WCDMA移动通信室内分布系统毕业设计.doc 33页

'WCDMA移动通信室内分布系统毕业设计目录摘要I第1章绪论11.1本文研究的背景1第2章室内分布概述32.1室内分布原理32.1.1室内分布的概念32.1.2室内分布的方式42.1.3WCDMA与GSM室内分布的区别52.2室内分布的问题62.2.1分布方面的问题62.2.2量方面的问题62.2.3容量方面的问题62.3室内分布引入7第3章室内分布系统设计83.1室内分布的任务83.2站点勘测83.2.1测试工具配置93.2.2站点勘测基本要求93.2.3地理环境的勘测93.2.4无线环境的勘测93.2.5施工环境（条件）的勘测113.2.6勘测资料整理123.3室内分布系统的信号源的选取123.4室内分布系统组网153.4.1室内分布系统的预留问题163.4.2多系统共用信号分布系统组网16第4章WCDMA无线网络优化流程和方法184.1WCDMA系统的网络优化概述184.2网络优化的发展184.3网络优化的分类194.3.1工程优化194.3.2运维优化204.4网络优化的通常流程214.5网络优化的方法224.5.1网络优化方法224.5.2网络优化内容23 总结26致谢27参考文献28 摘要随着WCDMA网络技术的日益成熟，终端性能的改进和提高，终端价格的日趋合理，数据业务需求的快速增长，全球WCDMA网络迈入了一个良性发展的阶段，用户数量和收入都呈现快速增长的趋势。随着移动通信网络的发展，室内分布是实现无线分布、优化网络容量分布和基站配置、增加话务收入、提高用户满意度的一个重要手段本论文结合WCDMA的室内分布系统的特点，通过介绍室内分布系统的有关知识，和规划流程。进行室内分布建设进行一定分析，同时也对无线网络作了初步的分析。WCDMA是3G中最成熟，最被重视，也是开通网络最多的技术标准。本论文结合联通WCDMA的网络建设，室内分布系统的设计标准和规划设计的有关知识，无线网络的建设以及系统建成后的测试和优化，进行了系统的研究。主要对室内分布系统中工程建设目标的选择和指标的确定；不同规模室内分布系统的设计方案；有源设备和无源器件的选用方案；怎样将2G系统的改造成支持多系统的室内分布系统；系统建成后，如何进行测试和优化进行了研究。关键词　移动通信；3G；WCDMA室内分布系统 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）第1章绪论1.1本文研究的背景随着移动通信网络的发展和完善，运营商的网络建设的越来越完善，传统的室外站的建设项目基本所剩无几，但是随着城市高楼大厦的发展和用户对于通信质量要求越来越高，用户在商场，宾馆，写字楼，住宅区，地下停车场等区域经常投诉室内信号差，打不了电话，通话质量差或者经常掉话，传统的方法是增加室外站的发射功率来获得良好的分布，但是现在的高楼大厦越来越密集，地下商场，停车场越建越多，楼房结构越来越复杂，这种方法非但不能解决实际问题，可能还将破坏原有的外部良好的无线网络环境，使分布范围无法得到良好控制，导致全网的干扰增加，资源浪费，容量下降，最终导致网络性能，服务质量的下降。对于高大建筑，购物中心，高档写字楼，地下停车场等项目，如何解决室内分布这个突出的问题摆在了运营商面前，用户在室内使用手机的需求促使运营商越来越重视室内分布。室内分布解决方案一方面可以改善和增强室内的分布效果；另一方面可以吸收话务量，缓解室外网络的容量压力。此外室内分布解决方案还可以改善高层建筑物内的通话质量。室内分布解决方案适用于宾馆、写字楼、大型商场、机场、火车站、会展中心等公共场所。目前，我国移动通信发展迅速，现在已经发展到3G阶段，由于与原有大家熟悉的GSM系统有着本质的不同，因此中国联通WCDMA室内分布系统设计与建设也发生了质的改变，再结合我国的建筑结构与地貌，WCDMA室内分布系统在网络中的地位是如此之重要，以至于之前GSM时代的室内网络建设思路正渐渐的被淘汰。WCDMA是一个ITU(国际电信联盟)标准，它是从码宽带码分多址分多址（CDMA）演变来的，从官方看被认为是IMT-2000的直接扩展，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。作为3G系统的主要标准之一，WCDMA采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，满足了业务丰富、价格低廉、全球漫游、高频谱利用率等要求，主要的特点有：28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）信道复杂，可适应各种业务需求。WCDMA可通过公共信道/共享信道、接入信道和专用信道等不同类型的信道实现不同业务，适应不同时延和分布特点的要求，使资源的调配更加灵活。WCDMA所承载的业务分为会话类、数据流类、互动类、后台类等。更大容量和更高的业务速率。WCDMA码片速率达3.84Mchip/s，载波带宽约5MHz，能够支持更高的速率，同时带来了无线传播的频率分集；对于速率大致相同的话音业务，具有更高的扩频增益，接收灵敏度更高。功率控制更为完善。WCDMA采用开环和闭环两种功率控制方式，当链路没有建立时，开环功率控制用来调节接入信道的发射功率，链路建立后，使用闭环功率控制。闭环功率控制有包括内环功率控制与外环功率控制。切换机制更健全，有更灵活的分层组网结构（HCS）。WCDMA具有软切换方式，利于提高分布，但会增加开销；具有硬切换方式，可通过压缩模式实现通话状态下跨载频，跨系统的测量，提高切换成功率。