第9章WCDMA无线网络优化课件.ppt

《第9章WCDMA无线网络优化课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第9章WCDMA无线网络优化课件.ppt（91页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、,本章内容 网络优化的基本概念 容量优化 覆盖优化 导频污染 切换算法优化,本章重点 容量优化 网络覆盖优化 导频污染的产生原因和解决方案,学习本章目的和要求 了解网络优化的内容和原则 了解网络优化的流程和方法 熟悉各种网络优化措施 掌握导频污染的解决方案,9.1 概 述,网络优化是整个无线网络建设过程中的重要一环，其目的是根据无线网络系统的实际表现和性能，对网络进行合理的调整，逐步改善网络的性能，达到在现有配置条件下系统性能的最优。,网络优化既是对网络规划的完善和补充，也是解决网络现有和潜在的问题，提升网络性能的常用手段。整体优化是CDMA技术的典型特点。因为频率相同，所以网络优化应当对系统

2、内所有的基站整体同时进行。,单个基站分别进行优化并不能得到最好的结果。应当根据地理条件的不同，分组选择优化基站的整体。地理位置孤立的整体（如被山分开）将不会造成对其他基站整体带来过大的干扰影响，可以单独优化。,而在其他区域（如城区、郊区、开阔地等），则要仔细考虑基站之间的相互影响和干扰问题，一个基站的优化将涉及整个区域内的整体干扰分析和优化。,整体验收过程是在所有基站都达到验收标准后开始的。优化过程中缺少一个基站意味着：该区域没有业务提供；该基站所处的整个区域暂不参加验收；,在实际中，无线网络的实施方案将影响优化基站整体的最初选择。,优化过程中增加一个基站则意味着：相邻的基站将受到影响；下一个

3、相邻基站也受到影响；这一地区的全部基站需要重新进行整体优化。,9.1.1 优化内容和过程 WCDMA网络优化要提供一种自动或手工的方式来优化系统性能，使系统在覆盖、容量、QoS与成本曲线上找到使运营商满意的契合点。,对移动通信系统而言，网络优化主要分为有线网络的优化和无线网络的优化。由于无线网络对移动通信系统整体性能的影响较大，无线网络的优化是改善移动通信系统整体性能的关键。因此，本章重点分析无线网络的优化技术。,对于WCDMA系统的优化，主要包括下面几个方面。（1）小区布局优化：包括站点位置、拓扑结构、是否使用多层/多频网络、天线方位角、下倾角、高度等工程参数的优化。,（2）覆盖优化：优化容

4、量与覆盖之间的关系，根据业务特点优化覆盖指标。（3）容量优化：合理控制负载，结合阻塞率、掉话率等指标调整资源配置。,（4）无线资源管理优化：包括小区参数、切换参数、接入参数、功率控制参数和各类定时器等参数的优化。（5）导频污染问题：导频污染问题分析及其解决方案。（6）邻区优化：包括邻集列表优化、控制合理邻区数量以及结合实际情况调整邻区参数等。,网络优化是一个循环往复的过程，具体的流程如图9-1所示。WCDMA网络优化过程一般可分为几步：首先设定质量指标，定义端到端的质量目标和不同业务类型的性能指标。,图9-1 网络优化流程,其次，通过网管系统、路测设备、协议分析仪甚至用户申告来收集网络性能数据

5、，由网络报告工具提供质量统计和预分析数据，基于网络配置，就可以进一步详细分析提高质量的方法。,再次，对搜集到的网络运行数据进行综合分析，就可以得出目前网络运行中存在的问题及可能的原因。,在此基础上，制定优化调整方案。优化调整基本上可以分为以下三种。,不改变网络结构，只调整系统参数。不改变网络结构而进行频率重新规划，增加或者减少载频。增加硬件，改变天线的位置和基站的个数或位置。,9.1.2 网络优化的手段 1测试分析路测（DT）：是指借助仪表，测试手机、测试车辆等工具，沿特定路线进行无线网络参数、运行数据和话音质量指标的测定与采集。路测准备工作：测试手机 路测分析仪 小区数据（基站GPS定位文件

6、电子地图。天线方位角和倾斜角，相邻基站列别等）,在选择测试路线时，遵循下列原则：（1）沿途有尽可能多的基站；（2）经过不同的电波传播环境；（3）穿越不同基站的重叠覆盖区；,（4）网络覆盖区内的主要交通干线、国道、高速公路；（5）沿途为话务热点区，中心商务区、供电部门、政府等重要通信保障地段；（6）沿途为用户投诉反映问题比较严重和集中的地区，话务统计异常的区域。,高速路测：车速在80km/h,100km/h,120km/h。针对性路测则是在遇到下列情况时进行：（1）网络结构和参数变化之后；（2）话务统计显示有小区指标异常时；（3）网络运行质量突然恶化导致用户大量投诉时；（4）本地区有重大政治、经

