CDMA2000系统的分析毕业论文29795.doc

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1、目录一、CDMA2000系统简介11 CDMA2000全球发展情况12 CDMA2000我国发展情况2二、CDMA2000系统结构41系统结构4(1)CDMA2000系统结构4(2)CDMA2000 1x系统的网络结构52 CDMA2000技术特点5(1)主要特点5(2)CDMA2000 1x6(3)CDMA2000 1xRTT6(4)CDMA2000 1xEV6(5)CDMA2000 3x73 频道设置、信道结构和后向兼容性74 CDMA2000与TD-SCDMA、WCDMA比较7三、CDMA2000核心网发展91 CDMA2000核心网组成9(1)核心网电路域9(2)核心网分组域92 CD

2、MA2000核心网标准演进步骤9四、CDMA2000无线接入网111 CDMA2000无线接入网的网络结构112 CDMA2000无线接入的关键技术113 CDMA2000无线接入网的设计12(1)数据准备12(2)系统设计与调整13(3)系统设计方案验证13五、CDMA2000无线接入网的优化141 网络优化的内容及流程142 网络优化数据143 无线网络故障分析14(1)终端接入问题14(2)掉话问题15(3)数据业务问题15(4)导频污染的分析与改善15六、CDMA2000未来的发展171 CDMA2000存在问题172 全球发展现状17谢词19参考文献20一、CDMA2000系统简介1

3、、CDMA2000全球发展情况目前,在3G技术领域,WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA呈现三足鼎立之势。根据CDG统计,截至2007年5月,全球已有91个国家209个运营商部署CDMA2000网络现有1X商用网络205个,EV-DO商用网络70个,EV-DO Rev.A版本商用网络7个。而截至2006年末的统计显示,CDMA2000用户已达3.25亿,DO用户约5500万。目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美,所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的,许多3G手机已经率先面世。 CDMA2000 是一个3G移动通讯标

4、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与另一个主要的3G标准W-CDMA不兼容。 CDMA2000是美国通讯行业协会 (TIA-USA) 的注册商标, 并不是一个象CDMA一样的通用术语。TIA也注册了他们的2G CDMA标准(AKA IS-95)对应CDMA1X。 CDMA2000有多个不同的类型。下面按照复杂度排列: CDMA2000 1x CDMA2000 1x 就是众所周知的3G 1X 或者1xRTT, 它是3G CDMA2000技术的核心。标志

5、 1x习惯上指使用一对1.25MHz无线电信道的CDMA2000无线技术。 日本运行商KDDI的CDMA2000 1xEV-DO网络使用商标 CDMA 1X WIN,不过这只是用于市场促销罢了。 CDMA2000 1xRTT CDMA2000 1xRTT (RTT无线电传输技术) 是CDMA2000一个基础层,支持最高144kbps数据速率.尽管获得3G技术的官方资格,但是通常被认为是2.5G或者 2.75G技术,因为它的速率只是其他3G技术几分之一。另外它拥有双倍的语音容量较之之前的CDMA网络。 CDMA2000 1xEV CDMA2000 1xEV (Evolution发展)是CDMA2

6、000 1x附加了高数据速率 (HDR) 能力。1xEV一般分成2个阶段: CDMA2000 1xEV第一阶段, CDMA2000 1xEV-DO (Evolution-Data Only发展只是数据)在一个无线信道传送高速数据报文数据的情况下,支持下行(向前链路)数据速率最高3.1Mbps,上行(反向链路) 速率最高到1.8 Mbps。 CDMA2000 1xEV第二阶段, CDMA2000 1xEV-DV (Evolution-Data and Voice发展数据和语音), 支持下行 (向前链路 数据速率最高3.1 Mbps and 上行(反相链路)速率最高1.8 Mbps。1xEV-DV

7、还能支持1x语音用户, 1xRTT数据用户和高速1xEV-DV 数据用户使用同一无线信道并行操作。 1xEV-DO已经开始商业化运营。欧洲市场稍微早于美国市场。 2004年夏捷克移动运营商 Eurotel开始运营sinceCDMA2000 1xEV-DO网络,他们提供的上行速率大约1Mbps。这项服务每月大约花费30欧元无流量限制。如果使用这项服务,你需要购买一个大约300欧元的 Gtran GPC-6420调制解调器。 当前部署情况 2004年1月, 北美Verizon Wireless宣布计划在全国范围部署1xEV-DO。 尽管有些运营商已经完成测试或者有线的试用,但是到2004年7月还没

