CDMA直放站覆盖系统的优化

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摘 要：文章分析了码分多址(CDMA)网络优化评估与优化的参数，对掉话现象进行了分析，并在此基础上提出了CDMA直放站的正确使用和网络优化的关系.

　　关键词：网络优化；码分多址；Ec/Io；PN码

　　随着中国联通码分多址(CDMA)网络在全国大规模放号工作的进行，用户容量不断增加，话务量日益升高，中国联通正在进行网络扩容和优化以满足客户的要求.在这一过程中，直放站的应用至关重要，因为直放站的覆盖范围动态性强，使用非常灵活，是填补盲区覆盖的最佳解决方案.

　　1　CDMA直放站覆盖的网络优化

　　CDMA直放站系统的网络优化内容主要包括:直放站功能测试、直放站覆盖区域的路测、测试结果的分析、直放站系统的调整和施主小区基站参数的调整等.

　　1.1　评估与优化的统计参数

　　(1) 无线覆盖率.通过对系统测试,得到直放站覆盖区域内各个地理位置上主导频的Ec\Io和手机的发射功率Tx,用主导频的Ec/Io作为定义前向覆盖范围的尺度,用手机的发射功率Tx来衡量反向覆盖范围.一般要求在90%的预期覆盖区域内，主导频的强度Ec/Io≥-12dB，手机的发射功率Tx-power≤20dBm.

　　(2) 呼叫建立成功率.它是指在呼叫建立过程中,成功占用话音信道(TCH)的百分率.可用呼叫建立成功率并通过呼叫建立过程综合考察系统的资源利用、设备运行状况以及无线覆盖质量.一般要求呼叫建立成功率≥95%(呼叫测试不少于500次).

　　(3) 误帧率.误帧率的产生主要源于无线传输过程中正常路径衰耗和各类快、慢衰落. 误帧率直接用于CDMA的前向功率控制.并可直接反映通话质量的好坏.

　　 (4) 软切换比率.软切换是CDMA系统的基本特征.软切换直接反映了系统资源利用的合理与否,并同时保证无线链路的可靠性.CDMA系统无线设计目标中软切换比率为35%.

　　1.2　直放站功能测试及其覆盖区域的路测

　　(1） 测试直放站的前向和反向的各项技术指标(包括发射功率、放大增益、波形质量、噪声系数和杂散发射等)是否正常,保证直放站工作在正常状态.

　　(2) 覆盖区域的路测.用一CDMA手机作主叫,呼叫另一CDMA移动电话, 主叫手机同时进行测试: 沿预先选择好的路线,在直放站覆盖区域内行进,并观察手机接收功率Rx、手机接受的Ec/Io、FER、PN码、Cell ID等参数是否正常,切换区域是否符合直放站覆盖系统的设计,并记录切换结果.任何与设计不符、超出取值范围或没有通过的测试项目,需注明具体原因.

　　手机接收功率应在-65dBm左右,如相差10dB以上,需要判明原因. 手机接受的Ec/Io应在-5dB左右,实际测量数据与其相差应在3dB以内.FER的测量结果应＜1%.PN码和Cell ID应与设计相符.

　　1.3　直放站系统调整

　　通过对直放站覆盖区域及周边环境的测试，并对路测所得的数据进行分析，一方面可以了解直放站系统当前的运行情况；另一方面可以得出系统进一步网络优化的方案即对直放站系统的调整和对施主小区系统参数进行修改的方案.

　　CDMA直放站系统的调整主要有1) 直放站施主天线的高度、方向调整；(2) 直放站覆盖范围的调整；(3) 直放站输出功率调整以及衰减量(ATT)、增益控制量(ALC)的调整；(4) 直放站的放大增益调整；(5) 隔离度的调整等.

　　1.4　施主小区基站参数的调整

　　CDMA移动网的网络优化中，可供修改的系统参数大致可分为以下4类：

　　(1) 导频功率参数（Pilot Power Parameter）.包括天线的高度、天线的倾角方位角、馈线的长度和基站设备架顶功率等.

　　(2） 切换参数（Handoff Parameter）.包括切换时加入导频信噪比门限值（Tadd）、切换时丢弃导频信噪比门限值（Tdrop）、切换时导频丢弃定时器时长（Ttdrop）、切换时导频强度比较门限值（Tcomp）、Srch-win-A,Srch-win-N,Srch-win-R（激活导频集，邻近导频集，剩余导频集的搜索窗宽带之半）、导频搜索步长增量（PN-INC）等.

　　(3) 功率控制参数（Power Control Parameter）.包括移动台接入的标称功率（NOM-PWR）、移动台接入的初始功率（INIT-PWR）、移动台接入的功率增量步长（PWR-STEP）和反向功率控制的信噪比门限（RPC-_EbN0）.

　　(4) 接入参数（Access Parameter）.包括移动台等待应答最大接入序列个数（MAX-RSP-SEQ）、移动台最大接入探测序列次数（NUM-STEP）、移动台接入探测序列中前导序列最大量（PAM-SZ）和移动台接入探测序列中填充序列最大量（MAX-CAP-SZ）.