7、济、体育盛会时。,高速路测 和 针对性路测,CQT（CALL Quality Test）,CQT测试是语音质量测试的方法之一，以用户的主观评价为主，即以主观评价的方法测试信道的语音质量。具体方法是：利用侧试手机拨打通话测试，并记录拨打接通情况、通话的语音质量情况、接收电平的高低、手机是否频繁切换及掉话请款高等。,DT与CQT,DT和CQT在网络优化中起两方面作用：网络质量的评估：全网评估时，DT可以模拟高速移动用户的通话情况。CQT可以模拟一般用户的通话情况。由于DT可以记录全过程及测试路线上所有无线参数，因此可以全面完整地评估网络质量。CQT可以在DT测试车辆无法进入的建筑物内部等区域测试，

8、从用户的角度对网络质量进行评估。,DT与CQT,定点优化测试：DT和CQT测试对故障点、掉话点的定位和优化后的效果进行验证了，但CQT的数据较少，而且对于发现故障点有一定的随机性。,2优化软件 随着优化技术的发展，优化软件也应运而生，成了优化工作不可缺少的辅助手段。目前的优化软件大致有以下几种类型。,（1）路测数据分析软件（2）频率规划和优化软件（3）信令分析软件（4）话务统计数据处理软件,（5）地理信息系统（6）话单分析（7）话务和负荷流向预测,9.1.3 网络优化与规划的关系 优化是网络规划工作的自然延续，是不断提高网络整体质量的过程，可以使移动终端用户感受到网络质量的不断提高，从而提高终

9、端用户的满意度。,网络优化将在充分利用现有网络资源的基础上使系统容量和覆盖最大化。网络优化包括每种业务类型优化目标的定义、网络分析以及网络配置和性能的提高等。,另外，网络规划和优化也是一个交织在一起相互作用的过程，两者紧密相关。网络优化是网络性能的再规划，规划工作则要兼顾优化。当网络已被设计和建好时就需要进行相应的网络优化工作，从而找到网络的最佳工作状态。但是随着网络中业务量的增长，通常又需要进行网络扩容工作，因此又需要新的规划和优化工作，这是一个不断循环的过程。,9.2 导 频 污 染,在WCDMA系统中，导频污染也是影响网络性能的一项重要因素。在GSM中，由于BCCH频点一般使用非常宽松的

10、复用方式，并且经过精心规划，因此，类似问题出现的可能性较小。而在CDMA系统中，则是一个普遍存在的问题。,9.2.1 导频污染的产生原因及后果主公共导频信道P-CPICH WCDMA系统中，移动台通过识别基站以固定功率发射的主公共导频信道P-CPICH信号来区分基站的不同扇区。P-CPICH不携带数据，主要用于切换判决，小区选择，小区重选择和切换测量等。导频污染通常发生在存在许多CPICH信号（可以是不同的CPICH信号或者是它们的多径成分）的地方。,导频污染的主要特点：无主导小区，即终端收到了多个小区的导频信号，能量接近，激活集更新频繁发生。导频污染增加了网络干扰，同时使得切换算法不能有效工

11、作。导频污染的原因一般为：导致（1）系统设计不佳，比如导频信道发射功率偏大；（2）基站位置和天线倾角选取不当；（3）地理环境复杂，设计时考虑不充分。,9.2.2 导频污染的检测手段 导频污染的检测手段有实测和软件仿真两种。通常以实地路测为主。,9.2.3 导频污染的解决方案 1天线调整（天线方位角和下倾角）增加某扇区的下倾角，降低到达污染区域的导频功率。减小某扇区的下倾角，增加其导频功率，使其成为主导频。调整方位角的原理与上相似。2功率调整 3增加或减少基站数量 4增加系统的切换门限,9.2.4 导频污染的预防 一般对导频污染的预防可以通过以下几个方面进行。,（1）使用规划软件进行仿真分析网络

