CDMA網(wǎng)絡(luò)中高FER的優(yōu)化

1、CDMA網(wǎng)絡(luò)中高FER的優(yōu)化摘要：網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是移動通信系統(tǒng)增加容量、改善網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)質(zhì)量的最主要手段。對CDMA移動通信系統(tǒng)尤其關(guān)鍵。本文詳細(xì)探討了CDMA移動通信系統(tǒng)導(dǎo)致高FER的原因及優(yōu)化措施。關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，F(xiàn)ER，掉話，切換失敗一、引言對于移動通信運(yùn)營商來說，隨著我國移動用戶數(shù)量的迅猛增長，移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)顯得尤為重要，并且隨著中國加入WTO以及運(yùn)營商之間競爭的加劇，網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量已經(jīng)成為決定其命運(yùn)的根本要素。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的一個非常重要的過程，其目的就是要改善網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。移動通信網(wǎng)絡(luò)是一個動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載隨時都在變化，網(wǎng)絡(luò)上的業(yè)務(wù)會不斷地更新，網(wǎng)絡(luò)對資源的需求

2、也會動態(tài)地改變，所有這些都會導(dǎo)致運(yùn)營商隨時對自己的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，以便優(yōu)化資源配置，合理地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)，這就是無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化要達(dá)到的目標(biāo)。對于CDMA移動通信系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化更為重要，因為CDMA移動通信系統(tǒng)是干擾受限的通信系統(tǒng)。系統(tǒng)的容量是軟容量，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化不僅能改善網(wǎng)絡(luò)的性能和服務(wù)質(zhì)量，還能增加系統(tǒng)的容量。二、CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的流程網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化根據(jù)優(yōu)化基站數(shù)目的多少又分為單一基站的初始優(yōu)化和多個基站有載條件下的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。單一基站的初始優(yōu)化是在基站安裝完畢后進(jìn)行的。它包括（1）基站設(shè)備的調(diào)試基站設(shè)備的調(diào)試包括基站初始數(shù)據(jù)的加載、基站設(shè)備發(fā)射參數(shù)的測試和設(shè)備基礎(chǔ)性能參數(shù)

3、測試等。（2）環(huán)境噪聲測試環(huán)境噪聲測試的目的是了解基站周圍環(huán)境的電磁干擾情況，并消除干擾源。（3）基站工作驗證在環(huán)境噪聲測試和基站調(diào)試進(jìn)行完畢后，在基站正式開通之前，應(yīng)對該基站進(jìn)行必要的工作驗證。驗證工作主要包括以下內(nèi)容：固定移動呼叫、移動固定呼叫、移動移動呼叫、扇區(qū)與PN偏置指數(shù)的對應(yīng)關(guān)系、接收信號強(qiáng)度、信噪比以及本基站扇區(qū)與鄰近基站扇區(qū)間的切換。由于實際系統(tǒng)總是在有載情況下運(yùn)行的，所以系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化一般也是在有載條件下進(jìn)行。即多個基站有載條件下的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化對于已經(jīng)投入實際運(yùn)行的系統(tǒng)，用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到一定規(guī)模，話務(wù)量有了一定的增長，即系統(tǒng)在有載條件下運(yùn)行，此時對系統(tǒng)測試獲得的數(shù)據(jù)能夠較真實的反映

4、系統(tǒng)的實際運(yùn)行情況。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作就是通過測試和分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的問題，修改調(diào)整系統(tǒng)的參數(shù)，逐步改善系統(tǒng)的性能，如此反復(fù)不斷地進(jìn)行，最終使系統(tǒng)在接近最優(yōu)的狀態(tài)下進(jìn)行工作。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的工作步驟大概可分為：系統(tǒng)調(diào)查與評估、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、制定優(yōu)化方案、評估并實施優(yōu)化調(diào)整方案、再次數(shù)據(jù)采集、評估優(yōu)化結(jié)果等。三、FER的測試方法當(dāng)接收到幀以后，要進(jìn)行一些質(zhì)量檢測。這些質(zhì)量檢測是為了確定幀速率以及檢查比特差錯。壞幀定義為接收的檢測出有比特差錯或沒有足夠的質(zhì)量來確定幀速率的幀。誤幀率定義為錯誤的全速率幀的個數(shù)與總的全速率幀的個數(shù)之比。一般是在正常通話時測量，也可以使用Markov測試，測量的時間必須有效即平

