何晉毅

【摘要】隨著我國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，促使無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也取得了巨大的成就。當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)容量不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化布局已經(jīng)不能滿足日益增長的通信網(wǎng)絡(luò)信息容量需求和用戶需要。目前我國無線網(wǎng)絡(luò)由于客觀需求發(fā)展過快，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不夠細(xì)致，不能真正實(shí)現(xiàn)整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)資源的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文就WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)進(jìn)行簡要闡釋，并結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題分析，有針對(duì)性地提出優(yōu)化方案以供參考。

【關(guān)鍵詞】無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化覆蓋容量

一、WCDMA技術(shù)簡介

作為3G標(biāo)準(zhǔn)之一的WCDMA系統(tǒng)，除了可以提供比第二代系統(tǒng)更高的頻譜利用率外，最主要的是可以為移動(dòng)用戶提供非對(duì)稱多媒體業(yè)務(wù)。另外，由于采用寬帶碼分多址（CDMA）接入方式，WCDMA系統(tǒng)在無線接口設(shè)計(jì)方面有許多新的特點(diǎn)，例如可以在上下行鏈路上支持頻率為1.5kHz的快速功率控制，軟/更軟切換和正交下行鏈路信道等。在WCDMA系統(tǒng)中，干擾分析特別重要，基站實(shí)際覆蓋情況要視特定小區(qū)和業(yè)務(wù)而定。這些都使得在優(yōu)化WCDMA系統(tǒng)時(shí)需考慮更多因素。目前，如何通過優(yōu)化手段改善WCDMA網(wǎng)絡(luò)已成為研究熱點(diǎn)之一。

1.1小區(qū)呼吸效應(yīng)

小區(qū)呼吸即小區(qū)容量與覆蓋的關(guān)系：當(dāng)小區(qū)負(fù)荷增大時(shí)，容量增大，鏈路所需要的干擾余量增大，小區(qū)覆蓋范圍變??；當(dāng)小區(qū)負(fù)荷減小時(shí)，容量減小，鏈路所需要的干擾余量減小，小區(qū)覆蓋范圍變大，這種變化就被稱為“小區(qū)呼吸”，這是WCDMA系統(tǒng)特有的特點(diǎn)。

1.2WCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的軟容量和軟覆蓋

WCDMA系統(tǒng)是一個(gè)干擾受限系統(tǒng)，從上面的小區(qū)呼吸效應(yīng)可以知道在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的時(shí)候，容量和覆蓋的優(yōu)化要聯(lián)合起來考慮，不像GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)容量和覆蓋是分開來考慮的。這主要是由于小區(qū)的負(fù)荷會(huì)對(duì)小區(qū)允許的最大傳播損耗產(chǎn)生影響，也就是對(duì)覆蓋產(chǎn)生影響，同時(shí)小區(qū)負(fù)荷又是小區(qū)容量的重要因素。當(dāng)負(fù)荷較小時(shí)，WCDMA系統(tǒng)是上行鏈路覆蓋受限;當(dāng)負(fù)荷比較大時(shí)，下行鏈路容量受限。因此，在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)，覆蓋和容量的優(yōu)化對(duì)于上、下行鏈路是不同的。特別是3G系統(tǒng)提供多媒體業(yè)務(wù)，每種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）不同，所以準(zhǔn)確地優(yōu)化覆蓋和容量非常重要。

1.3WCDMA無線系統(tǒng)所用關(guān)鍵技術(shù)

WCDMA無線系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)有：功率控制，智能天線，Rake接收機(jī)，分集技術(shù)，多用戶檢測技術(shù)等。功率控制是WCDMA的重要關(guān)鍵技術(shù)之一，由于遠(yuǎn)近效應(yīng)和自干擾問題，功率控制很大程度上決定了WCDMA系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，對(duì)于系統(tǒng)容量、覆蓋、業(yè)務(wù)的QoS（系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量）都有重要影響。智能天線：智能天線技術(shù)的基本原理是使用自適應(yīng)天線陣列系統(tǒng)，優(yōu)化空中無線接口的容量，從而擴(kuò)大基站覆蓋范圍，提高信號(hào)質(zhì)量。Rake接收機(jī)：利用擴(kuò)頻信號(hào)帶寬遠(yuǎn)大于信息比特帶寬的性質(zhì)，分離多徑信號(hào)后進(jìn)行解擴(kuò)、合并，能有效克服多徑衰落。分集技術(shù)：無線信道中接收的信號(hào)是到達(dá)接收機(jī)的多徑分量的合成。如果在接收端同時(shí)獲得幾個(gè)不同路徑的信號(hào)，將這些信號(hào)適當(dāng)合并成總的接收信號(hào)，就能夠大大減少衰落的影響。多用戶檢測技術(shù)：多用戶檢測技術(shù)（MUD）是通過去除小區(qū)內(nèi)干擾來改進(jìn)系統(tǒng)性能，增加系統(tǒng)容量，多用戶檢測技術(shù)還能有效緩解直擴(kuò)CDMA系統(tǒng)中的遠(yuǎn)/近效應(yīng)。