12、在给定负荷情况下的包括导频污染情况的网络整体性能，观察整个规划区域上导频数量分布、软切换区域分布，并以图示的方式给出导频污染的分布区域。,（2）基站选址时认真对每一个基站进行勘查，在设立天线的位置时观看天线是否会被遮挡，是否容易发生反射，对每一个基站天线类型、方位角、下倾角这些影响覆盖范围的参数进行模拟和计算。,9.3 覆 盖 优 化,蜂窝小区的覆盖率是衡量蜂窝移动通信网通信质量的重要指标之一。在网络运营过程中，需不断地调整网络参数，满足系统覆盖要求，避免出现盲区。无论在网络规划或是优化阶段都需要对覆盖进行预测或直接测量。,影响蜂窝小区覆盖范围的因素有很多。如，接收机的灵敏度、基站周围的环境、

13、天线系统的方向性和增益、当前的系统符合等。,9.3.1 发射分集 发射分集主要目的是提高网络性能和下行容量。WCDMA 目前支持的发射分集方式包括 STTD（Space Time Transmit Diversity），TSTD（Time Switched Transmit Diversity）和TxAA 三种方式。,其中 STTD，TSTD 为开环发射分集，TxAA 为闭环发射分集。在闭环发射分集模式下，移动终端需要向基站的每个发射天线反馈无线信道的状况；在开环发射分集模式下，可以应用简单的空时编码来进行发射分集。开环发射分集的优点是操作简单、易于实现。,STTD可以提高下行链路性能和容量、

14、STTD 对基站下行基带处理复杂性影响小、对移动台的解码影响小，对解调部分的复杂性增加有一定影响，主要是对每个分集路径每个符号需要解扩、搜索、最大比合并等。,9.3.2 接收分集 接收分集就是采用两种或两种以上的不同的方法接收同一信号，以减少衰减带来的影响，是一种有效的抗衰落的措施。,其基本思想是将接收到的信号分成多路的独立不相关信号，然后，将这些不同能量的信号按不同的规则合并起来。接收分集是一种有效抵抗衰落和增强信干比（SIR）的技术。通常，在WCDMA中，基站配置两根天线。,9.3.3 直放站（Repeater）直放站（又叫中继器）属于同频放大设备，是在无线通信传输过程中起到信号增强的一种

15、无线电发射中转设备。直放站主要由接收机和发射机、天馈线系统、电源等构成。,无论是GSM直放站、CDMA直放站还是WCDMA直放站，其原理是基本相同的，也都可以分为射频、光纤直放站以及宽带、窄带、移频直放站等几类。,直放站用来增强或扩展宏蜂窝的覆盖范围，其应用场合主要有以下几种：（1）扩大服务范围，消除覆盖盲区；（2）在郊区增强场强，扩大郊区站的覆盖；,（3）沿高速公路架设，增强覆盖效率；（4）解决室内覆盖；（5）将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙。,9.3.4 塔顶放大器 塔顶放大器（Tower Mounted Amplifier，TMA）是一种低噪声放大器，通常放置在基站接收系

16、统的前端，在接收信号未经过馈缆衰减时就放大了接收信号，从而改善基站接收系统的性能。,9.3.5 室内覆盖问题 室内覆盖是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案，近几年在全国各地的移动通信运营商中得到了广泛应用。,室内覆盖系统为上述问题提供了较佳的解决方案。其原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。,目前，实现室内覆盖的技术方案可分为以下三种。1微蜂窝有线接入方式 2宏蜂窝无线接入方式 3直放站（Repeater）,表9-1 使用微蜂窝和直放站方式的比较,9.4 容 量 优 化,提高系统容量最简单、最有效的方法是

17、增加一个或多个载波。,在9.4.1节将看到增加一个额外的载波，使系统成为双载波系统，系统容量可以获得2倍多的增益。通过这种方式提高容量，不需要改变无线规划、也不需要改变基站天线。,然而当所有可用的载波已经全部被使用时，必须寻找其他有效的方法来进一步提高系统容量。除了增加载波，提高容量的方法有：HSDPA、发射分集、波束赋形、增加扰码、扇区化和微小区。,（1）扩容时覆盖不能受影响，容量的增加不能减少覆盖范围；WCDMA 系统是自干扰系统，容量、覆盖、质量之间密切相关。,（2）尽量减少对网络的改动，避免对网络运营产生影响；扩容后保证网络质量不受影响。,（3）充分考虑可操作性，不建议采用小区分裂方式

18、扩容，由于WCDMA系统各个小区之间导频干扰，规划时如果采用增加站点的方式，必须对相邻的所有小区重新规划；增加站点方式扩容可操作性差。（4）考虑区域特点。,9.4.1 增加载波 通过增加载波来提高容量是最简单、最有效的方法。,一般的，多载波扩容方式应当是WCDMA网络扩容的首选途径，这一思路与第二代CDMA网络建设经验相一致。其优势在于下列几个方面。,（1）扩容成本最低（2）扩容效果明显（3）扩容工程量最小（4）载波间的切换问题更容易解决,9.4.2 增加扰码对容量的影响 当系统容量受到可用信道化码数量的严重限制时，可以增加扰码。通常情况下，宏小区容量受限由于上行小区负载或下行基站发射功率所致