8、有一个商业化运营的1xEV-DV。 美国运营商 Sprint PCS已经宣布计划在他们已有的CDMA网络基础上部署1xEV-DV网络 。 由于可用的1xEV-DV设备延迟交货和来自美国其他正在部署3G网络的运营商的压力, Sprint 宣布,2004年6月计划广泛部署1xEV-DO.但是他们的长期1xEV-DV计划好像还不确定(though their current roadmap states a 2006 deployment of EV-DV). Qualcomm高通最近由于缺乏运营利润可能已经停止EV-DV的开发, 更可能是因为Sprint和Verizon都在使用EV-DO. CDM

9、A2000 3x CDMA2000 3x利用一对3.75 MHz无线信道(i.e., 3 X 1.25 MHz)来实现高速数据速率。3X版本的CDMA2000有时被叫做多载波(Multi-Carrier或者MC),这一版本还没有部署正处在研究开发阶段。2、CDMA2000我国发展情况1997年底北京、上海、西安、广州4个CDMA商用实验网先后建成开通,并实现了网间的漫游。用户发展达到55万户。1998年8月一纸“军队不得参与经商”的禁令使“电信长城”运营者的身份变得格外敏感,CDMA在中国的前途因此备受关注。1999年6月联通在香港举行的全球CDMA大会上宣布其CDMA发展计划,但因知识产权谈

10、判等因素,该计划没有实施。2000年2月16日中国联通以运营商的身份与美国高通公司签署了CDMA知识产权框架协议,为中国联通CDMA的建设打清了道路。但是,框架协议签署仅仅两周之后,联通CDMA项目便被政府暂停。进入两千年后,2000年10月中国联通副总裁王建宙宣布将重新启动CDMA网络建设,并且于该年年底正式开始了筹备工作。2001年2月27日联通公司成立了全资子公司联通新时空移动通信有限公司,负责整个联通CDMA网络的建设和经营。联通CDMA网络建设的具体筹划工作正式展开。2001年3月28日联通CDMA建设一期工程系统设备的采购开始发标。2001年5月15日中国联通CDMA一期工程系统设

11、备招标结果公布,10家中标厂商与中国联通所属联通新时空签订了总金额RMB121亿元的合同。CDMA网络建设全面启动。2001年6月联通在2001年3G大会暨第六届CDMA年会上与世界13家著名运营企业签署CDMA网间漫游谅解备忘录,包括美国斯普林特、加拿大BellMobility、日本KDDI、澳大利亚电信、墨西哥电信、委内瑞拉电信、关岛电信、新西兰电信、巴西电信、韩国SK、LG等。2001年8月联通发布公告,CDMA主设备安装、调测已在各地全面展开,全国已有16个省36个交换局打通了第一个电话。2001年8月30日包括摩托罗拉(中国)、中科建、东信、波导、中兴及厦华在内的19家经国家计委批准

12、的CDMA手机生产企业与联通新时空签订CDMA终端产品供货协议。2001年10月13日中国联通上海分公司率先在浦江两岸的中心城区,构筑了cdma-1X高速移动通信试验网,并在召开的技术推介会上展示了初步的应用。2001年11月14日中国联通公司与中国移动通信集团公司签订了中国移动通信集团公司与中国联合通信有限公司电信网间互联及结算协议。2001年11月23日中国联通有限公司与联通新时空正式签订“CDMA租赁网络容量协议”。中国联通也享有购买CDMA网络的选择权,此购买选择权可于租赁期内任何时间及结束租赁后一年内行使。2001年11月27日北京联通就原长城CDMA用户转网事宜发布公告,提出了原电

13、信长城网用户的3种转网优惠方案。2001年12月22日中国联通在北京宣布,中国联通CDMA移动通信网一期工程如期建成,并将于2001年12月31日在全国31个省、自治区、直辖市开通运营。联通新时空CDMA网络建成。2002年1月8日“中国联通CDMA网开通仪式”在北京人民大会堂举行,联通新时空CDMA开通放号。2002年初联通成立增值业务部,专门负责CDMA手机数据业务。2002年3月7日中国联通A股上市计划顺利获得国务院审批,旨在为CDMA项目筹集资金。2002年4月8日联通新时空CDMA网络正式运行。2002年10月CDMA全国用户数达到400万。2002年底CDMA二期工程结束。2003