WCDMA提供分层小区结构（HierarchicalCellStructure）组网和与GSM会和组网的灵活组网方式。HCS组网可以根据容量与密度的要求，分别选择宏小区、微小区、微微小区进行组网；与GSM系统混合组网，则能够为具有GSM网资源的运营商，在建网初期提供更高投入产出的建设策略。对于分组数据业务，具有灵活的资源调度机制。针对分组数据业务非实时的特点，可以选择该机制均衡资料利用率和数据服务质量。WCDMA借助不同承载的业务信道和灵活的资源分配机制，根据业务类型提高的不同QoS，适应市场和网络两方面要求。此外，相对于GSM和CDMA等移动网络，一项崭新而重要的特性就是它允许对无线承载的特性进行协商。WCDMA的干扰来自网内和网外。网内干扰时由于CDMA系统自干扰的机制决定的，网外干扰主要是来自同制式的不同系统和频率邻近的其他网络，存在远近效应。基站无须同步。优点是不像CDMA2000一样需要美国的GPS系统，可采取较为自由的信道管理方式，缺点是需要迅速实现小区的搜索。28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）第2章室内分布概述2.1室内分布原理现代都市中建筑物越来越高、越来越多、越来越密集，移动通信的无线电信号在其间受到阻挡而衰减，另外现代建筑多以钢筋混凝土为骨架，再加上全封闭式的外装修，对无线电信号的屏蔽和衰减特别厉害，很难进行正常的通信。在一些高层建筑物的低层，基站信号通常较弱，存在部分盲区；在某些超高建筑物的高层，又没有分布。在大多数的地下建筑，如地下停车场、地下商场、地铁、隧道等场所，通常都是盲区。在大中城市的中心区，基站密度都比较大，平均站距小于１ｋｍ，所以通常进入室内的信号通常比较杂乱、不稳定。特别是在一些没有完全封闭的高层建筑的中、高层，进入室内的信号非常杂乱，近处基站的信号、远处基站的信号通过直射、折射、反射、绕射等方式进入室内，信号忽强忽弱不稳定，同频、邻频干扰严重。手机在这种环境下使用，未通话时，小区重选频繁，通话过程中频繁切换，话音质量差，掉话现象严重。在城市的边缘区，基站密度小，站距大，在距基站较远的建筑物内，因建筑材料对电磁波的损耗，移动通信用户在室内的通信也受到了很大的影响和限制。特别是移动通信的网络分布、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。网络分布、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有移动网络优化工作的主题，室内分布系统正是在这种背景之下产生的。2.1.1室内分布的概念由于室内分布存在上述问题，因此出现了解决室内分布的解决方案。室内分布是针对室内用户群，用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案。室内分布系统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分布。2.1.2室内分布的方式由于室内分布存在上述问题，因此出现了解决室内分布的解决方案。室内28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）分布是针对室内用户群，用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案。室内分布系统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分布。室内分布是针对室内用户群、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。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分布。无线室内分布系统主要由二部分组成：信号源和室内天馈线分布系统，如图2-1所示。图2-1室内分布系统组成示意图信号源主要分为两类：基站、RRU和直放站；室内天馈线分布系统由有源器件、无源器件、天线、缆线等组成。无线室内分布系统的引入不受频段和通信制式的限制，满足各种通信制式建设要求，包含2G和3G移动通信系统、PHS、SCDMA、TRUNK系统。各通信制式室内WCDMA室内分布系统规划设计分布系统可单独建设，满足各制式的网络指标要求；也可以多通信制式共室内分布系统建设（多制式合路），多制式合路时，各制式应满足各自的网络指标要求，并保证各制式间互不干扰。室内天馈线分布系统由有源放大设备(干线放大器、光端机等)、缆线（同轴电缆、光缆、泄漏电缆）、功分器、耦合器、室内天线等设备组成。室内天馈线分布系统按照采用的设备主要分为两种：有源方式、无源方式，按照采用线缆材料主要分为四种方式：泄漏电缆分布方式、同轴电缆分布方式；光纤分布的方式；光电混合分布方式。酒店类建筑主要以第二种分布方式为主。1．泄漏电缆分布方式28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）泄漏电缆传输损耗大、距离短，且泄漏电缆本身线径较大，施工困难，通常用于对地铁、隧道、电梯等特定环境的分布。2．同轴电缆分布方式同轴电缆分布方式包括纯无源系统和有源中继放大两种情况。纯无源方式即将信号源输出能量经功分、耦合等无源器件合理分配后，利用射频电缆传输至天线，将能量均匀分布至各区域。有源中继放大方式是由于信号源输出能量不能满足楼宇分布需求的情况，需要增加放大器对主干信号进行放大，并通过天馈分布系统分布所需区域。3．光纤分布方式光纤分布方式的传输损耗小、不受电磁干扰、布线方便并且组网灵活，与同轴线缆相比，更适合于远距离的信号传输。4．