二、WCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化內(nèi)容

在3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作，也是運(yùn)營商最關(guān)心的工作。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化有兩個(gè)目的：從運(yùn)營商效益方面考慮，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源下，合理配置資源，提高設(shè)備利用率以及優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量；從用戶滿意度方面考慮，滿足用戶對(duì)于服務(wù)質(zhì)量的要求，通過優(yōu)化改善接通率、掉話率等直接影響用戶主觀感受的關(guān)鍵指標(biāo)，為用戶提供更加可靠、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要內(nèi)容包含：設(shè)備排障、網(wǎng)絡(luò)測試、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析、話務(wù)平衡、覆蓋優(yōu)化等。由于2G、2.5G、3G各個(gè)有不同的特點(diǎn)，其中2G主要是語音業(yè)務(wù)，語音優(yōu)化為重點(diǎn)，3G主要是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，優(yōu)化側(cè)重點(diǎn)是偏向于數(shù)據(jù)的，他們采用的主要技術(shù)也有差別，因此網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的工作也有不同。

三、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程常見問題分析

3.1覆蓋與容量的關(guān)系

WCDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)完全不同，它采用碼分多址接入方式，小區(qū)內(nèi)的用戶共享同一頻帶，這樣由于“呼吸效應(yīng)”在做網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)不能像優(yōu)化GSM系統(tǒng)那樣把覆蓋與容量分開來考慮，而必須把兩者結(jié)合起來優(yōu)化。

3.2網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容性

在優(yōu)化WCDMA網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首先必須考慮網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容性。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師不可能像優(yōu)化GSM網(wǎng)絡(luò)那樣，簡單地給相關(guān)小區(qū)增配頻率。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化初期就必須考慮確定的信號(hào)余量，在計(jì)算小區(qū)面積時(shí)作為因業(yè)務(wù)量增多而產(chǎn)生干擾的補(bǔ)償。這表明，從一開始，就需要用較小的小區(qū)或者更多的基站建網(wǎng)，這樣會(huì)提高投資成本。如果業(yè)務(wù)量信號(hào)余量定得太小，那么一旦將來業(yè)務(wù)量大量增加，就必須建造更多的基站。

3.3綜合多媒體業(yè)務(wù)

實(shí)際上，WCDMA網(wǎng)絡(luò)必須同時(shí)滿足各種不同業(yè)務(wù)的需求。所以，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師要綜合考慮各種業(yè)務(wù)。對(duì)通信質(zhì)量要求不高的業(yè)務(wù)，WCDMA小區(qū)有較大的覆蓋范圍;反之，對(duì)一些通信質(zhì)量要求很高的業(yè)務(wù)，其小區(qū)覆蓋范圍就很小。這樣，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師在實(shí)際工作中不可能只考慮單一的WCDMA小區(qū)半徑，因?yàn)椴煌臉I(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)于不同的小區(qū)半徑。如果把最小小區(qū)半徑，也就是說把通信質(zhì)量要求最高的業(yè)務(wù)作為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)，那么建網(wǎng)成本是極其昂貴的，也是不現(xiàn)實(shí)的。未來的WCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師應(yīng)從中級(jí)業(yè)務(wù)的小區(qū)半徑著手，這樣，小區(qū)實(shí)際有效范圍只能部分滿足高級(jí)業(yè)務(wù)的需求。

目前，各大網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件公司已開發(fā)和研制針對(duì)這種新的WCDMA網(wǎng)絡(luò)綜合多媒體業(yè)務(wù)的有效算法。實(shí)際上，由于WCDMA網(wǎng)絡(luò)本身的特點(diǎn)，例如快速功率控制、軟切換、下行鏈路正交碼并非完全“正交”等，WCDMA的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化比GSM網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜得多，所需優(yōu)化的參數(shù)也非常多，這時(shí)往往借助于仿真器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