14、年2月26日联通与高通在北京联合成立联通博路公司,开发应用基于BREW手机平台的移动数据增值业务。2003年2月28日联通与微软签署有关战略合作协议,宣布微软将为中国联通提供有关移动数据增值业务服务。2003年3月20日联通与韩国SK签署成立合资公司协议,联合开发手机娱乐内容,向联通用户提供无线因特网服务业务。2003年1月28日上海联通率先开通CDMA1X网络。标志着中国联通的CDMA移动通信全面进入了真正的2.5G。2003年3月28日中国联通在京宣布,CDMA1X网络正式建成开通,同时联通还发布了名为“联通无限”(U-MAX)的无线数据业务品牌。2003年3月31日广东联通正式开始商用C

15、DMA1X。2003年7月CDMA手机用户突破了1100万户。二、CDMA2000系统结构1、系统结构(1)CDMA2000系统结构一个完整的CDMA2000移动通信网由多个相对独立的部分构成,其中三个基础组成部分是无线部分、核心网的电路交换部分和核心网的分组交换部分。无线部分由基站控制器BSC、分组控制功能单元PCF和基站收发信机BTS构成;核心网电路交换部分由移动交换中心MSC、访问位置寄存器VLR、原籍位置寄存器/鉴权中心构成;核心网的分组交换部分有分组数据服务点/外部代理、认证服务器AAA和归属代理HA构成。 图2-1CDMA2000系统结构除了基础组成部分以外,系统还包括各种业务部分

16、,例如,智能网部分由业务交换点SSP、业务控制点SCP和智能终端IP构成;短信息部分主要是短信息中心MC;位置业务部分主要由移动位置中心MPC和定位实体PDE构成;另外,还有WAP等业务平台。这四个部分构成了当前CDMA2000网络的主要业务部分。(2)CDMA2000 1x系统的网络结构CDMA系统采用模块化的结构,将整个系统划分成不同的子系统,每个子系统由多个功能实体构成,实现一系列的功能,不同的子系统之间通过特定的接口相联,共同实现各种业务。CDMA2000 1x系统的网络结构。CDMA2000 1x系统主要包括如下三部分:移动台(MS)也称移动终端,包括车载台和手机,由射频模块、核心芯

17、片、上层应用软件和UIM卡构成。无线接入网(RAN)由BSC、BTS和PCF构成。核心网(CN)包括核心网电路域和核心网分组域两大部分,其中:核心网电路域包括交换子系统(由MSC、VLR、HLR和AC构成)、智能网(由SSP、SCP和IP构成)、短消息平台和定位系统等;核心网分组域包括分组子系统(由PDSN、AAA和HA构成)和分组数据业务平台(包括综合管理接入平台、定位平台、WAP平台、JAVA平台、BREW平台等)。2、CDMA2000技术特点(1)主要特点CDMA2000前向链路支持多载波(MC)和直扩(DS)两种方式,反向链路仅支持直扩方式,扩频速率为1.2288/3.6864Mc/s

18、,扩频码长度可根据无线环境和数据速率而变化。当采用多载波方式时,能支持多种射频带宽,即射频带宽可为N1.25MHz(N=1、3、5、9、12),这样可以更加有效的使用无线资源。目前仅支持两种,即1.25MHz CDMA2000(CDMA2000 1x)和3.72MHz CDMA2000(CDMA2000 3x)。CDMA2000 3x的优势在于能提供更高的数据速率,其缺点是占用带宽较宽。因此,在较长时间内运营商未必会考虑CDMA2000 3x,而会考虑CDMA2000 1xEV。该标准除了基站信号处理部分及用户手持终端与原标准不同外,能与CDMA2000 1x共享其他原有的系统资源。它采用高速

19、率数据(HDR)技术,能在1.25MHz的带宽内,支持2.4Mb/s的前向链路数据速率和153.6Kb/s的反向链路数据速率,比较适用于移动IP。CDMA2000采用前向发送分集,快速前向功率控制,使用Turbo码,辅助导频信道,帧长为10/5ms,反向链路采用相干解调,可选择较长的交织器。CDMA2000可实现CDMA One向CDMA2000系统平滑过渡,核心网络协议可使用IS-41、GSM-MAP以及IP骨干网标准。(2)CDMA2000 1xCDMA2000 1x 就是众所周知的3G 1X 或者1xRTT, 它是3G CDMA2000技术的核心。标志 1x习惯上指使用一对1.25MHz

