CDMA无线网络规划与优化

CDMA无线网络规划与优化邓军华2003.11.14CDMA的码•由于典型的m序列有限，为了解决数量上的矛盾，我们利用超长的m序列，比如•的截短码组局部相关特性的码组来代替定长短伪随机序列的相关特性。我们可以用它来码分用户；类似的，我们可以用长的m序列的截断码来码分基站•我们可以用完全正交的walsh码来码分信道•为了解决多速率业务的矛盾，在3G中我们可以采用正交可变扩频比正交码即OVSF码来实现12421215内容简介•1.1概述•1.2目标•1.3无线网络规划过程•1.4无线网络优化过程1.1概述•网络优化能够通过各种手段提高网络运行质量，增加有效覆盖，减少不必要的系统开销，增加系统有效容量或调整负荷分布，缓解阻塞，保障网络安全。•但要从根本上解决问题，必须提高规划水平，确保规划的前瞻性、准确性和和理性。网络优化的基础——网络规划•网络设计规划的好、站点布局、站高、天馈线选择合理，参数设计正确，其后的网络优化工作就能事倍功半，网络处于良性循环的状态中•规划作的差，最后网络只能陷入频繁调整、重复改造、疲于应付的境地。解决思路•一个系统设计者必须权衡各种关系以确保网络的稳固性，满足未来发展的需要，并且具有高的业务质量。•无线网络规划必须把许多因素考虑在内。它应该包括以下内容：业务分配、宏小区和微小区配置、室内和高比特率区域的规定、小区位置和站点的成本，以及环境的影响。网络规划与优化相结合•良好的网络规划包括：覆盖规划、容量规划、PN规划和参数规划。•优化部门要积极参与规划设计工作，使网络设计工作更加合理：•实际了解现有设备的实际容量、资源利用率和负荷分布情况•建立更准确的话务模型并预测该话务模型下的系统容量和分布•根据覆盖情况和周围环境及话务分布确定基站位置、站型、站高及天馈线规格。•将路测结果与覆盖预测进行比较，调整预测传输模型，提高预测的准确性内容简介•1.1概述•1.2目标•1.3无线网络规划过程•1.4无线网络优化过程1.2目标•覆盖•容量和业务量•质量规划和优化的目标•CDMA为一个自干扰系统，网络质量、覆盖、容量相互影响相互制约•目标：以最小的投资扩大有效覆盖、增大网络容量和提高网络质量。内容简介•1.1概述•1.2目标•1.3无线网络规划过程•1.4无线网络优化过程1.3无线网络规划过程•预设计阶段•最终设计阶段•系统仿真1.3.1预设计阶段•准备阶段•小区估算•工程设计•微小区网络规划•室内规划•预设计验证1.3.1.1准备阶段•在准备阶段，要建立覆盖和容量目标，规定网络规划策略，确定初始设计和工作参数小区估算•在给定区域中的无线用户数是通过将人口数乘以普及率而得到的•用户数和所提供的每用户业务量确定了所提供的总业务量•当每个小区的容量和范围已知时，就可以大致确定小区数小区估算包括•所提供的业务量•预测小区容量•射频链路预算•预测最大小区覆盖•所需的基站数射频链路预算•链路预算是对通信链路中各种损耗和增益的核算，可以分为前向链路预算和反向链路预算•在无线设计时，对前向链路进行人工计算参考价值不大，因为：•在反向链路预算中，各种因素或为已知，或可准确估计，因此结果较为可靠，二前向链路不可预测因素较多（如周围基站的干扰情况、移动台的移动速度等），因网络具体情况而不同，无法给出一个通用的取值。•尽管通常取周围基站的干扰系数3dB进行前向链路概算，但与实际情况相比，在不同网络、不同地区结果相差很大，取值很难确定反向链路预算•最大允许的空间损耗（dB)=移动台总的ERP(dBm)+基站的天线增益(dBi)-基站的天馈线损耗总基(dB)+软切换增益(dB)-正态衰落余量(dB)-基站的灵敏度•上行最大损耗（dB)=最大允许的空间损耗（dB)-建筑物或车辆穿透损耗(dB)•得到最大损耗以后我们可以根据传输模型（奥村模型、cost231模型或者递归模型）预测出最大覆盖范围来所需的基站数•覆盖一个给定区域所需的小区数可以根据容量和链路预算来计算•一个网