光电混合分布方式光电混合分布方式多适用于大型建筑，应用在主干缆走线很长，布放难度较大的场景。分布方式选用原则应综合上述分析，综合考虑分布区域面积、理论分布效果、设备成本、施工难易程度等因素，应遵循：效果→成本→施工→维护的思路，并满足多制式系统兼容的要求，在最优的组合方案下，系统性价比最高。上述四种分布方式，电分布方式为最常用，且技术和设备成熟。2.1.3WCDMA与GSM室内分布的区别WCDMA和GSM在室内分布中的区别重点在于容量。WCDMA系统的一个重要特点是它的下行功率为所有用户共享，这样下行功率就意味着容量，这也是与GSM系统一个重要区别。这个特点决定了室内分布系统的设计建设方式会极大地影响WCDMA网络的容量。当一个处于小区边缘的建筑物内成功地安装了室内分布系统，那么可以预计，大部分室外小区的下行功率都将被释放出来，为室外用户提供容量。相比传统的以增加室外基站或者小区数量或者载频数量来提供额外的容量，这种从WCDMA系统特点出发的室内分布系统建设可以更好地节省投资、提高系统容量。在传统的GSM系统中，如果要增加容量，那么一般采用增加载频的方式；在WCDMA28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）系统里除了传统的增加载频、码字，降低系统上行干扰和节省室外小区下行功率是更加重要而有效的提供额外容量的方法。与GSM的这个重要区别决定了WCDMA室内分布系统的设计思路。2.2室内分布的问题SDH传输业务信号时各种业务信号要进入SDH的帧都要经过映射、定位和复用三个步骤：映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器（C），再加入通道开销（POH）形成虚容器（VC）的过程，帧相位发生偏差称为帧偏移；定位是将帧偏移信息收进支路单元（TU）或管理单元（AU）的过程，它通过支路单元指针（TU PTR）或管理单元指针（AUPTR）的功能来实现；复用则是将多个低价通道层信号通过码速调整使之进入高价通道或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层的过程。2.2.1分布方面的问题由于室内的复杂结构、建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区，致使大楼的地下室场强较弱，甚至存在一些盲区。由于室内的信号分布不好，容易出现手机掉网的现象，造成寻呼无响应，用户不在服务区现象。2.2.2量方面的问题建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现乒乓切换效应，话音质量难以保证，并出现断音，掉话现象。2.2.3容量方面的问题建筑物诸如大型购物商场会议中心由于移动电话使用密度过大局部网络容量不能满足用户需求无线信道发生拥塞现象。目前室内分布主要依靠室外现有的网络分布的延伸方式：如室外大功率基站方式、天线架高方式、增加基站的方式等，但是这样的解决方式带来以下问题：1．由于穿透损耗大，室内分布效果差，存在大量分布盲区，导致无法通话；28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）2．对源信号电平要求高，并且交调干扰和同邻频干扰都比较严重，通话质量难于保证，控制不好会影响整网的质量；3．采用室外基站没有根本解决容量问题，网络容量有限，接通率低；4．天线架设太高会带来越区分布影响整网质量；5．增加基站会使室外小区增加频率时，频率规划困难，网络容量增长困难。2.3室内分布引入应用这些方案可带来的效果有一下几个方面：1．可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域；2．使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务，扩大网络容量；3．解决高层干扰问题，如：在大楼的高层，许多室外小区的信号由直达路径到达室内，来自各个方向的信号电平较高、干扰大，很难有干净的不受干扰的信道。解决的办法是用室内分布，靠满足较高的C/I值，获得较高质量的室内移动通信服务。如图2-2室内简单分布图图2-2室内简单分布图28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）第3章室内分布系统设计室内分布系统是无线网络分布的补充或优化，在设计室内分布系统时必须考虑室内无线系统对整个网络的影响，同时又要保证室内无线网络分布的质量。室内分布系统的好坏直接影响到整个网络的性能，因此室内分布的设计也显得更为重要。在室内分布设计首先对目标分布场所进行详细的勘测，以勘测的数据为依据来进行方案设计，其次才是分布范围、分布方式、室内分布等设计的进行。方案设计时必须按照一定的流程实施，以免影响方案的设计进度及准确性。下图是室内分布系统规划的一般流程：室内分布设计任务书→站点勘测→分布方式确认→室内天馈系统设计（完成相关工程图纸）→设计分析→工程材料及费用预算→室内分布方案的整理→方案审核（若是通过，则结束，准备下面的施工，若是不过，则回到分布方式确认，重新设计）。3.1室内分布的任务1．通过自己的实际勘测报审，经过局方批复的设计任务书；2．局方直接下达的任务书；3．应急工程，直接下达的非书面的任务。3.2站点勘测了解被测建筑物的基本情况（如建筑物性质、地点、楼层数、各楼层功能、面积、电梯数量、人流量等），根据用户和业主需求确认分布区域和分布要求。对待分布区域的无线环境进行详细测试，确定信源和接入方式、设备类型和供电方式和走线方式。