四、WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案

4.1覆蓋優(yōu)化

覆蓋與鏈路性能直接相關(guān)。覆蓋范圍的增加需要下行鏈路方向基站平均發(fā)射功率的增加。如果系統(tǒng)容量是下行鏈路受限的，那么覆蓋范圍的增加將導(dǎo)致容量的減少。如果系統(tǒng)是上行鏈路受限，那么容量不受影響。增大覆蓋范圍的方法很多。影響鏈路性能的主要參數(shù)（如誤塊率、E/N、功率控制儲(chǔ)備等）直接影響功率預(yù)算，因此也影響覆蓋范圍。可以通過減少干擾余量、降低基站噪聲系數(shù)甚至提高天線增益來改善上行鏈路覆蓋。但處理增益和E/N是兩個(gè)影響覆蓋的主要因素。另一種提高E/N值的方法是增加多徑分集。兩個(gè)信號(hào)到達(dá)兩個(gè)天線就可以被相干合并，而接收機(jī)噪聲可以被非相干合并。這個(gè)技術(shù)不僅可以提供更高的增益，還給出了對(duì)快衰落等的保護(hù)。天線下傾等概念也可用于WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的增強(qiáng)。為了重點(diǎn)覆蓋熱點(diǎn)區(qū)域，特別是解決大型建筑物的室內(nèi)覆蓋問題，WCDMA網(wǎng)絡(luò)普遍采用室內(nèi)分布系統(tǒng)提高QoS：采用微蜂窩或直放站作為信號(hào)源，根據(jù)天線輸出，在室內(nèi)天花板或墻壁上安裝全向或定向天線。這樣，用戶在室內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以通過附近天線收發(fā)信號(hào)，由饋線將信號(hào)傳送至基站，而基站可將不同天線接收到的信號(hào)看作同一用戶的多徑信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理。

4.2切換優(yōu)化

軟切換增益是鏈路預(yù)算計(jì)算中的眾多參數(shù)之一。軟切換對(duì)慢衰落和快衰落都提供一定的保護(hù)。對(duì)于慢衰落，基站之間沒有相關(guān)性，移動(dòng)終端能夠選擇一個(gè)更好的基站。對(duì)于快衰落，通過宏分集合并效應(yīng)，需要的E/N就會(huì)減小。軟切換也在容量計(jì)算中引入了開銷，軟切換開銷和增益都應(yīng)當(dāng)被優(yōu)化。優(yōu)化開銷之后的思想就是下行鏈路容量的節(jié)省。軟切換開銷的典型值為30%-40%。另外，軟切換增益可以通過使用掉話率（DCR）、呼叫成功率（CSR）、發(fā)射和接收功率等參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。對(duì)于容量和覆蓋優(yōu)化，在網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)化切換控制功能部件是非常重要的。其中涉及的一個(gè)重要參數(shù)就是CPIHP的發(fā)射功率，這個(gè)參數(shù)影響覆蓋并且它應(yīng)當(dāng)被設(shè)置得盡可能低，這個(gè)參數(shù)的優(yōu)化值將決定覆蓋和容量，這個(gè)參數(shù)還影響分組調(diào)度。如果CPIHP的值不是最優(yōu)的，那么不是網(wǎng)絡(luò)沒有完全利用，就是用戶數(shù)目多于規(guī)劃的用戶數(shù)而導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)有很大干擾，從而降低了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。這些參數(shù)也影響呼叫成功率和掉話率。與GSM網(wǎng)絡(luò)相同，這兩個(gè)因素直接決定了網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。

4.3分組調(diào)度優(yōu)化

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擁塞控制時(shí)，分組調(diào)度是最重要的部分之一。分組調(diào)度處理非實(shí)時(shí)分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，決定分組初始時(shí)間和分組傳輸所應(yīng)采用的速率，不同類型的業(yè)務(wù)都有不同的應(yīng)用。非實(shí)時(shí)（NRT）分組數(shù)據(jù)在本質(zhì)上是突發(fā)業(yè)務(wù)，包含了一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)呼叫。分組可以通過使用時(shí)分技術(shù)、碼分技術(shù)或者兩種技術(shù)一起進(jìn)行調(diào)度。分組調(diào)度和負(fù)載控制（包含了接納控制）二者一前一后工作。負(fù)載越高將導(dǎo)致干擾越大，也就意味著網(wǎng)絡(luò)可以接納的用戶越少。這就影響了分配NRT分組數(shù)據(jù)的比特速率。因此，對(duì)于分組調(diào)度來說，負(fù)載控制是一個(gè)需要分析和優(yōu)化的重要參數(shù)。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，下行鏈路的發(fā)送功率和上行鏈路的干擾功率是更為重要的參數(shù)。當(dāng)這兩個(gè)參數(shù)的門限都被超出時(shí)控制負(fù)載的預(yù)防性測量就會(huì)啟動(dòng)。

五、總結(jié)語

總而言之，對(duì)于無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化而言，要堅(jiān)持在保證鏈路使用效率及鏈路基本容量的基礎(chǔ)上，盡可能降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)資源的優(yōu)化。我們要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)創(chuàng)新現(xiàn)有的技術(shù)，來滿足日益增長的無線網(wǎng)絡(luò)通信需求。參考文獻(xiàn)[1]陳輝. 無線網(wǎng)絡(luò)終端布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 電子計(jì)算機(jī)工程. 2008[2]王宏偉. 淺析移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[J]. 嵌入式通信工程. 2006[3]張平等編著. WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)[M]. 人民郵電出版社，2004[4]彭林等編著. WCDMA無線通信技術(shù)及演化[M]. 中國鐵道出版社，2004