TD-SCDMA系统KPI的优化分析(33页).doc
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1、-TD-SCDMA系统KPI的优化分析-第 27 页 单位代码 01 学 号 080110054 分 类 号 TN.92 密 级 毕业论文TD-SCDMA系统KPI的优化分析 院(系)名称信息工程学院 专业名称通信工程 学生姓名姚佳佳 指导教师唐海玲2012年5月15日TD-SCDMA系统KPI的优化分析摘 要移动通信系统广泛的应用于各个领域,无论是军事还是民用都得到了应用。一个无线网络建成以后都面临不断地调整和优化,而KPI(网络关键性能指标)是无线网络性能优化的重要方面。作为中国自主知识产权的TD-SCDMA系统有着它独有的优势和特点。本文内容基于第三代移动通信系统TD-SCDMA来讨论无
2、线网络KPI的优化过程、优化内容、优化措施及相关案例分析。首先,说明了KPI专项优化在保证TD-SCDMA系统正常运行的重要意义,充分体现了移动通信网络优化的必要性和重要性。其次,对TD-SCDMA系统及其关键技术进行了较为详细地介绍;然后详细说明了TD-SCDMA系统的KPI组成,针对每一项指标都给出了相应的优化方略,最后列举一些实际案例,并利用相关软件进行路测分析的数据提取并进行数据分析,进一步提取问题原因,提出解决措施来说明KPI指标优化在现实中的操作。关键词:TD-SCDMA,KPI指标,网络优化The Optimization of the TD-SCDMA System KPI a
3、nalysisAuthor:Yao JiajiaTutor:Tang Hailing AbstractMobile communication systems are widely used in various fields , whether military or civilian , has been applied . After the completion of a wireless network , all face to constantly adjust and optimize the KPIs (network key performance indicators )
4、 is an important aspect of wireless network performance optimization .TD-SCDMA system as an independent intellectual property rights in China has its unique advantages and characteristics . This article is based on third generation mobile communication system of TD -SCDMA, to discuss the optimizatio
5、n process of the wireless network KPI , optimize content , optimization measures and related case studies . First, the KPI special optimization to ensure the normal operation of the TD-SCDMA system , the importance of , and fully reflects the necessity and importance of the mobile communication netw
6、ork optimization . Secondly, the TD-SCDMA system and its key technologies , a more detailed description ; detailed description of the TD-SCDMA system KPI gives the corresponding optimization strategy for each of the indicators , and finally give some practical cases , and use of relevant software fo
7、r the analysis of drive test data extraction and data analysis , and further extract the cause of the problem and propose solutions to the KPI targets to optimize the operating reality .Key words: TD-SCDMA,KPI targets, Network optimization目 录1绪论11.1 TD-SCDMA优化的现状和意义11.2本文分析内容12 TD-SCDMA系统及其关键技术32.1T
8、D-SCDMA系统概述32.2 TD-SCDMA系统关键技术32.2.1联合检测技术32.2.2智能天线52.2.3上行同步技术72.2.4动态信道分配82.2.5接力切换93 TD-SCDMA系统的KPI及其优化113.1TD-CDMA系统KPI组成113.2覆盖类专项优化123.2.1PCCPCH弱覆盖的优化123.2.2孤岛效应的优化133.2.3PCCPCH 越区覆盖的优化143.3呼叫建立特性类优化153.3.1 RRC建立失败优化153.3.2 RAB建立失败优化163.4掉话专题优化163.4.1 覆盖引起的掉话173.4.2切换引起的掉话183.4.3干扰引起的掉话193.5切
