CDMA网络的特点及部分优化心得

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目前我国移动网络的建设呈现日新月异的变化，各大运营商都在积极建设自己的网络以达到强大的竞争力，但网络规模的扩大并不意味着网络的完善、在竞争中具有威慑力。真正意义上竞争力的提高，应靠运营商在不断的工程建设以及摸索中对网络进行不断的优化而提升。
目前联通公司正在加紧建设CDMA网络，网络的规模也在逐渐的发展壮大。而在此工程进行的同时，又要积极配合市场运作的情况下发展网络，则网络优化的工作显的更加重要。现就CDMA网络优化浅谈一下个人的认识：
网络优化的目的就是对投入运行的网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络质量的原因，通过技术手段或参数调整使网络达到最佳运行状态的方法，使网络资源获得最佳效益，同时了解网络的增长趋势，为扩容提供依据。
通常移动网络主要分为交换传输系统和BSS系统两部分。而在这两部分中，由于移动基站系统存在的各种不定性因素以及无线电波传播的不确定性，造成移动无线系统的复杂性。所以一个无线系统的优劣将直接影响网络的形象。下面针对无线网络的优化作主要分析：
一、        CDMA系统的特点
CDMA系统具有大容量、抗干扰能力强、掉话率低、保密性高、抗多径衰落、功率控制等特点。
1、        大容量
由于CDMA的码分多址方式使得CDMA系统的容量相对以往的FDMA、TDMA网络有了很大的提高。理论上讲，CDMA网络的容量是模拟网络的20倍，实际为10倍左右，是GSM网络的4-5倍。在容量的问题上，由于CDMA是个干扰受限系统，所以它的容量在一定意义也可以说是“软容量”，这个问题将在功率控制中详述。
2、        抗干扰能力强
CDMA系统是一个扩频通信系统，正是由于扩频通信系统的特点，使得CDMA系统具有很强的抗干扰能力。
3、        掉话率低
CDMA系统在切换方面引入了软切换和超软切换的概念，使得CDMA网络的掉话率降低。
4、        保密性高
这是CDMA系统特有的PN码的特性
5、        抗多径衰落
CDMA系统的RAKE接收机的特性以及综合了各种分集方式，使得抗多径衰落能力有了很大的提高。
6、        功率控制
   功率控制也是CDMA系统的一个重要技术，功率控制的实质就是使移动台在满足通话的情况下，都以最低的功率发射。功率控制的过程是，当移动台发起呼叫时，要向系统发起一系列的试探序列，取得最适合的功率进行发起呼叫。但是由于CDMA系统是个自干扰及干扰受限系统，每个移动台相对于其他移动台来将都是干扰，所以当一个移动台发起呼叫时，需要克服其他移动台的干扰，这就需要移动台提升自己的功率。以此类推，当一个新的移动台发起呼叫，克服不了其他移动台对它的干扰时，那就达到了容量极限，这也是容量极限概念的含义。在这里值得一提的是，话音的活动情况也将对容量有影响，当用户在通话过程中语音停顿时，则移动台会自动降低功率，这样就提高了容量。从以上的分析中，我们可以在一定意义上讲，CDMA系统的容量是“软容量”。   
二、        前期优化部分
网络优化是一项长期的工作，并且贯穿网络建设的始终，粗略的看网络优化的工作可以分为工程优化、割接前的优化、网络运行安全稳定期的优化。在这里值得一提的是，CDMA网络与GSM网络相比而言，它是一个动态网络，更需要我们对网络进行不断的优化调整。
我们先从工程优化谈起，网络建设的初期，我们要先对网络进行初步的设计和规划，首先要对站址进行勘察选择，而站址的选取应该从优化的角度来考虑，一个合理的站址将会在网络覆盖上有很大的帮助，减少在后期的优化调整工作中产生大量由于站址不合理造成基站需要搬迁整改的现象发生，同时也会带来更好的效益以及公司形象。在站址勘察的同时，我们要对站址的经纬度信息进行详细采集，为基站的数据库的填写提供一定的依据，同时我们要对当地的话务情况有一定的预见性，这样可以使我们对该地区系统有一个比较合理的配置，避免出现资源浪费等情况发生。
         接下来我们谈以下割接前的优化工作。对于河北联通公司而言，我们还存在着与原长城网之间的割接，所以割接前的优化工作就更显得重要，为了减少割接前优化的周期，通常我们的优化分为单一小区优化、群组优化、全区优化这三部分。
1、        单一小区优化
