1、CDMA 系统的网络优化摘 要 网络优化是 CDMA 系统实际运营过程中的一个重要环节。本文在简介 CDMA系统网络优化工具的基础上，详细描述 CDMA 系统网络优化的全过程。最后，对网络优化中常见的掉话现象进行了讨论，并指出其解决方法。关键词 码分多址 网络优化 掉话Abstract Network optimization is a key link to the operation of CDMA systems. This paper introduces tools used for optimizing CDMA network, and detaily describes the
2、 whole process of CDMA network Optimigation, discusses the “call-drop“ problems which are usualy happened during optimization, and points out the way to solve it.Keyword CDMA Network optimization Call-drop一、概述移动通信是当今发展最快的通信技术之一，移动通信技术从接入体制上可以分为 3 类，即频分多址(FDMA)，如 TACS、时分多址(TDMA)，如全球通 GSM 移动通信系统、码分多址(
3、CDMA)，如 IS-95 移动通信系统。相对而言，在上述 3 种移动通信系统中，采用 CDMA 技术的 IS-95 移动通信系统是一种全新的技术，在这种 CDMA 系统中，下行链路采用正交函数来区分前向信道，上行链路采用伪随机码来区分反向信道，同时还采用先进的功率控制技术，分集接收技术，话音编码技术和信道编译码技术，正是由于采用了诸多先进技术，使得 IS-95CDMA 移动通信系统与其它的移动通信系统相比显得迥然不同。一方面由于它的容量大，为运营者带来了低成本，另一方面由于它先进的话音处理技术，为用户提供了可与市话相媲美的移动电话服务。CDMA 系统是一种高质量的移动通信系统，未来移动通信采
4、用 CDMA 技术是大势所趋，这一点已经得到广泛的认同。CDMA 系统在运营过程中需要对系统进行扩容和不断的网络优化，一是为了能够给系统当前的用户提供更加优质的服务，二是为了提高系统容量，以接纳越来越多的系统未来用户。在 CDMA 系统的运营中，网络优化是一个非常重要的工作同时又是一个不断进行的过程。所谓网络优化，就是根据系统的实际表现、系统的实际性能，对系统进行分析，在分析的基础上通过对系统参数的调整，使系统性能得到逐步改善，达到现有的系统配置下提供最优的服务质量,即最佳的覆盖(满意的信号强度)以及最佳的通话音质和最低的掉话率等。本文将结合我们在北京 CDMA 移动网中的一些实际情况，就 C
5、DMA 系统的网络优化做一简要介绍。二、网络优化工具在 CDMA 系统的网络优化中，主要用到如下一些工具：Smartsam PlusDM Mobile Diagnostic MonitorOPAS Office Propagation Analysis SystemNETPLAN Network prediction and design tools下面就上述工具分别做一介绍。1.Smartsam PlusSmartsam Plus 是 SAFCO 公司生产的用于网络优化的一套系统设备。该设备用于监视和显示呼叫处理过程中以及车辆行驶过程中的数据采集。所收集的数据与导引信息(GPS)合并作为测量
6、数据文件存入膝上型笔记本电脑。得到的测量文件可用OPAS 后处理软件作进一步的详细分析。以提供快速、准确、可靠的，系统及故障信息。Smartsam Plus 的硬件要求如下：QCP-800 或 CD-3000CDMA 车载电话膝上型笔记本电脑GPS 天线Windows3.1 或 Windows 95Smartsam Plus 一般固定在测试车辆上，电源由车辆的点烟器提供，移动台天线和 GPS 天线固定在车外。其连接图如图 1 所示:2.车台诊断监视器(Mobile DM)SAFCO 公司的 CDMA 车台诊断监视器(MDM)是一个数据采集分析软件工具。该工具为 CDMA 系统测试网络优化提供了
