本科毕业论文3G移动通信系统的无线网络优化CDMA2000

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1、河南理工大学本科毕业论文本科毕业论文_3G移动通信系统的无线网络优化摘要第三代移动通信系统的运营牌照已经在中国发放，针对3G系统无线网络优化技术的研究也日益呈现出紧迫性与重要性。本文根据3G移动通信系统的技术标准，阐述了目前主流的三种3G系统WCDMA系统、CDMA2000系统和TD一SCDMA系统的无线网络特性和空中接口的无线帧结构，并通过综合比较的方法分析了它们之间的异同:三种3G系统的基础技术都是码分多址CDMA技术，但系统特性及空中接口上有着各自的特点，特别是TD一SCDMA系统在采用了时分双工TDD技术的同时利用智能天线技术实现了空分多址SDMA技术，极大地提高了无线频谱利用率。同时

2、指出这三种3G系统在中国的发展前景:WCDMA系统技术最成熟，商用最广泛;CDMA2000系统升级成本最低，升级速度最快:TD一SCDMA系统新技术最多，政策优势最多。接着详细描述了移动通信系统无线网络优化的流程与方法。同时结合自身的实际工作，通过杭州电信富阳区CDMA2000系统无线网络优化工程的具体过程，指出了无线网络优化在移动通信系统日常维护工作中的重要性与系统性，并验证了优化工作对无线网络的性能改善。最后，总结上述的研究、学习与工作，归纳出本课题的结论。关键词：WCDMA CDMA2000 TD一SCDMA 无线网络优化AbstractThe operating licence of

3、the third generation mobile communication system has been issued in China,and the technology of the wireless network optimization research for 3G system has been shown a growing urgency and importance.According to the technical standard of the 3G mobile communication system，it elaborated three kind

4、of mainstream 3G systems at present,WCDMA system，CDMA2000 system and TD-SCDMA system,and elaborated the characteristic of wireless network and the frame strueture of radio，and it gets the similarities and differences between them through analyzed by synthesis comparison: their foundation technology

5、is the multiple access technology of the code division，but their system performance and the structure of radio has respective characteristic，Specially，TD-SCDMA system used duplex technology of time division and the smart antenna to realize multiple of space division，and it raised the frequency spect

6、rum of the wireless. It points out the prospect of three kind of 3G system in China simultaneously:the technology of the WCDMA system is maturest，and its commercialization is the most widely spread; The upgrade cost of the CDMA2000 system is lowest，and its promotion speed is the quickest;The new tec

7、hnology and the superiority of policy of on TD-SCDMA system are most.Then it described the flow and the method of the wireless network which optimize about the mobile communication system in detail. and it pointed out the importance and the systematic characteristic of the wireless network which opt

8、imizes in the mobile communication system ,through the project process of wireless network optimization HZCTFuyangs CDMA2000 system，and it has confirmed the optimized work to the wireless network performance improvement. Finally,it summarizes the above researeh,the study and the work,and induces the

9、 conclusion of this topic.Keywords：WCDMA；CDMA2000；TD-SCDMA；Wireless Network Optimization40目 录1 绪论21.1 移动通信系统网络优化的目的及意义21.2 网络优化研究背景31.3 论文内容安排32 3G移动通信系统无线特性与技术比较52.1 3G移动通信系统标准52.1.1 3G系统的目标与特征52.1.2 3G系统主要技术标准62.2 CDMA系统的优点与关健技术82.2.1 CDMA系统的优点82.2.2 CDMA系统关健技术102.3 WCDMA系统无线特性112.4 CDMA2000系统无线特性

10、122.5 TD一SCDMA系统无线特性132.6 3G系统无线特性优缺点比较152.7 3G系统标准的技术比较163 移动通信系统无线网络优化技术203.1 网络优化内容203.2 网络优化技术213.2.1 网络优化的主要目标213.2.2 网络优化的流程213.2.4 网络优化措施233.3 CDMA系统网络优化的难点243.4 优化与规划的不同254 CDMA2000系统无线网络优化274.1概述274.2 主要工具及重要参数284.3 系统优化的主要工作304.4 系统性能指标优化314.5 优化结果32结束语36致谢38参考文献391 绪论1.1 移动通信系统网络优化的目的及意义移

11、动通信系统无线网络的性能随着网络的发展、用户数量的变化及用户分布的变化而不断发生变化。因此，无线网络优化是移动通信系统实际运营过程中的一个非常重要的环节，是运行维护工作中的一个非常重要的组成部分，是在保证网络设备正常运行的前提下，根据系统的实际表现、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，使无线网络性能得到逐步改善，以达到在现有的系统配置下为用户提供最优的服务质量，即最佳的覆盖、满意的信号强度、最佳的通话音质和最低的掉话率等。通过不断地进行有效的网络优化，可以使移动通信网络性能得以逐步改善，充分利用移动通信网络的现有配置为用户提供稳定、优质的服务，同时提高系统的设备利用率

12、、提高系统容量，以接纳越来越多的用户。网络优化工作是一个周而复始的循环过程，贯穿于移动通信网络运行的整个过程。只有不断地对网络进行优化，不断地提高网络性能，才能保证移动通信网络的服务质量和市场竞争力。网络优化指的是通过参数采集、统计分析、信令跟踪、路测信息采集分析等多种手段对整个移动通信网络进行综合分析，以找出网络中实际存在的问题，并通过调整移动通信网络的软硬件配置及系统参数，使整个网络达到最佳的运行状况，使有限的网络资源能高效地被利用。无线网络优化是一项复杂的系统工程，包括了一系列的优化方式，如覆盖优化、话务量优化、设备优化、干扰分析等。这一方面是要对无线网络运行中存在的诸如覆盖不好、话音质