络可以是覆盖受限或容量受限的预设计阶段•准备阶段•小区估算•工程设计•微小区网络规划•室内规划•预设计验证1.3.1.3工程设计•工程设计包括：•无线环境详细特性•控制信道功率规划•导频规划•软切换参数规划•频间切换规划•PN偏移规划•确定搜索圈•无线网络测试控制信道功率规划•总的发射功率取决于功率在导频、同步、寻呼、广播和业务信道之间如何分配•功率分配原则与功率有关PN的偏移规划•在CDMA移动通信中，不同基站和扇区的导频信号是通过相同导频PN序列的不同相位偏移来区分的•如果两个基站之间的传播延时超出了导频信号的偏移，就会出现所谓的PN混乱•PN混乱可能因来自另一基站的干扰太高，或切换到错误的目标小区上•可将若干个基站组成一簇无线区，在簇里每个基站被分配不同的PN码偏置值，在簇外可进行同PN码偏置值的复用PN码偏移量规划原则•相邻扇区不能分配临近相位偏置的PN码，相位偏置的间隔要尽可能大一些•同相位偏置PN码复用时，复用基站间要有足够的地理位置•要预留一定数目的PN码，以备扩容使用导频信号偏置的选取•PN_OFFSET的分配：不同相位偏置PN码数目：•而PILOT_WC•PILOT_WC的上限值为15•路径损耗指数g=3.84，路径损耗指数•例如:基站平均半径d=3mile，由公式•PILOT_WC•得到PILOT_WC)_*64/(215WCPILOT110*64/)6.6()10/(gTsd110*64/)6.6()10/(gTsd33•所以PILOT_WC的范围为3~15，我们选定PILOT_WC=10•PN_OFFSET的分配：•不同相位偏置PN数目：•N=51/3=17（3个扇区基站）•选39个PN分配，留12个进行扩容。•复用模式K=39/3=13•即13个小区组成一个导频复用集•51个导频分为4个子集：51)_*64/(215WCPILOT•I={1*640,2*640,3*640,…….}•II={18*640,19*640,20*640,…..}•III={35*640,36*640,37*640,…….}•IV={剩余的12个偏置}预设计阶段•准备阶段•小区估算•工程设计•微小区网络规划•室内规划•预设计验证微小区网络规划•微小区基站安装在电灯杆的高度上，因此信号趋于沿街区走廊传播•微小区网络规划的两个关键方面是拐角效应和软切换的设计无线网络规划过程•预设计阶段•最终设计阶段•系统仿真最终设计阶段•选择侯选基站•候选基站覆盖范围的初步评估•候选站址的移动测试•移动测试数据分析•更新覆盖范围预测所需参数•容量规划和业务量分析•射频候选站址选择以及草案准备•创建小区设备列表数据•PN偏移量规划验证•BSC和交换机数目、HLR和VLR信令业务量•传输容量•传输网络优化无线网络规划过程•预设计阶段•最终设计阶段•系统仿真系统仿真•系统仿真是网络规划和优化之间不可或缺的一步•仿真是在软件上进行的•—根据系统基站配置设计，模拟软件对传播模型进行仿真计算，以得到系统覆盖等概念性结果•—利用软件仿真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。内容简介•1.1概述•1.2目标•1.3无线网络规划过程•1.4无线网络优化过程网络优化的必要性•移动通信竞争日趋激烈，必须改善服务质量，加大服务范围，降低运营费用，以良好的网络质量吸引用户•网络规模的扩大、网络结构和组成日趋复杂，需要通过网络优化维持和改善网络质量•通过优化资源配置，发挥设备潜能，用最少的投资获取最大的效益•话务环境和话务模型的变化，需要调整设备资源配置，适应变化网络优化在维护建设中的位置•网络优化始终是贯穿于网络规划、建设和运维的一条主线，与网络共生共灭网络优化流程•明确优化目标•确保具备优化条件•制定单站优化方案•单站优化•完成单站优化报告•单站优化结果审核•制定小区优化方案•空载小区优化•加载小区优化•完成小区优化报告•小区优化结果审核•制定系统优化方