CDMA系统接续时长优化方案研究

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1、CDMA系统接续时长优化方案研究摘要随着用户对网络要求的提高，网络质量成为了决定移动通信运营商命运和发展的重要因素。网络优化已经成为了各大移动通信运营商工作的重点。目前，运营商们关心如何在现有的网络基础上，通过优化最大限度地挖掘网络潜力以提高网络利用率。本论文在首先深入对CDMA系统原理进行了研究，结合现有的CDMA网络，针对目前CDMA网络反映较为突出的问题-接续时长较长进行分析与研究，通过研究，提出并组织实施了优化方案，实施后接续时长大幅度缩短。关键词：CDMA移动网络，接续时长，优化AbstractUnder the requirements of network improvement

2、s by the users, the quality of network dominates the fate and development of mobile operators .Network optimization has become a major job for mobile communication operators. At present, operators mainly concern about how to improve the network utilization rates by optimizing to dig the maximum pote

3、ntial of present network.In this paper, a deep study of the principle of the CDMA system is presented first. Then the prominent problem of overlong access time which is currently reflected in existing CDMA network is analyzed and researched. After that optimized schemes for this problem are proposed

4、 and executed so that access time is reduced significantly.Keywords: CDMA mobile network, access time, optimization1绪论随着移动通信运营商竞争的加剧和网络大规模建设的放缓，各大移动通信运营商的移动通信网不论是从覆盖还是从容量来说，都已经具备了一定得规模，网络的硬件投入使得移动通信网的良好运行得到了基本的保障。随之而来的是运营商们在已有的硬件网络上，如何通过小规模的建设和调整，通过网络优化的技术手段，将网络的性能和设备的利用率进一步的提升，以发挥设备最大化的使用效率，达到节省投资，

5、增加利润的目的。由此，网络优化工作在各大运营商里面，由以前下属于维护作业的地位，逐步被提到了一个更高于维护作业的地位。网络优化的工作性质也得到了很大的转变，由以前的无线网络的优化工作转变为以提升用户感知为基础，在此基础上合理规划网络、提升网络资源利用率，及时消除网络隐患、降低网络运行风险，建立网络优化的快速反应机制，提升用户端到端的网络和业务质量。本文通过对CDMA系统接续流程的详细分析，认为接续时间过长会导致用户的感知和网络指标的下降，为了更好地服务于用户，本文专门针对CDMA网络的接续时长问题进行了研究，并正式提出该课题的优化方案。2CDMA系统的原理和特点2.1 CDMA系统的基本原理C

6、DMA系统为系统中的用户分配一个唯一识别的码序列（扩频码），并用这个码序列对信号进行编码。用户端的接收机对收到的信号用相同的码序列进行解码，由于每个用户的码序列间的互相关性非常小，用户就能唯一地解码出正确的信息。用于编码的码序列的带宽远大于信号的带宽，编码的过程中扩展了原有信号的频谱，所以这个编码的过程也称为扩频调制，扩频后的信号称为扩频信号。扩频调制必须满足以下两个基本要求：1用于扩频的码序列的带宽必须远大于原信息的带宽。2扩频产生的射频信号的带宽与所传递的信息无关。扩频信号的带宽Bt与信息带宽Bi的比值称为扩频系统的处理增益Gp，Gp=Bt/Bi。解码时接收机采用相同的扩频码，与接收到的信

7、号进行运算，就能恢复出扩频信号所携带的原始信息。扩频信号扩展了原有信号的频谱，它具有以下与窄带信号不同的性能：多址的能力、抗多径干扰的能力、具有隐私的性能、抗人为干扰的能力、具有低载获概率的性能、具有抗窄带干扰能力。CDMA系统根据其采用的扩频调制方式的不同，可以分为以下几种扩频方式：直接序列扩频（DS）、跳频扩频（FH）、跳时扩频（TH）和复合式扩频。2.2 CDMA系统的主要特点CDMA系统由于扩频、多址接入、蜂窝组网和频率再用等几种技术，包括频域、时域和码域三维信号的处理，具有抗干扰性好、抗多径衰落、保密安全性高、频率复用度高、要求的载干比(CI)小于1、软容量等特点。CDMA系统但小区

8、容量理论上是模拟网的20倍。在实际应用中考虑质量的要求，是模拟网的10倍，是GSM系统的4-5倍。CDMA系统相比GSM系统而言话音的质量很高，它的声码器能动态地调整数据的传输速率，并根据算法调整发射功率，即使在很嘈杂的环境下，CDMA也能保持良好的通话质量。CDMA系统的软切换技术也更优于GSM系统，移动台能同时与两个以上的小区进行连接，先连接再切换。更软切换指的是一个小区内不同扇区间的软切换。移动台在上行链路中发射的信号被两个基站所接收，经解调后转发到基站控制器（BSC），下行链路的信号也同时经过两个基站再传送到移动台。移动台可以将收到的两路信号合并，并起到分集的作用，因为处理过程是先通后