结合用户的分布需求，一份完整的勘测，应包含自然环境的勘测、无线环境的勘测、施工环境的勘测和资料数据的整理。28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）3.2.1测试工具配置1．测试接收手机2．手提电脑3．测试软件：国外SK公司Dr.CDMA等（软件可选，但必须能提供路测轨迹图）。4．激光测距仪，红外线测距仪、卷尺。5．GPS定位系统6．照相机3.2.2站点勘测基本要求1．勘测设计前必须有建设单位签发的业主联系函、设计委托函2．设计单位必须提供详细的勘察设计计划3．勘测过程必须由监理公司监督4．勘测后承建单位必须形成勘测纪要3.2.3地理环境的勘测总体环境：了解待分布区的总体环境，如建筑物的名称、地理位置、高度、楼层结构等，为便于分析大楼内的话务量，还应包括建筑物的日平均客流量和人流构成情况。局部环境:了解建筑物每层的用途及特点，最好向业主索取被测建筑物的平面图以及相关地形、结构资料，如业主无法提供，勘测人员须绘制详细平面图，并在图中标明弱电井、电梯井道的位置。了解各楼层的隔断情况和墙体、天花板的建筑材料、各分布区域的长和宽，以上信息应该尽可能详尽的反应出区域面积。3.2.4无线环境的勘测用测试手机对需要分布28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）的建筑物内原有信号状况进行测试，最好用专业测试软件进行扫描，并对建筑物周边区域的信号情况做详细测试，尤其是大楼的出入口，要提供通往各方向的信号情况。对于楼层较低的建筑、各层的功能差异较大的建筑物，每层均需进行无线环境测试；对于建筑物较高和功能单一的建筑物，可选择若干有代表性的楼层分别测试。用手机测试时，可选择建筑物内若干点进行，测试点应包含室内走道、办公室、窗口附近、电梯等具有代表性的点。测试内容应包括：信号频点号、信号场强，网络服务参数，通话质量，电梯内通话质量。对各测试点用手机测试数据汇总成下表，用测试软件进行分析的分析表。手机测试数据汇总表见表（3-1）室内分布测试汇总表3-1测试位置WCDMAGSM备注RSECIDCH场强上行通话质量CID网络类型1#楼南侧-522354717-49*03527418002#楼南侧-574354717-55*03527418008#楼北侧-563354717-65*03527418007#楼东侧-58.64354717-68*03527418006#楼南侧-53.85354717-62*03527418001#楼地下室-98.77354717-99*03527418002#楼地下室无信号110-99*6100959003#楼地下室-98.77354110-97*6100959007#楼地下室无信号110-99*6100959008#楼地下室-98.67354717-97.3*0352741800地下停车场无信号各个单元电梯内无信号28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）分布点情况描述：本站点位于＊＊＊＊＊西行150米路南，小区内信号良好，无需分布。但是小区内地下室和停车场，电梯对信号屏蔽严重，大部分区域信号质量很差，甚至没有信号，通话掉话，杂音现象严重。测试人：测试日期：＊＊＊＊年＊月＊日分布目标的设计提供无线参数和工程参数，数据内容包括：1．施主基站的小区结构、话音信道数（容量）、基站的BSIC、小区号、小区的CGI、BCCH、载频数、载频号2．跳频方式邻区关系定义切换门限数据功率控制数据3．小区话务量统计数据4．分布目标路测采集无线环境数据并做相应的分析5．中国联通GSM900MHZ系统DCS1800MHZ系统无线环境测试（接收场强、通话质量、FER、TX、切换成功率、掉话率等）6．中国联通WCDMA系统无线环境测试（导频号、Ec/Io、Rxlev、F_FER、TX_POWER、切换成功率、掉话率等）7．中国移动900MHZ、1800MHZ系统扫频测试（接收场强、通话质量、FER、TX、切换成功率、掉话率等）8．中国电信CDMA系统无线环境测试（导频号、Ec/Io、Rxlev、F_FER、TX_POWER、切换成功率、掉话率等）数据的分析需提供以下信息：1．分布目标的当前无线网络情况（明确盲区范围、乒乓效应区域、孤岛效应区域、漫游信号区域；统计接通率、掉话率、切换情况等）2．一旦拟用微蜂窝系统分布站点，则路测结果应能指示哪些基站信号可能对微蜂窝系统造成干扰影响3．根据现有无线环境判断是否存在移动G网对联通G网干扰现象3.2.5施工环境（条件）的勘测根据用户要求和建筑物实际情况确定信号的引入方式，引入方式包括有线接入和无线接入两种：28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）1．有线接入：向用户了解信源位置、制造商、输出功率、接口类型、载频数、频点号，并根据信源位置确定供电电源类型。2．无线接入：确定信源的地理位置、空间方位、站名、载频数、频点号，根据接收场强的稳定程度选定施主天线的位置、类型和方位角。联系用户和业主的需求及电梯内的通话质量确定电梯的分布方式，确定电梯分布的天线类型；根据建筑物楼层结构和面积确定天线的数量和位置；了解用户对监控功能的需求。根据上述因素确定设备安装位置和安装方式，确定设备的取电方式。实地勘查竖井的位置，电梯井道和吊顶的情况，大致确定分布系统的走线路由。如果建筑物内已有其它网络运营商的分布系统，最好对其分布方式和结构进行勘测，以供建设单位参考。3.2.6勘测资料整理对无线环境的勘测结果进行整理，综合地理环境和施工环境填写完整的工程勘测报告。