【正文】 及。 緒 論 WCDMA主要起源于歐洲和日本的早期第三代無(wú)線研究活動(dòng) ,GSM的巨大成功對(duì)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)在歐洲的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)生重大影響。 WCDMA 作為一個(gè)自干擾系統(tǒng)，每個(gè)用戶都對(duì)其它用戶構(gòu)成干擾，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的核心就是盡可能降低系統(tǒng)中的干擾電 平。 第三代系統(tǒng)所帶來(lái)的更新更靈活的通信能力和更高的數(shù)據(jù)速率使得 無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 的信息與業(yè)務(wù)的接入能力大大增強(qiáng)。 WCDMA 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 【 摘 要 】 WCDMA 是英文 Wideband Code Division Multiple Access 的英文簡(jiǎn)稱，是一種第三代無(wú)線通訊技術(shù)。 WCDMA 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要是通過(guò)調(diào)整各種相關(guān)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)參數(shù)和無(wú)線資源參數(shù)，滿足系統(tǒng)現(xiàn)階 段對(duì)各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的要求。因此進(jìn)行干擾分析、功率配置和切換參數(shù)優(yōu)化等工作尤為重要。歐洲于 1988年開展 RACE(歐洲先進(jìn)通信技術(shù)的研究 ) 程序 ,并一直延續(xù)到 1992年 6月 ,它代表了第三代無(wú)線研究活動(dòng)的開始。信息、教育類業(yè)務(wù)將有很好的應(yīng)用前景 ,股票信息、交通信息、 氣象信息、位置服務(wù)(LCS) 、網(wǎng)上教室、網(wǎng)上游戲等移動(dòng)應(yīng)用更將極大地豐富人們的生活。但是 ,由于無(wú)線通信技術(shù)和 IP技術(shù)的迅速發(fā)展 ,WCDMA標(biāo)準(zhǔn)也在不斷發(fā)展中 ,新的兼容的無(wú)線技術(shù)和核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在不斷被提出和采納 ,從現(xiàn)在的情況看 ,WCDMA還是一“活”的標(biāo)準(zhǔn) ,WCDMA還有許多需要研究的課題 ,需要學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的共同開發(fā)。移動(dòng)辦公類業(yè)務(wù)也 中關(guān)注的覆蓋、容量、質(zhì)量等問(wèn)題， 但 WCDMA系統(tǒng)面臨的新挑戰(zhàn)還包括軟切換開銷控制、主控區(qū)和隔離區(qū)的精確控制、系統(tǒng)干擾控制等新問(wèn)題。 人們期望 隨時(shí)隨地、 不受時(shí)空限制地進(jìn)行信息交流 ， 提高經(jīng)濟(jì)效益和工作 效益 。 在網(wǎng)絡(luò)優(yōu) 化 上， WCDMA系統(tǒng)同樣要考慮 2G系統(tǒng)中關(guān)注的覆蓋、容量、質(zhì)量等問(wèn)題，但WCDMA系統(tǒng)面臨的新挑戰(zhàn)還包括軟切換開銷控制、主控區(qū)和隔 離區(qū)的精確控制、系統(tǒng)干擾控制等新問(wèn)題。因此進(jìn)行干擾分析、 切換參數(shù)調(diào)整和 功率配置等工作 就非常 重要。 與此同時(shí)，國(guó)外 WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)相對(duì)成熟的階段，各種網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)指標(biāo) 已經(jīng)處于世界領(lǐng)先的地位。 