20、无线电信道的CDMA2000无线技术,日本运行商KDDI的CDMA2000 1xEV-DO网络使用商标 CDMA 1X WIN,不过这只是用于市场促销罢了。(3)CDMA2000 1xRTTCDMA2000 1xRTT (RTT无线电传输技术) 是CDMA2000一个基础层,支持最高144kbps数据速率.尽管获得3G技术的官方资格,但是通常被认为是2.5G或者 2.75G技术,因为它的速率只是其他3G技术几分之一。另外它较之之前的CDMA网络拥有双倍的语音容量。 (4)CDMA2000 1xEVCDMA2000 1xEV (Evolution发展)是CDMA2000 1x附加了高数据速率 (

21、HDR) 能力。1xEV一般分成2个阶段: CDMA2000 1xEV第一阶段, CDMA2000 1xEV-DO (Evolution-Data Only发展只是数据)在一个无线信道传送高速数据报文数据的情况下,支持下行(向前链路)数据速率最高3.1Mbps,上行(反向链路) 速率最高到1.8 Mbps。 CDMA2000 1xEV第二阶段, CDMA2000 1xEV-DV (Evolution-Data and Voice发展数据和语音), 支持下行 (向前链路 数据速率最高3.1 Mbps and 上行(反相链路)速率最高1.8 Mbps。1xEV-DV还能支持1x语音用户, 1xRT

22、T数据用户和高速1xEV-DV 数据用户使用同一无线信道并行操作。 1xEV-DO已经开始商业化运营。欧洲市场稍微早于美国市场。 2004年夏捷克移动运营商 Eurotel开始运营sinceCDMA2000 1xEV-DO网络,他们提供的上行速率大约1Mbps。这项服务每月大约花费30欧元无流量限制。如果使用这项服务,你需要购买一个大约300欧元的 Gtran GPC-6420调制解调器。 2004年1月, 北美Verizon Wireless宣布计划在全国范围部署1xEV-DO。尽管有些运营商已经完成测试或者有线的试用,但是到2004年7月还没有一个商业化运营的1xEV-DV。 美国运营商

23、Sprint PCS已经宣布计划在他们已有的CDMA网络基础上部署1xEV-DV网络。由于可用的1xEV-DV设备延迟交货和来自美国其他正在部署3G网络的运营商的压力, Sprint 宣布,2004年6月计划广泛部署1xEV-DO.但是他们的长期1xEV-DV计划好像还不确定(though their current roadmap states a 2006 deployment of EV-DV). Qualcomm高通最近由于缺乏运营利润可能已经停止EV-DV的开发, 更可能是因为Sprint和Verizon都在使用EV-DO. (5)CDMA2000 3xCDMA2000 3x利用一对

24、3.75 MHz无线信道来实现高速数据速率。3X版本的CDMA2000有时被叫做多载波(Multi-Carrier或者MC),这一版本还没有部署正处在研究开发阶段 3、频道设置、信道结构和后向兼容性CDMA2000可以工作在8个RF频道类,包括IMT-2000频段、北美PCS频段、北美蜂窝频段、TACS频段等,其中北美蜂窝频段(上行:824-849MHz, 下行:869-894MHz)提供了AMPS/IS-95 CDMA同频段运营的条件。CDMA2000-1X 的正向和反向信道结构主要采用码片速率为1x1.2288Mbit/s,数据调制用64阵列正交码调制方式,扩频调制采用平衡四相扩频方式,频

25、率调制采用OQPSK方式。CDMA2000-1X 正向信道所包括的正向信道的导频方式、同步方式、寻呼信道均兼容IS-95A/B系统控制信道特性。CDMA2000-1X 反向信道包括接入信道、增强接入信道、公共控制信道、业务信道,其中增强接入信道和公共控制信道除可提高接入效率外,还适应多媒体业务。CDMA2000-1X 信令提供对IS-95A/B系统业务支持的后向兼容能力,这些能力包括: 支持重迭蜂窝网结构; 在越区切换期间,共享公共控制信道; 对IS-95A/B信令协议标准的延用及对话音业务的支持。4、CDMA2000与TD-SCDMA、WCDMA比较TD-SCDMA是由我国信息产业部电信科学