对于用户或业主提供的图纸应扫描或用Visio、AutoCAD等软件制作成电子文档，并将竖井、电梯井道和典型标识的位置标注在图中，供方案设计和施工时参考。对专业测试原件做出的测试图进行分析，测试数据和分析结果均应妥善保存。3.3室内分布系统的信号源的选取室内分布系统的信源的选取应综合权衡系统容量、频率资源、预期收益、投入成本、预期效果等多方面因素才能定夺。系统容量直接决定室内分布系统的网络质量，如容量太小将直接导致分布区内的信道堵塞、呼损率大幅提高、接通困难、掉话严重等一系列的严重问题。容量太大又会造成成本过高和资源的巨大浪费，因此配置合理的室内分布系统的容量非常重要。以下提供工程设计中的经验值：移动通信系统信道配置的选择，可通过“爱尔兰B公式”和所需分布28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）区域的业务量中直接估算出来。一个重要的规划参数是在峰值小时的给定时刻，所有信道均被使用的概率，这个阻塞概率用来衡量一次呼叫尝试由于没有空闲信道而失败的概率，爱尔兰B公式在假定呼叫建立时刻及通话持续时间到服从泊松（Poisson）分布情况下，建立了平均信道数目、信道数目和阻塞概率之间的关系。下表给出了在不同信道数目和两种呼损率（2﹪5﹪）时，用爱尔兰表示的容量。（见表3-2）。呼损率统计表表3-2呼损率：2%载频数1234567信道数7142230374553容量（爱尔兰）2.98.215222835.543比率0.410.570.680.730.760.790.81呼损率：5%载频数1234567信道数7142230374553容量（爱尔兰）3.79.7172531.64047.5比率0.530.690.770.830.850.890.9每个用户的业务量定义为峰值小时期间的某一给定时刻，每一给定用户进行通话的平均功率，其单位是爱尔兰。GSM网络设计中所采用的值为0.025爱尔兰/用户，中国信息产业部规定的是0.01－0.03之间，现取0.02，系统在某一时刻所能支持的用户数量估算结果如下：（见表3-3）28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）呼损率统计表表3-3呼损率：2%载频数1234567信道数7142230374553容量（爱尔兰）2.98.215222835.543支持用户数（微蜂窝容量/每用户爱尔兰值）145410750110014001775021500支持用户群体（按10﹪的拨打算）145041007501100014000177500215000支持的客流量10﹪（按10﹪手机拥有率*运营商市场占有率）1450041000750011000014000017750002150000呼损率：5%载频数1234567信道数7142230374553容量（爱尔兰）3.79.7172531.64047.5支持用户数（微蜂窝容量/每用户爱尔兰值）1854858501250158020002375支持用户群体（按10﹪的拨打算）1850485085001250015800200002375028 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）话务量指在一特定时间内呼叫次数与每次呼叫平均占用时间的乘积。一般话务量又称小时呼一般的统计时间范围是一个小时。例如一条电话线若是被占用一个小时，那么这条电话线的话务量就是1爱尔兰；若是被占用0.5个小时，那么这条电话线的话务量就是0.5爱尔兰。在系统流入的话务量中，完成接续的那部分话务量称做完成话务量，未完成接续的那部分话务量称做损失话务量，损失话务量与流入话务量之比称为呼损率。平均每用户忙时话务量：0.02Erl用户呼损率:2%直放站分布区域的话务量不超过其施主基站话务量的40%，当直放站分布区域的话务量超过其施主基站话务量的40%时，应改换宏蜂窝或微蜂窝基站作信源。3.4室内分布系统组网如图3-1中所示，室内分布系统主要由信号源设备（宏蜂窝基站、微蜂窝、光端机、光缆）；室内有源放大设备（直放站、干线放大器）及其相关器件（同轴电缆、泄漏电缆、功分器、耦合器、合路单元、室内重发天线）等组成。图3-1室内分布概况图28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）3.4.1室内分布系统的预留问题由于不同厂家直放站对直放站近端机的入口功率是有不同要求的，对于直放站为了抑制三阶互调的影响和对多载频的放大承载，另外加之被耦合出的电信号由光一体化模块转化为光信号并通过光纤传输到直放站远端是有一定的损耗的，所以对于直放站是不可能满功率输出的。所以在方案设计时，一定不能按照满功率的情况进行设计，否则将导致天线的输出功率较之于系统设计的功率小许多，最终导致分布范围无法达到，造成方案失败。下面就烽火的设备做一个简单的说明：为保证设备工作性能指标，设备开通时，须严格满足以下条件：1．近端设备GZF900-IIIA输入信号电平范围控制在-20dBm到-5dBm之间。2．光盘收光功率范围-15dBm～+3dBm之间。3．光纤损耗：1310nm0.4dB/Km1550nm0.25dB/Km；4．活动链接器：每个法兰以0.2—0.5dB计算，一般取0.5dB；5．设计余量：0.5—1dB；6．设计过程中，可能遇到的光分路情况，一般光二公分：3dB左右，一般取3dB;光三公分：5dB左右，一般取5dB；光四公分：7dB左右，一般取7dB。在以上标准下，远端设备的处，一路下来的损耗在3dB左右，这样功放模块的入口功率是：-8dBm到-23dBm之间。