本文主要研究?jī)?nèi)容 本論文從移動(dòng)通信發(fā)展 的 歷史 背景 出發(fā) ，首先， 對(duì) WCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較詳細(xì)的介紹 ， 同時(shí)， 討論了 WCDMA通信技術(shù)的特點(diǎn)。 在對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃及優(yōu)化的流程做了各自分析后，總結(jié)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化之間的關(guān)系，闡明了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作的自然延續(xù)，是一個(gè)不斷循環(huán)的持續(xù)性工作。第二章主要講述的是 WCDMA 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。 UMTS系統(tǒng)采用了與第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)類似的結(jié)構(gòu) ， 包括 核心網(wǎng)絡(luò) 和 無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò) 。 根據(jù) 3GPP R99的標(biāo)準(zhǔn)， UTRAN UMTS和 UE的陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò)由 全 新的協(xié)議構(gòu)成 ， 其設(shè)計(jì) 是采用 WCDMA無(wú)線技術(shù) ， 核心網(wǎng) 則采用了 GSM/GPRS的定義 ， 這樣可 以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的 順利過(guò)渡 。 (1) 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn) 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn) ，即 GMSC， 是 WCDMA移動(dòng)網(wǎng) CS域與外部網(wǎng)絡(luò)之間的 節(jié)點(diǎn)，它通過(guò) PSTN/ISDN接口與外部網(wǎng)絡(luò)（ PSTN、 ISDN、 其它 PLMN） 相連， 是可選功能節(jié)點(diǎn)，通過(guò) CAP接口與 SCP相連， 通過(guò) C接口與 HLR相連。 (3)PS域功能節(jié)點(diǎn) PS域功能節(jié)點(diǎn) ，即 SGSN， 是 WCDMA核心網(wǎng) ，也叫 服務(wù) GPRS支持節(jié)點(diǎn) ，它通過(guò) Iu_PS接口與 UTRAN相連， 通過(guò) Gr接口與 HLR/AUC相連， 通過(guò) Gn/Gp接口與 GGSN相連，通過(guò) Gs接口與MSC/VLR相連 ， 通過(guò) Gd接口與 SMSGMSC/SMSIWMSC相連， 通過(guò) Ge接口與 SCP相連，通過(guò) Gn/Gp接口與 SGSN相連， 通過(guò) Ga接口與 CG相連 。 GGSN主要功能是同外部 IP分組網(wǎng)絡(luò)的接口功能 ， GGSN需要提供 UE接入外部分組網(wǎng)絡(luò)的關(guān)口功 能 ， 從外部網(wǎng)的觀點(diǎn)來(lái)看 ， GGSN就好象是可尋址WCDMA移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中所有用戶 IP的路由器 ， 需要同外部網(wǎng)絡(luò)交換路由信息 [4]。 陸地?zé)o線接入網(wǎng) UTRAN的英文全稱是 UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network UMTS， 即陸地?zé)o線接入網(wǎng)， 由 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器 (RNC)和 基站（ Node B） 組成 [5]。 