浅谈SCDMA无线网络优化

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1、SCDMA系统基本原理
　　北京信威通信技术有限公司推出的SCDMA无线接入技术，是通过使用智能天线、同步CDMA、软件无线电实现连续序列扩频码分的多址无线接入技术。无线基站系统是SCDMA系统的前端设备，它一方面通过无线空中接口技术实现与各种终端设备的通信连接；另一方面则通过E1数字中继链路连接到基站控制器，建立与核心网络的通信连接。SCDMA基站系统原理图，如图1所示。

图1　SCDMA基站系统原理图

　　在SCDMA系统中，每个蜂窝小区的中心都将放置一个无线基站系统，而一个无线基站系统可由一个或多个基站单元组成，每个基站单元工作于一个载波频点，占用500 KHz频率带宽，并提供32个CDMA扩频码道，其中第0码道分配作为接入码道（称为ACC码道），另外31个码道分配作为业务码道（称为VCC码道）。按照5%呼损计算，每个基站单元可提供24.5 erl的忙时话务量。此外，每个基站单元通过一个E1数字中继与基站控制器连接，基站与基站控制器之间的信令接口采用基于V5.1协议扩展形成的SAbis接口信令规范。基站系统包括以下几个主要组成部分：
　　①天馈系统：包括天线阵、防雷滤波器、底损耗馈线和可选的塔顶放大器。
　　②基站收发信机（BTS）：由射频收发板（RF）、频综板（SYN）、基带处理板（MDM）、声码器板（VCC）、控制与接口单元（CLU）以及背板、机箱等组成。
　　③GPS：由GPS天线和安装在频综板上的GPS模块构成。
　　当一个小区的中心位置安装一个基站单元时，可采用全向环形天线阵（全向天线电下倾角一般为3°、9°；当一个基站站址安装多个基站单元时，应采用扇区天线，如采用120°扇区线阵在一个站址可安装三个基站单元，分别覆盖三个120°的扇区。
2、SCDMA无线网络优化的常见问题
　　SCDMA无线网络优化的常见问题主要包括：话务均衡（解决一些单站话务的过饱和、提高一些空闲单基站的话务量）；话音质量问题（杂音、单向通话、切换杂音等）；起呼失败、掉话；切换、越区切换；信号微弱区域及盲区；系统参数设置不当；频率配置不当；系统外和系统内的干扰；系统及终端的问题。
3、实施网络优化的前提和基础
　　SCDMA无线网络优化的目的是对投入运行的无线网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络质量的原因，通过技术手段或参数调整使网络达到最佳运行状态的方法，使网络资源获得最佳效益。同时了解网络的增长趋势，为扩容提供依据。
　　网络优化工作是一项技术含量较高的日常维护工作，要求优化人员不仅有精深的理论知识，还要有丰富的网络维护实践经验，在不断监视网络的各项技术数据、路测，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。网络优化是一个长期的过程，它贯穿于网络发展的全过程。只有不断提高网络的质量，才能获得移动用户的满意，吸引和发展更多的用户。
　　网络优化必须做好SCDMA系统数据收集和整理，而数据采集是网络优化的前提和基础，主要包括基站参数表、OMC统计数据、路测数据、定点终端性能测试、系统告警事件记录和客户投诉中心反馈的投诉信息等。
　　（1）基站站点参数表
　　基站参数表包括站名、站号、配置、频点、经纬度、天线高度、天线增益、天线半功率角（垂直和水平）、方位角、俯仰角、基站类型等。同时准备标明站号、频点、方位角（天线方向）的地图；记录目前系统版本和支持的特殊功能清单等。
　　（2）OMC统计数据
　　OMC统计数据中记录了无线网络的各项运行指标，反映了网络的实际运行状态。常用的数据有话务量（峰值和均值）、噪声及话务掉话比等统计项目，这些主要指标均需要每天统计，也可根据具体情况而定。设备故障统计，便于诊断射频硬件的故障。统计一些关于SCDMA网络容量及拥塞状况的数据，对于这些参数不光要看拥塞的次数，还要统计系统没有资源可用的时间长度以及空闲基站的状态等。若一个小区掉话率很高，则对高掉话的原因进行进一步的定位。这些数据是进行下一步工作，如参数调整的基础。