26、技术研究院提出,与德国西门子公司联合开发。主要技术特点:同步码分多址技术,智能天线技术和软件无线技术。它采用TDD双工模式,载波带宽为1.6Mhz。TDD是一种优越的双工模式,因为在第三代移动通信中,需要大约400Mhz的频谱资源,在3Ghz以下是很难实现的。而TDD则能使用各种频率资源,不需要成对的频率,能节省未来紧张的频率资源,而且设备成本相对比较低,比FDD系统低20%-50%,特别对上下行不对称,不同传输速率的数据业务来说TDD更能显示出其优越性。也许这也是它能成为三种标准之一的重要原因。另外,TD-SCDMA独特的智能天线技术,能大大提高系统的容量,特别对SCDMA系统的容量能增加5

27、0,而且降低了基站的发射功率,减少了干扰。TD-SCDMA软件无线技术能利用软件修改硬件,在设计、测试方面非常方便,不同系统间的兼容性也易与实现。当然TD-SCDM也存在一些缺陷,它在技术的成熟性方面比另外两种技术要欠缺一等。因此,信息产业部也广纳合作伙伴一起完善它。另外它在抗快衰落和终端用户的移动速度方面也有一定缺陷。WCDMA源于欧洲和日本几种技术的融合。WCDMA采用直扩(MC)模式,载波带宽为5Mhz,数据传送可达到每秒2Mbit(室内)及384Kbps(移动空间)。它采用MC FDD双工模式,与GSM网络有良好的兼容性和互操作性。作为一项新技术,它在技术成熟性方面不及CDMA2000

28、,但其优势在于GSM的广泛采用能为其升级带来方便。因此,近段时间也倍受各大厂商的青睐。WCDMA采用最新的异步传输模式(ATM)微信元传输协议,能够允许在一条线路上传送更多的语音呼叫,呼叫数由现在的30个提高到300个,在人口密集的地区线路将不在容易堵塞。另外,WCDMA还采用了自适应天线和微小区技术,大大地提高了系统的容量。CDMA2000是由美国高通(Qualcomm)公司提出。它采用多载波(DS)方式,载波带宽为1.25Mhz。CDMA2000共分为两个阶段:第一阶段将提供每秒144kbit/s的数据传送率,而当数据速度加快到每秒2Mbit/s传送时,便是第二阶段。到时,和WCDMA一样

29、支持移动多媒体服务,是CDMA发展3G的最终目标。CDMA2000和WCDMA在原理上没有本质的区别,都起源于CDMA IS-95系统技术。但CDMA2000做到了对CDMA IS-95系统的完全兼容,为技术的延续性带来了明显的好处:成熟性和可靠性比较有保障,同时也使CDMA2000成为从第二代向第三代移动通信过渡最平滑的选择。但是CDMA2000的多载传输方式比起WCDMA的直扩模式相比,对频率资源有极大的浪费,而且它所处的频段与IMT-2000规定的频段也产生了矛盾。三、CDMA2000核心网发展1、CDMA2000核心网组成(1)核心网电路域包括交换子系统(由MSC、VLR、HLR和AC

30、构成)、智能网(由SSP、SCP和IP构成)、短消息平台和定位系统等(2)核心网分组域核心网分组域包括分组子系统(由PDSN、AAA和HA构成)和分组数据业务平台(包括综合管理接入平台、定位平台、WAP平台、JAVA平台、BREW平台等)。2、CDMA2000核心网标准演进步骤CDMA2000网络向全IP网络演进过程采用分阶段步骤实施,演进技术体制遵循3GPP2标准。3GPP2不同于3GPP,在无线侧与核心网的标准制定方面具有相对独立性,这使得网络运营商在网络部署或者演进时有更多方案可选,也使演进平滑,节省成本。 CDMA2000核心网从传统域至全IP网络的演进大致分四个阶段,简述如下: 阶段

31、0 核心网电路域基于IS41D协议。分组业务通过业务类型“33”来体现。分组数据网络(核心网分组域)的结构由P.R0001来定义,使用简单IP和移动IP作为分组数据业务的接入方式,并使用RADIUS(AAA服务器)。分组域的协议通过P.S0001来定义。 阶段1 网络结构与阶段0相比没有变化,在IS41D的基础上增加了IS880协议,以支持与分组数据相关的功能,如切换、用户属性信息、分组数据业务选项等。分组域的协议通过P.S0001-B来定义。 阶段2-LMSD(Legacy MS Domain) 阶段2是向ALL-IP网络发展的第一步,被称为LMSD(Legacy MS Domain)。LM