Node B基站 和 Iub接口 互連， 它的主要控制 擴(kuò)頻、調(diào)制、信道編碼及解擴(kuò)、解調(diào)、信道解碼， 此外基帶信號(hào)和射頻信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換等也是其功能 [5]。 （ 2） 電路交換網(wǎng)絡(luò)（ CS Networks）： 實(shí)現(xiàn) 電路交換的連接服務(wù)， 如 通話 的 服務(wù)。根據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)的不同，碼分多址 采用 直接擴(kuò)頻通信技術(shù)， 信源編碼部分 對(duì)語(yǔ)音采用 AMR自適應(yīng)多速率編碼，對(duì)多媒體業(yè)務(wù) 以及 圖像 采用 ITU 。 RAKE接收機(jī)是通過(guò)多個(gè)相關(guān)檢測(cè)器接收多徑信號(hào)中的各路信號(hào) ， 并把 這些信號(hào) 合并在一起 。 延遲環(huán)路的性能取決于環(huán)路帶寬， 延遲估計(jì)是通過(guò)匹配濾波器獲取不同時(shí)間延遲位置上的信號(hào)能量分布如（圖 ）， 能 識(shí) 別具有較大能量的多徑 的 位置，并將它們的時(shí)間量分配到RAKE接收機(jī)的不同接收徑上。 3 RAKE接收機(jī) 圖 2 由于 WCDMA的數(shù)字下變頻器 輸出的基帶信號(hào)的帶寬已經(jīng)大于中頻信號(hào)的 百分之十 ， 因此 與 第一代信號(hào) 和 一般的 GSM信號(hào) 不同，稱為寬帶信號(hào)。 因此，為了對(duì)抗衰落，可以采用多種措施。 6 正交發(fā)射分集原理 圖 如圖 正交發(fā)射分集的原理 圖 ， 其中， 兩個(gè)天線的發(fā)射數(shù)據(jù)是 各 不 相同的。 3 WCDMA 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的任務(wù)就是利用一切可用來(lái)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況的 各種軟件和設(shè)備 對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控 ， 提出 符合實(shí)際的網(wǎng)絡(luò) 調(diào)整 優(yōu)化 方案 ，現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題， 使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況達(dá)到最佳 的平衡 狀態(tài) 。 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃就是對(duì)受干擾影響的覆蓋和容量進(jìn)行不斷研究及調(diào)整的過(guò)程。因此， 在 初始規(guī)劃中 干擾余量是 需要考慮的一個(gè)重要參數(shù) [7]。覆蓋門限是由 所有小區(qū) 用戶數(shù)量 和所使用的比特率決定的，因此對(duì)于 用戶數(shù)量 和不同的業(yè)務(wù) ，小區(qū) 覆蓋區(qū)域是 變化的 ， 覆蓋門限 的值也是不同的 。 （ 4） WCDMA系統(tǒng) 的另一個(gè)特點(diǎn)是上行鏈路和下行鏈路中業(yè)務(wù) 具有 非對(duì)稱性，因此在 容量規(guī)劃和覆蓋 中必須對(duì) 不同的業(yè)務(wù)分別進(jìn)行分析，且必須對(duì)上 下 行鏈路都進(jìn)行分析。同 GSM 基站覆蓋相比， WCDMA的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)該注意以下問(wèn)題： (1)容量、質(zhì)量和覆蓋 優(yōu)化 GSM與所安裝設(shè)備緊密相關(guān)，支持的用戶數(shù)可由載頻數(shù)和時(shí)隙數(shù)推算得到，其信道質(zhì)量主要受同道、鄰道干擾的影響。 WCDMA 信號(hào)相互影響，需要在覆蓋、容量和質(zhì)量三個(gè)因素間尋求平衡。 3G 同時(shí)提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是上下行不對(duì)稱的業(yè)務(wù)，因此可能會(huì)導(dǎo)致上、下行鏈路負(fù)載的不平衡。