在这部分工作中，我们主要做的工作是核查基站的相关配置信息，地理信息等，以保证基站数据的完整和准确性，同时要根据本次优化中采集到的数据对初期设计中的基站数据库进行更新修改。在这部分优化中，需要我们注意的参数主要有以下方面：基站的经纬度、天线的类型及方向角俯仰角、确认基站三个扇区的安装排列是否正确（定向基站）。由于我们的CDMA网络的建设基本上与自己的GSM网络是共址建设的，所以在优化过程要考虑到两个系统间的干扰以及天线的隔离度问题。同时在此优化过程中，我们还要对该基站覆盖区做拨打测试，如发现问题及时解决，为下一步的群组优化创造条件。同时我们还要建立初期的相邻小区列表关系，并在群组优化工作中将该表格进行更新修改。
2、        群组优化
当单一小区优化进行完毕之后，并各基站工作状态正常，则我们可以开始进行群组优化。这部分工作比较重要，同时工作量也比较大，它对网络的初步模型将起决定性作用。在这部分工作中，我们要根据实地的路测情况对于小区的覆盖情况、切换情况进行统计分析，修改添加相邻小区列表关系。针对上述三点分别进行分析：
—小区的覆盖
在这部分内容中，我们首先要该基站进行初步路测，通过对路测后的场强分布情况，并结合当地的地理信息，诸如山体分布情况、公路走向、话务密集区等等，将天线的方向角、俯仰角等参数进行调整。并再次对调整后的网络进行测试，如效果不理想，分析原因再次调整。在这部分工作中，主要的工作为天馈部分。天线为基站信号的出口，所以该部分在网络中占据着非常重要的位置，所以在此对该项多做一些陈述。通常天线的俯仰调整分为机械调整和电子调整，在这点上我们可以根据实际的情况而定，就目前通常县城、乡镇、公路等的天线不必采用带有电子下倾的天线，对于市区内话务密度高，且基站无法再进行机械调整时，我们采用带有电子下倾天线来控制。
天线通常是无源器件，它并不放大电磁信号，天线的增益是将天线辐射电磁波进行聚束。在输入功率相同条件下，在同一点上接收功率的比值，显然增益与天线的方向图有关。方向图中主波束越窄，副瓣尾瓣越小，增益就越高。也就是说高的增益是以减小天线波束的照射范围为代价的。在天馈部分我们还要注意的是要严格控制驻波比，驻波比的产生，是由于入射波能量传输到天线输入端未被全部吸收（辐射）、产生反射波，迭加而形成的。VSWR越大，反射越大，匹配越差。
对于其他一些应用上，比如条形地带可以采用窄波束高增益双向天线来进行覆盖等方法，不多作陈述。
—切换测试
由于CDMA网络具有软切换和超软切换的特点，所以在此项的测试工作中也要严格对待。我们要控制好切换方的数目，减少Three-way-handoff情况的发生，使系统资源能够得到很好的利用。在切换上面，主要有以下几个参数：T—ADD、T—DROP、T—TDROP、T—COM以及搜索窗大小调整的相关参数。在CDMA系统中，导频的PN码相同，但每个导频有不同的时间偏置，移动台根据这个特性来确认不同的导频信号。移动台将它识别的导频以及服务扇区指定的其他导频分为如下四类：
激活集：由目前正在支持移动台呼叫的小区／扇区的导频组成。
候补集：由导频强度能够支持移动台呼叫的小区／扇区的导频组成。
相邻集：由不属于活动组或候补组，但极有可能成为软切换的候选者的小区／扇区的导频组成。
剩余集：由属于CDMA系统，但不包含在其他3组中的小区／扇区的导频组成。
根据设计需要，要减少切换区大小，就需要提高T—ADD和T—DROP值。反之，如果要增加切换区大小，就需要降低T—ADD和T—DROP值，参数的调整要结合实际情况以及测试情况进行。
通常搜索窗参数这部分被划入到切换这部分内容中，搜索窗口宽度可以决定移动台寻找导引信道信号所需要的时间。移动台搜索导频时使用3种不同的搜索窗口参数：
＊　SRCH—WIN—A，用于搜索激活集和候选集中的导频。
＊　SRCH—WIN—N，用于搜索相邻集中的导频。
＊　SRCH—WIN—R，用于搜索剩余集中的导频。
目前我们对这三项参数的设置为6.8.2。对于基站某个小区作为直放站的施主信号源时，需要根据实际情况测试计算得出。
—相邻关系列表
相邻关系列表的填写及优化也占据着十分重要的位置，邻区列表过于冗余，会造成切换的搜索时间加长；漏加相邻关系则会由于受到CDMA系统自干扰特性的影响，将为加入列表中的导频视为干扰，而造成掉话等情况的产生。这里尤其要注意的相邻关系的添加后要注意核查，有时候可能会由于相邻关系列表的容量大小等原因造成相邻关系的单边情况，而导致在切换上产生问题。
3、全区优化
通过不断群组优化工作，网络的基本模型已经建立，对于网络的盲区以及覆盖薄弱地带，切换区基本确认。所以工作开始转入针对网络现状进行相关补点，并结合日常忙时CQT测试对话务密集区的通话质量进行点对点的拨打测试，进一步查找网络的盲点以进行调整优化。
三、        网络运行稳定期的优化
网络运行稳定期内，也是市场正式运作开展工作的时期，所以为了能给市场工作一个强有力的支撑作用，网络优化工作更应该上升到一个新的台阶，也就是要进入深层优化工作中。在该部分工作中，除了日常的DT、CQT测试等，我们要密切观察网络的变化情况结合用户投诉，随时针对网络作出点对点、具体到某一事件（比如掉话、杂音等）、从单一指标到系统指标作出相应调整优化，改善网络的通信质量，尽力塑造精品网络形象。在这部分内容中，主要真对网络中的掉话现象及解决办法作如下陈述：