5、均話長在100120s以上。誤幀率在13%之間為可接受。對FER的測試就是將一套帶有GPS和手機(jī)的路測設(shè)備安裝到測試車中。另外還需要一臺便攜電腦，并安裝采集軟件。數(shù)據(jù)應(yīng)按如下的方法收集及處理：將手機(jī)設(shè)置成全速率的Markov長話呼叫（如果CDMA 網(wǎng)絡(luò)中的基站不支持Markov呼叫，就使用有人值守的固定電話，當(dāng)有呼叫進(jìn)來時, 該電話被拿起并貼近電視機(jī)的喇叭,將電視調(diào)到一個一直在講話的頻道，這樣產(chǎn)生的將主要是全速率的語音幀），同時打開GPS，我們使用手機(jī)來得到前向誤幀率。長話的設(shè)置為呼叫建立時間10秒，呼叫保持時間最大值，呼叫間隔時間5秒。如果發(fā)生了掉話，它會自動重?fù)?；在呼叫的過程中，前向及反向

6、的全速率幀將以每100幀為一時間塊的形式被采集，將每一時間塊里的平均數(shù)據(jù)放到100mX100m的地理塊內(nèi)，這樣就可得到一個FER值。測試車按照指定的路線行駛。將前向誤幀率與GPS采集到的位置信息記錄到日志中。當(dāng)測試車走遍所有的測試路線之后，處理日志中的數(shù)據(jù)。反向誤幀率是通過基站的DM得到的。前向突發(fā)誤幀率被用來測量前向業(yè)務(wù)信道的誤幀分布情況, 連續(xù)的一個或多個誤幀定義為一個突發(fā)。 當(dāng)它與FER測試相結(jié)合起來時，它能對前向業(yè)務(wù)信道的話音質(zhì)量提供額外的信息。通常來講，對于一給定的FER值， 如果誤幀是均勻分布的（較少的突發(fā)），對于用戶來說意味著更好的話音質(zhì)量。 從數(shù)學(xué)上講，這個測試可看作是對平均F

7、ER變化的限制， 太多的長突發(fā)意味著高可變性。在作突發(fā)誤幀率的測試時使用前向FER 測試相同的數(shù)據(jù)，后處理軟件首先將數(shù)據(jù)按每100幀分成時間塊， 然后在每一時間塊內(nèi)統(tǒng)計突發(fā)的個數(shù)及長度。對突發(fā)及FER的分析都是按時間為基準(zhǔn)， 同時把它們放到相應(yīng)的地理位置。 唯一的不同在于那些從一個100 幀抽樣開始而在下一個100幀抽樣結(jié)束的誤幀是被放在結(jié)束幀對應(yīng)的位置上。后處理軟件一般不計算在掉話之前的6秒以內(nèi)的突發(fā)，軟件也應(yīng)剔除那些有最高FER值的一部分地理塊，然后計算短突發(fā)(小于5個誤幀的突發(fā))的個數(shù)，以及長突發(fā)(有連續(xù)4個以上誤幀的突發(fā))的個數(shù)，最后計算短突發(fā)對所有突發(fā)的比率， 以及相應(yīng)的長突發(fā)的比率

8、。CDMA通信網(wǎng)絡(luò)對FER的一般要求是在前向和反向鏈路上，至少90%的預(yù)期覆蓋區(qū)域內(nèi)的測試路線上的平均誤幀率FER3%。四、高FER原因的分析及其優(yōu)化高誤幀率有可能是導(dǎo)致切換失敗和掉話的主要原因。話音質(zhì)量是一個主觀性很強(qiáng)的指標(biāo)，很難客觀衡量，但話音質(zhì)量與誤幀率有很大的關(guān)系，并且誤幀率可以客觀地測量到。如果測量到的誤幀率超過預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值，就需要詳細(xì)分析系統(tǒng)性能找出原因。分析反向的誤幀率需要基站日志，這些數(shù)據(jù)一般由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商維護(hù)，一般不易得到?！澳繕?biāo)”前向FER一般是可設(shè)置的參數(shù)，系統(tǒng)運(yùn)營商可以選擇不同的FER目標(biāo)值。1、前向鏈路高FER原因分析如果前向FER太高，則說明沒有足夠的前向Eb/I

