【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 要功能是提供用戶的簽約信息 的 存放、鑒權(quán) 的增強(qiáng) 、新業(yè)務(wù)支持 等功能。 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 無線網(wǎng)絡(luò)控制器 (RNC)和 基站（ Node B） 組成 [5]。 RNC，即 Radio Network Controller， 是無線網(wǎng)絡(luò)控制器， 其主要功能是 連接建立、斷開、切換、宏分集合并、無線資源管理控制。具體 功能 如下： (1) 系統(tǒng)信息廣播 和 系統(tǒng)接入控制功能 ； (2) 切換和 RNC遷移等移動(dòng)性管理功能 ； (3) 宏分集合并功率控制無線承載分配等無線資源管理和控制功能 。 Node B是 WCDMA系統(tǒng)的基站 ， 即無線收發(fā)信機(jī) ， 主要完 成 Uu接 口物理層協(xié)議的處理 ，包 括 基帶處理部件 和無線收發(fā)信機(jī) 。 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]。 終端設(shè)備 UE， 即 User Equipment， 叫 用戶終端設(shè)備，它主要 由 基帶處理單元 、 射頻處理單元 、協(xié)議棧模塊 以及應(yīng)用層軟件模塊等 組成 。 用戶終端設(shè)備 通過 Uu接口與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交 互， 可以 為用戶提供 分組域和電路 域內(nèi)的各種業(yè)務(wù)功能，包括 數(shù)據(jù)通信 、 普通話音、移動(dòng)多媒體 以及 Inter應(yīng)用。 外部網(wǎng)絡(luò) 外部網(wǎng)絡(luò)，即 External Networks ， 外部網(wǎng)絡(luò)可以分為兩類： （ 1） 分組交換網(wǎng)絡(luò)（ PS Networks ）： 實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)包的連接服務(wù)， 如 Inter。 （ 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)。 WCDMA 關(guān)鍵技術(shù) 本章 節(jié) 主要 介紹 了 WCDMA收發(fā)信機(jī)的 原理以及 結(jié)構(gòu) ， 包括 RAKE接收機(jī)的原理和結(jié)構(gòu) ，中頻 以及 射 頻處理技術(shù) ， 信道編解碼技術(shù)和多用戶檢測(cè) 等 技術(shù)的 基本原理 。 圖 2 2 數(shù)字通信系統(tǒng) 如圖 數(shù)字通信系統(tǒng)， WCDMA的收發(fā)信機(jī)是基于 這 個(gè)基本的 構(gòu)造 上，其中調(diào)制解調(diào)部分采用 信道 ， 編譯碼部分采用 Turbo碼或者卷積碼 。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) 在 WCDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)中，信 道 的帶寬是遠(yuǎn) 大于信道的平坦衰落帶寬。傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)需要用均衡算法來消除相鄰符號(hào)間的碼間干擾， 但 WCDMA擴(kuò)頻碼在選擇時(shí)就要求它有很好的自相關(guān)特性。由于多徑信號(hào)包括 可以利用的信息， 因此 WCDMA接收機(jī)可以通過合并多徑信號(hào)來改善 接收信號(hào)的信噪比 。 RAKE接收機(jī)是通過多個(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 。 圖 一個(gè) RAKE接收機(jī) ， 是 為 WCDMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的較為經(jīng)典的 分集接收器， 當(dāng)傳播時(shí)延超過一個(gè)碼片周期時(shí) ， 多徑信號(hào)實(shí)際上可被看作是 相互獨(dú)立的。 帶 DLL的相關(guān)器是一個(gè)遲早門的鎖相環(huán)。它由兩個(gè)相關(guān)器 ，早和晚 組成， 遲早門的 結(jié)果相減可以調(diào)整碼相位， 和解調(diào)相關(guān)器分別相差 正負(fù)二分之一 或 正負(fù)四分之一 個(gè)碼片。 延遲環(huán)路的性能取決于環(huán)路帶寬， 延遲估計(jì)是通過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。匹配濾波器的測(cè)量精度可以達(dá)到 四分之一至二分之一 碼片。 而 RAKE接收機(jī)的不同接收徑的間隔 則 是一個(gè)碼片 [6]。 圖 2 3 RAKE接收機(jī) 圖 2 4 基于連續(xù)導(dǎo)頻信號(hào)的信道估計(jì)方法 WCDMA 射頻和中頻的總體結(jié)構(gòu) 圖 WCDMA射頻和中頻部分的原理框圖，射頻部分是傳統(tǒng)的模擬結(jié)構(gòu)，有用信號(hào)在這里轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)。射頻的上行通道部分主要包括 自動(dòng)增益控制（ RF AGC） 二次上變頻寬帶線性功放 、 射頻發(fā)射濾波器 。中 頻部分主要包括 、上變頻器 、 下變頻器 、 ADC和上行的中頻 、下行的去混迭濾波器、 平滑濾波器 和 DAC。 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)。 射頻下行通道部分主要包括下變頻器 、 接收濾波器（ Rx濾波器） 和 自動(dòng)增益控制（ RF AGC） 。 