3.4.2多系统共用信号分布系统组网随着地铁、大型展馆、大型建筑群的出现室内分布系统也出现新的特点。多运营商、多种通信制式共用信号分布系统成为被广泛应用的解决方法。多个运营商的投资，大量的基础设施对网络的建设速度大大的提高和降低建设成本。多系统共用信号分布系统组网就是把多频段、多系统、多运营商的信号通过POI设备（公共输入输出平台）共用信号分布系统的组网方式。POI（信号公共的输入输出平台）其实现功能如下：实现多频段、多系统的信号共路双向或单向传输如图3-2：28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）图3-2多频段、多系统信号传输图实现同频段、同系统的多运营商信号共路双向或单向传输如图3-3图3-3同频段、同系统信号传输图28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）第4章WCDMA无线网络优化流程和方法4.1WCDMA系统的网络优化概述网络优化工作就是在不断监视网络的各项技术数据，并通过用户投诉和路测等手段收集网络运行的数据，对这些数据进行分析，发现网络运行存在的各类问题。根据发现的问题，通过对设备、参数的调整，使网络的性能指标达到最佳状态，最大限度地发挥网络能力，提高网络的平均服务质量和用户的满意度。同时，解决移动通信系统容量与网络质量之间日益突出的矛盾，在提高频谱效率的同时提高系统整体质量，使网络长期稳定地运行。网络优化是WCDMA系统实际运营过程中的一个重要环节。WCDMA系统在运营过程中需要对系统进行扩容和不断的网络优化，一是为了解决掉话、接入失败、切换不畅、网络阻塞、数据业务速率低等质量问题，能够给系统当前的用户提供更加优质的服务；二是为了优化资源配置，发挥设备潜能，提高系统容量，以接纳越来越多的系统未来用户，提高网络效益。4.2网络优化的发展近几年移动通信不断发展，移动通信网络不断壮大，网络优化也相应地经历了以下几个发展阶段：1．工程建设型优化向网络优化的转变工程建设型优化一般是在一期工程或一次大型割接进行的优化。主要处理基站、交换遗留问题，保持系统稳定。而真正意义上的网络优化则要解决超常规的网络建设速度和网络整体提供能力的矛盾，希望达到网络设备提供能力的最大化。2．无线网络优化向全网网络优化的转变无线网络设备是移动网投资最大、变化最复杂的部分，是体现网络质量的主要环节。它始终是网络优化的重点，而全网性网络优化则包括对无线网络、交换网络、传输网、数据网、信令网、同步网等在内的多网络的优化。3．网络性能指标性优化向网络资源的配置型优化的转变28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）网络优化一方面是在现有网络资源下，合理配置网络，提高设备利用率和优化网络运行质量。另一方面，前一期的优化要对后期的规划形成一定的指导，真正做到网络的规划、建设、优化的闭环管理。4．传统语音业务的质量优化向多元化业务网络优化的转变网络业务的多元化意味着网络优化思路、技术手段、支撑系统的全面改进。网络优化的目标是提高或保持网络质量，而网络质量是各种因素相互作用的结果，随着优化工作的深入开展和优化技术的提高，优化的范围也在不断扩大。事实上，优化的对象已不仅仅是当前的网络，它已经渗透到包括市场预测、网络规划、工程实施直至投入运营的整个循环过程的每个环节。4.3网络优化的分类根据网络运营的不同阶段，网络优化一般可分为工程优化和运维优化和工程优化两部分。4.3.1工程优化指在涉及较大网络投资的工程建设阶段进行的优化，包括新建网络以及扩容工程的优化，该工作在工程建设完成后、投入运营之前进行，目标是通过调测和优化使网络达到验收指标并可以正常开通。1．单站配置检查单站配置检查主要包括设备排障、环境测试、参数检查、传输验证等内容。其中设备排障主要关注基站设备的软硬件故障排除、软硬件版本问题；环境测试目的是了解基站周围环境的电磁干扰情况，并消除干扰源参数检查主要通过网管检查节点数据的一致性和完整性、配置原则和基站天馈线参数（如基站经纬度、方向角和下倾角等）的准确性；传输验证主要检验两个相连节点的传输链路配置。2．单站调测单站调测是每个基站必要的工作验证和测试工作。主要测试手段包括DT和CQT。其中CQT测试主要关注CQT中各类业务是否正常，是否有噪声、回音、话音断续等不良情况，若发现问题应做记录，并定位及解决问题。DT测试对整个基站的分布28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）范围、接收信号强度、信噪比以及本基站扇区与邻近基站扇区间的切换进行测试，主要关注其是否达到网络规划时分布区域的要求，与其他基站是否切换正常等，若发现问题应做记录，并定位及解决问题。3．片区优化一般情况下，15到20个小区可以组成一个片区。片区优化的目的是通过相应区域的DT和CQT进行片区网络性能的验证和优化，其中测试记录更加关注网管的话统数据。4．全网优化通过片区优化后将全网内所有小区激活，在加载环境下对整个无线网络进行全面优化。工程优化中前二步均是在无网络负载情况下完成，而在全网优化阶段必须进行模拟加载优化。4.3.2运维优化运维优化主要是指系统在正式投入商用后至下一次网络扩容之前，为保持和提高网络质量，有效利用网络资源而开展的日常优化工作。运维优化不涉及较大的网络投资，其工作重点是改善客户的感知度。运维优化贯穿于网络运营维护的全过程。网络投入商用后，运营维护和优化是相辅相成的。