32、SD分N个步骤不断演进。目前3GPP2标准组织明确了步骤1和步骤2: 步骤1(Step 1):3GPP2标准X.S0012-v2.0(2004/04)定义了LMSD阶段步骤1的网络结构和接口要求,相对于阶段1,核心网主要变化是将MSC分离成MSCe和MGW-MRFP,实现控制与承载的分离;新增接口xx、yy、zz和39接口1。步骤2(Step 2,):3GPP2标准X.S0025-v1.0(2006/03)定义了LMSD阶段步骤2的网络结构和接口要求,相对于LMSD阶段步骤1,确定了A1p和A2p接口定义,实现了无线接入网信令和承载基于IP传输,并支持TrFO和RTO功能2。LMSD构架示意图

33、如图3-1所示。图3-1LMSD构架示意图阶段3-MMD(Multimedia Domain) 阶段3将实现全网基于IP传输,该阶段以实现基于IP的空中接口为标志,核心网结构由X.S0013系列标准定义,目前还在不断完善。 2009年起,CDMA2000标准将由中国电信运营。四、CDMA2000无线接入网1、CDMA2000无线接入网的网络结构CDMA2000系统的RAN介于移动台和核心网之间,完成无线信号的处理、无线协议的终结,起到连接移动台和核心网的作用。RAN由基站控制器(BSC)、基站收发信机(BTS)和分组控制功能模块(PCF)构成,其中BSC、BTS又常被合称为基站子系统(BSS)

34、。BSC的功能是对BTS进行控制,每个BSC可控制一个或多个BTS(完成无线信号的接收和发送)。无线接入网的主要接口参考点及功能,如表4-1所示。表4-1无线接入网的主要接口参考点及功能A1用于传输MSC和BSC之间的信令消息A2在MSC的交换部分和BS的信道单元部分或选择分配单元(SDU)之间传输业务信息A5传输IWF和SDU之间的全双工数据流A3传输BSC和SDU之间的用户话务(包括语音和数据)和信令A7传输BSC之间的信令,支持BSC之间的软切换A8/9传输BSC和PCF之间的用户业务信令消息A10/11传输PCF和PDSN之间的用户业务信令消息2、CDMA2000无线接入的关键技术为满

35、足未来移动通信高速率、大容量的业务需求,同时克服无线信道的多径衰落,降低噪声和多址干扰,以达到改善系统性能的目的。各国学者针对CDMA2000等3G系统的主要问题,包括最关键、最根本的无线接入技术,进行了广泛而深入的研究,发展并创新了许多关键技术。由于CDMA是自干扰系统,各终端使用相同频率,“远近效应”问题会更加突出。为了克服移动通信中的“远近效应”问题,同时减少对其他用户的干扰,需要采用合理的功率控制方案。由于CDMA系统采用全双工方式,前向链路和反向链路载波频率不同,受到的衰落也不一样,所以分别采用前向功率控制和反向功率控制。CDMA2000系统增加了前向快速功率控制(FFPC),包括外

36、环和内环功率控制。为了克服衰落提高信号链路质量,CDMA系统采用RAKE接收等分集接收技术。CDMA系统中采用了最重要的两类编码技术:语音压缩编码(QCELP可变速率声码器)和信道编码(卷积码和Turbo码)。CDMA2000 1x系统语音业务采用卷积码,数据业务则采用Turbo码。CDMA系统将智能天线(SmartAntenna,SA)技术用在抗衰落、抗干扰、增加系统容量以及移动台的定位上。CDMA系统还使用多用户检测技术来提高带宽效率,获得系统容量和覆盖的改进。3、CDMA2000无线接入网的设计基于无线网络设计的覆盖目标、容量目标、成本目标三方面的设计目标,无线网络设计可分为数据准备、系

37、统设计、方案验证三大步骤。(1)数据准备数据准备是整个网络设计的基础。详实、准确的基础数据是设计一个优秀方案的根本。数据准备各个部分之间的相互关系和流程 地理数据地理数据指的是规划区内道路、建筑、地形地貌等基本情况。无线网络规划设计需要建立数字化的地理信息数据库电子地图,它是进行基站选址的基础,也是进行业务密度预测,网络仿真和传播模型校正的必备数据。 业务密度分布业务密度分布反映了业务(话音业务、数据业务)在规划区域内分布疏密的情况,它是选择基站站址最重要的根据。无线传播模型及校正移动通信系统的设计目标是在满足话务需求的条件下,使网络达到满意的质量。信号质量是影响网络质量的关键因素,主要取决于