直放站（中繼器）屬于同頻放大設(shè)備，是指在無(wú)線通信傳輸過(guò)程中起到信號(hào)增強(qiáng)作用的一種無(wú)線電發(fā)射中 轉(zhuǎn)設(shè)備。 圖 3 基站增強(qiáng)器 圖 ，也叫基站延伸系統(tǒng) ，這將是解決邊遠(yuǎn)地區(qū)的有效覆蓋手段。 圖 3 4 三種優(yōu)化方案的比較 方案 直放站 新增基站 基站增強(qiáng)器 優(yōu)點(diǎn) 建設(shè)方便，價(jià)格較低，解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題 有效覆蓋信號(hào)盲區(qū) ，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量 增大基站的覆蓋范圍，提高覆蓋質(zhì)量 缺點(diǎn) 規(guī)劃不但會(huì)增加施主基站的噪聲電平，降低系統(tǒng)容量，造成基站性能的下降 工程量大，申請(qǐng)站址，地形勘測(cè)，信號(hào)指標(biāo)測(cè)量與計(jì)算，成本高 設(shè)備的造價(jià)較貴，需 要跟基站聯(lián)合使用，需要解決和基站的干擾和匹配問(wèn)題 掉話問(wèn)題分析 路測(cè)掉話定義 從 UE側(cè)記錄的空口信令上看，在通話過(guò)程（連接狀態(tài)下）中，如果空口的消息，滿足以下三個(gè)條件的任何一個(gè)： (1)在測(cè)試軟件中系統(tǒng) 收到 RRC Release消息且釋放的原因值為 Not Normal。對(duì)于同頻鄰區(qū)， 即在一個(gè)頻點(diǎn)的鄰區(qū)， 通常采用以下的辦法來(lái)確認(rèn)是否為同頻鄰區(qū)漏配： 判斷 方法一：觀察掉話前 UE記錄的 激活級(jí) EcIo的 信息和 Scanner（掃頻） 記錄的 Best Server EcIo信息，如果 Scanner記錄的 Best Server EcIo很好 ，而 UE記錄的 EcIo很差 ；同時(shí) 觀察 Scanner記錄 Best Server擾碼是否出現(xiàn)在掉話前最近出現(xiàn)的同頻測(cè)量控制的鄰區(qū)列表中，如果測(cè)量控制的鄰區(qū)列表中中沒(méi)有擾碼，那么可以確認(rèn)是鄰區(qū)漏配。 鄰區(qū)漏配導(dǎo)致的掉話 同時(shí) 也包括 異頻鄰區(qū)漏配和異系統(tǒng)鄰區(qū)漏配。通常所說(shuō)的覆蓋差，主要是指RSCP很差。如果上下行嚴(yán)重不平衡， 則應(yīng)該初步判定為受限方向存在干擾 [16]。 從信令流程上 CS業(yè)務(wù) 表現(xiàn)為手機(jī)收不到活動(dòng)集更新命令（同頻硬切換時(shí)為物理信道重配置）， PS業(yè)務(wù)也有可能收不到活動(dòng)既更新命令，也有可能在切換之前先發(fā)生 TRB復(fù)位。 從信令流程上看，一般可以看到 1個(gè)小區(qū)剛剛刪除，然后馬上要求加入，此時(shí)收不到 RNC下發(fā)的活動(dòng)集更新命令導(dǎo)致失敗。 掉話分析流程之干擾導(dǎo)致掉話 下行和上行的干擾都會(huì)導(dǎo)致掉話。另外 ，在切換的時(shí)候，新建鏈路由于上行干擾問(wèn)題導(dǎo)致鏈路不能同步，從而造成該小區(qū)的切換成功率低，或者造成切換失敗而導(dǎo)致掉話。 比如： Node B異常引起同步失敗，導(dǎo)致的鏈路不停增加和刪除 ， 手機(jī)不上報(bào) 1a測(cè)量報(bào)告導(dǎo)致掉話 。 獲取掉話位置 采用路測(cè)數(shù)據(jù)處理軟件， 比如 Analyzer和獲取掉話的時(shí)間和地點(diǎn)，獲取掉話前后Scanner采集的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，手機(jī)采集的活動(dòng)集和監(jiān)視集信息，信令流程等。通過(guò)進(jìn)一步的路測(cè)也能確認(rèn)該掉話點(diǎn)是隨機(jī)掉話的點(diǎn)或者固定掉話點(diǎn) ，一般來(lái)說(shuō)固定掉話點(diǎn)一定需要解決，而隨機(jī)掉話點(diǎn)則需要根據(jù)掉話發(fā)生的概率來(lái)確定是否需要解決。這涉及到一系列與無(wú)線資源的分配有關(guān)的研究課題，如接入控制、信道分配、功率控制、切換、負(fù)載控制，以及分組信息的調(diào)度等。