某地区CDMA网络优化分析本科毕业设计论文.docx
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某地区CDMA网络优化分析本科毕业设计论文.docx
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某地区CDMA网络优化分析本科毕业设计论文
重庆邮电大学高等函授
本科毕业设计(论文)
设计(论文)题目:
XX地区CDMA2000网络优化分析
重庆邮电大学高等函授毕业设计(本科)任务书
[第1页/共2页]
姓名
学号
专业
通信工程
所属站
四川
工作单位
四川电信资中分公司
电话
通信地址
四川电信资中分公司
E-mail地址
设计(或论文)题目
XX地区CDMA2000网络优化分析
指导教师、指导教师组
组长及成员姓名
职称
工作单位及所从事专业
李媛
副教授
四川邮电职业技术学院通信工程
专业方向、基本理论、技术要求及设计(论文)内容纲要
专业方向:
移动通信方向
基本理论:
第三代移动通信CDMA2000技术网络优化
技术要求:
1.分析XX地区CDMA2000网络现状
2.提出合理的网络优化方案
3.分析网络优化效果
设计内容纲要:
一、XX地区CDMA2000网络概况
二、XX地区CDMA2000网络运行中存在问题及分析
三、XX地区CDMA2000网络优化方案
四、优化前后网络性能及分析对比
五、网络优化方案评价
本人在该设计中具体完成的工作
一、了解本地区CDMA2000网络概况
二、找出本地区CDMA2000网络运行中存在问题及分析
三、制定本地区CDMA2000网络优化方案
四、优化前后网络性能及分析对比
五、网络优化方案评价
主要参考文献、资料:
1、《CDMA网络规划与优化》中兴通讯编写组电子工业出版社
2、《CDMA20001X无线网络规划优化及无线资源管理》啜钢等编著人民邮电出版社
要求完成报告书的时间:
2011年3月1日
审
批
意
见
函授站
(盖章)
年月日
审
批
意
见
重邮成教院
(盖章)
年月日
注:
第2页/共2页;本表由指导教师填写一式三份。
重庆邮电大学高等函授毕业设计评定表
姓名
学号
专业
通信工程
所属站
四川邮电职业技术学院
设计(或论文)题目
XX地区CDMA2000网络优化分析
毕业设计(或论文)的评语:
该同学对待毕业设计态度较认真,能根据自己掌握的理论知识和积累的工作经验来撰写论文,没有抄袭资料的行为,虽然在查阅文献和资料以及格式排版上能力有待提高,但能严格按老师要求保质保量做好每项修改工作,论文思路清晰、结构完整、分析合理,格式和规范也符合要求,如能真正注重理论联系实践,多些自己对于网优的见解则效果会更好!
指导教师(签名)李媛
2011年2月19日
备注
XX地区CDMA2000网络优化分析
内容摘要:
在CDMA网络运行中,掉话是用户投诉的热点,也是无线网络质量直接反映。
本文主要分析引起掉话的原因,通过对不同原因的分析及定位找出对应的解决问题的方法,降低掉话率,提升网络质量。
关键词:
CDMA掉话热点定位网络质量
第一章CDMA2000网络概况
1.1.CDMA发展概述
(一)CDMA发展历史和现状(国际)
1.90年代初,Qua1comm公司首次将CDMA技术引入民用通信领域;
2.1993年,第一个CDMA标准IS95发布;
3.1996年,CDMA标准IS95A发布;
4.2000年,CDMA2000-1X标准IS-2000Release0、ReleaseA出台;
5.2000年,1XEV-DO、1XEV-DV等宽带CDMA技术纷纷出台,部分提案已经被3GPP2采纳;
(二)CDMA发展历史和现状(国内)
1.1997年,中国的北京、西安、上海、广州建有CDMA实验网(中国长城网,133网);