9、o，前向鏈路高FER的原因主要有：前向業(yè)務(wù)信道太差、導(dǎo)頻信號太差等。1) 前向業(yè)務(wù)信道太差：如果移動臺的接收功率和導(dǎo)頻Ec/Io都很高，強(qiáng)導(dǎo)頻意味著移動臺在小區(qū)的覆蓋范圍內(nèi)，但是前向鏈路FER很高，說明可能是前向業(yè)務(wù)信道太差。主要原因有：前向鏈路功控的反應(yīng)速度太慢、業(yè)務(wù)信道的最大增益太低、基站已經(jīng)終止前向業(yè)務(wù)信道、導(dǎo)頻污染。前向鏈路功控的反應(yīng)速度太慢：前向功控就是基站調(diào)整分配給每個業(yè)務(wù)信道的功率，使處于不同傳播環(huán)境下的各個移動臺都得到足夠的信號能量。該調(diào)整范圍較小，在標(biāo)稱功率上下浮動范圍建議是34dB。在標(biāo)準(zhǔn)中未給出其具體實現(xiàn)，由各基站設(shè)備商自己設(shè)計算法實現(xiàn)，因此各個設(shè)備廠家可能不同?；就ㄟ^

10、移動臺對前向鏈路誤幀率的報告來決定是增加發(fā)射功率還是減小發(fā)射功率。移動臺的報告分為定期報告和門限報告，這兩種報告可以同時存在，也可以只要一種或兩種都不用。它是根據(jù)運(yùn)營商的具體要求來設(shè)定的。如果導(dǎo)頻信號很強(qiáng)，但分配給前向業(yè)務(wù)信道的功率不足，前向功控過程就有可能跟不上信道的變化。業(yè)務(wù)信道的最大增益太低：業(yè)務(wù)信道的最大增益是系統(tǒng)運(yùn)營商可以設(shè)置的參數(shù)，如果此增益太低，系統(tǒng)將不會給前向業(yè)務(wù)信道分配足夠的功率?；疽呀?jīng)終止前向業(yè)務(wù)信道：當(dāng)反向鏈路丟失時，基站將最終終止前向業(yè)務(wù)信道。導(dǎo)頻污染：錯誤的PN偏置規(guī)劃將導(dǎo)致同一個區(qū)域的多個基站進(jìn)入移動臺的搜索窗口，不同基站的多徑合并后可能產(chǎn)生較高的導(dǎo)頻Ec/Io，

11、但業(yè)務(wù)信道傳送所有呼叫，兩個不同業(yè)務(wù)信道的相加導(dǎo)致高的FER。2) 導(dǎo)頻信號太差：導(dǎo)頻信號差說明已經(jīng)發(fā)生了系統(tǒng)丟失，在這種情況下移動臺的接收功率可能高也可能低。主要原因有：切換失敗、捕獲失敗。切換失?。喝绻苿优_日志上顯示可以檢測到強(qiáng)導(dǎo)頻，則是切換失敗導(dǎo)致高誤幀率。移動臺在通話過程中經(jīng)常會發(fā)生切換，如果切換失敗，誤幀率就會變大，隨后就有可能掉話。捕獲失?。喝绻苿优_日志上顯示沒有檢測到強(qiáng)導(dǎo)頻，則是捕獲失敗。導(dǎo)致捕獲失敗的主要原因有：搜索窗太小、前向干擾太大、覆蓋問題。a. 搜索窗太?。喝绻邮展β屎芨撸せ罴阉鞔癝RCH-WIN-A0.5，則是移動臺確實移出覆蓋范圍。往返時延（RTD）硬切換

