1、福建信息职业技术院毕业设计（论文）论文题目：信息学院螺洲校区 WCDMA 网络优化工程实践系 别： 电子工程系 专 业： 通信技术 班 级： 通信 1011 学 号： 1001021108 学生姓名： 林宏培 指导教师： 龚坚 摘 要WCDMA 技术是最成熟，在全球也是最普及的 3G 技术。本课题结合目前 WCDMA 网络的实际情况和测试优化内容对WCDMA 覆盖、容量与通信质量问题进行了分析，对WCDMA 网络网优工作中常见的问题与处理过程加以分析和整理。网络优化工作，一方面是要对网络运行中存在的诸如覆盖不好、语音质量差、掉话、网络拥塞、切换成功率低等质量问题予以解决，使网络达到最佳运行状态
2、；另一方面，还要通过优化资源配置，对整个网络进行合理调配的运用，以适应需求和发展的情况，最大可能地发挥设备潜能，从而获得最大的投资效益。掉话是用户通信非正常中断，其在用户方面的负面影响最为直接，是一种严重的网络故障现象。所以确定掉话原因和解决办法，降低掉话率，在 WCDMA 网络优化中非常重要。关键词：WCDMA 优化 掉话 目 录 摘 要 .第 1 章 绪论 .11.1 移动通信的发展历程 .11.1.1 模拟蜂窝移动通信系统 .11.1.2 数字移动电话系统 .11.1.3 WCDMA,CDMA-2000,TD-SCDMA.21.2 WCDMA 的标准发展历程 .3第 2 章 WCDMA
3、中的软切换 .42.1 切换的定义和意义 .42.2 切换的分类 .42.2.1 硬切换 .42.2.2 接力切换 .52.2.3 软切换 .6第 3 章 WCDMA 系统的特点、原理及关键技术 .72.1 WCDMA 系统的特点 .72.2 WCDMA 原理及关键技术 .82.2.1 WCDMA 网络结构 .82.2.2 WCDMA 空口协议栈结构 .92.2.3 扩频通信 .10第 4 章 WCDMA 网络优化概述 .124.1 WCDMA 网络优化流程 .124.3 路测与网络优化 .134.3.1 路测概述 .134.3.2 WCDMA 路测中需重点观察的指标 .13第 5 章 WCD
4、MA 掉话问题分析 .145.1 WCDMA 掉话常见原因 .145.1.1 覆盖问题 .145.1.2 干扰问题 .155.1.3 切换问题 .155.1.4 邻区漏配 .155.1.5 其他异常原因 .165.2 WCDMA 掉话问题解决方法 .165.2.1 工程参数调整 .165.2.2 小区参数调整 .175.3 WCDMA 掉话案例分析 .175.3.1 优化测试路线 .175.3.2 疑似越区覆盖 .195.3.3 掉话 .21结 论 .23致 谢 .24参考文献 .25第 1 章 绪论1.1 移动通信的发展历程现代移动通信技术的发展始于上世纪 80 年代，用户需求成为移动通信发
5、展的最大动力，在用户需求的推动下，移动通信技术发展速度越来越快，近 30 年时间内，经历了三代技术的转变。1.1.1 模拟蜂窝移动通信系统采用了蜂窝组网技术，以 FDMA 技术为基础。模拟蜂窝移动通信系统主要有 3 种，北美的 AMPS，北欧的 NMT-450/900 及英国的 TACS；其主要标准有 AMPS（先进移动电话系统）、NMT-450/900（北欧移动电话）、TACS（全向入网通信系统）。模拟蜂窝通信系统弱点在于存在多种移动通信制式，相互之间不能兼容，无法实现全球漫游；无法与固网迅速向数字化推进相适应，数字承载业务很难开展；频率利用率低，无法适应大容量的要求；安全性能不好，易于被窃
6、听；这些致命的弱点将妨碍其进一步发展，因此模拟蜂窝移动通信被数字蜂窝移动通信所替代。1.1.2 数字移动电话系统20 世纪 90 年代开发出了以数字传输、时分多址和窄带码分多址为主体的移动电话系统，称之为第二代移动电话系统。代表产品分为两类：TDMA 系统、N-CDMA 系统。TDMA 系列中比较成熟和有代表性的制式有：泛欧 GSM（全球移动通信系统）、美国 D-AMPS（数字 AMPS）、日本 PDC（个人数字蜂窝电话），这三种产品的共同点是数字化、时分多址、话音质量比第一代好，保密性好、可传送数据、能自动漫游等。N-CDMA 系统主要是以高通公司为首研制的基于 IS-95 的 N-CDMA
7、（窄带CDMA），由美国电信工业协会制定，按双模式设计。尽管第二代移动通信系统较之于第一代有了很多提高，但面对用户日益增长的需求，第二代移动通信系统的一些问题也逐渐显露出来：1）频带太窄，不能提供如高速数据、慢速图像与电视图像等宽带业务；2）无线频率资源紧张，抗干扰、抗衰落能力不是很强，系统容量不能满足需要；3）频带利用率较低，切换容易造成掉话；4）不同系统间不能彼此兼容，全球漫游较难实现。1.1.3 WCDMA,CDMA-2000,TD-SCDMAWCDMA（宽带码分多址）是一个 ITU(国际电信联盟)标准，它是从码分多址（CDMA）演变来的，从官方看被认为是 CDMA-2000 的直接扩展
