WCDMA無線覆蓋-容量和質(zhì)量優(yōu)化淺談

1、wcdma無線覆蓋容量和質(zhì)量優(yōu)化淺談?wù)何恼抡撌隽?wcdma系統(tǒng)優(yōu)化的一般過程及 其關(guān)鍵指標(biāo)，詳細(xì)研究和分析了 wcdma無線網(wǎng)絡(luò)在覆蓋、容 量以及質(zhì)量方面的優(yōu)化辦法。關(guān)鍵詞:wcdma,無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，關(guān)鍵性能指標(biāo)，參數(shù)調(diào)整中圖分類號：tn711文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a1關(guān)鍵性能指標(biāo)關(guān)鍵性能指標(biāo)（kpi）是優(yōu)化流程中最重要的部分，因 為整套優(yōu)化方法將在此處確定。首先設(shè)定質(zhì)量指標(biāo)，定義端 到端的質(zhì)量目標(biāo)和不同業(yè)務(wù)類型的性能指標(biāo)，設(shè)定相關(guān)的 kpi值。wcdma網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，參數(shù)數(shù)目非常多，不過只有一部 分參數(shù)用于優(yōu)化，這些參數(shù)對無線網(wǎng)絡(luò)影響效果最為顯著。2網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)視可以通過路測和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

2、（nms）進(jìn) 行監(jiān)視。網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)通過網(wǎng)管系統(tǒng)、路測設(shè)備、協(xié)議分析 儀甚至用戶申告收集，由網(wǎng)絡(luò)報(bào)告工具提供質(zhì)量統(tǒng)計(jì)和預(yù)分 析數(shù)據(jù)?；诰W(wǎng)絡(luò)配置，可以進(jìn)一步詳細(xì)分析提高質(zhì)量的方 法。在wcdma無線網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延是要監(jiān)視的最 關(guān)鍵方面。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)內(nèi)，每個(gè)應(yīng)用都必須監(jiān)視和測量，避 免其本身qos要求的下降。與gsm無線網(wǎng)絡(luò)一樣，nms測 量都是在無線網(wǎng)絡(luò)控制器（rnc）上基于關(guān)鍵性能指標(biāo)進(jìn)行 的，這些關(guān)鍵性能指標(biāo)是這些測量執(zhí)行的基礎(chǔ)。從路測和nms 收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后，通過一些后續(xù)處理工具，可提供不同類型 的輸出和報(bào)告。在路測分析軟件的幫助下，優(yōu)化人員可以采取措施提高 網(wǎng)絡(luò)性能。路測工具要能

3、捕捉空中接口中各種無線信號和信 令，可以存儲(chǔ)和回放路測數(shù)據(jù)，同時(shí)可以通過路測分析軟件 得到質(zhì)量分析結(jié)果：一類是各種動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，如接收信號的強(qiáng) 度指示、手機(jī)發(fā)射和接收功率等；另一類是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如切 換次數(shù)和切換成功率等。在第一個(gè)站點(diǎn)剛剛鋪設(shè)完成時(shí)，就 需要對質(zhì)量進(jìn)行評估。而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)接近或者已經(jīng)投入使用時(shí)， 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)就開始工作，因此它能夠在有特定數(shù)量的用戶 之后提供統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。wcdma系統(tǒng)處于存在多種技術(shù)和多個(gè)設(shè) 備商的環(huán)境下，因此nms應(yīng)當(dāng)具有處理wcdma無線網(wǎng)絡(luò)不同 方面的能力。3覆蓋優(yōu)化、容量優(yōu)化和質(zhì)量優(yōu)化3. 1覆蓋優(yōu)化覆蓋與鏈路性能直接相關(guān)。覆蓋范圍的增加需要下行鏈 路方向基站平均發(fā)射

4、功率的增加。如果系統(tǒng)容量是下行鏈路 受限的，那么覆蓋范圍的增加將導(dǎo)致容量的減少。如果系統(tǒng) 是上行鏈路受限，那么容量不受影響。增大覆蓋范圍的方法 很多。影響鏈路性能的主要參數(shù)（如誤塊率、e/n、功率控 制儲(chǔ)備等）直接影響功率預(yù)算，因此也影響覆蓋范圍?？梢?通過減少干擾余量、降低基站噪聲系數(shù)甚至提髙天線增益來 改善上行鏈路覆蓋。但處理增益和e/n是兩個(gè)影響覆蓋的主 要因素。e/n值的降低會(huì)提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。對于較低的e/n,為了獲得相同性能所需要的功率較小，因此可以覆蓋更大的 區(qū)域。e/n的性能依賴于很多因素，如比特速率、信道正確 性和sir算法等。在wcdma網(wǎng)絡(luò)中，高比特速率的上行鏈 路覆蓋