12、失?。喝绻?wù)小區(qū)是系統(tǒng)之間的邊界小區(qū)，則是往返時延（RTD）硬切換失敗。如果使用往返時延（RTD）技術(shù)來初始化硬切換，不需要檢測“導(dǎo)頻信標(biāo)”。基站必須在知道移動臺在邊界小區(qū)中，并且往返傳播時延超過指定門限時才初始化硬切換。 導(dǎo)致硬切換失敗的原因有三個：一是邊界小區(qū)未定義，為了使用往返時延（RTD）硬切換技術(shù)，必須在基站數(shù)據(jù)庫中正確地定義邊界小區(qū)。如果基站不知道移動臺在邊界小區(qū)中，就不會初始化硬切換。二是硬切換參數(shù)問題，在硬切換期間，基站指定兩個重要的參數(shù)值，NOM-PWR和NUM-PREAMBLE。如果這兩個值設(shè)置的不正確，硬切換可能會失敗。三是沒有將邊界小區(qū)與其它導(dǎo)頻隔離，如果移動臺在進(jìn)行

13、軟切換或更軟切換，切換判決算法將不指示進(jìn)行硬切換。硬切換算法一般設(shè)計成只有當(dāng)移動臺在邊界小區(qū)中、不處于切換狀態(tài)，且傳播時延超過往返時延門限時才初始化硬切換。若由于覆蓋問題而導(dǎo)致高FER，可以調(diào)整的參數(shù)有：搜索窗、覆蓋參數(shù)和減小前向干擾。2反向鏈路高FER原因分析當(dāng)反向FER過高時，說明沒有足夠的反向Eb/Io，產(chǎn)生反向鏈路高FER的原因主要有：反向鏈路干擾太大、反向業(yè)務(wù)信道功率不足、系統(tǒng)覆蓋問題、切換失敗。1) 反向鏈路干擾太大：如果基站的接收功率很高，并且TX-GAIN-ADJ0，則是反向鏈路干擾太高，干擾源包括：其它移動通信系統(tǒng)、LOS微波系統(tǒng)和不受控的CDMA用戶單元。2) 反向業(yè)務(wù)信道

14、功率不足：如果移動臺的接收功率很高，并且導(dǎo)頻的Ec/Io也很高，則是反向業(yè)務(wù)信道功率不足。出現(xiàn)此情況的原因有：移動臺的發(fā)射機(jī)已經(jīng)被關(guān)閉、反向外環(huán)功控的問題、前反向鏈路不平衡和基站搜索問題。移動臺的發(fā)射機(jī)已經(jīng)被關(guān)閉：如果沒有發(fā)射功率，則是移動臺已經(jīng)關(guān)閉其發(fā)射機(jī)。IS-95A標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如果移動臺連續(xù)接收到12個壞幀，就將關(guān)閉其發(fā)射機(jī)。反向外環(huán)功控的問題：如果移動臺的發(fā)射功率沒有達(dá)到最大，則是反向外環(huán)功控的問題。對應(yīng)反向業(yè)務(wù)信道的功率控制是基于傳播環(huán)境的，如果要求移動臺的功率增加太快，可能會導(dǎo)致外環(huán)功控跟不上，可以對外環(huán)功控的速度加以控制。前反向鏈路不平衡：如果導(dǎo)頻信道很好，而反向業(yè)務(wù)信道很差，并且

15、移動臺的發(fā)射功率已達(dá)到最大，則可能是前反向鏈路不平衡?；舅阉鲉栴}：如果基站的業(yè)務(wù)信道的搜索窗口太小（0，并且有強(qiáng)導(dǎo)頻存在，則是切換失敗。五、通信系統(tǒng)中的常見問題及優(yōu)化措施1. 導(dǎo)頻信號功率不足：路徑損耗很高時會出現(xiàn)覆蓋空洞，隨著負(fù)載的增加，允許的路徑損耗減少。即使無載導(dǎo)頻測試時沒有空洞，有載測試時也可能出現(xiàn)覆蓋空洞。優(yōu)化措施：第一步將最強(qiáng)服務(wù)基站的發(fā)射功率以步長為2dB增加，對于比較小的小區(qū)，發(fā)射功率余量比較小，增加發(fā)射功率可能不夠；第二步可以增加天線增益或調(diào)整天線方向角，但是可能造成其它區(qū)域的覆蓋問題；第三步可以增加新的基站或直放站。2. 強(qiáng)導(dǎo)頻數(shù)目太多或激活集太多低功率導(dǎo)頻：不在激活集的