2.1997年开始,国内制造商相继开始投巨资开发CDMA产品;
3.1999年2月,联通与QUALCOMM签署知识产权框架协议;
4.1999年11月,中兴、大唐、华为等厂家相继开发出MSC产品;
5.2000年5月,国内8家企业与QULALCOMM签订R&D协议;
6.2000年7月,中兴推出国内首家独立开发的BSS产品和手机产品;
(三)中兴CDMA研发概况
1.1995年,启动项目——CDMA移动通信;
2.1999年11月,中兴率先于QUALCOMM公司签订《CDM研发协议》;
3.2000年3月,基站系统联通,进入整机测试阶段;
4.2000年3月,中兴CDMA手机研制开发成功;
5.2000年7月底-8月初,ZXC-10BSS开通试验局;
6.2000年10月,ZXC-10BSS和手机批量生产;
1.2CDMA2000标准进展情况
1.2000年6月,公布IS-2000Release标准;
2.1XEV-DO(Dataonly):
与IS-95A、B、CDMA20001XRTT同一频段;
前向峰值数据速率2.4Mbps;反向峰值数据速率1Mbps;
3.1XEV-DV:
目前有多家公司提出技术方案;
2001年5月后,将形成最后的标准;
与IS-95A/B,以及cdma20001xRTT系统后向兼容;
前向和反向均高于IMT2000的要求的数据速率(前向为4.8Mbps,反向614Kbps)。
1.3CDMA技术的特点和优势
1.无线网络规划简单,频率利用系数高,工程设计简单,扩容方便;
2.覆盖范围大,是标准GSM的2倍左右,相同覆盖范围所用的基站少,节省投资;(举例:
覆盖1000km2:
GSM需要200个基站,CDMA只需50个基站。
(注意:
严格论证,需通过链路预算))
3.频谱利用率高,相同频谱情况下容量是模拟系统的8-10倍;是GSM的4-6倍;
采用调频的多址技术.,业务信道在不同频段分配给不同的用户;
采用时分的多址技术,业务信道在不同时间分配给不同的用户;
CDMA是采用扩频的码分多址技术,所有用户在同一时间、同一频段业务信道,根据不同的编码获得业务信道;
4.隐蔽性好,保密性好,很难被盗打;
5.采用独特的软切换技术,降低了掉话率;
CDMA:
小区/扇区切换采用软/更软切换切换是先接续再中断服务质量高,有效减低掉话;
其他无线系统:
小区/扇区切换采用硬切换切换是先中断再接续容易产生掉话;
6.话音质量高,采用8KQCELP、8KEVRC、13KQCELP语音编码技术,良好的背景噪声抑制功能;
7.采用完善的功率控制、话音激活技术,降低了手机发射功率,增加了系统容7量,延长了电池使用时间,对人体健康的影响最小,绿色手机;
8.全高速分组结构:
方便向3G的平滑过渡;
1.4CDMA的频率分配
1.CDMA蜂窝移动通信体制频率的范围为50M(上行和下行各25M),中国联通和中国长城共有30M的频率(上行和下行各15M)可以使用;
2.总共500MHz频谱带宽被分给800MCDMA系统使用;
3.其中上下行链路各使用25M带宽;
第二章CDMA2000网络运行存在问题及分析
2.1实际网络运行时出现的问题
1.掉话问题
2.接入问题
3.导频污染问题
4.干扰问题
5.覆盖问题
6.切换问题
7.数据业务传输问题
8.寻呼和登记问题
9.负荷及准入控制问题
2.2对掉话问题的分析
2.2.1概述
在CDMA网络运行中,掉话是用户投诉的热点,也是无线网络质量直接反映。
本文主要分析引起掉话的原因,通过对不同原因的分析及定位找出对应的解决问题的方法,降低掉话率,提升网络质量。
2.2.2掉话率指标计算公式
呼叫建立就是在MS,BTS,BSC,MSC之间建立一条完整的连接,当这条连接上所有环节都保持正常时,则呼叫正常进行;否则发生中断,即异常呼叫释放,导致掉话。