19、。信道化码成为高吞吐量环境下的瓶颈，尤其在微小区或室内环境下。,9.4.3 小区分裂 大规模的小区分裂，即在建网初期主要着眼点在于解决覆盖，为了降低初期投资站间距较大，后期随着用户密度的增加，需要按照一定的方式（例如六角形边中心分裂）实现站址加密，将原来的小区分裂成更多的覆盖面积更小的小区。,此方案的局限性在于：（1）需要对前期基站的覆盖做大规模的收缩调整，甚至包括天线高度的调整；,（2）需要为大量新增站找到合适的站址，可能有相当大的困难：与GSM网络相比，WCDMA网络容量对蜂窝结构的规整性更为敏感，对站址位置和天线高度等要求更为严格；（3）需要进行大规模的网络重新优化过程等。,9.4.4

20、扇区化 扇区化是指把一个小区划分为几个扇区。扇区化主要是为了增加系统容量，同时还可以带来覆盖范围的扩大。这都是因为增加了天线的方向性可以提高天线增益。,9.5 切换算法优化,9.5.1 软切换区域 软切换是WCDMA网络的一个关键特征。为了能使软切换正常地进行，小区之间必须有一定的重叠覆盖。如果重叠区域太小，连接就会被中断。,反之，如果小区重叠的过多就会出现下面将要提到的导频污染。一个网络的软切换特性通常被作为一个次级的优化目标，它作为一个附加条件，必须保持在一个可以接受的程度以内。,软切换连接的数目可以用以下这个表达式表示,9.5.2 邻区优化 邻区规划是无线网络规划中重要的一环。CDMA网

21、络是一个自干扰系统，实际网络中，如果没有配置必要的邻区，导致邻区漏配，会造成大量掉话。如果邻区配置过多，又会影响移动台对导频的搜索时间和精度，干扰增大，导致容量和覆盖能力的下降。,9.6 分层小区结构（HCS）,我们把传统的覆盖范围在1千米到10千米以上、拥有设置在高大建筑物上的基站的蜂窝称为宏蜂窝（Macrocell）。,而把这种拥有放置在几米到十几米高度上基站、服务区域在几百米到一公里的小区称为微蜂窝（Microcell）。,此外，还有提供室内移动通信、服务区域在几十米范围内的微微蜂窝（Picocell）以及由卫星作为收发信机、能提供更大范围覆盖的大蜂窝（Megacell），它的面积很大，

22、可以为陆地上无法部署蜂窝移动通信系统的地区提供服务。,这4种蜂窝构成了未来分层结构蜂窝系统，如图9-2所示。由于在陆地蜂窝通信系统中，宏蜂窝和微蜂窝承担着大部分用户的服务，所以这里研究的分层结构系统是指宏蜂窝和微蜂窝组成的系统。,图9-2 分层小区结构示意图,HCS结构的出发点就是在业务量大的城市范围内用微蜂窝来承担其中的绝大部分业务，同时使用宏蜂窝来服务一些特定的用户，如高速移动的用户。,其作用一方面是在相同的区域内提供更多的容量，另一方面则是根据业务的分布情况，更灵活地布置小型基站，减少大型基站的投资。,简单地说，HCS系统的作用是：（1）在相同的区域内提供更多的容量；（2）根据业务的分布

23、，更灵活地布置小型基站，减少大型基站的投资。,9.7 掉话问题分析,（1）由于导频污染引起的掉话（2）由于前/反向链路干扰引起的掉话（3）覆盖差导致的掉话（4）硬切换导致的掉话,小 结,本章主要介绍WCDMA系统无线网络优化的基本概念和指导思想。无线网络优化过程是3G网络运营成功与否的重要环节，规划和优化是一个循环迭代的过程。,在3G无线网络系统运营中，实际环境的不断变化以及语音、数据业务和用户的快速增长，会造成网络局部区域覆盖变差，网络性能下降。,精品课件！,精品课件！,在网络评估和优化这两个重要环节当中，通常以均衡话务量、提高话音质量、减小掉话率、提高覆盖率、提高切换成功率、提高数据吞吐量等目标来发挥出系统的最佳性能，这些指标客观地反映了一个网络的性能和运行状况。,