13、量差、掉话、网络拥塞、切换成功率低及数据业务性能不佳等服务质量问题予以解决，使无线网络达到最佳的运行状态，另一方面，还要通过优化无线网络资源配置，对整个无线网络资源进行合理地调配和运用，以适应新的业务需求和网络发展的情况，以最大程度地发挥出现有设备的能力，从而获取最大的投资效益。1.2 网络优化研究背景我国已经确定了将WCDMA、CDMA2000、TD一SCDMA三种技术作为国内的3G系统标准，并已在国家信产部的指导下在部分城市对三种标准的3G系统进行了阶段性的试验。而这三种技术都以CDMA技术为基础，所以CDMA移动通信网络必定成为国内规模最大的移动通信网络。由于移动通信市场的竞争日趋激烈，

14、虽然CDMA网络建设日趋成熟和完善，但建设一个覆盖面更广，能提供高速数据业务的高质量CDMA网络既是用户的实际需求，也是运营商下一步网络建设的重点。无线网络优化将会是CDMA系统在实际运营过程中的一个绝对重要的环节。CDMA系统在运营过程中需要逐渐扩容和不断优化，一是为了能够给系统的当前用户提供更加优质的无线网络服务，二是为了提高系统容量，以接纳越来越多的用户，确保系统高质量、高效率地运行，使移动通信运营商现有的网络资源获得最佳效益。而移动通信网络中出现的问题大多数在网络规划阶段是不可能预料到的，只能通过网络建成后进行无线网络优化来解决，因此无线网络优化的问题将日益重要，必须保证对正常运行的移

15、动通信网络进行持续不断地优化。1.3 论文内容安排本文主要根据3GPP和3GPP2中的WCDMA、CDMA2000和TD一SCDMA这三种3G系统的技术标准，以比较的方式分析它们的无线特性及系统特点，同时阐述了移动通信系统无线网络优化的流程与方法，并以2G系统无线网络优化的理论与经验为基础，根据杭州电信富阳区CDMA2000系统无线网络优化工程的具体实例，进一步研究3G系统无线网络优化的技术特点。在本课题进行期间，经查阅许多有关3GPP和3GPP2的3G系统的无线网络标准及相关理论研究与技术资料，对中国已经采用的三种3G系统标准进行比较分析和综合研究，最后以这三种标准的系统性能及技术特点为依据

16、，结合自己的实际工作，深入研究移动通信系统无线网络优化的流程及方法。同时，以杭州电信富阳区CDMA2000系统的无线网络优化工程，针对现网的无线系统接通率、寻呼成功率和呼叫建立成功率指标进行了全网的优化，通过这次优化工程，修复了一些硬件故障，调整了一些软硬件资源，优化了一些系统配置参数，改善了LAC边界及基站无线覆盖，使得杭州电信富阳区CDMA2000系统的无线网络性能和用户感受度有了很大提高。在以上研究基础上，最后总结出这三种3G系统的技术异同、无线网络优化的特点及无线网络优化的系统性与重要性。2 3G移动通信系统无线特性与技术比较2.1 3G移动通信系统标准移动通信科技发展飞速，加速了移动

17、通信市场的发展，用户对移动通信系统的性能及功能需求变得越来越高。目前使用的第二代(2G)移动通信系统(下文中简称2G系统)的无线频率资源己经趋于饱和，而且2G系统在高速率数据新业务上受到技术所限制，己经无法再进一步满足移动通信网络的发展需求，国际电信联盟ITU(International Telecommunication Union)于1985年提出了第三代(3G)移动通信系统(下文中简称3G系统)的概念，因其准备在2000年左右提供商用，且其工作的频段也在2000MHz左右，所以3G系统在1996年被正式命名为 IMT-2000(International Mobile Telecommu

18、nication一2000)系统。2.1.1 3G系统的目标与特征为了真正实现移动通信用户能全世界漫游，并享受高质量、高速率的无线宽带网络，3G系统提出的目标具备了频段全球性和数据高速性:(l)3G系统在全球使用统一的频段、统一的标准，以便于真正实现全球移动通信网络的无缝覆盖;(2)3G系统具有比2G系统更高的频谱效率，因此建设成本显得更低;(3)能够提供更高的无线网络服务质量Qos(Quality of Service)和安全保密性能;(4)能够提供更大的移动通信系统容量，且便于从2G系统过渡及演进;(5)能提供各种环境下的多种业务，传输速率要求最高能达到2Mbit/s，其中车速环境为144

19、kbit/s，步行环境为384kbit/s，室内环境为2Mbit/s。基于以上的设计目标，3G系统的标准具备了2G系统所不具备的以下几点特征:(l)支持大容量话音业务及高速率数据与图像传输业务等;(2)可以在第二代的GSM系统和CDMA系统的基础上，实现向3G系统的平滑过渡;(3)3G系统采用了无线宽带技术，采用了复杂的编译码及调制解调算法，运用了快速功率控制、多址干扰对消、智能天线等2G系统中未使用的先进技术。2.1.2 3G系统主要技术标准2005年5月，国际电信联盟ITU批准了3G系统IMT-2000无线接口的5种技术标准，WCDMA和CDMA2000两个宽带CDMA技术是其中最为主流的

20、两种技术，主要采用频分双工FDD(Frequency Division Duplexing)技术，而我国提交的TD一SCDMA是其中最主要的CDMA时分双工TDD(Time Division Duplexing)技术之一。我国目前已经将WCDMA系统、CDMA2000系统和TD一SCDMA系统确定为国内3G商用的三个标准，并且指出将大力扶持“国产标准”TD一SCDMA系统。(l) WCDMA系统WCDMA技术的代表厂商有瑞典的爱立信、芬兰的诺基亚、日本的NTT等。全球移动通信系统UMTS是欧洲电信标准组织ETSI(European Telecommunications Standards In