案•系统优化•系统性能指标测试•系统优化总结报告•系统优化结果审核优化数据库的内容•基站数据：基站名称、编号、基站位置、站型、设备型号、工程情况、周围环境、机房配置等•天线数据：天线型号、天线挂高、天线增益、方位角、下倾角度（电子、机械）、前后增益和水平、垂直天线方向图、馈线型号、长度、接头类型等•测试数据：DT、CQT测试数据、客户投诉处理纪录•系统数据：话务统计、故障告警信息、仪表跟踪测试数据加强基础数据的分析•话务统计分析：关注超闲、超忙小区和性能最差小区情况，重点分析性能和话务异常小区•故障告警信息处理：综合话务分析确定故障确切位置和原因•路测数据分析：配合路测同时采集的仪表跟踪测试数据、和系统呼叫纪录，分析弱覆盖及呼叫故障的原因，详细对比优化调整前后的指标变化•CQT测试分析：综合CQT测试数据和整体路测数据，从全网角度解决重点、热点区域的覆盖•客户投诉处理：客户投诉是反映网络质量的有益补充，积极采取措施解决系统问题或提出网络发展建议，为改造扩容提供依据网络优化的主要内容•硬件系统优化—天馈系统（性能、方向、架高、高度、周围障碍物等）—传输系统（传输方式、错误廉洁、差错率等）—设备故障（各类告警、时钟偏移等）•参数优化—BSS参数（小区参数、切换参数、功率控制参数、各类定时器等）—MSC参数（路由数据、定时器、切换参数、功能选用数据、录音通知数据等）•网络结构优化—多层、多频网络使用策略—网络容量均衡策略—位置区划分•PN规划优化—使用合理PN规划原则—PN干扰分析—外部干扰源处理•邻区优化—控制合理邻区数量（注意越区覆盖小区处理）—结合实际情况调整邻区参数•容量优化—控制合理系统负荷（通过增减基站、中继、扩容等手段）—结合阻塞率等指标调整资源配置•其它优化—直放站问题—室内分布系统等网络优化工具简介•—GIS（地理信息系统）•—路测数据采集工具•—故障监测与分析系统•—后台处理分析工具•—系统模拟工具等网络优化过程介绍•设计验证阶段•现场测试阶段•测试分析阶段•反馈调整阶段CDMA网络优化常见的问题•—前相链路干扰•—边缘覆盖•—覆盖空洞•—导频污染•—容量问题前向链路干扰的种类•邻集列表丢失•突发强PN干扰•共PN干扰邻集列表丢失•解决方案：•—将该PN添加到激活扇区的邻集列表内•—若该PN已经在邻集列表内，则将其优先级提升突发强PN干扰解决方案•A、引入软切换消除突发强PN干扰小区，做法有以下几种：—a、通过增大导频功率将突发PN顺利软切换—b、通过调整天线方向角、导频功率等措施，将信号反射至原来的阻挡区以造成覆盖—c、降低切换参数T_add—d、适当增大SRCH_WIN_x窗口，以便手机发现该PNB、消除突发PN的其他办法—a、通过降低导频功率，清除突发PN—b、通过调整天线方向、下倾角、更换天线等物理方法进行优化共PN干扰•改变其中一个基站的PN值•定期对PN进行重新调整，这是一个长期艰难的工作，但对系统有很大好处！导频污染•有超过3个以上的导频信号强度差不多（电平相差不超过5dB)，则认为是导频污染。•控制无线环境从而减少导频过覆盖•降低不必要的导频功率•优化天线的物理参数（如方位角、倾角、或更换天线）•当移去不需要的导频后可在所有导频区域产生主导频如何增加小区覆盖范围•增加导频功率•更换高增益天线•如果反向链路受限，小区天线加装塔放会有一定效果常见问题的解决方法•增加某一扇区的导频功率使之有主导频•对一个或多个服务扇区的物理参数进行优化（如：天线方位角、倾角及天线类型）•在容量不受限的情况下，使用直放站增加覆盖•增加新站来覆盖空洞•在高话务区增加载波•采用波瓣宽度较窄、增益较高（比如30度、18~21dBi）的天线来覆盖某一建筑物•建筑密集区可用六扇区方式来解决，但要根据路测接过来调整天线的物理参数优化为下期工程提供设计依据•优化后确定了已覆盖的地域、地点的详细边界•优化后确定了未覆盖的地域、地点的详细边界•优化后明确了未能满足系统性能指标的地区•优化后了