掉话率就是反映呼叫异常释放的一个重要指标,它直接反映了无线网络环境和无线网络质量的好坏。
由于无线环境的不稳定性和无线电波的随机性,无线网络有一定比例的掉话率是很正常的,但是掉话率过高,会严重影响用户的正常业务,招致用投诉。
掉话的两个重要指标是系统掉话率、无线系统掉话率。
在呼叫连接过程中任一环节出错导致的掉话,都统计入系统掉话率;而无线系统掉话率只统计因无线原因导致的掉话。
在BSC话统中,关于掉话的统计项有:
掉话次数(无线链路原因)、掉话次数(Abis接口原因)、掉话次数(A接口原因)、掉话次数(BSC到PCF传输链路原因)、掉话次数(其它)。
系统掉话率为所有上述掉话次数的总和与呼叫建立成功次数之比;而无线系统掉话率,为掉话次数(无线链路原因)与呼叫建立成功次数之比。
公式如下:
联通公式:
无线系统掉话率=[无线系统掉话总次数/呼叫建立成功次数]*100%
系统掉话率=[系统掉话总次数/呼叫建立成功次数]*100%
华为公式:
无线系统掉话率=[掉话次数(无线链路原因)/(呼叫建立成功次数+BS间硬切换切入成功数)]*100%。
考虑到切入BSC硬切换也相当于增加了本BSC呼叫建立次数,分母加上了入BSC硬切换成功次数。
2.2.3掉话机制分析
在CDMA系统中,前反向链路都有掉话机制控制,在无线链路不好时控制链路释放。
前向掉话机制由移动台控制,在实际中是不可调整的;反向掉话机制是系统控制,一般情况下是可以调节的。
掉话是前反向掉话控制机制交杂在一起共同作用的结果。
前向掉话机制如下:
A、FadeTimer定时器超时。
移动台连续收到超过N2m(12)个坏帧,就会关闭其发射机。
但此时前向仍在接收,如在FadeTimer计时器(连续5秒)内收到连续N3m
(2)个好帧,移动台会重新开启发射机;否则移动台进入初始化态,导致掉话;
B、重传次数达到最大值。
对于要求应答的消息,如果手机连续N1m次发射后仍然没有收到响应消息,手机重新初始化。
(N1m为手机在反向业务信道上发送要求应答消息的最大重发次数,为协议规定值。
对IS95A为3次,IS95B为9次,IS2000为13次。
)
反向掉话机制可能因为设备的不同而呈现较大的差别,本文以华为的CDMA20001x设备为例,系统侧无线接口掉话机制为:
A、反向连续收到300个idle帧,该门限值可以在AirBridge上进行修改,命令为:
MODSDUFPMDC(DCCHCHKIDLEFRMTHD),修改检查IDLE帧计数器。
查询命令为:
LSTFRMINFO。
对应的释放原因值为C04。
按帧号合并也可能带来另一个问题:
一差一好两分支合并时,如果好分支传输时延大,收到的好分支帧号为上个20ms帧的帧号,则会丢弃该好帧,处理差分支上收到的本20ms内的帧。
导致好分支没产生作用,可能出现TooManyErasureFrame的掉话。
因此,基站间的传输时延问题依然需要关注,如当小基站传输使用UNI方式,而宏基站传输使用IMA方式时,这时发生在两者之间的软切换就可能出现分支间传输时延过大的问题。
B、当系统在分支合并后300个反向帧中有270个以上的erasure时,就会导致原因值为C05的掉话。
该门限值可以在AirBridge上进行修改,命令为:
MODSDUFPMDC(DCCHCHKERASFRMTHD),修改检查ERASURE帧比率、检查ERASURE帧门限。
查询命令为:
LSTFRMINFO。
C、markovFER过高。
markovFER是将收到的帧与本地产生的帧相比,如果不同,就算一个坏帧,计算这种坏帧的比例。
没有收到帧时也会统计为坏帧。
缺省值是500个帧(10秒钟)里有95%的坏帧就会上报TCHERR,该值可以在调试台设置(FMR调试命令中的设置马可夫FER)。