　　（3）路测记录数据
　　通过路测设备到有问题的地方进行实地路测测试，可将测试点附近的接收电平、接收质量、所占用的小区和信道、协议层消息、最强邻小区、切换等数据记录下来。重点分析路测中发现的问题，如所测数据与理论设计数据不符合、掉话、非信号强度引起的通话质量差、阻塞、不正常切换、信号电平低、信号盲区等。然后在分析路测数据的基础上，检查修改相关参数、调整天线倾角和方向、查找干扰来源、分析空中接口的信令接续过程、发现天馈系统的安装错误等。
　　（4）定点终端性能测试和用户投诉信息数据
　　定点终端性能（端到端）测试能够比较客观地反映网络的状况，选点原则要能够反映网络整体情况，应选择尽量多的地点进行，这些地点要涵盖各种有代表性的地点；同时突出重点，大部分测试选择用户相对集中的地点进行，如宾馆、商场、居民小区等；选点应在30个以上。对客户投诉要按掉话、接入困难、通话质量不好、提示音不正常等进行分类，并注意投诉的时间、地点，通话双方号码：主叫，被叫号码等。收集并分析以上这些信息便于我们抓住网络的主要矛盾，提高工作效率。
4、SCDMA网络优化的实施
　　一般来讲，网络优化是指在对数据进行详细采集、分析和研究后，常常会涉及到天馈系统的调整、基站的调测、频率规划的调整、系统参数的调整、话务均衡以及增加一些直放站、室内分布、微蜂窝等优化方案实施活动。由于SCDMA系统与其他移动通信系统在技术特点、网络结构、及优化手段等方面存在许多不同。因此，对于SCDMA系统的网络优化，一定要根据SCDMA系统的实际运行情况为基础，经过数据分析和方案讨论之后，才能具体实施SCDMA网络优化。
　　（1）天馈系统调整
　　基站的天馈系统是一个相当重要的部分，它的好坏直接影响到通信的质量和小区的覆盖。通过调整天线的高度、下倾角、方向等因素可改变基站小区的覆盖范围，降低对其他小区的同、邻频干扰；还可通过调整天线间的相对位置来避免天线间的相互影响从而获得更大的隔离度等。另外，选择增益高、方向性好、频带宽、机械性能好的天线也非常重要。注意天线调整的幅度一定不要太大，如扇区天线下倾角一般不要超过10°，水平方向如无特殊考虑也不要偏离工程设计太大。
　　（2）基站检查
　　在数据分析和现场测试的基础上，对基站的工作状态进行检查，并与网管上初始开通数据进行比对，保证基站本身工作在最佳状态。有时需要对一些基站进行重新调测，以便排除硬件故障对网络性能的影响，必要时要对故障硬件进行及时更换。
　　（3）频率规划调整
　　干扰和掉话率等指标与频率规划关系最密切。一个好的频率规划可使系统的整体干扰水平最低。由于工程初期预分配的频率方案不可避免地存在缺陷，往往还有一些严重的同频、邻频干扰现象，加上网络扩容、实际环境和地形变化的影响，必须再进行微调，并在日常工作中通过实测加以修改和调整，以进一步减少干扰，得出最佳频率方案。在频率规划时认为不可用的许多频点，在实施中却可用；而规划时认为可用的频点，在实施中却有可能因为地形的高度、反射等原因干扰严重。另外，地形造成的跨区覆盖现象特别多，而这些站的天线往往又由于客观原因无法降低，这就必须依靠更仔细的频率调整来解决。实践中，在针对部分小区的频点进行调整后，干扰问题明显改善。但这是一个反复的工作，需要不断地调整，才能达到最佳效果。
　　（4）参数调整
　　对参数进行合理的调整常能取得很大的效果。SCDMA网络的优化在某种意义上说就是网络中各种参数优化设置和调整的过程。把握参数调整的基本原则，是为了充分利用已有的无线资源，通过业务量分担的方式使全网的业务量和信令流量尽可能均匀，以达到提高网络平均服务水平的目标。但要注意，任何事物都具有两面性，过犹不及，参数的修改要适度，太小不起作用，太大则会带来负面影响。在得到某些优化效果的同时，必然会牺牲另外一些指标。由于蜂窝网络是一个整体的系统，因此在作参数调整时必须考虑到局部的参数调整对其他地区尤其是相邻区域的影响，否则参数的调整必然会带来负面影响。