確保該連接的 QoS，并使該條連接占用的無(wú)線資源最少。在確保該小區(qū)穩(wěn)定的前提下，能接入更多的用戶，提高整個(gè)系統(tǒng)的容量。 RRM要做的就是能夠保證 CN（核心網(wǎng)）所請(qǐng)求的 QoS，增強(qiáng)系統(tǒng)的覆蓋，提高系統(tǒng)的容量。 7 RRM各算法在呼叫流程中的位置 信道控制 信道配置分為三類：基本信道配置，動(dòng)態(tài)信道配置，碼資源管理。 圖 3顧名思 義，也就是要達(dá)到最高的效果，實(shí)現(xiàn)帶寬的 “ 按需分配 ” 。在這里， DCCC對(duì)上下行原理相同，分別進(jìn)行判決 [15]。 9 動(dòng)態(tài)信道分配的效果圖 由于碼資源管理的數(shù)學(xué)算法非常繁瑣，在此不作贅述，只給大家介紹有關(guān)碼資源管理的一 些策略性能指標(biāo)和分 配原則。 碼資源分配原則大致包括：提高碼字利用率；降低碼分配策略復(fù)雜度；確保盡量使用正交性好的碼字；降低信道間干擾；提高系統(tǒng)容量；降低系統(tǒng)的峰平比 [17]。 功率控制分為開環(huán)，閉環(huán)兩種功率控制，其中閉環(huán)功率控制又分為上下行內(nèi)功率控制和上下行外功率控制。而每一個(gè) UE都有一個(gè)自己的控制環(huán)路。 連接移動(dòng)性管理涉及的問(wèn)題主要是移動(dòng)臺(tái)在小區(qū)間 “ 越區(qū) ” 時(shí)進(jìn)行的切換，以及切換類型的選擇。軟切換中有更軟切換。這時(shí)要注意頻間負(fù)載的平衡。當(dāng)進(jìn)行軟切換的兩個(gè)小區(qū)屬于同一個(gè)Node B 時(shí)，上行的合并可以進(jìn)行最大比合并（ RAKE 合并），此時(shí)就成了更軟切換。 還有更進(jìn)一步的技術(shù)如壓縮模式， SRNS（服務(wù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)）遷移等，都可以更好地在越區(qū)切換時(shí)對(duì)目標(biāo)小區(qū)進(jìn)行測(cè)量，增強(qiáng)系統(tǒng)的適應(yīng)能力，減少切換時(shí)的延遲。 負(fù)載控制技術(shù)分為：準(zhǔn)入控制、小區(qū)間負(fù)載的平衡、數(shù)據(jù)調(diào)度和擁塞控制。 數(shù)據(jù)調(diào)度是為了提高小區(qū)資源的利用率，引入 Packet Scheduling 技術(shù)，在小區(qū)內(nèi)的速率不可控業(yè)務(wù)負(fù)載過(guò)大或過(guò)小時(shí)，降低或增加 BE 業(yè)務(wù)的吞吐率，以控制小區(qū)的整體負(fù)載在一個(gè)穩(wěn)定的水平。 ARM 模式控制 3G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期覆蓋范圍有限，所以 2G 和 3G 多種系統(tǒng)將并存， WCDMA 系統(tǒng)采用 AMR（ Adaptive MultiRate）語(yǔ)音編碼，是為了和原有各種系統(tǒng)的語(yǔ)音編碼器的兼容。也就是說(shuō)降低 AMR 的語(yǔ)音速率可以有效的擴(kuò)大上行的覆蓋范圍。 4 WCDMA 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化案例 鄰區(qū)漏配 鄰區(qū)漏配 現(xiàn)象和分析 首先打開手機(jī)測(cè)量的活動(dòng)集 EcIo 覆蓋信息，可以看到掉話點(diǎn)位置附近手機(jī)活動(dòng)集EcIo 質(zhì)量很差，可以看到掉話前手機(jī)記錄的服務(wù)小區(qū)信號(hào)很差，基本上持續(xù)低于 15dB，當(dāng)前的服務(wù)小區(qū)為 209 號(hào)擾碼，如圖 所示： 圖 4 如果測(cè)試 時(shí)只有手機(jī)記錄了信息，沒(méi)有連接 Scanner信息，可以通過(guò)以下的方法來(lái)確認(rèn)鄰區(qū)是否漏配：首先確認(rèn)掉話前手機(jī)測(cè)量的活動(dòng)集所有小區(qū)的擾碼以及監(jiān)視集小區(qū)的擾碼；然后確認(rèn)掉話后手機(jī)重新駐留的小區(qū)的擾碼信息，和掉話前手機(jī)活