对应的释放原因值为C06。
D、某个分支240ms没有收到反向帧。
多分支时,只拆除该分支;单分支时,会产生掉话。
对应的释放原因值为C02。
该值可以在AirBridge上进行修改,命令为MODSDUFPMDC,修改反向帧接收定时器长度,注意单位为毫秒。
查询命令为:
LSTFRMINFO。
如果由于该原因造成软切换增删分支频繁时,可以考虑将反向帧接收定时器长度改得长一些。
目前默认值为240ms,基本可以排除传输闪断造成的影响。
从上面的分析可以看出:
原因值为C02时,对多分之则只拆除该分支,对单分支则出现掉话;原因值为C04、C05、C06(前向或反向信号差导致误帧高、Abis链路故障,如光纤断等造成)时,都会导致掉话。
特别要注意,在前向链路差、反向链路好的情况下,手机判断前向链路不能维持,则关闭发射机。
对BSC,不知道手机何时关发射机,只是不断检查反向帧。
手机关闭发射机,则BSC也收不到反向帧,统计到坏帧数,最后触发原因值C05的TCH_ERR消息,释放呼叫。
因而从掉话控制机制来说,系统不能区分是前向链路还是反向链路原因导致的掉话。
除上述常见的几种掉话原因外还有C01(SDU失败)、C03(某一个分支没收到第一个反向idle帧败)、C07(DSP创建实例失败)、C09(RLPdormant释放)等。
2.2.4掉话话统指标原因分析
1、掉话次数(Erasure帧多)。
包括IS95和IS2000Erasure帧多引起的掉话次数,是指呼叫建立成功后,FMR对收到的帧进行选择性合并,统计收到idle帧或erasure帧而造成呼叫掉话的次数,对应CBSSSTAR的原因值为C04和C05。
导致Erasure帧多的主要原因有:
Ø 基站资源闭塞(出现这种现象一种是人为,一种是设备故障,可结合告警判断问题)。
此时载频没有功率输出,CMF将向CCM报“BlockResource”,CCM释放资源。
Ø 由于覆盖和干扰或者其他原因导致误帧率高,FMR向CCM上报TCHERR,当FMR上报TCHERR原因值为C04、C05、C06时,CCM会释放呼叫。
Ø 软切换合并门限值设置不合理;
Ø 导频污染、BTS时钟故障等。
2、掉话次数(收不到反向帧):
包括IS95和IS2000收不到反向帧引起的掉话次数,是指呼叫建立成功后,FMR在一定时间内(一般为240ms,可以修改)收不到反向帧而造成掉话的次数,对应CBSSSTAR释放原因为C02。
Ø Abis链路传输闪断或者中断,导致FMR上收不到数据帧;
Ø 前向或反向信号太差;表现为手机收不到前向帧或者收到太多Erasure帧,关闭发射机,此时基站收不到帧,或者基站因为反向链路太差不能收到手机的帧;
Ø 由于前反向链路不平衡,造成反向链路质量差,导致反向帧上报不上来;
Ø XIE/BIE到FMR的链路不正常,造成丢包;
Ø FMR单板运行不正常;
Ø BSC到BTS的业务带宽不足。
3、掉话次数(Abis接口原因):
包括IS95和IS2000由于Abis接口原因引起的掉话次数,是指在呼叫建立成功后,BSC统计的Abis原因产生的掉话。
主要原因包括以下两个方面:
Ø 设备故障。
包括BTS资源故障、FMR资源故障、RPS资源故障等,基站自己检测到内部处理有问题时主动上报“AbisBTSreleaserequest”,此时造成的掉话会统计到该值上,告警台也会出设备告警信息。
Ø Abis链路资源故障。
包括“E1/T1信号丢失告警”、“E1/T1帧失步告警”等Abis接口链路故障现象。
4、掉话次数(A2接口原因):
包括IS95和IS2000手机因A2接口原因导致的掉话,对应的CBSSSTAR的原因值较多,主要跟MSC、A口链路有关。