7、一种全新的手段。车台诊断监视器(MDM)的系统要求如下：Microsoft Windows 3.1 或 Windows 95;SAFCO CDMA Smartsam Plus;串行鼠标;至少 486/66 CPU;至少 270M 硬盘;至少 24M 内存。车台诊断监视器(MDM)提供如下功能：数据记录：记录来自 Smartsam Plus 的数据，并将其写入笔记本电脑硬盘；状态显示：显示移动台的各种状态信息，包括载频号、电子序列号(ESN)、固件版本、工作状态、系统状态如系统识别码(SID)，网络识别码(NID)、MDM 的软件版本号等等；瞬时分析仪显示：实时显示移动台 rake 接收机上每个
8、耙指(Finger)的信噪比(Ec/I0)、接收功率电平(RxPwr(dBm)、发射功率电平(TxPwr(dBm)、功率调整电平(PwrAdj(dBm)、接收误帧率(FER)、发送声码器速率、用于解调的各导频集和 PN 短码相位偏置指数；诊断消息汇报：显示并记录空中接口消息；GPS 位置记录：记录 GPS 信息并实时显示车辆速度。3.后处理软件 OPAS后处理软件 OPAS 是 SAFCO 公司的数据分析后处理软件，用于分析有 DM 采集的数据，并对其进行进一步的处理，产生各种图表，并且可将 MDM 的数据解码输出空中接口上传送的各条消息。OPAS 同时还可以分析从基站控制器(CBSC)获得的
9、数据。OPAS 对 DM 记录的数据进行格式转换处理后输出，其中包括：Sequence Number（序列号）；Latitude（纬度）；Longitude（经度）；Time（时间）；Speed（车速）；RxPwr(dBm)（接收功率 (dBm)）；RxAdj（接收功率调整 (dB)）；Search Pilot Type（搜索导频类型）；Search Pilot PN（搜索导频短码偏置指数）；Search Pilot Ec/Io(dB)（搜索导频信噪比 (dB)）；Rx Finger1 PN（接收机耙指 1 短码偏置指数）；Finger 1 code channel（耙指 1 码域信道）；Rx
10、 Finger 1 Abs offset(usec)（接收机耙指 1 绝对时间偏移(usec)）；Rx Finger 1 RSSI（接收机耙指 1 信号强度指示）；Rx Finger 1 Ec/Io(dB)（接收机耙指 1 信噪比 (dB)）；Rx Finger 2 PN 接收机耙指 2 短码偏置指数；Finger 2 code channel（耙指 2 码域信道）；Rx Finger 2 Abs offset(usec)（接收机耙指 2 绝对时间偏移(usec)）；Rx Finger 2 RSSI（接收机耙指 2 信号强度指示）；Rx Finger 2 Ec/Io(dB)（接收机耙指 2 信
11、噪比 (dB)）；Rx Finger 3 PN（接收机耙指 3 短码偏置指数）；Finger 3 code channel（耙指 3 码域信道）；Rx Finger 3 Abs offset(usec)（接收机耙指 3 绝对时间偏移(usec)）；Rx Finger 3 RSSI（接收机耙指 3 信号强度指示）；Rx Finger 3 Ec/Io(dB)（接收机耙指 3 信噪比 (dB)）；Aggregate Finger Ec/Io(dB)（合成耙指信噪比 (dB)）；Tx Power(dBm)（发射功率 (dB)）；Forward FER(%)（前向误帧率 (%)）；Forward FEB
12、（前向误比特块率 (%)）；Channel Type:Message type（信道类型：消息类型）。OPAS 在加入各基站的经纬度(该功能由 OPAS 的 Cellsite editor 完成)后，根据 DM 中的 GPS 信息及数据信息可画出系统的覆盖图，包括常规的前向发射功率(Forward Transmitter Power),反向发射功率(Reverse Transmitter Power),前向最强信噪比(Forward Strongest Ec/Io),前向合成信噪比(Forward Aggregate Ec/Io),前向误帧率(Forward Frame Error Rate)
