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1、广西广西 CDMA 项目网络优化案例项目网络优化案例导频污染导频污染 （2009 年年 5 月月 6 日）日）1、概述概述网络优化是网络建设和发展的关键环节。在完成 CDMA 网络的理论规划和实际建网后，网络优化就成为提升网络性能的重要手段，成为网络维护的重要内容，也成为将来网络扩容和改造工程的重要组成部分。在 CDMA 网络优化的过程中，导频污染是一个现网存在的、需要重点解决的问题，如何解决好导频污染问题对提高网络质量起着关键作用。导频污染是 CDMA 系统中特有的一种现象，是影响网络性能的一项重要因素。由于 CDMA 是自干扰系统，新增加的基站在改善无线覆盖，吸收话务量的同时，也带来了导频
2、污染。在 2009 年广西 CDMA 项目中，华为工程师对华为设备区域做了 RF 优化，旨在消减导频污染，提高网络服务质量。本文重点分析导频污染的类型和影响，及消除导频污染的方法。2、CDMA 网络中的导频污染问题网络中的导频污染问题2.12.1 导频污染的定义导频污染的定义工程上，导频污染通常指当 MS 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，由于其它不在 MS 激活集中的强导频信号的突然出现导致 MS 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。2.2
3、 导频污染对网络的影响导频污染对网络的影响MS 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，MS 在移动的过程中，四个导频的大小不断变化，主服务小区也随之不断变化，将对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，影响质量，造成 FER 的升高。当 MS 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MS 发生频繁的切换。当 MS 的这种处于软切换状态的情况，需要同时和几个基站进行
4、通信。虽然分集增益可以改善该 MS 的通话质量，但其对系统容量有一定的负作用。而且，MS 掉话大多数情况下发生在 MS 切换的过程中，频繁的切换势必增加了 MS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。综上所述，导频污染现象导致网络问题：FER 的升高，造成语音质量差（声音失真、噪音等） ；频繁切换，造成软切换比例的升高，损耗系统容量；切换过程中造成的掉话；MS 为克服导频彼此的干扰，调整发射功率，造成待机时间短和终端发热。2.3 导频污染的特征导频污染的特征高 FFER（3%） ；低 Ec/Io（Total or Combiner Ec/Io-12dB） ；
5、手机发射功率+15dB；手机接受电平较高（85dBm） ；该区域基站较多，超过 3 个强导频存在，造成噪声电平抬高，从而降低所有导频的 Ec/Io；由于过多导频的 Ec/Io 大于 T_ADD，无线环境变化无常，因此路测数据中频繁出现 PSMM 消息；如果某区域由 4 个来自不同基站的超过 T_ADD 的导频服务，手机只能同时解调其中的 3 个，第 4、5、6 个则作为干扰源，造成 Ec/Io 和 FFER 恶化。2.4 导频污染的检测导频污染的检测工程上，导频污染的检测手段主要以实地的路测为主。其中，可以借助一些规划软件和工程的经验，来指导我们去路测有可能产生导频污染的区域。如果条件允许，可