21、stitute)提出的使用WCDMA技术作为空中接口技术的3G移动通信系统，因而通常也被称作WCDMA系统。WCDMA系统支持频分双工FDD和时分双工TDD两种双工方式。在频分双工FDD方式下，WCDMA系统的上下行链路各占用5MHz的频带，而在时分双工TDD方式下，其上下行链路时分复用同一个5MHz的频带。目前全球移动通信系统UMTS标准的发展主要采用了WCDMA技术的频分双工FDD方式，故下文中所述的WCDMA系统若无特殊说明，皆指频分双工FDD方式的WCDMA系统。(2) CDMA2000系统CDMA2000技术的代表厂商有美国的高通、朗讯、摩托罗拉和北方电讯。这一技术标准基于IS一95

22、窄带CDMA技术，因而受到了CDMA发展组织 CDG(CDMA Development Group)等IS一95窄带CDMA技术协会和标准化组织的支持。CDMA2000系统的特点是反向(上行)链路信道连续导频、相干接收，前向(下行)链路发送分集，电磁干扰影响小。(3) TD一SCDMA系统TD一SCDMA是时分同步码分多址(Time Division Synchronous CDMA)的缩写，由中国信息产业部电信科学技术研究院CATT(China Academy of Telecommunications Technology)、大唐移动通信设备有限公司首席科学家李世鹤博士为首的团队具体制订，

23、由中国标准化协会CAS(China Association for Standardization)和中国CWTS(现CCSA)代表中国向国际电信联盟ITU和3GPP组织提交的3G系统的三大主流技术之一。这是世界通信史上第一个得到国际组织接纳的中国独立提出的通信技术标准。TD一SCDMA是一种集频分多址FDMA、码分多址CDMA、时分多址TDMA和空分多址SDMA技术为一体的3G移动通信技术，采用了 1.6MHz载波带宽。其上下行链路可以不对称，故具有频谱利用率高、发射功率低等优点，非常适合于互联网浏览、视频点播等非对称高速率的移动数据业务和在线多媒体业务。2.2 CDMA系统的优点与关健技术

24、2.2.1 CDMA系统的优点CDMA是码分多址Code Division Multiple Access的英文缩写，是在扩频通信技术上发展起来的种新型的无线通信技术。CDMA以宽带扩频技术为基础，其特点是抗干扰性强，频谱利用率高，容量大，因而是3G系统标准中的最主要的空中接口技术。CDMA无线系统主要具有以下几个优点:(l)覆盖范围广CDMA系统的小区覆盖范围随着负载的变化而变化，在网络无负载的情况下，其小区的覆盖半径是标准GSM系统的3倍，在每个小区20个信道的负载情况下，其小区的覆盖半径是标准GSM系统的2倍。而对于上行链路，CDMA系统比标准GSM系统高5dB增益，因此在相同的覆盖范围

25、内CDMA系统需建设的基站较少。(2)系统容量大CDMA系统采用了扩频技术来提高处理增益、增大系统容量;其频率复用因子为l，因此相同带宽下的系统容量大、频谱利用率高，CDMA在相同频谱情况下的容量是标准GSM系统的5.5倍。CDMA系统还使用话音激活技术来提高系统容量，用软切换技术增加反向容量。(3)话音质量高CDMA系统采用了自适应多速率AMR、8kbit/EVRC、8k/13k等语音编码技术，有很好的背景噪声抑制功能。CDMA系统的8kbit/s话音质量可相当于GSM系统的13kbit/s话音质量，而其13kbit/s的话音质量可接近于有线电话的话音质量。CDMA系统使用RAKE分集接收技

26、术以克服衰落、提高话音质量，使用软切换技术更可以有效地减少掉话。(4)系统软容量CDMA系统是一个干扰受限系统，其网络容量受到干扰的限制，通过降低接收机的接收门限来提高误帧率，可以增加网络容量，也可利用CDMA系统的小区呼吸效应，减小重负荷小区的导频发射功率，达到缩小小区半径，降低网络容量的目的。(5)功率控制精CDMA系统采用精确的功率控制技术，使得所有用户终端发出的无线信号在到达基站时的功率基本相等，这样有效地降低了用户间的干扰。(6)采用软切换WCDMA系统和CDMA2000系统采用了软切换技术，而TD一SCDMA系统则采用了接力切换技术，这些切换技术可以更有效地降低掉话率，提高系统容量

27、，改善话音质量。(7)发射功率低CDMA系统以扩频技术为基础，用带宽换取较低的信噪比;使用精确的功率控制技术，降低了用户终端的平均发射功率，减少对人体和环境的辐射，并延长了用户终端的电池使用时间。CDMA终端的发射功率约0.2W，而GSM终端的发射功率约1一2W。(8)用话音激活CDMA系统采用话音激活技术，避免了无话音时无线信道资源的浪费，这同样起到了提高系统容量的作用。(9)保密性能好因为采用码分多址技术，其复杂的编译码及调制解调技术确保系统具有良好的保密性能。2.2.2 CDMA系统关健技术(l)功率控制技术CDMA系统中所有的用户终端使用同一频段的无线信道，用户间使用地址扩频码加以区别