5、就是一個(gè)問題，因此正確的業(yè)務(wù)對于覆蓋增強(qiáng)具有重 要作用。如果上行鏈路方向的比特速率可以減少，覆蓋范圍 就可以提高。這只可能出現(xiàn)在非實(shí)時(shí)nrt數(shù)據(jù)（對時(shí)延要求 較低）及比特速率較低的語音信號情況下。不過，e/n值不 能低于所請求業(yè)務(wù)的質(zhì)量要求。另一種提高e/n值的方法是增加多徑分集。兩個(gè)信號到 達(dá)兩個(gè)天線就可以被相干合并，而接收機(jī)噪聲可以被非相干 合并。這個(gè)技術(shù)不僅可以提供更高的增益，還給出了對快衰 落等的保護(hù)。天線下傾等概念也可用于wcdma無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋 的增強(qiáng)。為了重點(diǎn)覆蓋熱點(diǎn)區(qū)域，特別是解決大型建筑物的室內(nèi)覆蓋問題，wcdma網(wǎng)絡(luò)普遍采用室內(nèi)分布系統(tǒng)提高qos：采用微蜂窩或直放站作為信號源

6、，根據(jù)天線輸出，在室內(nèi)天花 板或墻壁上安裝全向或定向天線。這樣，用戶在室內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí), 可以通過附近天線收發(fā)信號，由饋線將信號傳送至基站，而 基站可將不同天線接收到的信號看作同一用戶的多徑信號 進(jìn)行相應(yīng)處理。3.2容量優(yōu)化在wcdma網(wǎng)絡(luò)中，容量和覆蓋相互之間的影響很大。 wcdma的頻率復(fù)用系數(shù)是1,該系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng)，所以 容量的實(shí)質(zhì)是對干擾量的估計(jì)。上行鏈路覆蓋越大，上行鏈 路容量就越低，反之亦然。這是因?yàn)檩^低的容量意味著較少 的移動(dòng)用戶，也就是干擾較少。而且上行鏈路功率預(yù)算用于 計(jì)算蜂窩小區(qū)覆蓋范圍，這個(gè)覆蓋范圍進(jìn)一步還用于下行鏈 路功率預(yù)算的計(jì)算。伴隨著鏈路預(yù)算計(jì)算，負(fù)載因子可以用于研

7、究網(wǎng)絡(luò)的容 量。負(fù)載因子用于上行鏈路方向和下行鏈路方向的容量分 析。負(fù)載因子依賴于e/n、處理增益、干擾和激活因子等。 正交性和軟切換在下行鏈路方向上也與負(fù)載因子相關(guān)聯(lián)。提高容量的最好辦法總是增加蜂窩小區(qū)或者載波的數(shù) 量，扇區(qū)數(shù)量的增加將成比例地提高網(wǎng)絡(luò)的容量。另外，正 交碼字應(yīng)當(dāng)理想地完全正交，但是多徑會(huì)導(dǎo)致部分正交性喪 失，從而提高了干擾。多徑分集增強(qiáng)了覆蓋，但也降低了正 交性。多徑分集在小區(qū)邊緣更重要，因?yàn)樗岣吡诵阅堋Ａ?一種提高容量的方法是利用發(fā)分集。如果多徑分集比較小， 那么下行鏈路發(fā)分集就可以在相當(dāng)程度上提高容量。更低的 比特速率也將提高容量，通過使用自適應(yīng)平均速率(amr) 編