6、以将系统的参数输入规划软件，借助其系统性能分析的功能，分析出导频污染的区域，进而对相应的参数进行调整，再进行系统性能仿真，直至无导频污染为止。然后，就可以针对实际情况进行实地路测，如果确如规划软件中的分析结果，则可以参照规划软件中的调整方案进行调整。当然，规划软件中的方案修改，应尽可能考虑实际因素。另外，优化过程中，我们也可以参考一些资深工程师的意见，借鉴他们的经验来定位导频污染的区域，进行实地路测。在路测过程中，可以借助路测仪表和路测软件，采集路测数据，定位导频污染的区域，并找出强导频的来源。一般导频污染检测和处理思路：2.5 导频污染的起因导频污染的起因2.5.1高站的越区覆盖高站的越区覆
7、盖由于站址的选择不合理，运营商很难在网络规划的地点选择到合适的设备安放点以及合适高度的天线，造成站点设置过高；处于节约投资的考虑，运营商首选的工程建设方案是共站址。由于 GSM 网络对高站的限制没有 CDMA 严格，因此在需要共站建设的站点中，高站的比例相当高。在前期 CDMA 网络建设中，为了大覆盖小投资，有意识的选择了高站，而当前新增加的基站在原有基站的覆盖范围内，其覆盖范围较小，往往会缠上严重的越区覆盖问题。2.5.2蜂窝网的中心效应蜂窝网的中心效应由于蜂窝网状分布，在蜂窝中心的区域就会受到若干个相邻基站的导频信号，而且导频 Ec/Io 比较接近，也很容易产生导频污染。2.5.3街道效应
8、、强反射体等原因导致的信号畸变街道效应、强反射体等原因导致的信号畸变电磁波的信号的传播特性，CDMA 网络下行信号的反射力较强，远处导频信号沿着近似筒状的街道传播，会对其他小区覆盖地方产生干扰；另外某些楼房（玻璃楼面、内弧形楼面等） 、墙面对信号的反射较强，也会对附近的导频覆盖产生污染。同时还需要注意的是市区内大的湖泊、河流的影响，水面的反射造成信号传播太远，形成的越区情况。2.5.4窗边效应窗边效应高层楼宇窗边由于无线环境较好，导致手机能接收到多个基站的导频信号，且信号强度相当，难以形成主控导频信号或导频间无法切换引起的起呼失败和掉话等。当前发现该类问题还囊括了室分，同时主要产生在高层窗边，
9、即称为窗边效应。3、CDMA 网络优化实例网络优化实例测试设备主要包括：鼎利前台测试软件、Actix 处理软件，三星 X199 测试手机，GPS 及附属设备，笔记本电脑。测试方法主要采用连续长时呼叫和间隔呼叫。主要测试 RxPwr、TxPwr、Ec/Io、FFER、Tx-Adj、掉话率，路测中可以通过这些参数的覆盖统计和覆盖性能来分析出有问题的区域。区域一： 百色地区（德保）测试现象：如上图所示，该区域为德保商业区，属于人口密集区域。该区域可以收到来自德保县后龙山、华兴苑、汽车站以及电力大厦的信号，信号强度差不多，通过信令GTA：MS Finger and Searcher Informati
10、on TA，中可以看到 Active PN：282、291、183、123 等多径信号。优化后导频覆盖情况：区域二如图，该区域为德保县城主干道连接国道。县城的新兴街、邮政、电力局等都能覆盖到附近； 上述两个区域的为导频污染类型中蜂窝网络中心效应情况。区域三：柳州市区越区覆盖如上图所示：连线表示 MS 在每个测试点 Active PN，MS 可以接收到多路信号，其中长城大厦-2、谷埠大厦-1 和鱼峰大厦-3 的信号覆盖到了温州商贸城基站附近，且信号较强，属于越区覆盖造成的导频污染。调整温州商贸城基站周围的三个基站的方位角，同时降低长城大厦-2（高站）扇区的导频功率，缩小覆盖，确立温州商贸城第二扇
11、区为主导频。优化后视图：4、导频污染问题解决方案导频污染问题解决方案C 网的优化过程中，结合优化理论及一些实例与经验，我总结出以下几种解决导频污染的调整方案：4.1 方案一方案一在导频污染区建立新的基站，在导频污染区域加站是工程中比较常用的一种方法。原理是原理是：由于距离原理，新建基站导频的路径损耗要远小于原来产生导频污染的小区导频，因此，其功率也要明显大于其他几个导频，新建基站自然将成为移动台的主服务小区。而其他几个扇区，由于新建基站的引入，使该区域的 Io 明显增加， Ec/Io 也就会相应的降低，导频污染问题也就得到了解决。缺点是缺点是：除浪费资源，这种新建基站的方法也会给导频码 PN