28、。由于多个用户终端的随机接入，所用的地址扩频码在一般情况下不能达到严格正交，结果导致各用户间相互干扰，即多址干扰，而干扰的大小将会直接影响到CDMA系统的容量。此外，如果在上行链路中小区内的所有用户终端的发射功率都相同，则由于各个用户终端与基站之间的距离的不同而造成距离基站近的用户终端无线信号强、距离基站远的用户终端无线信号弱，产生所谓的“远近效应”。在CDMA系统中采用功率控制技术以有效地解决这些问题，而反向功率控制就是为了让用户终端到达基站接收天线的功率达到基本相同。(2)软切换技术CDMA系统为了消除GSM系统在硬切换过程中普遍出现的“乒乓效应”问题，采用了软切换技术，当用户终端从一个基

29、站覆盖范围移动到另一个基站覆盖范围时不中断原有的呼叫连接，而同时与多个基站连接实现切换过程。由于TD一SCDMA系统采用了时分双工TDD方式，因而其提出了一种接力切换技术，以弥补硬切换与软切换技术的不足。(3)RAKE分集接收技术为了充分利用空间无线传输中的多径信号分量，CDMA系统采用了分集技术来改善无线传输的可靠性。分集技术是一种在时域、频域或空域中将信号分散与收集的技术。CDMA系统的分集主要有三种:时间分集、频率分集和空间分集。(4)多用户检测技术CDMA系统中的多址干扰在异步传输信道和多径传播环境中尤其严重，且随着同时接入系统的用户数的增加，多址干扰也会增加，使系统容量受到限制。多用

30、户检测是引用信息论并通过严格的理论分析后提出的一种新的抗多址干扰的技术，而且还可抵抗多径干扰和远近效应。CDMA系统中的多用户检测技术是综合考虑同时占用某个信道的所有用户或一些特定用户，消除或减弱其他用户对其中任一用户的影响，并同时检测出所有这些用户或这些特定用户信息的一种无线信号检测方法，其最主要的用途是提高系统带宽效率，获得系统容量的提升和覆盖范围的扩大。2.3 WCDMA系统无线特性（1）WCDMA系统特性WCDMA系统采用了与2G系统相似的网络结构，其核心网基于GSM系统核心网的演进，保证了与GSM系统网络相兼容，便于从2G系统到3G系统实施平滑过渡。WCDMA系统的基站支持同步或导步

31、两种方式，在导步方式下可以不使用GPS精确定时，因而不受GPS的限制，组网更为方便、灵活。WCDMA系统的无线接入网采用的码片速率为3.84Mchip/s，支持可变速传输;载波间隔5MHz，土行链路的调制方式为BPSK，下行链路的调制方式为QPSK。其无线信道分别采用了三种编码方式，话音信道采用卷积码(R=1/3，K=9)进行内部编码和Veterbi解码，数据信道采用 Reed Solomon编码，而控制信道采用卷积码(R=1/2，K=9)进行内部编码和Veterbi解码。WCDMA系统采用快速闭环、开环和外环三种精确的功率控制方式，支持软切换和更软切换。（2）WCDMA系统无线帧结构WCDM

32、A系统的物理信道可按时间分为三层结构：超帧、无线帧和时隙。一个超帧长为720ms，分为72个无线帧，一个无线帧长为10ms，分15个时隙，每个时隙666.7us，每个时隙含2560个码片，故WCDMA的码片速率为2560*15/10ms=3.84*10chip/s。其无线帧结构如图:图 1 WCDMA无线帧结构WCDMA系统工作在频分双工FDD模式下，其上下行链路分别使用两个独立的5MHz带宽的载波，其上下行链路中采用基于导频符号或公共导频的相干检测。2.4 CDMA2000系统无线特性（1）CDMA2000系统特性CDMA2000系统同为IMT-2000的三大主流技术标准之一，是从IS一95

33、窄带CDMA技术演进而来的，代表了一个体系结构，包含了一系列子标准。其网络结构发展自IS一41标准，无线接口标准来源于IS一95，故与GSM系统不兼容，仅兼容于IS一95窄带CDMA系统。CDMA2000系统目前支持单载波(lx)和三载波(3x)两种方式，单载波占用带宽l.25MHz，三载波则占用带宽3*l.25=3.75MHz。但3GPP2对于CDMA2000系统的三载波无线方式的研发及标准制定已经停止，而主要发展基于单载波方式的增强速率版本lxEV及其后的空中接口演进AIE。（2）CDMA2000系统无线侦结构在CDMA2000系统的一系列演进标准中，第一个真正达到3G系统标准的是CDMA

34、2000lxEV-DO系统标准，因此以下对CDMA2000系统空中接口的说明都将以CDMA2000lxEV-DO系统为例。CDMA20001xEV-DO系统的无线帧由16个连续的时隙组成，帧长26.67ms。时隙是其基本的时间单位，一个时隙长l.667ms，分为两个半时隙(1024个码片)，每个半时隙都包含导频部分、MAC(Media Access Control，媒体接入控制)部分和数据部分。若有业务或控制数据传输时，时隙处于激活状态，被称为激活时隙Active Slot，各信道按一定顺序、码片长度进行复用;若没有业务或控制数据传输时，时隙处于空闲状态，被称为空闲时隙 Idle Slot，只

35、传送MAC信息。其无线帧结构如下: 图 2 CDMA20001xEV-DO无线帧结构2.5 TD一SCDMA系统无线特性（1）TD一SCDMA系统特性TD一SCDMA系统的设计目标是要建立一个具有高频谱效率和高经济效益的3G系统，因此被设计为不管是对称业务还是非对称业务都能达到最佳性能的3G系统。TD一SCDMA系统工作在时分双工TDD方式下，在周期性重复的时间帧里传输基木的TDMA突发脉冲，而且通过周期性地转换传输方向，TD一SCDMA系统允许在同一载波上交替地进行上下行链路传输。TD一SCDMA系统的无线传输方案是频分多址FDMA、时分多址TDMA和码分多址CDMA三种基本传输技术的综合应