圖 2 5 WCDMA射頻和中頻原理圖 分集接收原理 無線信道是隨機(jī)時(shí)變信道， 而其 衰落 的這個(gè) 特性會(huì)降低通信系統(tǒng)的性能。 因此，為了對(duì)抗衰落，可以采用多種措施。 比如 ： 擴(kuò)頻技 術(shù)分集接收技術(shù) 、 抗衰落接收技術(shù)或者 信道編解碼技術(shù) 。 這些技術(shù)，通過實(shí)踐， 被認(rèn)為是明顯有效而且經(jīng)濟(jì)的抗衰落技術(shù)。 圖 2 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。 偶數(shù)位置上的數(shù)據(jù) 由 天線 1發(fā)射的 ，奇數(shù)位置上的數(shù)據(jù) 是 天線 2發(fā)射的 ，通過不同天線路徑到達(dá)接收機(jī)天線的數(shù)據(jù) 都具備 分集作用 ， 并且 利用兩個(gè)天線上發(fā)射數(shù)據(jù)的不相關(guān)性， 降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓β?。 同時(shí)由于發(fā)射天線上單天線發(fā)射數(shù)據(jù)的比特率降低 ， 使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃栽黾?。 可以看出， 發(fā)射天線分集 是 可以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳 輸速率 。 3 WCDMA 無線網(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) 建設(shè)開通后在各方面 都需要進(jìn)行調(diào)整 ， 比如：參數(shù)、天線以及基站的位置等。 調(diào)整的主要目的是優(yōu)化重要區(qū)域的 網(wǎng)絡(luò) 覆蓋 ， 對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量 和各種參數(shù)指標(biāo) 進(jìn)行跟蹤和優(yōu)化 。 WCDMA 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃難點(diǎn) 詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是一個(gè)不斷重復(fù) 和實(shí)踐的過程。 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)整的過程。 在 GSM網(wǎng)絡(luò) 系 統(tǒng) 中，詳細(xì)的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃重點(diǎn)在于覆蓋規(guī)劃，而在 WCDMA 網(wǎng)絡(luò)中詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃不僅要對(duì)覆蓋進(jìn)行規(guī)劃，而且更重要的是要對(duì) 容量和干擾 進(jìn)行分析 。具體突破點(diǎn)在以下幾點(diǎn)： （ 1） WCDMA是一個(gè) 自干擾 系統(tǒng)， 在 WCDMA網(wǎng)絡(luò)中 干擾控制 是非常重要的 。在 WCDMA 網(wǎng)絡(luò)中， 靈敏度和負(fù)載 的 分析都需要干擾控制，它直接影響網(wǎng)絡(luò) 的 容量。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]。 （ 2） 在 WCDMA中 小區(qū)呼吸是一個(gè)重要 的 特征。小區(qū)呼吸 是 小區(qū)的覆蓋隨著網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)的增加、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的增大而減小。因此，容量和覆蓋規(guī)劃在 WCDMA 中不再是兩個(gè)分開的任務(wù)， 而 需要平衡后綜合考慮 ,是交織在一起的 。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 。 （ 3） 與 GSM系統(tǒng)相比， WCDMA 引入了軟切換技術(shù)。軟切換因子與容量有關(guān)，它可以決定除了正常業(yè)務(wù)所需信道外的實(shí)際所需的信道資源。 軟切換為網(wǎng)絡(luò)帶來了軟切換增益 及 軟切換宏分集結(jié)合增益，但同時(shí) 網(wǎng)絡(luò)的容量也因此而 損失。 （ 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。 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的解決方案 對(duì) WCDMA 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化而言，有三種選擇：第一，引入基站設(shè)備進(jìn)行基站補(bǔ)點(diǎn)，覆蓋信號(hào)盲區(qū)；第二，增加新直放站，延伸并擴(kuò)大原基站信號(hào)，以增強(qiáng)信號(hào)覆蓋，保證通信質(zhì)量；第三，繼續(xù)采用原來的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，對(duì)基站進(jìn)行功率放。 基站系統(tǒng) WCDMA系統(tǒng)基站的應(yīng)用 如 圖 。理論情況下，在無遮擋區(qū)域，基站的覆蓋是比較好的，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，密集的城市建筑，或者邊遠(yuǎn)山區(qū)都會(huì)給基站的覆蓋帶來不利的影 響，大大減小其覆蓋范圍。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。 