16、強(qiáng)信號是對激活集基站信號的強(qiáng)干擾，另外強(qiáng)導(dǎo)頻數(shù)目太多會增加移動臺處于軟切換的時間。移動臺處于激活集的導(dǎo)頻數(shù)達(dá)到上限時，其中最低的一個導(dǎo)頻在一個新的導(dǎo)頻加入之前必須從激活集中移出，造成移動臺激活集中的導(dǎo)頻交換，導(dǎo)致呼叫處理的時延。這段時間FER可能明顯升高。優(yōu)化措施：第一步以2dB步長減少激活集最低功率導(dǎo)頻的發(fā)射功率，產(chǎn)生一個或兩個主要服務(wù)導(dǎo)頻，但要進(jìn)行測試以確保這些小區(qū)的覆蓋沒有下降；第二步如果發(fā)射功率足夠，主要服務(wù)區(qū)的發(fā)射功率以2dB步長增加，此時要檢查鄰近小區(qū)以保證沒有產(chǎn)生太大的干擾；第三步可以調(diào)整天線參數(shù)。3. 主要服務(wù)區(qū)掉話：如果一個強(qiáng)導(dǎo)頻不在激活集或鄰集列表中，移動臺無法對它進(jìn)行軟切

17、換，此時該導(dǎo)頻成為干擾源。如果強(qiáng)導(dǎo)頻的PN在鄰集列表中，但是搜索窗太小，由于傳播時延沒有被搜索到，移動臺無法將這個強(qiáng)導(dǎo)頻報告給服務(wù)基站，因此無法對它進(jìn)行軟切換，此時該導(dǎo)頻成為干擾源。優(yōu)化措施：第一步檢查鄰集列表保證該導(dǎo)頻在鄰集列表內(nèi)，如果不在，必須調(diào)整鄰集列表的長度來包括這個導(dǎo)頻；第二步如果這個導(dǎo)頻在鄰集列表中，則必須增大搜索窗。4. PN復(fù)用問題：通常在距離足夠遠(yuǎn)的小區(qū)之間有PN復(fù)用，如果來自兩個基站分配的PN相同，接收功率近似相同，就會出現(xiàn)同信道干擾。同時如果某個PN觸發(fā)了移動臺發(fā)送導(dǎo)頻強(qiáng)度測量消息，基站很難處理鄰集，特別是移動臺恰好在兩個基站之間時，基站很難確定哪個要列入。優(yōu)化措施：檢測

18、PN分配，而且需要進(jìn)行附加的PN規(guī)劃。5. 前向鏈路話音質(zhì)量不好：業(yè)務(wù)信道的信噪比是信號能量、干擾、衰落、多徑、移動臺速度和切換狀態(tài)的函數(shù)，達(dá)到一定話音質(zhì)量的信噪比門限可能變化很大。基站的發(fā)射功率受到前向過載控制門限的限制，移動臺可能不能接收到足夠的功率以維持可接受的話音質(zhì)量。來自其它系統(tǒng)的干擾也可能是前向鏈路話音質(zhì)量下降的原因。6. 反向鏈路話音質(zhì)量不好：如果反向鏈路路徑損耗余量比前向鏈路小，會出現(xiàn)前反向鏈路不平衡，可能即使移動臺以最大功率發(fā)射，仍然不能滿足要求。前向鏈路惡化可能使反向功率控制信息變壞，使移動臺朝錯誤的方向調(diào)整它的發(fā)射功率，同時如果移動臺在前向信道發(fā)現(xiàn)一連串的壞幀，會關(guān)閉發(fā)射機(jī)，直到連續(xù)收到幾個好幀。