9、断，故称为软切换，而一般的硬切换则是先断后通。在抗多径衰落方面，在不同多径信号的延迟差不超过一个伪随即序列码码片长的情况下，RAKE接收机可将不同的多径信号分别识别，多用户信号检测，或称为联合检测与干扰消除技术则提供了一种有效地减少多址干扰的方法，从而增加了系统的容量。3CDMA呼叫流程中各定义环节时延分析我们对室内、室外、DT（drive test）和BSC边界分别选择了不同的无线环境进行了测试，根据测试方法的要求，对测试中各个不同的环节的时延进行了统计，下面是对数据进行统计后的评估分析结果。这里需要说明的是所有环节中牵涉到手机和基站之间的无线传输时延为：20毫秒到400毫秒。对于每个测试点

10、测试到的时延数据进行了平均及方差的统计。分析的每个测试点在不同地区、不同无线环境的时延情况，找出了存在的问题，得出了呼叫时延测试的结论。3.1CDMA主叫时时延的分析这里的时延包括空间无线传输的时延，大约为600800毫秒左右，我们可以看到，MO1的均值方差密切与无线环境的质量相关。主要原因为前反向链路的不平衡造成的：a.前向的导频弱，或受干扰等因素导致误码率较高，系统的前向BSC对接入请求确认消息不能被手机成功解调，手机重复发送probe试探。b.反向增益强度不够或者搜索窗的宽度不够，手机的接入请求不能被系统正确解调，手机重复发送probe试探。室内无线环境差的点，直放站的覆盖同时影响了前向

11、和反向的信号质量，特别是对反向的放大率太高导致了基站反向接收灵敏度的严重下降，使得该点的MO1为所有的测试项目中指标最差的。而路测无线环境差的原因是由于手机在无线环境变化频繁的区域运动时，经常发生发送probe试探时已经移动进入新的主导频的覆盖区域。而原有的主导频已经不够强甚至消失，但手机没有开启接入切换功能Access Probe Handoff，不能将后继的probe试探向新的导频小区进行发送。3.2 CDMA被叫时的时延分析手机接收到寻呼请求到发出第一帧的接入探针（MT1）：手机在空闲的模式下对寻呼消息进行监听。如前面所述，NLM，CCLM，SPM，ESPM以及APM。在APM中用ACC

12、_MSG_SEQ参数标识序列。而其他4种消息则用CFG_MSG_SEQ参数标识序列。在GPM消息中也同时包含了ACC_MSG_SEQ参数和CFG_MSG_SEQ参数的号码。这里我们把这种序列称之为消息序列组。如果测试手机将某一个消息的序列组的所有5个广播控制消息都全部解调成功过至少一次，则测试手机的记忆库里面存储着该消息序列组的状态已更新。如果这时发生了空闲小区的切换或者APM的鉴权码更新，手机就听到新的任何一帧寻呼消息中就含有新的消息序列组，而手机将将该消息序列组设置为未更新的，直到将5种消息都全部解调过至少一次。4CDMA系统接续时长优化的方案4.1天馈的优化通过调整天线的角度，排除越区覆

13、盖，严格控制各个小区的覆盖范围。由于部分基站选址的原因，基站高度过大，机械俯仰角已经超过12度的这种情况可以采用电调天线，通过电子预置下倾角的方式，调整天线的覆盖范围，尽量保证天线的主波瓣方向在我们需要覆盖的区域。个别天线高度超过50米的情况，可采用物理降低天线的高度的办法来避免越区覆盖。尽量保证在同一个区域只有一个主覆盖小区，这样会提高网络的信号质量，同样也就更大地提高了网络的容量。同时，也可以考虑通过调整功率的方式来配合天馈的调整。天馈的各种无线性能的正常也是天馈优化必须要重点检查的地方，避免天馈由于施工的原因接反，天馈接反是优化过程中经常遇到的问题，它会导致接入失败、掉话等问题，对接续时

14、长的影响也是很大的。4.2 CDMA直放站的优化直放站在CDMA系统中的应用十分广泛，宽带的CDMA无线直放站在放大基站信号的同时，由于设备本身的原因，会引入一定量的噪声，就算在没有任何输入信号的情况下，直放站也会发出杂散信号，这个相当于一个带内的干扰源。由于CDMA系统是一个自干扰的系统，当直放站引入的干扰过大时，网络的质量和容量就会受到明显的影响，有的甚至会导致网络瘫痪。根据经验，对直放站的优化可以从以下几个方面开展：1、对直放站施主基站的选择：在无线条件良好的情况下，无线直放站的施主小区要选择信号强度和信号质量最优的小区，同时也要关注施主小区的负荷条件，尽量选择负荷小的小区作为施主小区。