9、换专题优化203.5.1接力切换和硬切换优化203.5.2 3G-2G切换优化措施214 优化案例234.1 邻区设置导致切换失败234.2拥塞导致接通率恶化254.3乒乓切换引起的掉话28结论30致谢31参考文献321绪论随着移动电话普及率的不断提高和用户对通话质量和手机终端上网速度要求的不断提高带给了电信运营企业更多压力,作为以提高用户感知的电信运营企业必然要不断优化网络提高网络质量,建设精品网络,并且通过TD 网络建设和新业务的开展来满足用户的需求。在这个过程中,尽管TD网络规划与设计对于TD 网络质量起到了关键性的作用,但是无论是用户和业务量的增长还是城市建设的变化,都需要移动通信网络
10、不断调整和优化,TD网络也不例外。因此,根据实际网络运营情况调整和优化网络作为TD 网络不断发展和完善所必需的环节,是网络长期运行中解决网络不适应业务开展和不符合市场需要的必要手段,是按照科学发展观促使网络性能和服务质量与时俱进的重要方式,对网络发展和网络质量的保证具有非常重要的意义。由于认识的局限性TD-SCDMA无线网络优化问题的研究也是一个需要长期积累、滚动式的过程,还需要在后期网络实践中来不断调整、补充和完善。1.1 TD-SCDMA优化的现状和意义移动通信网络的运营效率和运营收益最终归结于网络质量与网络容量问题,这些问题直接体现在用户与运营商之间的接口上,这正是网络规划和优化所关注的
11、领域。由于无线传播环境的复杂和多变以及3G网络本身的特性,TD-SCDMA网络优化工作将成为网络运营所极为关注的日常核心工作之一。TD-SCDMA大规模网络建设正在开展,与其他制式网络相同,TD-SCDMA网络也会经历规划,优化的阶段,并且TD-SCDMA的网络优化在网络建设,运维的重要性是非常大的。通过网络优化可以优化网络规划的结果,避免由网络规划不准确带来的一些弊端,使网络性能全面提高,并且同时指导下一阶段的网络规划工作1。1.2 本文分析内容本文主要是围绕TD-SCDMA的四项KPI指标展开。通过介绍TD-SCDMA系统基本原理及关键技术,对TD-SCDMA系统的五项KPI指标做了详细叙
12、述,并且针对各项指标总结了工程上一般采用的优化方法。还列出一些实际案例来具体说明优化手段在TD实际中的应用。本文主要完成了以下工作:(1)详细介绍了TD-SCDMA系统基本原理、关键技术。(2)给出了TD-SCDMA系统KPI指标的组成,并对其进行优化手段的讨论。(3)通过对实际工作中的案例进行分析,更加具体的说明了KPI优化理论在现实工作中的可行性。2 TD-SCDMA系统及其关键技术2.1TD-SCDMA系统概述TD-SCDMA技术规范是我国第一份自己提出,被ITU全套采纳的无线通信标准。TD-SCDMA标准由中国信息产业部电信科学技术研究院(CATT)和德国西门子公司合作开发,具有如下的
13、特点和优势:TD-SCDMA系统综合了TDD和CDMA的技术优势,具有灵活的空中接口,它采用时分双工(TDD)、TDMACDMA多址方式工作,基于同步CDMA、智能天线、软件无线电、联合检测、正向可变扩频系数、Turb0编码技术、CDMA等新技术,其目标是建立具有高频谱效率、高经济效益和先进的移动通信系统。同步CDMA系统采用上行同步的直扩CDMA技术,另外结合了智能天线、软件无线电及高质量话音压缩编码技术。同步CDMA是降低多址干扰,简化基站接收机的一项重要技术。TD-SCDMA采用不对称频段,无需成对频段,系统采用1.28 Mc/S的低码片速率,扩频因子有1、2、4、8、16五种选择,这样
14、可降低多用户检测器的复杂度,灵活满足3G要求的不同数据传输速率。TDD上、下行工作于同一频率,对称的电波传播特性使之便于利用智能天线等新技术,可达到提高性能、降低成本的目的。功率控制分为开环功率控制和闭环功率控制,闭环工控分为上、下行的内环功率控制和外环功率控制。由于中国内的庞大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。 该标准提出不经过2.5代的中间环节,直接向3G过渡,非常适用于GSM系统向3G升级2。2.2 TD-SCDMA系统关键技术2.2.1联合检测技术TD-SCDMA系统是一个干扰受限系统。系统干扰包括多径干扰、小区内多
15、用户干扰和小区间的干扰。这些干扰破环了各个信道的正交性,降低了CDMA系统的频谱利用率。传统的Rake接收技术把小区内的多用户干扰当作噪声处理,而没有利用该干扰不同于噪声干扰的独有特性。而联合检测技术将所有用户都当作有用的信号处理,这样可以充分利用用户信号的扩频码、幅度、延迟等信息,从而大幅度降低多径多址干扰,但存在着复杂度高和无法完全解决多址干扰等问题。将智能天线和联合检测技术相结合,可以获得较为理想的效果。联合检测技术是多用户检测(Multi-user Detection)技术的一种。CDMA系统中多个用户的信号在时域和频域上是混叠的,接收时需要在数字域上用一定的信号分离方法把各个用户的信