36、用，而且其所使用的智能天线技术及联合检测技术，是空分多址SDMA技术的具体实现。TD一SCDMA系统采用其独有的接力切换技术，切换时延少、切换成功率高且无线信道利用率高。这些先进技术的运用使TD一SCDMA系统大大降低了小区间的干扰，频谱利用率有明显提升。（2）TD一SCDMA系统无线帧结构TD一SCDMA系统的码片速率为 1.28Mcp/s，载波间隔为 1.6MHz，其最大特点是不需要成对的载波频带，可在一个载波带上采用时分双工TDD方式工作，因此TD一SCDMA系统既有CDMA系统的特性，又有TDMA系统的特性。TD一SCDMA系统的物理信道结构按时间分为四层结构:超帧(系统帧)、无线帧、

37、子帧和时隙/码道。一个超帧长720ms，由72个无线帧组成，一个无线帧长10ms，每个无线帧分为两个5ms的子帧，子帧是系统无线传播的最小单位，每个子帧由7个常规时隙和3个特殊时隙(下行导频时隙DwPTs、上行导频时隙UpPTS和保护间隔GP)组成，时隙用于在时域上区分不同用户终端的信号，故每个物理信道都有各自特有的时隙结构。其无线帧结构如图所示: 图 3 TDSCDMA无线帧结构2.6 3G系统无线特性优缺点比较从以上各3G系统的无线帧结构来看，同为3GPP标准的WCDMA系统和TD一SCDMA系统在无线帧结构上比较相近，TD一SCDMA系统比WCDMA系统多了一层子帧，并把子帧作为无线传播

38、的最小单位，同时设计了3种特殊时隙以提高系统性能。而3GPP2标准的CDMA2000系统由于从IS一95窄带CDMA技术演进而来，其无线帧结构与前两者完全不同，其无线帧长为20ms。从无线信道的定义来看，WCDMA系统和TD一SCDMA系统的无线信道定义也很类似，而CDMA2000系统的无线信道定义却截然不同，在无线信道名称中明确地标示出了其是前向信道还是反向信道。WCDMA系统使用的带宽和码片速率是CDMA2000和TD一SCDMA(单方句)系统的三倍以上，因而具有更大的扩频增益和抗扰、抗噪及抗多径衰落的能力。WCDMA系统的快速功率控制速度为1500Hz，接近于CDMA2000系统(800

39、Hz)的两倍，更是TD一SCDMA系统(0一200Hz)的7倍多，因而能够更精确地实现功率控制，保证无线信号质量，支持更多用户。TD一SCDMA系统因采用了TDD技术，其收发信使用同一频段，因此土下行链路的无线环境基本一致，非常适合于使用智能天线技术。其结合CDMA技术和TDMA技术的多址方式，利于使用联合检测技术，且其支持单载波方式和多载波方式。这些技术的应用能够有效地减少干扰，提高系统性能的稳定性。因此TD一SCDMA系统的频谱利用率高、规划灵活性强。与WCDMA系统和CDMA2000系统相比，TD一SCDMA系统能够更有效地支持非对称业务和语音、数据混合业务。CDMA2000系统采用短P

40、N码，通过不同的相位偏置来区分不同的小区，采用Walsh码区分不同的信道，采用长PN码以区分不同的用户。故其在进行网络规划及优化时，必须考虑PN码资源的规划与优化，而WCDMA系统和TD一SCDMA系统则不存在PN码资源优化的问题。此外，WCDMA系统的基站可支持同步与异步两种方式，在异步方式下无需使用GPS实现同步，可降低网络建设成本和运行维护成本，而CDMA2000系统的从站必须通过GPS实现同步，TD一SCDMA系统则需要通过主从方式实现同步。但CDMA2000系统沿用的 CDMAIS一95的同步方式，必须使用GPS使基站间保持严格的同步，这样可以取得较高的组网性能及频谱利用效率，有利于

41、更有效地使用无线资源。WCDMA系统和TD一SCDMA系统都是基于GSM系统网络的技术演进，因而可以与现存的GSM系统网络兼容共存，平滑过渡，同时两者也能共存互补;而CDMA2000系统只能与已投入使用的IS一95窄带CDMA系统实现无缝互操作及切换，只能将IS一95窄带CDMA系统向CDMA2000系统平滑过渡演进。相比之下，WCDMA系统的技术最为成熟，TD一SCDMA系统采用的新技术最多，而CDMA2000系统则是向3G演进的升级成本最低。2.7 3G系统标准的技术比较3G系统的系统性能比较如下：(l)系统容量要讨论移动通信系统的容量，绝对不能脱离其具体的业务及实地的无线环境，因此在CD

42、MA系统中，空中接口的容量同业务的比特能量及干扰功率密度之比Ec/Io、增益处理、其它小区的干扰、基站的发射功率及信道码的数量均有关系，对于话音业务和分组数据业务，同一网络系统的容量是有差别的。对于话音业务，由于三种系统的载波带宽不相同，所以一般只能比较单位带宽内的平均容量。虽然在进行系统仿真时，测试设定的条件不完全相同，但WCDMA系统、CDMA2000系统与TD一SCDMA系统的测试结果都较为相近。对于数据业务的系统容量，一般用系统的单位带宽内的数据吞吐量来表示。3G系统引入了多种速率的数据业务，即使是在同一系统内，不同的业务组合也会产生不同的数据吞吐量，因而一般对数据吞吐量的比较都是针对