总的来说,当MSC发起的异常释放、A2接口电路异常发起释放、CIE资源故障、A3A7接口资源故障、TIE资源故障、LIM资源故障造成的掉话,都会统计到A2接口原因掉话中。
遇到此类问题,首先从告警上排除传输链路等问题,然后再看具体释放原因值,进一步需要从设备内部定位。
A2掉话的主要的可能原因包括以下几个方面:
Ø 在通话时,MSC设备自身或人为发出A接口复位命令,对应CBSSSTAR原因0x061E;
Ø A接口暂时故障或链路断。
此时FMR在一定时间内收不到MSC来的EVC帧,向CCM发“TRAUERR”,CCM会释放资源。
结合告警如E1/T1告警解决传输上的问题,如果A接口传输无问题,则可能是设备内部问题,包括MSC、BSC;
Ø A3/A7接口突然中断;
Ø 设备内部处理出错;这时,FMR收不到EVC帧,但A接口没问题。
Ø 注:
我司现在网络中,由于统计原因和N侧的异常释放,导致不同信令点间的硬切换、不同BSC下的硬切换及我司与其他厂商之间的硬切换都会产生A2掉话。
5、掉话次数(其他原因):
统计除了上述原因导致掉话外的掉话次数。
包括IS95和IS2000手机,主要是由于系统内部错误或者OAM干预导致的掉话次数。
6、掉话次数(硬切换失败):
统计IS95和IS2000手机因硬切换失败而导致掉话的次数。
值得注意的是,硬切换失败不一定会导致掉话。
2.3掉话范围及原因确认
在接到掉话投诉后,首先要确定掉话发生的范围及时间,主要关注是否是全网,是否位于BSC交界处,是否为突然掉话等。
如果发现全网普遍存在掉话现象,检查是否做了何种操作(如升级、全网进行网优参数调整等),看这些操作和掉话在时间上有没有关联性,如果两者有时间上的关联性,则很可能是这些操作导致,需对比操作前后,那些参数做了修改,尽可能的将这些修改了的参数改回到先前值;否则,很有可能是BSC设备、A口或者MSC出了问题,建议结合CBSSSTAR、告警信息和话统掉话原因值进行排查。
如果是部分载频存在掉话现象,先确定这些站点是不是新建站点或周围是否增加了新的站点,是否属于同一个传输链,是否对这些载频参数或者天馈做了调整。
如果是参数调整导致的掉话率升高,建议将参数改回,并观测网络指标,是否恢复到修改前的水平;如果是新建站点,检查BTS硬件、邻区配置和一些重要的功率参数等。
如果是部分载频引发的掉话,且通过地理显示主要位于BSC交界处,则有可能是功率同步开关引起的,需检查BSC和BTS的功率同步开关。
注:
BSC版本均为V200R002C04B014(RAC版本为V200R001C04B014)及以后的版本,不会出现这个问题。
且边界的两边都是我司的设备,如果是其他友商的设备,则需考虑是否配置了硬切换、硬切换的相关参数配置情况等。
如果通过上述手段不能定位问题,则需对话统或者Runlog数据分析,确定掉话的原因,如TooManyErasureFrames、NoReverseFramesReceived、AbisInterfaceAbnormal、A2InterfaceAbnormal和OtherCause等。
2.4查看告警信息
如果掉话中有大量的A口或者Abis口引发的掉话,则需查看告警信息。
告警信息能实时反映全网设备运行状态,一般来说,Abis、A2掉话都有相应的告警信息,结合这些告警信息,利用CBSSSTAR工具的分析结果,就可以帮助我们定位出由硬件或传输导致的掉话问题。
注:
通过告警分析,基本上可以排除由于硬件故障和传输中断引起的掉话,排除AbisInterfaceabnormal、A2InterfaceAbnormal和部分Othercause引起的掉话。
2.5参数检查
就现网的统计分析来看,参数设置问题是导致网络掉话率指标异常的重要原因,常见的影响网络掉话率指标的参数有:
1、邻区