13、等。以上各参数可以单独作图显示，在进行颜色调配后可直观的反映出系统的覆盖情况。4.NETPLANNETPLAN 是 Motorola 公司开发的专门用于系统模拟的工具软件，运行在 UNIX平台上。NETPLAN 将一些系统参数作为输入，典型的系统参数如基站经纬度、基站类型、基站高度、天线类型及其方向图参数、地理环境信息、系统话务量分布、话务量模型、移动台话务量强度和运动速度等等，利用 Motorola 独有的传播模型XLOS 进行计算，模拟系统的实际运行情况，从而得到系统在仿真意义下的运行参数和性能指标等。三、网络优化过程网络优化工作具体讲就是通过测试和分析，发现系统的问题，修改调整系统的参数
14、，逐步改善系统的性能，如此反复不断进行，最终使系统在接近最优的状态下工作。网络优化工作应遵循一定的步骤进行。具体的网络优化步骤如下：1.系统的初始设计模型初始系统设计是在软件 NETPLAN 上进行的。根据系统基站配置设计，模拟软件利用传播模型进行计算，以得到系统覆盖等概念性结果，利用软件模拟的方法还可以预见系统的部分问题，从而为系统的完善提出建议，为网络优化提供依据。系统的初始设计模型是网络优化中不可缺的一步。2.单一基站的初始优化单一基站的初始优化是在基站安装完毕后进行的。包括如下步骤：(1)基站设备的调试基站设备的调试包括基站初始数据的加载、基站设备发射参数的测试和设备基础性能参数测试等
15、。所谓初始数据的加载即利用专门的基站调试工具 LMF，将有关基站设备进行初始化后，所必需的原始数据下载到基站设备的存储器中，并进行必要的参数设置。原始数据包括基站的初始环境文件、基站设备的原始代码等，参数设置是指有关与传输链路接口的一些参数设置，包括：传输链路类型、传输码型、传输链路速率和传输时隙的设定等。所谓基站设备发射参数的测试即测试基站设备内部至机器架顶天线馈线接口处的固有衰耗（包括发射通路和接收通路两方面），测试完毕后生成本基站发射参数记录文件。设备基础性能参数测试包括发射通路和接收通路两方面。发射通路测试包括发射机交调、发射机波形质量、导频时间偏移、载频精度测试和码域功率。接收通路测
16、试包括接收通路误帧率和接收灵敏度。测试完毕后生成基站设备基础性能参数报告文件待后备存档。基站调试完毕后，为使基站顺利开通，基站控制器(CBSC)还需做如下工作：在基站控制器的该基站目录文件中加入本基站的基本发射参数记录文件、生成该基站的邻站目录、修改相邻基站的邻站目录等。（2）环境噪声测试环境噪声测试的目的是了解基站周围环境的电磁干扰情况，并消除干扰源。（3）基站工作验证在环境噪声测试和基站调试进行完毕后，在基站正式开通之前，应对该基站进行必要的工作验证。验证工作主要包括以下内容：固定移动呼叫、移动固定呼叫、移动移动呼叫、扇区与 PN 偏置指数的对应关系、接收信号强度、信噪比以及本基站扇区与邻
17、近基站扇区间的切换。上述验证一般应使用 MDM 进行，若发现问题应做记录并及时向相关人员汇报，以侯处理。3.多个基站有载条件下的网络优化由于实际系统总是在有载情况下运行的，所以系统的网络优化一般也是在有载条件下进行的。对于未商用系统而言，由于用户数较少，不能反映系统的真实情况，所以可以采用模拟话务量的方法，即利用一些工具软件如 NETPLAN 等在工作站上进行，这样同样可以发现系统存在的一些问题，进而为网络的优化提供依据。对于已经投入实际运行的系统，用户数已经达到一定规模，话务量有了一定的增长，即系统在有载条件下运行，此时对系统测试获得的数据能够较真实的反映系统的实际运行情况。在系统有载条件下
18、的网络优化可以分 3 步进行：即网络故障诊断监视、网络优化测试和网络优化数据分析，用到的工具是Smartsam Plus、MDM 和 OPAS。下面予以详细说明。（1）网络故障诊断监视所谓网络故障诊断监视就是采用网络优化工具中提到的 Smartsam Plus 和MDM。对系统进行实时的监视，并且进行故障监视。实时监视主要包括监视 MDM 提供的有关系统的各种消息的监视，如导频情况、误帧率情况、前向信噪比情况、前向和反向功率电平情况、移动台切换情况、基站参数配置情况等等。故障诊断是依据各种监视信息，对系统中可能隐含的故障进行甄别、判断和定位。在判断定位的基础上，提出对系统的修改方案，为进一步网
19、络优化奠定基础。（2）网络优化测试经常性的网络优化测试就是路测(Metric Drive Test)。通过对系统不断的必要测试，随时了解系统的工作情况，监视系统的变化，掌握系统的运行情况。主要包括 2 方面，即测试路线的选择和测试数据的采集。测试路线的选择可以是一条或多条，一般应遵循下列原则：穿越尽可能多的基站；包含网络覆盖区的主要道路；在测试路线上车辆能以不同的速度行驶；包含不同的电波传播环境；路线应穿越基站的重叠覆盖区。在北京 CDMA 移动网的实际测试中，我们选择了二环、三环和长安街以及王府井，中关村等。还在典型区域做成固定的测试路线。测试数据的采集包括 DM 数据的采集和呼叫拨打测试数