38、发射端和接收端之间的传播条件。路径损耗是体现传播条件的关键指标,它影响覆盖范围、信噪比和远近效应等蜂窝设计需要考虑的因素。根据无线信道的传播特性和电波传播方式建立恰当的传播模型,准确地对传播损耗做出预测,是无线网络设计和优化的重要条件。在移动通信系统中,移动台的天线高度一般都比较低,非常接近地面,路径损耗除了需要考虑大气层中的传播损耗,还需要考虑地面传播损耗。精确描述复杂环境中传播信号的变化非常困难,传播模型一般通过电磁理论推算和实测数据相结合的方式获得。(2)系统设计与调整建设一个新的网络,网络设计人员首先对网络进行初步的计算工作,以确定所需要使用的基站数目。经过链路预算,设计人员可大致确定

39、满足覆盖目标所需的基站数目,同时经过容量估算,设计者得到在满足容量目标的前提下所需的基站数目。进而,设计者比较满足覆盖需求和容量需求的基站数目,选择其中较大者,作为初步布站的数目。设计基站站址是一个复杂的工作,除去工程技术的因素,站址选择的可行性也是很重要的一个方面。由于实际的物理环境所限,从技术角度考虑最适宜建站的地方,并不一定能够安放基站设备,因此在网络设计的过程中,可行的方法是为拟定安放的基站设定基站搜索圈,然后通过实地勘察,在基站搜索圈中确定基站站址,安放基站设备。 为了得到一个优选的方案,在进行实地勘查前,设计人员应当根据初选的基站站址和初步的基站设计参数,对网络的总体性能进行计算机

40、模拟仿真。设计人员通过对仿真结果进行分析,判断设计方案是否满足设计要求。若不符合,设计者对方案进行修改,并重新进行网络的仿真模拟。如果符合,该设计可以作为初步的可行性方案提交。此后设计人员需要实地勘察设计方案中的基站站址是否都切实可行。若不可行,需要重新在已选定的基站搜索圈中选择新的基站站址,并重复上述的网络模拟和调整过程,保证所选基站站址和设计参数可以实现设计目标。经过上述的步骤完成站址设计和基站参数设计以后,设计人员再进行导频相位的规划,进一步完善整个设计方案。(3)系统设计方案验证设计方案优秀与否,必须拿到实际中去检验。尽管通过网络模拟仿真,设计人员会对方案做出评价,但是网络的实际运行环

41、境同计算机模拟环境的差异可能是巨大的,网络模拟结果表明设计方案可以达到设计目标,并不代表在实际环境中该方案不存在问题。优秀的设计验证方法,可以帮助设计人员找出已有设计方案的缺陷,通过对设计方案实施结果和预期效果的对比,可对设计方案提出修改意见,帮助设计人员修改设计方法,提升日后设计的准确性。如果我们在工程完全建设完毕前,对于已建的部分网络进行局部验证,发现设计方案中的问题并及时地进行调整,还可节省网络的建设成本。五、CDMA2000无线接入网的优化1、网络优化的内容及流程网络优化根据优化网络所处的阶段,可以分为网络开通后的RF优化和正式运营后的维护优化。RF优化主要基于测试结果,对于影响网络性

42、能的天馈参数和其他系统参数进行调整,大体分为单站优化、基站簇优化和全网优化及网络评估三个阶段;而维护优化则主要基于网络性能指标,通过分析指标中存在的问题,对系统进行调整,可能涉及到一些比较深层次的网络问题,是一项长期的工作。2、网络优化数据网络优化所需采集的数据大体可分为网络测试数据和系统数据两类。网络测试数据主要是指通过网络测试采集到的各种测试结果,包括DT数据、CQT数据、OMC数据和用户申告或者投诉数据等。系统数据主要是指系统本身的一些参数,包括基站参数、天线参数和各种技术参数等。通过对已有的数据进行排列、对比、关联、多维搜索等操作,查找出隐藏在大量数据下的异常现象,从而定位并解决问题称

43、为数据分析。3、无线网络故障分析网络故障分析是网络优化工作中的一个重要环节,只有对采集来的网络测试数据进行全面系统的分析,才能对网络故障进行诊断和定位,从而为进一步制定网络优化措施提供基础。(1)终端接入问题终端拨打电话,需要与无线网络建立起正确的连接,此过程称为一次接入;在基站侧各种资源充足的情况下终端却不能在指定时间内完成接入过程,称为一次接入失败。常见的终端接入问题按照表现形式来分,主要包括以下几种:被叫寻呼困难甚至无法被寻呼到,正常用户做被叫提示关机,呼叫困难甚至无法起呼,接入时间长以及其他一些问题。(2)掉话问题掉话是指用户通信发生中断,即在没有经过用户同意的情况下,由基站或终端发起