8、，与现在市场上通常提供的技术相比，它能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。WCDMA 采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为 3.84Mcps，载波带宽为 5MHz.基于 Release 99/ Release 4 版本，可在5MHz 的带宽内，提供最高 384kbps 的用户数据传输速率。WCDMA 能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信，速率可达 2Mb/s（对于局域网而言）或者 384Kb/s（对于宽带网而言）。输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输。窄带 CDMA 使用的是 200KHz宽度
9、的载频，而 WCDMA 使用的则是一个 5MHz 宽度的载频。 CDMA2000 也称为 CDMA Multi-Carrier，由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent 和後来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频 CDMA One 数字标准衍生出来的，可以从原有的 CDMA One 结构直接升级到 3G，建设成本低廉。但目前使用 CDMA 的地区只有日、韩、北美和中国，所以相对于 WCDMA 来说，CDMA2000 的适用范围要小些，使用者和支持者也要少些。不过 CDMA2000 的研发技术却是目前 3G 各标准中进度最快的，许多 3G 手机已经率先
10、面世。 CDMA2000 是一个 3G 移动通讯标准,国际电信联盟ITU 的 IMT-2000 标准认可的无线电接口，也是 2G CDMA 标准(IS-95, 标志 CDMA1X)的延伸。 根本的信令标准是 IS-2000。 CDMA2000 与另两个主要的 3G标准 WCDMA 以及 TD-SCDMA 不兼容。TDSCDMA 的中文含义为时分同步码分多址接入，该项通信技术也属于一种无线通信的技术标准，它是由中国第一次提出并在此无线传输技术（RTT）的基础上与国际合作，完成了 TDSCDMA 标准，成为 CDMA TDD 标准的一员的，这是中国移动通信界的一次创举，也是中国对第三代移动通信发展
11、的贡献。在与欧洲、美国各自提出的 3G 标准的竞争中，中国提出的 TD-SCDMA 已正式成为 全球 3G 标准之一，这标志着中国在移动通信领域已经进入世界领先之列。该方案的主要技术集中在大唐公司手中，它的设计参照了 TDD(时分双工)在不成对的频带上的时域模式。1.2 WCDMA 的标准发展历程历史上，欧洲电信标准委员会（ETSI）在 GSM 之后就开始研究其 3G 标准，其中有几种备选方案是基于直接序列扩频分码多工的，而日本的第三代研究也是使用宽带码分多址技术的，其后，以二者为主导进行融合，在 3GPP 组织中发展成了第三代移动通信系统 UMTS，并提交给国际电信联盟（ITU）。 国际电信
12、联盟最终接受 WCDMA 作为 IMT-2000 3G 标准的一部分。中国联通公司于 2009 年 5 月 17 日开始试商用 WCDMA 服务，10 月 1 日正式商用 WCDMA R6 网络，R6 网络引入了 MBMS 业务，上行采用 HSUPA，速率提高到5.76Mbps，最高下载速率可以达到 7.2M。现在国内部分城市下载速率已可达14.4M。WCDMA 的标准发展如图 1-2 所示：图 1-2 WCDMA 的标准发展第二章 WCDMA 中的软切换2.1 切换的定义和意义手机（UE ）在开机后有五中状态，再加上关机状态就有六种模式了，当 UE 处于 CELL_DCH 时，小区的表更才叫
13、切换，由 RNC 发起，切换就是将用户的连接的连接从一个无线链路转换到另一个无线链路。切换的目的是处理由于移动而造成的越区、负载调整或其它原因使得需要引起无线链路改变。2.2 切换的分类切换分成软切换、硬切换和接力切换。软切换是先连接后断开；硬切换是先断开后连接；接力切换介于两者之间。软切换进一步可分成更软切换和一般软切换。硬切换进一步可分成同频硬切换、异频硬切换和系统间切换。2.2.1 硬切换硬切换是当无线链路发生变化时，UE 释放原来的无线链路，再建立新的无线链路。硬切换是采用先断后连的方法，这样就会造成通信的短时中断。硬切换又分成同频硬切换、异频硬切换和系统间切换。硬切换是在不同频率的基