20、据的采集。在使用 DM 进行网络故障诊断监视时，MDM 软件实时显示诊断监视信息的同时，将来自 Smartsam Plus 的包含移动台收发信号情况、空中接口消息及 GPS 数据写入笔记本电脑硬盘，完成 MDM 数据的采集。为掌握系统的运行情况，还应定期的进行固定车次的呼叫拨打测试。即进行移动固定的呼叫、固定移动的呼叫以及移动移动的呼叫，同时记录呼叫次数、成功呼叫次数、失败呼叫次数、掉话次数次数和阻塞呼叫次数等。呼叫拨打测试的通话时长一般以每次两 2 分钟为宜。另外，在每次通话过程中，应记录此次呼叫的通话质量。通话质量一般分为 4类：很好的音质；好的音质即有少量断续，可懂度好；较差即通话尚能保
21、持，但中断较多；差即可懂度较低，断续较多。（3）测试数据分析网络优化测试数据采集完毕后，就可以进行测试数据的分析。测试数据分析包括两方面的内容即测试数据的统计和软件。所谓统计分析就是从统计意义的角度出发，依据拨打测试数据结果，来计算系统的一些统计性能指标。如：移动固定的呼叫完成率、掉话率、阻塞率等；固定移动的呼叫完成率、掉话率、阻塞率等；移动移动的呼叫完成率、掉话率、阻塞率等；系统的掉话集中区；以及系统的其它统计指标。所谓软件分析就是利用 OPAS 软件对 MDM 采集到的数据进行后处理，以获得一些系统的运行参数，如测试线路上：前向接收信号电平 Rx Pwr(dBm)；前向误帧率 FER；前向
22、导频的信噪比 EC/I0；反向信号电平 Tx Pwr(dBm)；空中接口参数；空中接口消息等。以上运行参数可制作生成各种图表，获得系统的性能和运行情况的直观了解。（4）系统参数的修改通过以上对单一基站和多个基站的测试，并对测试所得的数据进行分析，一方面可以了解系统当前的运行情况，另一方面可以得出系统进一步网络优化的方案即对系统参数进行修改的方案。CDMA 移动网的网络优化中，可供修改的系统参数大致可分为以下 4 类，即导频功率参数(Pilot Power Parameter)、切换参数(Handoff Parameter)、功率控制参数(Power Control Parameter)和接入参
23、数(Access Parameter)。下面分别予以说明。a.导频功率参数包括：天线的高度；天线的倾角，方位角；馈线的长度联通新时空 CDMA 网络优化步骤鉴于新时空 CDMA 系统基站已有相当数量接入系统, 为确保系统在投入运营时具有良好的系统性能, 摩托罗拉的工程师应对 CDMA 系统中基站的性能和无线网络覆盖进行优化。优化的步骤和大概过程如下:1 功能测试(Functional Test)对单个基站的基本功能进行测试, 以确保基站各功能单元工作正常。主要可验证基站的各备份单元是否工作正常。2环路测试(Ring Test)对单个基站的无线功能进行测试, 以确认基站的大概覆盖范围及软切换等通
24、话功能的正常实现。通过单一的基站或扇区，我们可以将具体的硬件或软件的问题孤立出来，并加以解决。3 群组测试(Cluster Test)对已完成功能和环路测试的相邻的多个基站(12-18 个) 进行测试, 以验证无线设计的实际效果, 分析所发现的问题, 并加以分类, 作为网络优化的依据。测试路线应尽可能地覆盖到所有基站和扇区的可能切换关系。主要可关注：前向导频信号强度 Ec/Io手机接收功率 mobile RX power手机发射功率 mobile TX power前向误帧率 Forward FER 导频污染 pilot pollution邻小区丢失 miss neighbor切换 hand o
25、ff 掉话 drop call连续拨打测试等第一轮测试后，应提出一个调整方案，并对调整方案加以验证，以达到预期效果。这一步骤可能需多次进行。对一些从设计和测试分析看来可能发生问题的区域和须重点关注的区域可进行室内覆盖的测试。4 全网优化(Network Optimization)全网测试的主要目的是把各群组合并，分析群组测试中发现的问题后, 提出相应的调整和优化措施, 加以验证，并对整个系统的覆盖做测试。这时应关注各群组间的切换，测试的路线应覆盖到所有群组间的切换关系。全网测试完成后，需对全网进行BENCHMARK 的测试，同时记录路测结果。 确认覆盖后，应对全网进行拨打测试。拨打测试最好能覆