   虽然CDMA系统以掉话率低著称，但并不意味着没有掉话，而掉话带来的负面影响也比较严重，所以降低掉话率也就相应成为网络优化工作中的一个重点。
         对于这个问题的掌握，我们首先要了解掉话的机理，分为MS掉话和基站掉话两部分：
MS掉话机制：MS接收到前向链路信号质量较差时，导致FER较高。表明前向链路不好，这时如果MS连续接收到12个坏帧，MS就停止发射。同时MS的计数器开始倒计时（一般设为5秒）。如果在计数器到期之前，MS接收到了2个连续的好帧则计数器复位，MS重新发射；如果计数器到期了仍然没有复位，MS重新初始化，导致掉话。另一种是MS没有收到确认信息：MS在业务信道上发射需要确认信息时，如果重发了几次之后仍然没有收到基站的确认信息，MS也会进入初始化状态。
     基站掉话触发机制：CDMA系统并没有规定无线子系统的掉话机制，但是设备制造商一般都根据MS的掉话情况规定了相应的掉话机制。一种就是基站收到一定数目的坏帧，基站就关闭前向链路；另一种是在重试了几次之后仍然没有收到MS的确认信息，系统也会认为是掉话。
          掌握了掉话的机制对我们判断掉话的原因有很大的帮助，以下就掉话的产生原因作简单的描述：
        —覆盖薄弱地区产生掉话
         当移动台在网络覆盖的边缘发起呼叫请求时，由于无线环境较差造成掉话。
—切换过程中接入系统时的掉话
        当移动台从一个覆盖区进入另一个覆盖区的同时发起了呼叫，则由于系统中不支持在接入系统过程中同时进行切换，很可能发生掉话情况。
—前反向链路的干扰引起掉话
当有强干扰存在时，我们通过手机的测试模式，可以明显的看到手机的TX_GAIN_ADJ很高，但观察无线传播途径比较干净，且基站工作状态正常，其他各项指标正常，可以初步判断该地区存在干扰。干扰会引起无线环境的FER较高，导致掉话。
—前反向链路不平衡造成掉话
        手机端搜索到的Ec/Io情况良好，且前向链路正常情况下，发现通过手机的测试模式观察到手机的发射功率很高，则证明反向链路存在一定的问题。如果长时间处于非正常状态，则会触发上述MS掉话机制，造成掉话。
—系统邻区列表关系不完善造成的掉话
        当移动台动搜索到一个更强的导频信号时，向系统发送请求切换，得到允许后发起切换，但由于在系统的邻区列表中，没有该导频的数据造成掉话。
—多导频造成掉话
        在CDMA系统中，当移动台进入3向的软切换状态时，若此时有其它的导频有足够的强度，且大于切换时加入导频信噪比门限值Tadd，但移动台rake接收机的3个finger均已占满，由于移动台硬件设计及软件版本的限制，移动台不能将该导频加入激活导频集中，这时，由于干扰的原因会造成掉话。通常的解决方法是调整系统参数Tadd、Tdrop、Ttdrop和Tcomp，并调整个别基站的导频功率，将该地点的导频个数减少到3个以下。减少多导频地区的出现也是实际工作中网络优化的任务之一。
—无主导频造成掉话
无主导频即在某一区域中没有一个具有足够强度的占主导地位的导频。当移动台处于空闲状态时，移动台在不同基站的寻呼信道间切换，处于通话状态时，移动台在不同基站的业务信道间切换，由于这种频繁的切换，极易造成掉话。通常的解决方法是调整天线的功率、倾角或方位角或通过加设直放站等方式在该地区引入某一导频，使之成为该地区的主导频。
四、        不容忽视的话统分析
与DT和CQT相比，话务统计是了解网络运行状况的一个良好的手段，并为网络的优化调整提供切实可行的依据，并对网络的优化工作起指导作用。
通过话务统计的各项指标可以使我们对网络的问题区域能有一个准确的定位。对于运行处于运行稳定期的网络而言，话统的较大波动将意味着问题的产生。这就要求我们要定期的采集话务，并及时的作出分析，对于其中产生的问题作出准确的定位及解决办法。
当然，一个网络的优化不仅仅是无线系统的优化，优化的概念应该是全局全系统的优化，这样才能使网络的状态达到越来越佳的效果。对于系统问题的分析，我们也应该从全系统的角度来分析，查找各部分的原因并及时解决，排除隐患。诸如我们可以采取A接口接仪表对信令进行跟踪测试分析，以及我们从MSC、BSM终端上通过对信令的跟踪进行问题的定位等方法。对于其他的分析不多作陈述。
总之，网络优化是一项长期艰巨的工作，贯穿于网络的始终，需要我们在不断的优化，摸索中积累经验，并通过不断的学习业务知识，巩固自己的知识结构，以增强更好的处理问题解决问题的能力，为网络的完善贡献出自己的力量。