14、站或覆盖小区之间的切换。这样切换的过程是移动台（手机）先暂时断开通话，在与原基站联系的信道上，传送切换的信令，移动台自动向新的频率调谱，与新的基站接上联系，建立新的信道，从而完成切换的过程。简单来说就是“先断开、后切换” ，切换的过程中约有 1/5 秒的时间的短暂中断，这是硬切换的特点。在 FDMA 和 TDMA 系统中，所有的切换都是硬切换。当切换发生时，手机总是先释放原基站的信道，然后才能获得新基站分配的信道，是一个“释放-建立”的过程，切换过程发生在两个基站过度区域或扇区之间，两个基站或扇区是一种竞争的关系。如果在一定区域里两基站信号强度剧烈变化，手机就会在两个基站间来回切换，产生所谓的
15、“兵乓效应” 。这样一方面给交换系统增加了负担。另一方面也增加掉话的可能性。现在我们广泛使用的“全球通（GSM） ”系统就是采用这种硬切换的方式。因为原基站和移动到的新基站的电波频率不同，移动台在与原基站的联系信道切换后。往往不能马上建立新基站的新信道，这时就出现一个短暂的通话中断时间。在“全球通”系统，这个时间大约是 200 毫秒，它对通话质量有点影响。2.2.2 接力切换接力切换是 TD-SCDMA 独有的一项技术，它利用精确的定位技术，在对移动台的距离和方位进行定位的基础上，根据移动台方位和距离作为辅助信息，来判断移动台是否移动到了可进行切换的相邻基站临近区域。如果移动台进入这个切换区，
16、则 RNC 通知该基站做好切换的准备，从而实现快速、可靠和高效切换。这样既节省信道资源、简化信令、减少系统负荷、也适应不同效率小区之间的切换。实现接力切换的必要条件是：网络要准备获得移动台的位置信息，包括移动台的信号到达方向（DOA）以及移动台与基站的距离。在 TD-SCDMA 系统中，由于采用了智能天线和上行同步技术，系统较容易获得移动台的 DOA，从而获得移动台的位置信息。具体过程是：（1）利用智能天线和基带数字信号处理技术，可以使天线根据每个移动台的 DOA 为其进行自适应的波形赋行。对每个移动台来讲，仿佛始终都有一个高增益的天线在自动跟踪它，基站根据智能天线的计算结果就能确定移动台的D
17、OA，从而获得移动台的方向信息。（2）利用上行同步技术，系统可以获得移动台信号传输的时间偏移，进行计算得到移动台与基站之间的距离。（3）经过前两步之后，系统就可准确获得移动台的位置信息。因此，上行同步、智能天线和数字信号处理等技术，是 TD-SCDMA 移动通信系统实现接力切换的关键技术基础。接力切换执行过程：（1）移动台与 nodeB1 进行正常通信。（2）当移动台需要切换并且网络通过对移动台对候选小区的测量找到了切换目标时，网络向移动台发送切换命令，移动台就与目标小区建立上行同步。然后移动台在与 nodeB1 保持信令和业务连接的同时，与 nodeB1 建立信令连接。（3）当移动台与 no
18、deB2 信令建立之后，移动台就删除与 nodeB1 的业务连接。（4）移动台尝试建立与 nodeB2 的业务连接，这时移动台与 nideB1 之间的业务和信令连接全部断开了，而只与 nodeB2 保持了信令和业务的连接，切换完成。2.2.3 软切换软切换是当无线链路发生增加或者释放时，UE 同 UTRAN 始终至少保持一条无线链路。软切换的优点在于：软切换过程中通信不中断，能够提高切换成功率；软切换实现了选择合并，提供分集增益，可以加强覆盖，提高了无线链路的性能；软切换具有切换性能好、切换失败不容易掉话的优点，有助于提高处于小区边沿 UE 通话的质量。但是软切换只能发生在切换目标小区和原小区
19、使用同一频点的情况，而且处于软切换状态的 UE 和两个（几个）小区同时保持通信，占用过多的系统前向无线资源。软切换是同频之间的切换，软切换的目标小区与原小区必须是下列两种情况之一：1）属于同 RNC；2）不同 RNC 但 RNC 之间存在 Iur 接口。软切换分为更软切换和一般切换，更软切换和一般切换的区别在于：前者在 NodeB 内部实现合并，而后者是在 RNC 内部实现合并。更管切换更软切换是发生在一个基站（Node B）内的同一个频率内的不同小区间的切换，其合并在 Node B 内完成，更软切换是软切换的一种特例。更软切换在上行（下行本来是就最大比合并）实现了最大比合并（RAKE 合并） ，相对于软切换具有更大的合并增益和更好的链路质量，并且更软切换无须占用额外的