维护侧重于网络性能的监测、网络故障的处理、用户投诉的响应和系统升级竹理，其解决的问题往往是显而易见的故障性问题而优化则侧重于通过网络性能、网络故障、用户投诉等信息的统计，进行问题分析、定位和处理，其解决的问题可以是故障性问题，也可以是系统性问题但往往是难以实时发现和解决的问题。维护过程中记录的数据是日常优化的基础，而日常优化则反过来改善网络性能，降低维护的难度。运维优化的工作内容主要针对全局性或者局部性的网络KPI(关键业绩指标)问题，通过性能指标统计、测试评估网络性能，对问题进行分析定位，提出针对性的解决方案实现KPI的优化。根据优化范围，运维优化可分为单站优化、片区优化和系统级优化，单站优化、片区优化和系统级优化的流程基本相同。与工程优化不同的是，运维优化是长期和循环式的工作，工作内容较为繁杂，需要具备丰富优化经验的工程师。28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）4.4网络优化的通常流程第一步：当前网络情况调查当前网络情况调查的主要工作内容是收集网络设计目标和能反映现网总体运行和工程情况的系统数据，经过比较和分析，迅速定位需要优化的对象，为下一步更具体的数据采集、深入分析和问题定位做好准备。第二部：数据采集数据采集的主要工作内容是通过采用各种测试手段更加有针对性地进一步对网络性能和质量情况进行测试。第三步：制定优化方案这一步的工作主要是通过对采集来的系统数据和网络测试数据进行深入系统的分析，结合现网的运行和工程情况制定出适宜的优化调整方案。第四步：优化方案实施和测试在完成了前三步之后，就需要对制定的优化方案进行具体实施。调整完毕之后，需要重新进行网络测试，并与优化前的测试结果进行比较，以验证优化的结果。以上过程是一个不断循环反复的过程，在优化方案实施之后，需要重新进行数据采集和分析以验证优化措施的有效性，对于未能解决的网络问题或由于调整不当带来的新问题需要重新优化调整，如此不断循环，才能使网络质量不断提高，以保持最佳运行状态。图4-1表示的是对全网性能优化的全过程。对于网络局部存在故障或质量问题的情况，也可以按照前面所讲的4步来完成。28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）图4-1WCDMA无线网络优化实施步骤4.5网络优化的方法4.5.1网络优化方法28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）网络优化的方法有很多种，其中主要的有信令跟踪分析法、话务统计分析法及路测拨打分析法等。在实际优化中，常将二种方法结合起来用。尤其以分析OMC话务统计性能报告，并通过路测和七号信令仪表进行A接口或Abis接口跟踪分析，是进行网络优化常用的有效手段。路测是网络优化中最基本的方式之一，通过路测，可以收集大量真实直观的数据，该数据基本包括了手机通讯的所有无线信息，通过分析，可以对当前网络概况有比较明确地了解，比如查看全网接收电平情况，可以很直观的看出目前何地分布情况不理想，或者通过察看Ec/Io情况，看何地处于导频污染区，从而比较容易的做出下一步的处理。同时路测中遇到的掉话及接入失败分析，仍是目前分析掉话及接入失败原因的主要手段之一。对于路测数据的分析在WCDMA网络优化中占有重要的地位，是发现和解决问题的重要手段，也是常规优化工作的一个重要组成部分。CQT测试是在测试区内选择多个测试点，在每个点进行一定数量的呼叫。通过呼叫接通情况及测试者对通话质量的评估，分析网络性能质量。测试内容主要包括分布率、接通率、掉话率、单方通话率、回声率、串话率等。进行网络优化的关键一步就是以来自移动通信网络数据进行分析，主要数据类型包括无线数据、话务数据、干扰分析数据。无线数据分析包括信号分布范围，接收信号场强，天线增益、指向，相邻小区间无线频率的切换，同频及邻频信号强度，使用的直放站分布效果。话务数据分析包括对掉话率的分析，相邻小区间的关系是否完整，信令流量的设置准确度，误码率情况，话务流量是否溢出，高话务量基站是否出现阻塞掉话，接通率和拥塞等等。话务数据分析还应该注意话务量发展的前期预测，如某个区域话务量的增长情况。干扰分析数据包括当误码率超过一定的容限出现的低话音质量区域，干扰的分布，网外干扰源的定位和分布，网内和网间(联通和移动)的干扰、无线信号的衰落概率等。以上这些数据可以从网内的数据库及监控系统的统计分析得到，也可以专门使用网络优化测试工具(路测)而取得。4.5.2网络优化内容1.　优化准备工作（1）监视基站硬件的状态：基站的安装；基站的联调；基站准备就绪。28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）（2）基站基本测试：检查基站的收发路径；测试TX输出功率的调整范围；测试基站接收端的背景噪声；测试天线的下倾角和方向；选定基站的基本参数。（3）采集基站信息选定基站现场测试方案制作邻小区的列表检查基站的运营状态并测试输出功率。（4）各CLUSTER的规划：一般将一个系统分成多个CLUSTER（基本业务区域），一般选择两层结构的20-30个蜂窝为一个CLUSTER，CLUSTER的选择受地理位置如水域、山脉、相关旧和客户的喜好的影响。先优化内层，再优化外层。（5）选定路测的线路：CLUSTER测试线路（用于优化CLUSTER及测试CLUSTER的扩展分布，应完全在被测的CLUSTER预测分布区域内）；系统级测试线路（要经过每一个CLUSTER，用于性能测试）。所有的路测线路应使用分布预测图和地形地貌来定义。应包括主要的公路和主要的街道，如果时间允许还要包括一些稍小的街道。（6）频谱检测：在RF优化开始前应清楚所使用的频谱，RF组应进行频谱监测，以保证临界区域确实没有干扰。