43、于同一小区内在线用户使用的相同速率的数据业务。从系统仿真的结果中可发现对于中低速数据，WCDMA系统和CDMA2000系统是基本相同的，但是WCDMA系统在高速数据业务上具有更大的优势，而TD一SCDMA系统由于其所独特的技术特点，在理论上具有较高的频谱效率，应更适合于提供数据业务，但这还需经过更多的测试来验证。(2)覆盖范围移动通信系统基站的覆盖范围主要是由无线网络上下行链路的最大允许损耗以及无线传播环境所决定的。在移动通信网络工程建设前，一般通过上下行链路预算对基站的覆盖范围进行估算，而估算的结果表明了在相同的频带内，WCDMA系统和CDMA2000系统的基站的覆盖范围基本相同。TD一SC

44、DMA系统由于采用时分双工TDD方式，其覆盖范围不如采用频分多址的WCDMA系统和CDMA2000系统。WCDMA系统和CDMA2000系统都是频分双工FDD的CDMA技术，技术上没有大的本质差别，因此许多仿真及现场试验的结果都表明了两者的系统性能基本相当。而TD一SCDMA系统因为起步较晚，故需要进行更多的仿真及测试来验证其性能。从理论上看来，WCDMA系统在大规模覆盖、远距离通信和移动性上占有绝对优势，而TD一SCDMA系统则在用户密集度高、移动性要求不强及用户的非对称业务需求较大的地区占有相对较大的优势，因此在网络覆盖上TD一SCDMA系统和WCDMA系统可以实现优势互补。(3)提高利用

45、率技术WCDMA系统及CDMA2000系统实际上是采用码分多址和频分多址相结合的多址技术，都可采用智能天线导频符号辅助相干检测的多用户检测技术、上下行链路同步技术，以消除各种干扰，提高无线网络的频谱利用率。 TD一SCDMA系统除了采用码分多址和频分多址，还采用了时分多址技术，提供了上下行链路的不对称传输，因此比WCDMA系统及CDMA2000系统具有更高、更有效的频谱利用率。(4)小区切换在3G系统中软切换是CDMA技术普遍采用的切换技术，软切换对提高无线网络容量，保证通信质量起着非常关键的作用。WCDMA系统在扇区间采用软切换，在小区间也采用软切换，在载频间采用硬切换。WCDMA系统的基站

46、不需要同步，因而不需要GPS这样的外部的同步时钟源，所以在设计WCDMA系统的软切换算法及执行定位业务时，必须要考虑到基站的异步性。在进入软切换之前，用户终端测量两个基站的下行链路上的同步信道SCH的定时差别，用户终端将定时差别报告给服务基站，根据一个符号的解析度来调整新的下行链路上软切换的连接时间，这样就能够使用户终端的RAKE接收机同时从两个基站接收无线信号。CDMA2000系统在扇区间采用软切换，在小区间同样采用软切换，在载频间也是采用硬切换，基本信道的软切换类似于IS一95系统的软切换技术，与WCDMA系统的软切换相近。对辅助信道而言，当不需要分集补偿衰落时，利用很少的几个基站来进行传

47、输，从而能更有效地增加整个下行链路的容量。对于分组数据业务，若辅助信道不在软切换状态，则可以简化控制过程。TD一SCDMA系统因为采用了时分双工TDD技术，故而采用了硬切换和其独有的接力切换技术。接力切换不同于传统意义上的硬切换及软切换，主要基于同步码分多址SCDMA技术和智能天线技术的结合。接力切换可对整个基站无线网络的容量进行动态的优化分配。表格 1 3G三大主流技术标准主要参数WCDMACDMA2000TDSCDMA载波间隔5MHz（双向）1.25MHz（双向）1.6MHz（单向）信道带宽5/10/20MHz1.25/5/10/15/20MHzN*1.6MHz码片速率3.84Mchip/

48、s1.2288 Mchip/s1.28 Mchip/s无线帧长10ms20ms10ms(含两子帧)扩频技术单载波直扩多载波直扩多载波直扩扩频因子45124256116功率控制1500Hz快速闭环功控、外环功控800Hz快速闭环功控、外环功控0200闭环功控、外环功控双工方式FDD/TDDFDDTDD调制方式（下行/上行）QPSK/BPSKQPSK/BPSKQPSK/BPSK基站同步异步（无需GPS）同步（需GPS）同步（主从同步）切换方式软、硬切换软、硬切换接力切换语音编码速率自适应多速率（AMR）8k/13kQCELP/8k EVRC自适应多速率（AMR）无线信道编码卷积码、Turbo码卷积

49、码、高速用Turbo码卷积码、Turbo码3 移动通信系统无线网络优化技术3.1 网络优化内容无线网络优化根据移动通信网络建设的不同阶段，分为移动通信网络开通后的射频优化和正式运营后的维护优化。射频优化主要是基于无线网络的测试结果，对影响网络性能的天馈系统和其它系统参数进行调整。维护优化的主要工作是根据性能指标统计、系统告警、用户投诉等信息，利用DT路测、CQT拨测、性能统计、OMC信令跟踪等手段分析网络中存在的问题。维护优化是一项长期的工作，又可分为日常优化、中期优化、长期优化。日常优化是一项长期的日常维护性优化工作。移动通信网络的日常优化工作主要包括:断站、性能指标突然恶化、系统告警、用户

50、投诉等的处理。网络中期优化的时间可从一周到一个月不等，主要是对可能引起移动通信网络性能恶化的潜在问题进行处理，对不能满足需求的性能指标进行优化。移动通信网络的长期优化所关注的是移动通信系统无线网络的可持续性发展。主要是根据移动通信网络的发展趋势对现网全网提出合理的调整方案。3.2 网络优化技术3.2.1 网络优化的主要目标网络优化的目的是从移动通信系统网络运营的角度出发，做到系统软硬件及参数配置合理，以最大限度地利用无线网络资源，提高移动通信网络运行的经济效益，降低移动通信网络的运营成本，同时从用户的角度出发，在移动通信网络的使用性、稳定性及话音质量、数据速率等方面提供保证用户满意度的服务。为

