信號(hào)，減少多導(dǎo)頻在直放站覆蓋區(qū)域的出現(xiàn).







　　在圖3中，采樣處Finger1、Finger2、Finger3的導(dǎo)頻Ec/Io分別為，PN384的Ec/Io=-16dB, PN42的Ec/Io=-15dB, PN254d的Ec/Io=-10dB,無主導(dǎo)頻，因而切換頻繁，（從三層信令看，控制信令中充滿了Exhandoff和HOComplete信令），F(xiàn)ER偏高，造成掉話.��





　　

　　(4) 短碼混淆.所謂短碼混淆（PN Falsing）即移動(dòng)臺(tái)向基站匯報(bào)的關(guān)于導(dǎo)頻的信息中，表示某一基站的短碼相位發(fā)生了錯(cuò)誤.由于直放站的延時(shí)現(xiàn)象(特別是光纖直放站),往往造成短碼規(guī)劃不合理，通常的解決方法是PN重新規(guī)劃或修改搜索窗參數(shù).


　　3　直放站覆蓋工程中應(yīng)注意的一些問題
　　

　　在直放站覆蓋工程中應(yīng)注意以下問題：


　　(1) 不同場(chǎng)合選擇不同類型的直放站；


　　(2) 根據(jù)不同的覆蓋要求選擇不同的直放站配套天饋線系統(tǒng)；


　　(3) 系統(tǒng)噪聲.直放站的引入會(huì)使基站的背景噪聲增加，噪聲的增加量與直放站的噪聲系數(shù)、系統(tǒng)增益、天線增益和傳播損耗等參數(shù)有關(guān).


　　(4) 時(shí)延問題.直放站與信號(hào)源基站之間存在著一定的時(shí)延，因此在設(shè)計(jì)其覆蓋范圍時(shí)，要同時(shí)考慮多徑引起的時(shí)延和固有時(shí)延，使之不超過一個(gè)碼片時(shí)間長(zhǎng)度，才不會(huì)引起碼間串?dāng)_；


　　(5)分集技術(shù).對(duì)于多徑信號(hào)較多、移動(dòng)用戶移動(dòng)速度較快的地區(qū)，若采用直放站技術(shù)，則必須考慮使用分集天線系統(tǒng)；


　　(6) 直放站系統(tǒng)的隔離度.CDMA直放站施主天線和重發(fā)天線的隔離度不夠?qū)��?huì)引起直放站系統(tǒng)自激.在實(shí)踐中，應(yīng)最大限度提高隔離度，直放站增益和隔離度之間至少保證有10～15 dB的余量.為了便于工程開通，建議采用天線隔離度檢測(cè)技術(shù)；


　　(7) 干擾問題.既要考慮CDMA直放站對(duì)施主基站的干擾(IOI),也要考慮前向鏈路對(duì)其他系統(tǒng)(GSM)的干擾.�お�



　　
摘自　光通信研究