　　（5）话务均衡
　　在网络运行中，总会有一些小区因为高话务量而拥塞，而另一些小区却比较空闲。这就需要我们在对现有网络影响最小的前提下去均衡相关小区间的话务分布，达到降低拥塞提高有效话务的目的。均衡话务的一般方法：扩容，即通过增加基站或是扇区分裂来解决拥塞；建设微蜂窝；调整天线高度及方向等。对于话务量较低的基站可采用提高天线高度，增加直放站和室内分布等。在实践中，应根据具体情况来选择最好的方法。
　　（6）利用微蜂窝完善网络
　　与宏蜂窝相比，微蜂窝有覆盖范围小，可用于室内分布的信号源，同时微蜂窝还具有安装、使用方便的特点。基于这些特点，微蜂窝一般作为宏蜂窝的补充，可从以下几方面来完善网络：通过在信号复杂的路段建微蜂窝，可在那里形成主导信号从而改善通信质量；通过微蜂窝加室内分布系统的方法可解决宏蜂窝很难覆盖到的盲点地区的通信（如商场、酒店、地下室等）；热点地区的话务分担（如各类市场、商业中心、车站等）。
　　（7）信号微弱区域和盲区的覆盖
　　网络建设后，在覆盖分区域内必然会存在一些信号微弱区域和盲区，也就是该区域SCDMA信号覆盖差、话音质量很差或是不能通话，用户终端甚至搜索不到网络，无法驻留到SCDMA小区上。导致信号盲区的原因可能是受到建筑物的阻挡、室内盲区，或者距离基站过远等。对于信号微弱区域和盲区的覆盖，可用微蜂窝、直放站、室内分布等方式解决。
　　（8）室内分布
　　室内分布是整个系统必不可少的组成部分，是解决室内覆盖的最佳手段，是各个移动运营商非常关注的项目，也是一种资源。SCDMA室内分布的分类：基站+室内分布系统（分布式天线、馈线、公分器等）；基站+干放（干线放大器）+室内分布系统；直放站+室内分布系统；直放站+干放+室内分布系统。
　　（9）干扰问题
　　干扰分系统间和系统内的干扰。由于SCDMA采用不同基站使用不同频率，同时基站采用了智能天线的技术，因此，SCDMA系统内的干扰问题不多。当前，SCDMA系统受到较多的、有些甚至是很严重的系统外的干扰。移动通信系统的干扰主要可分带外杂散、带内饱和、人为的宽带干扰源。目前，一些地区在高考、中考前后受到移动通信信号干扰器的严重干扰，受干扰区域面积较大，影响了网络的正常运行，应当引起注意。
　　（10）直放站的应用
　　直放站有网络覆盖的延伸、补盲、吸收话务量及网络优化等功能，且设备价格低，安装、调测方便，室外安放不需要机房，便于搬迁，可吸收使用话务量不足基站的话务量，是网络优化的重要手段之一。直放站的缺点是，若使用不当，便会影响施主基站甚至整个网络的性能。从目前网络的使用情况来看，一些厂家及相关单位在对直放站的应用、使用原则等方面的认识还有待于进一步的提高。
　　（11）多扇区的补充应用
　　SCDMA系统室外基站主要分全向站和定向站两种，在城市等地区由于建筑物的遮挡，有时使用全向站会受到一定的制约，而在建网初期容量又有一定富余。因此，在建网初期，在一些特殊的区域，可考虑一种低价格的解决方案，即可使用基站+干线放大器，做为前期多扇区覆盖的补充覆盖解决方案，也就是一个或是两个扇区使用基站覆盖其他部分有直放站来解决，直放站部分可使用高增益和水平方向小方向角的天线来弥补功率不足，解决无缝覆盖。这种补充方案可在初期投资不足时可以适当考虑应用。
5、结束语
　　SCDMA系统由于其自身的特点，在无线网络优化方面与其他移动通信系统有所不同。在实际的应用中应从SCDMA的基本原理出发，并参照移动通信网络优化的原理，再由网络数据、实际使用及路测结果，找到出现网络问题的原因，经过分析得出解决问题的方法。从目前网络的使用情况来看，一些厂家及相关单位在对于SCDMA系统的实际应用，及对SCDMA网络优化理解等方面还有待于进一步的提高，SCDMA网络优化的方法和手段在网络中的应用有待于进一步完善。