上行链路频谱和下行链路频谱都应进行检查，方法是:1)关闭WCDMA系统；2)监视前向链路的频带；3）监视反向链路的频带；4）在进行CLUSTER测试前找出干扰源并将其消除。2.　现场测试（1）根据实际的地理环境最后确定测试路线。（2）无负载测试主要包括三项检查：各部分是否正常工作；CLUSTER无负载分布测试；移动台起呼测试。①第一项主要测试各部分是否能正常工作。能正常工作的标准是基站己完成功率校准并进行了全面的联调蜂窝中天线能正常工作的标准是：RF天线、GPS和电缆已正确安装；天线模型、高度、方位角、下倾角与RF设计预测的相同。RF部分能正常工作的标准是:天线配置(包括方向、倾角)基于RF工程设计工具；邻集列表的产生也是根据设计工具和工程调整完成了偏置的分配；没有频谱干扰；测试设备己配备和校准。②第二项测试的主要目的是检查分布盲区、多导频分布28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）区域、邻集列表问题和切换区域。因此它将测量前向信道的导频和前反向链路的FER。通过监测FER来衡量通话质量。要进行的工作有盲区优化和盲区图制作；检查现场状态(包括和切换状态)；测试无线环境状态（包括RSSI/MSTX/FER、切换测试和链路平衡测试）。③第三项测试主要是基本呼叫处理测试，包括移动台起呼的处理状态和各切换类型的现场测试。3.CLUSTER级的调整和优化（1）线调整值，调整天线。（2）参数调整：分析参数，调整参数。（3）盲区优化工作基站输出功率的确认和调整，进行天线的调整和在盲区的优化，进行各要素的优化（RSSI、MSTX、Ec/Io、FER等）最终各CLUSTER的优化工作：各CLUSTER的测试（RSSI、MSTX、Ec/Io、FER、TX-ADJUST等），进行各切换类型的现场测试和优化和链路平衡测试。系统级优化是对整个系统进行全面的优化，并为系统性能测试做准备。将所有的CLUSTER组合成完整的系统。起呼失败率、掉话率和FER是系统级优化的主要参数。系统级优化的主要目标是使整个系统的性能达到最优，而不是使某个区域达到最优，因为对一个区域优化所做的任何改动都有可能影响其它区域的性能。所有优化步骤与CLUSTER级优化的步骤相同。主要集中在有问题的区域并解决问题，当改动参数时要测试周围的区域以保证对其没有很大的影响。28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）总结作为3G时代不可缺少的网络分布手段，室内分布在WCDMA网络规划与设计中占有相当大的比重，目前，规划和设计WCDMA室内分布是业界的一大热点。我结合自己所学的专业理论知识以及在通信公司的实习经验，再根据一些资料，对此进行了深入研究，在此次WCDMA室内分布优化的设计，我学到了很多之前不了解的知识。随着我国移动通信事业的蓬勃发展和客户规模的不断壮大，运营商越来越重视WCDMA无线网络优化工作。在国内建设WCDMA网络，势必存在与2G系统共存的问题，本次设计分析了现有3G系统在WCDMA方面的便利与缺陷，并提出了改造方案。无线网络优化的目标就是在满足业务需求的前提下，平衡网络分布、质量和成本之间的关系，其主要方法就是通过对分布区基本情况、网络分布、质量、话务的分析，应用现有理论和技术，在前期工程的基础上为完善WCDMA网络的分布并优化网络，提出切实可行的设计方案。使得网络容量、质量、经济效益、竞争力达到预期设定的目标值，最终满足客户市场的需求。致谢28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）本次论文设计工作是在孙瑞老师的悉心指导下完成的。从论文的选题到具体的工作，孙瑞老师都给予了我很大的帮助和许多有益的启示。孙瑞老师以严谨的治学态度、认真的工作风格、渊博的知识和丰富的实践经验使我受益匪浅，促使了我在专业学术水平和工作能力上有了很大的提高。除此之外，孙瑞老师在生活中平易近人，在课余时间经常指导我去学习和关注一些前沿通信技术，当我遇到不懂的时候，能及时给我提供一些具有建设性的意见与资料，感谢通信专业的各位老师，是你们的殷勤教育与指导才让我对通信有了更浓厚的兴趣。在此向我的孙瑞老师表达我诚挚的感谢！28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）参考文献[1]张传福著，WCDMA通信网络规划与设计.人民邮电出版社.2007[2]张长钢著，WCDMA无线网路规划原理与实践.人民邮电出版社.2005[3]陈洪涛，管海峰等著，WCDMA微蜂窝基站实现完美室内分布.人民邮电出版社.2005[4]孙立新，尤肖虎，张萍等编著.第三代移动通信技术.北京:人民邮电出版社，2001.12.[5]顾畹仪，李国瑞编著.光纤通信系统.北京:北京邮电大学，2006.9.[6]啜钢，王文博，常永宇，李宗豪编著.移动通信原理与系统.北京:北京邮电大学出版社，2005.9.[7]章海峰等.WCDMA无线网络规划及流程浅析.移动通信，2004.28.28 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）河北机电职业技术学院毕业设计(论文)评审意见表指导教师评语：成绩：指导教师：装订线年月日评阅人评语：成绩：评阅人：年月日 河北机电职业技术学院毕业设计（论文）河北机电职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会评语表答辩委员会评语装订线：总成绩：年月日答辩委员会成员签字：年月日'