检查是否有漏配或错配邻区,邻区优先级是否合理等。
2、切换参数
检查切换相关的参数如T_ADD、T_DROP、T_TDROP、T_COMP、SRCH_WIN_A、SRCH_WIN_N、SRCH_WIN_R、SOFT_SLOPE、NGHBR_MAX_AGE及其他硬切换参数的设置,如果不合理可根据实际情况进行修改。
3、定时器
检查反向帧接收定时器,当该定时器设置过短时(小于150ms),会增加C02掉话概率;检查反向帧合并定时器,当各个分支时延较大时,可以适当修改该值,以减少分支间时延过大导致的掉话。
4、掉话门限
DCCHCHKIDLEFRMTHD(检查DCCH空闲帧门限):
如果CFMR板连续收到超过门限规定的反向IDLE帧,CFMR板就向CCM上报SDU_CCM_TCH_ERROR_IND消息,请求拆除呼叫,单位为帧(帧周期为20ms)。
FCHCHKERASFRMTHD(FCHERASURE帧门限):
CFMR板设定的FCH信道ERASURE帧检查门限,即每隔多少帧统计一次反向ERASURE帧比率,单位为帧(帧周期为20ms)。
FCHCHKIDLEFRMTHD(FCHIDLE帧门限):
如果CFMR板连续收到超过门限规定的反向IDLE帧,那么CFMR板CFMR板就向CCM上报SDU_CCM_TCH_ERROR_IND消息,请求拆除呼叫,单位为帧(帧周期为20ms)。
其他参数及修改方法请参见1.2。
注:
3和4中的命令是对FMR单板操作,请勿随意修改,否则会影响系统的正常运行。
2.6干扰排查
如果掉话没有告警,可查看这些载频的RSSI值及主分集差值,看其是否在合理范围(RSSI值在-95dB到-110dB之间,差值小于6dB)。
如果RSSI异常,可以采取以下方式进行处理:
1、RSSI值小于-110dBm。
这类问题一般是由硬件问题导致的,主要包括:
天馈各接头没有连好、TRX和CDDU故障等,需检查天馈及各个接头的连线,检查这些硬件的运行情况,必要时可以复位或者重新插拔单板。
2、RSSI值过高,主(分)集长时间RSSI在非忙时高于-95dBm或在一定时间内高于-95dBm等;这类问题原因较多,主要有:
天馈驻波、硬件故障、参数设置问题(登记及接入消息设置不合理)、杂散和互调、外部干扰等,需结合话务情况、ACH占用情况及周围其他系统的分布情况进行判断和处理。
3、主分集差值过大,主(分)集两者间RSSI长时间相差10dB以上或出现RSSI主分集对比告警、TRM主(分)集接收告警,主要原因是天线安装问题、硬件故障、分集旁路开关设置错误、外部干扰等。
对以上问题,需结合实际情况进行检查,详细排查过程请参见《反向干扰分析及典型案例汇编》。
2.7路测及信令分析
如果通过以上手段,还是无法定位出问题,则需要通过路测来帮助定位问题。
路测是了解网络质量、发现网络问题较为直接、准确的方法,在掌握无线网络覆盖框架方面,具有话统等其它方法不可替代的特点。
路测时,主要关注掉话区域的覆盖、FER、切换是否正常、是否有导频污染、掉话前的手机发射功率等,综合这些信息,初步定位问题。
第三章CDMA2000网络优化方案
3.1网络优化概况
3.1.1概述
无线网络优化是对已经建成的网络进行的优化调整,使网络运行更加可靠、经济,网络服务质量更高,资源利用率更高。
正常情况下,网络优化要求的提出一般是由于两种情况:
一是网络质量不能满足设计要求,需要对网络进行调整。
一是网络环境发生变化,如用户增长、城市建设变化等,使得原有设计的网络不能适应当前环境的需要,这时需要进行网络优化和调整,同时提出后续网络扩容的建议。
这里特别强调在开局阶段的网络优化的特点。
若网络优化是
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