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CDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化淺析
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(yíng)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(yíng)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。“硬件優(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。
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