　　系统参数的修改往往需要对几组参数同时进行，不完整的修改会给系统运行带来危害.实际运行中，对系统参数应慎重考虑后再修改.CDMA系统的网络优化是一个不断反复的过程.要对网络优化过程中采集到的数据进行分析，并对有关参数进行修改，然后进行数据的采集、分析，再对系统参数修改，如此反复，不断进行，使系统的运行愈加合理.

　　2　掉话的原因及分析

　　掉话是CDMA系统网络优化中经常碰到的问题，系统的掉话是影响系统统计性能指标的一个重要因素，掉话的处理也是直放站网络优化的一个重要方面.

　　(1) 前向信噪比Ec/Io差.当移动台接收电平较低时，会导致Ec/Io较差.此时会引起前向误帧率增大，进而引起掉话.造成这种现象的原因是该地点直放站覆盖边缘或传播路径上有障碍.解决方法是改善该点的覆盖,适当调整直放站下行输出.

　　在图1中，发生掉话的地点，Ec/Io=-14dB,Rx=-100dBm,TxPower=25dBm.由于弱覆盖，导致前向信噪比Ec/Io差，引起前向误帧率FER增大，触发连续的功率测试报告（PwrMeas）和导频测量报告(PilotMeas),而且没有得到基站的确认，从而产生掉话.掉话后，呼叫两次都失败，经多次同步，解调到较强的导频信号后才呼叫成功.

 
　　

　　(2） 反向误帧率FER高.反向误帧率高同样会造成掉话.一般有下面两种情况：

　　若反向链路传播衰耗过高，造成反向误帧率FER也高，而此时前向链路也发生误帧率高的情况，则表明传播衰耗过大，造成这种现象的原因是该地点距离直放站较远.

　　若前向链路信号电平尚可，而反向误帧率FER高，则表明此时覆盖没有问题，解决方法是调整系统参数，通常应调整反向功率控制门限RPC-EbN0.若反向功率未达到最大，却发生反向误帧率FER升高，这种现象往往是由于快衰落引起的，说明在该地点缺少一个稳定的主导频,检查施主直放站天线是否对准基站天线,并不受其他信号干扰.

　　在图2中，手机接收到的信号较好，采样点的测试数据为：Ec/Io=-8dB,Rx=-85dBm,TxPower=22dBm.但仍出现多次掉话和呼叫失败.从信令中分析，手机发起一次呼叫信息Orig,系统给手机分配了信道ChanAssign ExTraffic-Assigment,就立即掉话进入了与系统重新同步Sync，这说明有干扰，而且是上行干扰，造成反向误帧率FER高.　　

　　(3) 多导频.在CDMA系统中，当移动台进入3向的软切换状态时，若此时其它的导频有足够的强度，大于切换时加入导频信噪比门限值Tadd，但移动台分离多径(rake)接收机的3个finger均已占满，移动台不能将该导频加入激活导频集中，就会造成掉话.通常的解决方法是纯净直放站的取样信号，减少多导频在直放站覆盖区域的出现.

 


　　在图3中，采样处Finger1、Finger2、Finger3的导频Ec/Io分别为，PN384的Ec/Io=-16dB, PN42的Ec/Io=-15dB, PN254d的Ec/Io=-10dB,无主导频，因而切换频繁，（从三层信令看，控制信令中充满了Exhandoff和HOComplete信令），FER偏高，造成掉话.

 
　　

　　(4) 短码混淆.所谓短码混淆（PN Falsing）即移动台向基站汇报的关于导频的信息中，表示某一基站的短码相位发生了错误.由于直放站的延时现象(特别是光纤直放站),往往造成短码规划不合理，通常的解决方法是PN重新规划或修改搜索窗参数.

　　3　直放站覆盖工程中应注意的一些问题　　

　　在直放站覆盖工程中应注意以下问题：

　　(1) 不同场合选择不同类型的直放站；

　　(2) 根据不同的覆盖要求选择不同的直放站配套天馈线系统；

　　(3) 系统噪声.直放站的引入会使基站的背景噪声增加，噪声的增加量与直放站的噪声系数、系统增益、天线增益和传播损耗等参数有关.

　　(4) 时延问题.直放站与信号源基站之间存在着一定的时延，因此在设计其覆盖范围时，要同时考虑多径引起的时延和固有时延，使之不超过一个码片时间长度，才不会引起码间串扰；

　　(5)分集技术.对于多径信号较多、移动用户移动速度较快的地区，若采用直放站技术，则必须考虑使用分集天线系统；

　　(6) 直放站系统的隔离度.CDMA直放站施主天线和重发天线的隔离度不够将会引起直放站系统自激.在实践中，应最大限度提高隔离度，直放站增益和隔离度之间至少保证有10～15 dB的余量.为了便于工程开通，建议采用天线隔离度检测技术；

　　(7) 干扰问题.既要考虑CDMA直放站对施主基站的干扰(IOI),也要考虑前向链路对其他系统(GSM)的干扰.