15、光纤直放站的传输时延不能过大，否则路径消耗太大直放站不能正常工作，同时搜索窗也应该要做相应的设置，一般的情况下光纤直放站的路由距离不应该超过10公里。2、直放站上行增益的设定：直放站的上行增益和室内分布系统干线放大器的增益设置不当都会使无线链路上下行不平衡，上行过大会对系统产生干扰，造成通信阻塞，上行过小会导致接入失败和接续时间过长。在现场调试时，单个直放站的引入应该对基站的接收灵敏度影响小于2dBm，当有多个直放站接入同一个基站的同一小区时，在调试时应保证整体对基站的接受灵敏度的影响不大于2dBm。在后台的网管系统上也能对这个影响进行实时监测，具体的做法为观察BSC上基站的接受电平值应该要低

16、于-110dBm。3、直放站的下行增益的设定：直放站的下行增益和室内分布系统干线放大器的增益设置不当都会使无线链路上下行不平衡，下行增益过大，会导致上行链路的不平衡，表现为用户呼叫的接续时间变长，下行增益过小，又会导致覆盖不足。根据优化经验，在一般的情况下，下行增益的设置应大于上行增益约2-3个dBm，这样既能达到良好的覆盖，用户的感知也不会受到影响。在室内覆盖区域，由直放站引入的施主小区的主导频信号的Ec/Io应好于-6db。同时由于直放站设备没有软切换增益，所以在考虑直放站的施主小区时应该尽量不要引入软切换的信号，对于无线直放站，这个尤其困难。4.3比较典型的优化案例1、手机多次发送接入试

17、探，系统显示只接收到一次接入试探。具体表现：每次呼叫接入手机发送了多次Probe，但系统log却显示基站只收到一个probe。原因分析：系统反向增益过低。解决方案：INIT_PWR13db，PROBE_BKOFF 1BKOFF 1Probe_PN_RAN 13首先提高INIT_PWR，根据该基站的话务量的统计情况，如果基站较闲，则提高3dBm，时观察基站忙时是否会出现拥塞，如果出现了拥塞现象，就修改方案里面的后三个参数，通过随机的错开各个用户的接入序列，避免用户同时起呼，以减少接入碰撞的可能性。2、手机多次发送接入试探，系统显示接收到多次接入试探。具体表现：每次呼叫接入手机发送了多次Probe

18、，在系统log上显示基站也收到多个probe。原因分析：前向的增益不够或受到干扰，信号误帧率高解决方案：MinpilotTototalpowerRatiotxpowerlimitedoffset首先我们采用解决导频干扰问题的物理做法，调整了原基站的天馈参数，解决了导频污染的问题，同时采用手持式频谱仪对覆盖区域进行清频，在解决了这些问题后，发现该处了信号导频污染得到了明显的改善，信号误码率也得到明显改善。3、手机拨出号码后开始接续的时延过大。具体变现：在按下“send”键后，测试后手机发出probe试探之间的时延大于1秒。原因分析：由于该区域小区的覆盖较多，切换频繁，手机同时收到5个广播控制消息

19、，来不及更新。解决方案：开启该点的覆盖小区的接入切换AccessHandOff功能，并添加设置接入小区的相邻关系。手机在发起呼叫时，由于覆盖小区过多导致的频繁切换不仅会影响“按下send到发出试探probe”和MT1时长标志的时延，同时也会导致MO1/MT2时长标志的延长。通常我们会选择开启接入切换功能，在网络质量不好的情况下能有效降低呼叫时频繁切换导致的呼叫延时。但是在接入切换功能打开的情况下，手机在接入的过程中监测到几个覆盖小区的导频强度强弱顺序发生变化，手机就会额外地消耗0.52秒的时间来进行接入切换。在前面的章节我们已经讨论过接入切换功能在无线环境非常好的情况下会使接入时延增长，但在无

20、线环境不好的地方，无线环境越差，接入切换对网络接续时长的改善效果越明显。结论CDMA移动通信系统和其他的无线通信系统一样，在无线覆盖部分具有很多不确定的因素，这些因素往往不是纯粹的技术和理论能够有效解决的问题，很多与通信技术无关的问题，诸如城市的建筑风格、用户群的生活习惯、环保的意识、对无线通信的正确认识等，这些问题往往也会造成无线通信网质量好坏的很大区别。在排除了这些问题后，我们才能得到一个比较符合理论和无线技术的优化环境，在CDMA网络时长的分析研究过程中，我们充分体会到了无线网络优化的艰巨和复杂，只有不断地开展无线网络的优化工作，才能提供给用户一个满意的网络。网络优化工作是一项长期的、持续的工作，网络质量的保障不要在不同的阶段进行不同的优化保障工作，该工作需要逐渐进入日常化，同时也需要我们不断地进行研究和探索。参考文献1张业荣等.蜂窝移动通信网络规划与优化.电子工业出版社，2003:45-462张威.GSM网络优化-原理与工程.人民邮电出版社，2003:14-153韩斌杰.GSM原理及其网络优化.机械工业出版社，2001:88-895 / 5文档可自由编辑打印