GSM 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃采取有序的規(guī)劃流程來先覆蓋、后規(guī)劃容量，在很大程度上按順序進(jìn)行。增加容量可通過增加硬件資源而實(shí)現(xiàn)，而且不影響覆蓋。WCDMA 與安裝的硬件相關(guān)，還與每載波容量、所處環(huán)境、鄰區(qū)干擾等相關(guān)，是典型的“軟”容量。 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。 (2)鏈路分析和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì) 為了確定基站的數(shù)目和位置，需要根據(jù)外圍環(huán)境進(jìn)行上下行鏈路分析。 2G 主要以提供話音業(yè)務(wù)為主。由于話音業(yè)務(wù)是上下行對(duì)稱的業(yè)務(wù)，其上下行鏈路的負(fù)載是平衡的。 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。覆蓋和容量可能會(huì)受限于上行或下行方向的速率而需要進(jìn)行傳播損耗的計(jì)算。 圖 3 1 基站的覆蓋示意圖 直放站系統(tǒng) 圖 。直放站（中繼器）屬于同頻放大設(shè)備，是指在無線通信傳輸過程中起到信號(hào)增強(qiáng)作用的一種無線電發(fā)射中 轉(zhuǎn)設(shè)備。直放站就是一個(gè)射頻信號(hào)功率增強(qiáng)器。直放站在下行鏈路中，由施主天線在現(xiàn)有的覆蓋區(qū)域中拾取信號(hào)，通過帶通濾波器對(duì)帶通外的信號(hào)進(jìn)行極好地隔離，將濾波的信號(hào)經(jīng)功放放大后再次發(fā)射到待覆蓋區(qū)域。在上行鏈接路徑中，覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)手機(jī)的信號(hào)以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發(fā)射到相應(yīng)基站，從而達(dá)到基地站與手機(jī)的信號(hào)傳遞 [8]。 圖 3 2 直放站覆蓋示意圖 直放站是一種中繼產(chǎn)品，是實(shí)現(xiàn)“小容量、大覆蓋”目標(biāo)的必要手段之一，主要是由于使用直放站一是在不增加基站數(shù)量的前提下保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋，二是其造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于有 同樣效果的基站系統(tǒng)。直放站是解決通信網(wǎng)絡(luò)延伸覆蓋能力的一種優(yōu)選方案，它與基站相比有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資較少和安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于難以覆蓋的盲區(qū)和弱區(qū)，如商場(chǎng)、賓館、機(jī)場(chǎng)、碼頭、車站、體育館、娛樂廳、地鐵、隧道、高速公路、海島等各種場(chǎng)所，提高通信質(zhì)量，解決掉話等問題 [9]。對(duì)于城市的覆蓋一般采用光纖直放站，這樣能夠有效防止信號(hào)的干擾，而對(duì)于郊區(qū)或者農(nóng)村往往采用移頻或者寬帶直放站。 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。 WCDMA 基站覆蓋延伸系統(tǒng)由基 站功率放大器與塔頂放大器組成。基站功率放大器是專門為擴(kuò)大現(xiàn)有基站的有效覆蓋范圍而設(shè)計(jì)的，它就是一種安裝在基站上的線性放大設(shè)備，由大功率線性功率放大器、高性能雙工器、電源及相應(yīng)監(jiān)控設(shè)備組成。緊靠天線的是塔頂放大器，功能是選擇和放大所接收的較弱上行鏈路信號(hào)，有效改善接收信號(hào)信噪比，提高基站的靈敏度，特別是對(duì)于使用相對(duì)較長(zhǎng)傳輸饋線的基站，由于饋線損耗等因素對(duì)上行信號(hào)信噪比惡化較嚴(yán)重，通過安裝塔頂放大器可有效提高上行鏈路信號(hào)的信噪比，從而彌補(bǔ)由于饋線損耗對(duì)上行信號(hào)信噪比造成的影響 [13]。 圖 3 3 基站增強(qiáng)器覆蓋示意圖 對(duì)于上述三種方案的應(yīng)用場(chǎng)合和優(yōu)缺點(diǎn)，可以歸結(jié)到表 。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的要求，我們可以在合適的地區(qū)選擇合適的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方式，這樣才能更有效地達(dá)到網(wǎng)絡(luò)覆蓋的目的。 表 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題 掉話問題分析 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。 (2)在測(cè)試軟件中 收到任何的系統(tǒng)消息 （ BCH消息）。 (3)在測(cè)試軟件中 收到 CC Release Complete， CC Disconnect， CC Release三條消息中的任何一條， 并且 釋放的原因?yàn)?Not Normal Clearing ， Not Normal或者是 Unspecified。 掉話分析流程 之鄰區(qū)漏配 從優(yōu)化的經(jīng)驗(yàn)看， 在初期的網(wǎng)絡(luò) 優(yōu)化過程 中， 掉話是由于鄰區(qū)漏配 而 導(dǎo)致的。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