51、了保证整个移动通信网络的服务质量，必须要不断地观察和监测整个移动通信网络，不断地对系统的软硬件及参数进行优化调整，提高移动通信网络的服务质量。网络优化的主要目标有以下几点:(l)尽可能大的载频峰值和平均吞吐量;(2)确保各公共信道和各速率业务信道达到合适的覆盖范围;(3)优异的话音和数据业务误帧率;(4)最小的掉话率、接续时间、寻呼丢失以及接入失败率;(5)合适的移动台和基站发射功率;(6)合适的软切换比例与可靠的软切换、硬切换性能;(7)合适的数据业务的时延、公平性和RLP重传率;(8)具有良好的动态适应性和安全性;(9)良好的资源利用率。3.2.2 网络优化的流程网络优化工作是一个复杂的系

52、统工程，其主要流程如下：(l)准备工作移动通信网络优化需要使用的设备主要有:路测工具、信令分析仪、频谱仪等。路测工具的主要作用是对网络性能进行测试;信令分析仪的主要作用是对问题进行信令跟踪和定位;频谱仪的主要作用是用来排查频率上的干扰。其它还需准备的工具有笔记本电脑、测试手机、指南针等等。除了准备必需的工具之外，还需要收集网络规划和现网资料，用来分析现网存在的问题及关键点。(2)信息获取、设定目标在进行移动通信网络优化之前，应对现网情况作出初步的了解并进行相关评测，主要工作是收集各种现网信息并确定优化后需要达到的目标要求，如现网小区的站点信息，包括经纬度、天线挂高、天线方位角、下倾角、小区发射

53、功率、邻区列表等，优化区域的范围和无线传播环境、重点覆盖区域、系统参数设置，包括切换参数、搜索窗口、IP地址配置方案等等。客户投诉及其它途径反馈来的问题信息，尤其是客户重点提出的反映最为强烈、最不能容忍的问题，需要在网络优化工作中予以重点解决。(3)网络运行数据搜集要了解移动通信网络的运行状况，主要方法是收集网络运行数据，在网络优化过程中所需要用到的网络运行数据主要有:话务统计数据、DT路测数据、重点区域CQT拨测数据、网络配置参数及告警数据等。此外，还可能需要从一些设备的接口中获取所需的信令消息数据。(4)网络问题分析定位这一步是对收集到的网络运行数据进行综合分析，以便找出移动通信网络现网运

54、行中所存在的问题，以及可能产生这些问题的原因。在此基础上就可以准备制订网络优化的调整方案。(5)制订网络调整方案通过以上步骤，根据对现网问题的分析及初步定位的结果，制订出网络调整方案，一般涉及到网络参数的调整、故障设备的修复等。(6)方案实施根据制订的网络优化的调整方案，对移动通信网络实施调整。(7)效果评估当移动通信网络根据调整方案做完调整之后，需要对此次网络优化的效果进行评估，确定是否达到了预期的目标，原先存在的问题是否已经被解决，有没有带来其它的负面效应。根据效果评估的结果，若有需要的话要对原调整方案进行修正，然后再实施网络调整。3.2.4 网络优化措施移动通信系统无线网络优化的一般工作

55、思路如下:(l)硬件排障:如排查外界的各种干扰、检查设备硬件的工作状态、检查天馈系统的驻波比、进行基本通话测试等。(2)参数优化:除硬件排障外，网络优化的重点是进行无线射频环境的优化，这决定了整个移动通信系统无线网络的布局和各小区的基本覆盖范围，对无线网络的总体性能起到了决定性的作用。这主要包括小区布局的优化，邻区配置的优化等。(3)分片及全网优化:在实际的网络优化过程中应该先进行分片区域的优化，解决区域内的局部问题后，再进行全网的整体优化，解决一些全局性问题。由于中国电信目前已经提供CDMA2000lx系统的移动通信网络服务，我们现以CDMA2000系统的无线网络优化为例，来研究一下CDMA

56、系统无线网络优化的措施。(l)覆盖优化解决覆盖优化的方法包括工程参数的调整和基站发射功率的调整等。可调整的工程参数包括基站天线的高度、方位角、下倾角等。(2)容量优化移动通信网络的容量优化基于对基站的话务统计的数据进行详细地分析，对于有容量问题且同时还存在覆盖问题的地区，可以通过增加基站或微蜂窝的方式来解决。(3)直放站的优化直放站的覆盖范围动态性强，是填补盲区覆盖的最佳的解决方案，直放站的本质就是一个信号放大器，因而在对其优化时必须要注意其特点。3.3 CDMA系统网络优化的难点CDMA系统是一种更为先进的移动通信系统，与GSM系统相比，CDMA系统的网络容量和覆盖范围更大，而运营成本更低。

57、但CDMA系统比GSM系统更为复杂，其网络优化的难度也更大。其难度主要表现在以下几个方面:(1)CDMA系统是一个干扰受限系统，其最大负载在60%80%之间，一旦系统负载超过这个范围时，系统的在线用户受到的干扰将急剧增大，网络服务质量则会很快下降，这就非常容易导致掉话或出现通话过程中产生断续现象等问题。(2)软覆盖和软容量是CDMA系统所特有的优点，但这也给网络优化带来了一些困难。因为当在线用户数量增加时，系统的总干扰也会随之增加，小区的覆盖范围就会收缩，导致产生覆盖盲点，在这种情况下原来能覆盖到的地方可能会覆盖不到，处于缩小后的小区边缘的在线用户容易产生掉话。(3)软切换是CDMA系统的主要

