CDMA1x数据网络优化思路

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CDMA1x数据网络优化思路
作者：陈孟尝 钟豫粤 史俊辉 潘声勇　　2005年05月09日 15:32 来源:《通信世界》

随着CDMA1x数据用户的快速增长，针对CDMA1x的数据网络优化已经迫在眉睫。由于数据和语音的优化既有不同点但也有相同点，在语音优化基础上对数据优化进行有益的尝试和探索，是很有必要的。本文结合广州所做的数据优化经验，对CDMA1x数据优化的思路进行了总结。

CDMA1x语音优化的目标是提高呼叫建立成功率，降低掉话率、减少阻塞，消除网络覆盖盲点，在这些方面数据优化和语音类似，但是数据业务更需要关注的是数据的传输速率，数据优化就是找出影响传输速度的原因加以优化。CDMA语音由于采用软切换技术极大地减少了掉话概率，而1x数据传输是由FCH和SCH组成，FCH主要传送信令和部分数据，采用和语音相同的软切换技术；SCH承载数据，在前向采用硬切换，而反向仍采用软切换。

为了降低语音的掉话，相邻基站之间的覆盖区域需要保持一定的重叠，在这个区域各导频信号强度相当，容易造成前向SCH频繁切换，导致数据速率下降，所以数据业务要求有主导频或较纯净的导频，这同语音的要求相矛盾。所以良好的无线环境是高速数据传输的前提，导频污染或者没有主导频都将极大地影响传输速度。在优化过程中，应结合二者共同之处进行重点优化，对其不同之处应以语音服务为主，尽力提高数据的服务质量。

一、数据网络性能的评估

数据网络的评估主要从两个方面来进行：指标评估和容量评估。

1.指标评估

从统计方面可以对整个数据网络的性能进行初步评估，指出网络存在的问题，为下一步的数据网络优化指出方向，所以数据网络评估这一环节非常重要，是整个数据网络优化的前提。统计指标分为PDSN（PCF）和无线两大部分。关键指标（KPI）包括3GDataEstablishedCall Rate（数据呼叫建立成功率）、3G Data Drop Call Rate（数据掉话率）、3G Data Burst rate – Forward (前向突发速率)、3G Data Burst rate – Reverse (反向突发速率)和PPP connection successful Rate (点对点连接成功率)。

确定关键指标正常值的范围，对于较差的指标寻找出具体的原因，加以优化解决。相应的二级KPI指标数量很多，对于具体问题的处理有非常大的指引作用。

2.容量评估

容量评估分为分组域、传输域、基站容量、无线容量四大部分，各自所对应于网元PCF、PacketPipe、ChannelElement、WalshCode、RF Power。几个网元之间是串连关系，系统性能决定于其中的最差环节，各个节点的性能都能影响到整个系统的性能。由于分组域、传输、信道的容量可以通过统计发现，并且扩容后就能解决；而Walsh Code的容量是固定的，如果出现了阻塞，只能通过控制覆盖区域来减少软切换容量或增加载频解决；另外，如果RF Power出现问题也是很难解决的，如功率过载，也只能通过增加载频解决。CDMA网络数据业务性能的关键还是在无线侧，无线环境复杂多变，需要考虑的因素很多，是优化中的重点和难点。

二、CDMA1x数据优化

1.数据参数优化

参数优化是数据优化中很重要的一步，由于广州的数据优化一直没有大规模开展，所以关于数据参数的设置都是开站时的默认设置，在使用过程中就需要统一数据参数的设置。特别需要关注的是切换参数和功率参数的设置。

①切换参数优化：系统从FFCH激活集中选择Ec/Io最好的一个导频作为AnchorCell并建立SCH传输数据，如果有新的导频强度比AnchorCell的导频强度大且Anchor Hysteresis threshold的持续时间达到Anchor Monitoring Interval 时，系统就会进行Anchor Transfer，即断开原来的FSCH，同新的Anchor Cell建立FSCH。Anchor hysteresis threshold设置过大将阻碍终端快速地切换到更好的导频上，而设置过小又容易造成在强度相当的导频之间频繁切换，对速率产生很大影响。如在对某室内分布的优化中，实际测试的速率只有40～50kbit/s，从容量分析并没有阻塞，而Anchor Transfer Rate则高达65%，这个值对于导频比较纯净的室内是偏大的。随后将anchor hysteresis threshold从1dB调整为2dB，数据速率则从40～50上升到了90～100kbit/s，anchor transfer rate也从65%下降到40%，明显减少了FSCH的硬切换。并提高了前向突发速率。