8、碼，可實(shí)現(xiàn)比特速率的降低，umts就使用了語音編碼器 amr機(jī)制。3.3質(zhì)量優(yōu)化3g中必須考慮端到端的qos,但是這里我們更關(guān)注空中 接口的時(shí)延，它將直接影響系統(tǒng)質(zhì)量。qos依賴于應(yīng)用，但是主要關(guān)注減少空中接口 ps業(yè)務(wù) 的時(shí)延。與gsm系統(tǒng)中語音業(yè)務(wù)質(zhì)量是唯一至關(guān)重要的質(zhì)量 問題不同，wcdma系統(tǒng)中質(zhì)量的關(guān)注轉(zhuǎn)向ps業(yè)務(wù)的需求和性 能?？罩薪涌诳赡艹霈F(xiàn)時(shí)延，也可能不出現(xiàn)，但端到端（e2e） 質(zhì)量的第一步就是控制接口的應(yīng)用性能。4參數(shù)調(diào)整首先糾正單個(gè)參數(shù)，經(jīng)多次迭代后可以糾正整個(gè)參數(shù) 集，最后在達(dá)到預(yù)期質(zhì)量目標(biāo)時(shí)，就得到了整體解決方案。 按照整體方案對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面調(diào)整后，就開始了另一個(gè)質(zhì) 量

9、不斷提高的循環(huán)。wcdma網(wǎng)絡(luò)有大量的參數(shù)，選出其中的 關(guān)鍵參數(shù)并進(jìn)行測量、分析和優(yōu)化。根據(jù)這些參數(shù)所影響的 功能的不同，可以將其分成不同的組。這些組包括影響切換 控制、分組調(diào)度、功率控制和呼叫接納控制等功能的參數(shù)。4. 1切換優(yōu)化軟切換增益是鏈路預(yù)算計(jì)算中的眾多參數(shù)之一。軟切換 對慢衰落和快衰落都提供一定的保護(hù)。對于慢衰落，基站之 間沒有相關(guān)性，移動(dòng)終端能夠選擇一個(gè)更好的基站。對于快 衰落，通過宏分集合并效應(yīng)，需要的e/n就會(huì)減小。軟切換 也在容量計(jì)算中引入了開銷，軟切換開銷和增益都應(yīng)當(dāng)被優(yōu) 化。優(yōu)化開銷之后的思想就是下行鏈路容量的節(jié)省。軟切換 開銷的典型值為30%40%。另外，軟切換增益可

10、以通過使 用掉話率（dcr）、呼叫成功率（csr）、發(fā)射和接收功率等參 數(shù)進(jìn)行估計(jì)。對于容量和覆蓋優(yōu)化，在網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)化切換控制功能部件 是非常重要的。其中涉及的一個(gè)重要參數(shù)就是cpich的發(fā)射 功率，這個(gè)參數(shù)影響覆蓋并且它應(yīng)當(dāng)被設(shè)置得盡可能低，這 個(gè)參數(shù)的優(yōu)化值將決定覆蓋和容量，這個(gè)參數(shù)還響分組調(diào) 度。如果cpich的值不是最優(yōu)的，那么不是網(wǎng)絡(luò)沒有完全利 用，就是用戶數(shù)目多于規(guī)劃的用戶數(shù)而導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)有很大干 擾，從而降低了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。這些參數(shù)也影響呼叫成功率和掉 話率。與gsm網(wǎng)絡(luò)相同，這兩個(gè)因素直接決定了網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。4.2分組調(diào)度優(yōu)化當(dāng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擁塞控制時(shí)，分組調(diào)度是最重要的部分之 一。分組調(diào)度處

11、理非實(shí)時(shí)分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，決定分組初始時(shí)間 和分組傳輸所應(yīng)采用的速率。正如上文所述，有4種業(yè)務(wù)類 型被定義，并且每種類型的業(yè)務(wù)都有不同的應(yīng)用。非實(shí)時(shí)（nrt）分組數(shù)據(jù)在本質(zhì)上是突發(fā)業(yè)務(wù)，包含了 一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)呼叫。分組可以通過使用時(shí)分技術(shù)、碼分 技術(shù)或者兩種技術(shù)一起進(jìn)行調(diào)度。分組調(diào)度和負(fù)載控制（包 含了接納控制）二者一前一后工作。負(fù)載越高將導(dǎo)致干擾越 大，也就意味著網(wǎng)絡(luò)可以接納的用戶越少。這就影響了分配 給nrt分組數(shù)據(jù)的比特速率。因此，對于分組調(diào)度來說，負(fù) 載控制是一個(gè)需要分析和優(yōu)化的重要參數(shù)。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，下行鏈路的發(fā)送功率和上行鏈路的干擾 功率是更為重要的參數(shù)。當(dāng)這兩個(gè)參數(shù)的門限都被超出時(shí)， 控制負(fù)載的預(yù)防性測量就會(huì)啟動(dòng)。4.3接納控制優(yōu)化接納控制（ac