58、特点，能保证处于小区边缘的在线用户的网络服务质量。但是软切换会带来无线信道资源的浪费，如果软切换过多将会导致系统容量一F降。在这一点问题上，TD一SCDMA系统的接力切换方式能有效地减少无线信道资源的浪费，降低了切换过程对系统容量的影响程度。(4)导频优化是CDMA系统无线网络优化技术的一个特点。导频优化的内容包括导频相位、搜索窗口大小和导频的发射功率。如果同一导频相位的复用距离和相邻导频的距离较短，用户终端可能会把来自不同基站的导频误认为是同一基站的导频，这就一导致出现掉话。搜索窗口大小的设置必须合理，过大的搜索窗口容易使用户终端将不同的导频误认为是相同的导频，而过小的搜索窗口则容易使小区边

59、缘的用户终端搜索不到可用的导频信号。导频的发射功率决定了下行链路的覆盖范围。导频的发射功率如果太小，会使下行链路的覆盖出现盲点，而太大的发射功率则会出现多个基站覆盖同一区域的情况，产生导频污染。3.4 优化与规划的不同无线网络优化是指在移动通信网络建成并投入运营后，为保证无线网络的持续良性发展而对无线网络进行性能分析与调整。无线网络规划则是指在移动通信网络建成之前，根据覆盖要求、容量需求等，结合覆盖区域的地理特征，进行合理的、可行的无线网络布局设计，以达到最小的投资，并能满足需求且尽量做到性能最优。无线网络规划的主要特征是技术密集、计算密集、经验密集，整个过程复杂而繁琐，尤其体现在规划计算的复

60、杂性与密集性上，是一个以理论技术与密集计算为基础的系统工程。无线网络优化同样是一个理论与经验相结合的系统工程，但在日常网络优化工作中，更能体现出日积月累的工作经验对于快速判断问题点、排除网络故障、提出优化措施起着极为重要的作用。与无线网络规划注重理论计算相比，无线网络优化工作更注重问题的分析和经验的积累。4 CDMA2000系统无线网络优化4.1概述在本课题进行期间，以杭州电信CDMA2000富阳区移动通信网络的优化工程为例。根据这次对于CDMA2000系统的无线网络优化工程来验证上一章的无线网络优化技术，并结合前两章的内容研究三种3G系统的无线网络优化特征。下面详细说明这次优化工程的整个过程

61、与方法，以及最终的优化结果，其中可能涉及到杭州电信公司商业机密的一些设备具体明细或参数调整清单等一概隐去。随着公司经营的发展和3G业务的需求，话务模型的改变，原先的基站配置已经不能够满足话务量的要求、呼叫流程也显得不再合理和个别盲点地区覆盖率低，导致了全网指标下降。针对富阳地区指标下降幅度较大，特开展富阳地区CDMA2000系统无线网络性能专项优化，为3G业务的发展做好准备工作。这次优化为期2个月时间。在这段时间里，由浙江省邮电工程建设有限公司网优组负责优化工作，充份发挥了团队精神，取得了较好的效果。这次CDMA2000系统网络优化的主要目的是:发现并解决现网中的主要问题，使系统在现有的资源情

62、况下最佳运行。打造中国电信CDMA精品网络的形象，增强市场竞争力。提高CDMA2000系统无线网络重点指标，并兼顾用户实际感受的平衡。对CDMA2000系统中暂时不能解决的问题，提出建议，给出解决方案。(2)优化的目标从现网统计看，系统的主、被叫业务信道分配成功率都不差，导致无线系统接通率很差的原因就是寻呼成功率差，由于无线系统接通率差导致整个系统接通率也不高，所以这次优化的主要目的是要解决寻呼成功率、呼叫建立成功率低的问题，提高通话成功率。4.2 主要工具及重要参数 （1）系统优化主要工具仪器：Agilent6474路测设备:DT工具，实时观察并记录路测过程中无线系统各项参数，其主要功能有:

63、Decode，将空中信令转化为可读模式;Monitor，实时监视功能，以供随时观察手机、接收机的Rx、Tx值等参数;Record，将DT过程中的信令、参数及地理位置信息记录到数据库中，便于后台处理。Actix:无线网络优化后台处理软件，其功能包括;将Scanner记录的零散数据加以整合，提取有用信息;将各项参数处理成直观的表格或位图;做出通话记录中各类事件及各种空中信令的统计。MapInfo:桌面地图信息系统，支持个性化编程，其主要作用是将系统中各基站小区以图形化方式显示在地图中。SiteMaster:天馈测量仪，用于测量基站天馈系统的驻波比、回波损耗等，以确定基站天馈系统的性能好坏。（2）路

64、测5个重要参数： Ec/Io Ec/Io反映了手机在当前接收到的导频信号的水平。这是一个综合的导频信号情况。Ec是手机可用导频的信号强度，而Io是手机接收到的所有信号的强度。所以Ec/Io反映了可用信号的强度在所有信号中占据的比例。这个值越大，说明有用信号的比例越大，反之亦反。 TXPOWER TXPOWER是手机的发射功率。功率控制是保证CDMA通话质量和解决小区干扰容限的一个关键手段，手机在离基站近、上行链路质量好的地方，手机的发射功率就小，因为这时候基站能够保证接收到手机发射的信号并且误帧率也小，而且手机的发射功率小，对本小区内其他手机的干扰也小。所以手机的发射功率水平，反映了手机当前的上行链路损耗水平和干扰情况。上行链路损耗大、或者存在严重干扰，手机的发射功率就会大，反之手机发射功率就会小。 RXPOWER