②功率参数优化：功率参数的设置对数据速率的影响很大，在朗讯系统中，关键是maxpower和CBRAttenuation 两个参数。max power是设置扇区载频的最大输出功率，一般值是20瓦。CBR Attenuation 是数字衰减（单位dB），增加3dB就是输出功率衰减一半，两者之间的关系是对应的。为了验证两者不匹配对数据性能的影响，选择了在单载频话务量为10Erl、Rx Power>-70dBm、Ec/Io>-5dB、Number of active PN＝1的基站验证。表1是测试的结果。



（注：由于是测试结果，与计算结果可能会存在误差）

从四种参数设置的测试情况来看，当maxpower=10w/CBRATT=2dB时，数据下载速率明显比其他三种情况低；说明当maxpower参数设置过小且与CBR衰减不同步时，基站会认为前向功率不足而拒绝手机的高速率请求，继而对前向数据速率造成较大影响。因此对系统中maxpower过小且与CBR衰减不同步的设置必须改正。

2.多载频间数据业务负荷均衡优化

根据双载频区域目前各载频的基站配置和话务量分布情况，对话务分布参数进行调整，可使数据业务在双载频间的分配更加合理，并能充分利用各载频资源，提高数据业务性能。在双载频开通时，其设置方式为：2G手机全部在第一载频；3G手机根据Hash算法平均分配在两个载频；双载频区域数据业务全部使用第二载频。这种设置考虑的因素为：第一载频的容量配置大于第二载频；2G手机在全网的比例有30%。随着3G手机的增加和数据业务的发展，2G手机在双载频区域里面的比例从30%下降为10%，实际网络中第二载频的话务量已经大于第一载频。为了充分利用现网资源给用户提供优质的服务，进行话务和数据的分配均衡很有必要。经过调整后，在核心区域3G语音和数据待机时仍按照Hash算法在双载频间进行分配，开始呼叫时根据各载频的RFloading进行调节，保证各载频的负荷均等；在边界扇区，手机和无线终端都待机在第一载频，业务信道分配时使语音尽量分配在第一载频避免载频间硬切换，而数据全部分配到第二载频，充分利用第二载频的容量。通过统计对比，调整后网络的负荷更加均衡，数据速率得到5～10kbit/s左右的提高。

3.前向数据速率请求算法优化

交换机根据RLPBuffer（无线链路协议缓存）中数据块大小向基站请求传送速率，基站根据资源中心（功率、信道、walshcode、分组管）情况确定分配何种速率。当RLPBuffer中的数据大小达到某一速率的最小要求时，交换机才能向资源中心申请这一速率传输。数据块必须大于这一速率能够传输数据总量的x%加上在FSCH建立前传输的数据大小总和，x 就是FSCH Notification Threshold，一般值是50。根据这个原则，如果降低 x 值，则较小的数据块也可以申请到高速速率。

优化过程中，在语音和数据的需求较小、网络利用率较低的郊区，有充足的容量和纯净的导频，可以降低高速数据申请门限；在室内微蜂窝、机场等重要场所，在确保语音容量的前提下，可以适当降低门限值；而在市区，话务量高、导频杂乱，调整门限值对性能几乎没有影响，不建议调整。

4.干扰查找

CDMA是一个自干扰系统，外部干扰对数据业务的性能影响很大，特别是上行干扰。数据业务消耗的功率比语音大很多，在基站侧可以用更高的功率发射来降低干扰的影响，但是无线终端的发射功率最大只有200mW，所以干扰对上行的影响最大。从统计中发现，一般上行干扰大于9dB时，基本上就不能进行高速数据传输，只能通过反向基本信道以9.6kbit/s速度传送数据，所以加强干扰查找是CDMA数据优化的一项重要的日常工作。

5.终端性能和非法用户的查找

在数据优化中，终端性能对数据网络的指标影响非常大，特别是行业应用中使用的CDMA1x数据模块。

去年11月份开始，我们在实际的网络应用中发现，数据业务的呼叫建立成功率和掉话率突然上升到一个较高的水平，从统计和实地测试中却没有发现问题。在朗讯的大力配合下，我们根据系统的PCMD数据，对每个数据掉话进行分析，最终发现是车载定位系统造成的。当车辆发动的时候，定位模块就拨号上网，报告自己的GPS信息；车辆熄火的时候，由于模块设计的不完善，没有主动发出关闭连接的请求，而是直接关闭电源，造成掉话。由于模块数量大约有几千台，经过统计，每天大约75%的数据掉话都是由于这些模块造成的。对呼叫建立成功率影响最大的是一些模块没有开通数据功能或欠费，不断尝试接入系统，却屡被拒绝。

三、总结

对于CDMA1x数据网络性能的评估和优化目标，目前还没有一个比较成熟的体系和实施方案，数据优化工作还处于探索阶段。根据目前的经验，对于数据网络的优化可分为三个步骤进行实施：对现网的各项数据指标进行分析，评估现有数据网络性能；对某些差的指标寻找原因，并制定针对性的优化措施；从统计分析和投诉方面找出有问题的点和小区，进行有针对的优化。