16、号分离开来。信号分离的方法大致可以分为单用户检测和多用户检测技术两种。CDMA系统中的主要干扰是同频干扰,它可以分为两部分,一种是小区内部干扰,指的是同小区内部其他用户信号造成的干扰,又称多址干扰;另一种是小区间干扰,指的是其他同频小区信号造成的干扰,这部分干扰可以通过合理的小区配置来减小其影响。传统的CDMA系统信号分离方法是把多址干扰(MAI)看作热噪声一样的干扰,导致信噪比严重恶化,系统容量也随之下降。这种将单个用户的信号分离看作是各自独立的过程的信号分离技术称为单用户检测(Single-user Detection)。IS-95等第二代CDMA系统实际容量远小于设计码道数,就是因为使用
17、了单用户检测技术。实际上,由于MAI中包含许多先验的信息,如确知的用户信道码,各用户的信道估计等等,因此MAI不应该被当作噪声处理,它可以被利用起来以提高信号分离方法的准确性。这样充分利用MAI中的先验信息而将所有用户信号的分离看作一个统一的过程的信号分离方法称为多用户检测技术(MD)。根据对MAI处理方法的不同,多用户检测技术可以分为干扰抵消(Interference Cancellation)和联合检测(Joint Detection)两种。其中联合检测技术是目前第三代移动通信技术中的热点,它指的是充分利用MAI,一步之内将所有用户的信号都分离开来的一种信号分离技术。而干扰抵消技术的基本思
18、想是判决反馈,它首先从总的接收信号中判决出其中部分的数据,根据数据和用户扩频码重构出数据对应的信号,再从总接收信号中减去重构信号,如此循环迭代。在TD-SCDMA系统中,帧结构中设置了用来进行信道估计的训练序列Midamble, 训练序列Midamble是用来区分相同小区、相同时隙内的不同用户的。在同一小区的同一时隙内所有用户具有相同的Midamble码(基本序列),不同用户的Midamble序列只是码本的不同移位。在TD-SCDMA技术规范中,共有长度为128位的Midamble码128个。训练序列Midamble安排在每个突发的正中位置,长度为144chips。之所以将Midamble安排
19、在每个突发的正中位置,是出于对可靠信道估计的考虑。可以认为在整个突发的传输过程中,尤其是在慢变信道中,信道所受到的畸变是基本相同的。所以,对位于突发正中的Midamble进行信道估计相当于是对整个突发信道变化进行了一次均值,从而能可靠地消除信道畸变对整个突发的影响。理论上来说,联合检测技术可以完全消除MAI的影响,但在实际应用中,联合检测技术会遇到以下问题:(1) 对小区间干扰没有解决办法;(2)信道估计的不准确将影响到干扰消除的准确性;(3)随着处理信道数的增加,算法的复杂度并非线性增加,实时算法难以达到理论上的性能。由于以上原因,在TD-SCDMA系统中,并没有单独使用联合检测技术,而是采
20、用了联合检测技术和智能天线技术相结合的方法。智能天线和联合检测两种技术相合,不等于将两者简单地相加。TD-SCDMA系统中智能天线技术和联合检测技术相结合的方法使得在计算量未大幅增加的情况下,上行能获得分集接收的好处,下行能实现波束赋形。下图说明了TD-SCDMA系统智能天线和联合检测技术相结合的方法3。2.2.2智能天线智能天线原名为自适应天线阵列(Adaptive Antenna Array,AAA),最初应用于雷达、声纳等军事通信领域,主要用来完成空间滤波和定位,例如相控阵雷达就是其中一种采用较简单自适应天线阵的军事产品。智能天线是移动通信人员把自适应天线阵应用于移动通信的名称,英文名称
21、为(Smart Antenna,SA)。移动通信传输环境恶劣,由于多经衰落、时延扩展造成的符号间干扰、FDMA和TDMA系统(如GSM)由于频率复用引起的共信道干扰、CDMA系统中的多址干扰等都会使链路性能变差、系统容量下降,而我们所熟知的均衡、码匹配滤波、RAKE接收机、信道译码技术等都是为了对抗或者较少这些干扰的影响。这些技术实际利用的都是时域、频域信息,但在实际上有用的信号,其时延样本和干扰信号在时域、频域存在差异的同时,在空域也存在差异,分级天线,特别是扇区天线可看作是对这部分区域资源的初步利用,而要更充分地利用它只有智能天线。TD-SCDMA系统的智能天线的原理是使一组天线和对应的收
22、发信机按照一定的方式排列,通过改变各天线单元的激励的权重(相位和幅度),利用波的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图,使用DSP技术使主波束指向期望用户并且波束自适应地跟踪移动台方向,这样在干扰用户的方向形成零陷。系统通过上述方法可达到提高信号的载干比,达到降低发射功率等目的。如图2.1所示。图2.1 智能天线的基本原理全向天线所发射的无线信号功率分布于整个小区,各用户间存在较大干扰。能量分布于整个小区内;所有小区内的移动终端均相互干扰,此干扰是CDMA容量限制的主要原因。在有智能天线的情况下发射功率指向特定的激活用户,并随着用户的移动而动态的调整发射方向,用户间干扰得到有效抑制。智能天线的优
23、点:(1)提高了基站接收机的信躁比。基站所接收到的信号为来自各天线单元和收信机所接收到的信号之和。如采用最大功率合成算法,在不计多径传播条件下,则总的用户信号为各天线用户信号的矢量叠加。(2)提高了基站发射机的等效发射功率。发射天线阵在进行波束赋形后,该用户终端所接收到的等效发射功率可能增加20lgN(dB)。其中,10lgN(dB)是N个发射机功率累加的效果,与波束成形算法无关;另外10lgN(dB)类似于基站接收机信噪比的提高,随传播条件和下行波束赋形算法可能略有下降。(3)降低了系统的干扰。在上行中,基站的接收信号是有方向性的,对接收方向以外的干扰有一定的抑制;在下行中,波束赋形后低旁瓣
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