44、的业务信道释放。掉话分为正常掉话和异常掉话。在覆盖区边缘,终端与基站无法建立正确的通信链路,此时产生的掉话属正常掉话。这种掉话应该通过加强覆盖解决。网络覆盖良好区域内发生的掉话,属于异常掉话。这种掉话产生的原因多种多样,例如天馈线接错、无线参数及邻区配置问题、系统软硬件问题、直放站干扰、终端问题等。(3)数据业务问题CDMA20001x系统支持高速数据业务,数据业务速率低是较常见的网络问题。网络覆盖必须以语音为主,在保证语音覆盖与通话质量的前提下,才能满足数据业务的需要。数据业务优化的目标为实现系统吞吐量最大、重点区域优先实现高速率覆盖,同时兼顾不同用户之间的公平性,争取达到系统资源的最佳利用

45、。前向应用层速率较低问题前向应用层速率不理想在于FSCH存在问题,具体表现在:FSCH根本建立不起来或者前向补充信道误帧率高。正常建立前向补充信道后,如果误帧率过高,会导致重传率很高,前向数据业务速率很低。误帧率高说明从PDSN到终端的前向链路存在问题,可以按照下面的顺序依次排查:空中链路部分;BSC与PCF之间的A8A9链路;PCF到PDSN之间的A10A11链路。反向应用层速率较低问题反向应用层速率较低主要是由于RSCH存在问题,主要有以下两种表现形式:反向补充信道建立困难或反向补充信道频繁释放。针对后一种情况,可以将整个反向链路分为几个部分进行排查,定位故障,主要是空中链路部分的排查和A

46、8A9、A10A11链路部分的排查。方法和前向补充信道的检查类似。(4)导频污染的分析与改善导频污染的概念分析。工程上,导频污染通常指当移动台的激活集中有四个或者更多导频信号,这些导频信号强度都比T_ADD门限大,而且有时没有一个信号的强度足够大成为真正的主导频。在这些区域,由于其他不在激活集中的强导频信号的突然出现导致移动台在切换当中经常容易引起掉话。因此,强导频信号成为潜在的干扰源,这也就是导频污染概念的由来。当与最佳导频的EcIo值相差小于6dB的导频数量大于三个时,即确认产生导频污染。原因是CDMA手机中有三路解码,导频超过三个就定义为导频污染。多余的导频信号对有用的导频信号而言,不但

47、没有好处,反而是一种干扰,增加了系统的背景噪声,会导致误帧率的上升,影响系统功能,甚至引起掉话。由于移动台需要从基站或扇区接收一些系统参数,其主要来源就是主导频的基站或扇区。在这种情况下,移动台在移动的过程中,四个导频的大小不断变化,主服务小区也随之变化,这将对移动台的通话产生一定的影响。而且,Rake一般只处理三径的信号,当激活集中的导频数大于三个时,Rake接收机将时分地从中选取三路进行合并,剩余的PN不能被解调。这对Rake接收机的自适应算法也是不利的,将会导致FER的升高。当移动台在该区域中移动时,由于强导频信号较多,相互变化也比较快,势必导致移动台发生频繁切换。当移动台处于软切换状态

48、,需要同时和几个基站进行通信。虽然分集增益可以改善该移动台的通话质量,但其对系统容量有一定的负作用。而且,移动台掉话大多数情况下发生在移动台切换的过程中,频繁切换势必增加了移动台发生掉话的几率。这种情况下,不但降低了系统的容量,而且掉话率也会因此而升高。导频污染区域的改善方案。解决导频污染问题,一般通过调整系统的多个参数来实现,解决思路是“增强有用导频,抑制污染导频”。增强有用导频和抑制污染导频的方法有很多,不同原因造成的导频污染要用不同的方法来解决。六、CDMA2000未来的发展1、CDMA2000存在问题CDMA2000做到了对CDMA IS-95系统的完全兼容,为技术的延续性带来了明显的好处:成熟性和可靠性比较有保障,同时也使CDMA2000成为从第二代向第三代移动通信过渡最平滑的选择。但是CDMA2000的

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