12、的分配带来一定的问题。如果在整个系统规划的时候，对每一个导频分配簇都对 PN 码进行了一定程度的预留，那么新建少量基站将不会给 PN 分配带来问题，只是规划的时候麻烦一些。如果规划时没有预留扩容的 PN 码，那么新建基站将会导致邻近基站 PN 码的重新分配，甚至是整个簇、整个系统 PN 码的重新分配。如果新建基站刚好在规划时的两个簇的中间时，情况将更复杂。4.2 方案二方案二调整基站的发射功率。通过降低最弱扇区的发射功率可以产生一到两个主服务导频。通常如果降低其中一个扇区的功率，则在导频污染区域的 Io 将会减小，其他几路导频在功率不调整的情况下，Ec/Io 也得到了提高。这样，就可以拉开激活
13、集中四个 PN 的 Ec/Io 值的差距，使降低功率的扇区 PN 从移动台激活集中去除，从而消除了导频污染。同理，增加一个或两个扇区的发射功率，使这两个扇区的 Ec/Io 提高，而其他的两个扇区因为总的Io 变大而使其 Ec/Io 减小，这样也可以消除导频污染。但与降低功率不同，提供扇区的发射功率，必须检查保证功率的提高不会对周围其他小区造成干扰，甚至又会在其他地区与另外几个小区产生了新的导频干扰，这些情况都是可能发生的。当然，这种调整方法也有以下的弊端：如果增加导频功率，同步信道和寻呼信道的功率会相应的增加，业务信道的功率会因此而降低；如果降低导频功率，信号的穿透力会明显减弱，用户的通话质量
14、会受到影响，这就是为什么工程中，我们通常采用升功率而不采用降功率的原因；由于调整了扇区的发射功率，使被调整的小区以及周围小区的覆盖情况都发生了一定的变化。在优化完导频污染的问题之后，一定要充分考虑到调整方案对系统覆盖的影响。4.3 方案三方案三调整天线参数：天线的方位角和下倾角。为了达到降低该扇区到达导频污染区时的功率，大多数情况下可以调整天线的下倾角。如果调整了其中两个扇区的下倾角（增大下倾角） ，使其到达远导频污染区的导频功率降低，那么它们的 Ec/Io 就会相应的降低。由于它们到达的功率降低了，所以总的 Io 也就降低了，剩余的两个扇区的 Ec/Io 就会有了一定的提高，这在一定程度上也
15、会解决导频污染的问题。同理，调整了其中两个扇区的下倾角（减小下倾角） ，使其到达远导频污染区的导频功率相应的提高，那么它的 Ec/Io 也会增高。而总的 Io 升高了，剩余的两个的 Ec/Io 也自然会相应的降低。当然，天线的倾角可调整的范围是不会很大的。为了增加可调节的范围，在这里结合两者，增加两个扇区倾角的同时，减小另外两个扇区的倾角，来达到增大调节范围的目的。这种方法也会对调整小区和周围小区的覆盖产生一定的影响。但相对于调整扇区的发射功率，调整天线倾角则不会对覆盖产生太大的变化，只是由于小区呼吸的作用，对周围小区有轻微的影响。同理，适当的调节天线的方位角，使该扇区到达污染区域的信号功率降
16、低（或升高） ，从而使导频污染区各个扇区的信号功率的差距增大，也可以消除导频污染。但是，调节扇区的方位角不能方便的控制该扇区到达的功率，而且会影响本扇区的覆盖，事实上，方位角主要是用来调整覆盖的。采用调解天线的方位角和下倾角是比较好的优化方法，工程量小，且对系统的影响也相对小一些。建议可以先用算法优良、准确度高的规划软件进行仿真，在实地路测时，多个工程师配合协作完成参数的调整。4.4 方案四方案四整个系统内的大多数区域内都存在导频污染的情况，那么可以适当的增加系统的切换门限（T_ADD） ，这样就可以使一些小区的 Ec/Io 达不到进入激活集的条件，从而消除了导频污染。但一般来说系统参数不会轻易调整，因为这将会对整个系统的性能产生很大的影响，即使在建网初期也是很少调整。4.5 方案五方案五导频污染中窗边效应问题的优化分为两个部分：有室分类和无室分类。无室分类：在没有室分系统的情况下，主要是通过优化调整室外基站的信号覆盖来解决高层导频污染的情况，可以参照上述四个方案。一般增强距离高层最近基站扇区的信号强度，严格控制外层基站信号的覆盖