26、盖所有的基站和扇区并有一定的数量（500 次） 。记录接入失败，掉话的比例。5 形成报告（Create Report）参见所附资料。6 优化目标（optimization mission）拨打测试：呼叫成功率超过 掉话率低于长通话测试：平均误码率 FER 要低于 切换掉话次数 应为单个基站测试记录测试人：- 测试时间：- 年 - 月 - 日 - 时 - 测试城市：-CDMA 基站号： - 基站名：-CBSC 配合测试人员: -一：数据检查记录第一扇区：测试点与基站的距离：-（米）手机接收功率：-（dBm ）手机接收的 Ec/Io： -现在无法得到测试结果-（dB ）PN 码： - 测试手机前三
27、位数字 -cell ID： -第二扇区：测试点与基站的距离：-（米）手机接收功率：-（dBm ）手机接收的 Ec/Io： -（dB）PN 码： -cell ID： -第三扇区：测试点与基站的距离：-（米）手机接收功率：-（dBm ）手机接收的 Ec/Io： -（dB）PN 码： -cell ID： -二：拨打测试结果记录第一扇区：MCC#-手机呼叫有线电话：成功次数 - 失败次数 - 电话号码 -手机呼叫移动电话：成功次数 - 失败次数 - 电话号码 -BBX-1 冗余测试：手机呼叫移动电话：成功次数 - 失败次数 - 电话号码 -第二扇区：MCC#-手机呼叫有线电话：成功次数 - 失败次数
28、- 电话号码 -手机呼叫移动电话：成功次数 - 失败次数 - 电话号码 -BBX-冗余测试：手机呼叫移动电话：成功次数 - 失败次数 - 电话号码 -第三扇区：MCC#-手机呼叫有线电话：成功次数 - 失败次数 - 电话号码 -手机呼叫移动电话：成功次数 - 失败次数 - 电话号码 -BBX-冗余测试：手机呼叫移动电话：成功次数 - 失败次数 - 电话号码 -OPTION: GLI 的冗余功能测试:手机呼叫移动电话：成功次数 - 失败次数 - 电话号码 -三：环路测试记录： 顺时针：第一扇区第二扇区 通过 / 失败第二扇区第三扇区 通过 / 失败第三扇区第一扇区 通过 / 失败逆时针：第一扇区
29、第三扇区 通过 / 失败第三扇区第二扇区 通过 / 失败第二扇区第一扇区 通过 / 失败注：任何与设计不符，超出取值范围或没有通过的测试项目，须注明具体原因。测试过程一：数据检查从测试仪表中记录以下数据手机接收功率，手机接收的 Ec/Io，PN 码，cell ID。手机接收功率应在-65dBm 左右，若相差 10dB 以上,须判明原因。手机接收的 Ec/Io 应在-5dB 左右，若相差 3dB 以上,须判明原因。PN 码与 cell ID 应与设计相符，否则须判明原因。二：拨打测试(含 GLI,BBX 冗余功能测试,MCC 功能测试)在第一扇区：跟 CBSC 工程师联系，激活一块 MCC 板1
30、 手机作主叫，呼叫有线电话 5 次，每次保持 30 秒。记录成功次数。2 手机作主叫，呼叫另一 CDMA 移动电话 5 次，每次保持 30 秒。记录成功次数。跟 CBSC 工程师联系，disable 该扇区 BBX, 激活 BBX 冗余板，在该扇区下1. 手机作主叫，呼叫另一 CDMA 移动电话次，每次保持 30 秒。记录成功次数。在第二扇区：跟 CBSC 工程师联系，激活另一块 MCC 板重复在第一扇区的步骤。在第三扇区：跟 CBSC 工程师，激活另一块 MCC 板重复在第一扇区的步骤。OPTION: 在做完 BBX, MCC 的功能测试后，完成 GLI 的冗余功能测试三：环路测试手机作主叫，呼叫另一 CDMA 移动电话。主叫手机作以下动作：1 从第一扇区测试点出发，沿预先选择好的环测路线，顺时针绕基站一圈。沿途观察RSSI，Ec/Io，PN 码，cell ID 等参数是否正常，观察切换速度是否正常，切换区域是否符合预计，并记录切换结果。2 从第一扇区测试点出发，沿预先选择好的环测路线，逆时针绕基站一圈。沿途观察RSSI，Ec/Io，PN 码，cell ID 等参数是否正常，观察切换速度是否正常，切换区域是否符合预计，并记录切换结果。Note: 数据检查（步骤一）和环路测试（步骤二）可同时进行江西新时空 CDMA 系统网络优化
