移动通信系统网络覆盖研究报告.pdf

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1、个人资料整理仅限学习使用 编号： 审定成绩： 广州大学大学毕业设计 ”，该小组原为 CEPT的一个单位，现属于 ETSI，1988年由丹麦、芬兰、法国、瑞典、德国等18个国签署了 MOU(Memorandum ofUnderstanding。同时，把 GSM正式定名为 Global System for MobileCommunications，即 全球移动通信系统，并首先在芬兰投入使用，之后以惊人的发展速度席卷全球。 GSM由于其严密的标准化，技术的先进性，使其不仅可开放国际漫游业务、三类传 真、可视图文、智能用户电报、96Kbs的数据通信业务，而且可与ISDN兼容，将来还 可提供 GSM系

2、统的智能化平台，提供不同的新业务。 与欧洲不同，美国由于其拥有庞大的模拟蜂窝网，在模拟网向数字网过渡中，始终坚 持模数兼容的过渡方法。美国TIA 首先批准了 IS54标准，即 D-A 唧S制式。但随着无 线通信的发展，频谱资源日趋紧张，为此，美国便将原用于军事通信及卫星通信的CDMA 技术移植至蜂窝系统中，并于1993年通过了 800MHz IS一95标准。以后，该标准又做过几 次小修改，并于 1995年5月颁布了 A版修订本， 1994年通过 18GI-IzCDMAANSI- JSI008标准。 CDMA 系统是扩频、多址接入、蜂窝组网等多种技术手段的组合，包含时域、频域和 码域三维信号处理

3、技术，具有越区切换可靠、保密性好、容量大、链路质量高等优点，且 可提供高质量的话音、分组数据、异步数据、三类传真及短消息服务等业务，可在通话过 程中提供数据通信，在将来甚至可提供768Kbs的数据业务，用于提供全移动可视电 话，传送数字照片及高质量的Email业务。正因如此， CDMA 已被越来越多的人所接 受，且有一种后来者居上的趋势，甚至有可能被选为未来个人通信(PCN方式， CDMA 目 前已进入商用阶段， 1995年9月，中国香港和美国已正式开通CDMA 蜂窝系统，随后世界 个人资料整理仅限学习使用 上许多国家生产和建设了许多码分多址数字移动通信系统闭。 本章介绍 GSM系统和 CDM

4、A 系统的接入方式、系统概念及网络结构，并列出了两种系 统的参数表。对于 GSM系统采用时分多址接入方式，而CDMA 系统采用码分多址接入方 式。CDMA 系统和 GSM系统的运行环境、业务要求和控制功能基本上都是相同的，因此它 们的网络结构也是大同小异的。 一、 GSM 系统简介 时分多址接入方式 时分多址是指把时间分割成周期性的帧，每个帧再分割成若干个时隙(无论帧或时隙 都是互不重叠的 在频分双工 (FDD方式中，上行链路和下行链路的帧分别在不同的频 率上。在时分双工 (TDD方式中如图 11所示。各个移动台在上行帧内只能按指定的时隙 向基站发送信号。为了保证在不同传搔时延情况下，各移动台

5、到达基站处的信号不会重 叠，通常上行时隙内必须有保护间隔，在该间隔内不传送信号。基站按顺序安排在预定的 时隙中向各移动台发送信息。 图1.1 TDMA 示意图 Fig.1.1 TDMA Schematic GSM系统概念 GSM移动通信系统是基于 TDMA 的数字蜂窝移动通信系统，它是世界上第一个数字调 制、网络层结构和业务作了规范的蜂窝系统。GSM是目前世界上较先进的公开技术规范， 内容全面详尽，版本也在不断修改升级。 个人资料整理仅限学习使用 GSM系统中，由若干个小区 (3个、4个或7个构成一个区群，区群内不能使用相同的 频道，同频道距离保持相等，每个小区含多个载频，每个载频含8个时隙。

6、在 GSM系统信 道上， 1个时间间隔周期序列中的一个时隙代表一个物理信道，每8个时隙构成 1个帧， 1个 特定信号能量局限于 1个时隙。语音信号经信道编码、交织及加密后形成突发脉冲串，再 经调制后发射。在接收端，信号经解密、去交织、信道解码、语音解码后恢复成话音信 号。(如图12 图1.2 GSM系统概念 Fig.1.2 GSM system concept GSM系统网络结构 GSM蜂窝系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统。基站子系统(简 称BS由基站收发台 (BTS和基站控制器 (BSC组成；网络子系统由移动交换中心 (MSC、操作维护中心 (OMC、原籍位置寄存器 (

7、HLR、访问位置寄存器 (VLR 、鉴权中 心(AUC和移动设备识别寄存器 (EIR等组成。一个 MSC可管理多达几十个基站控制器， 一个基站控制器最多可控制256个BTS。由MS、BS和网络子系统构成公用陆地移动通信 网，该网络由 MSC与公用交换电话网 (PSTN、综合业务数据网 (ISDN和公用数据网 (PDN进行互连。 (见附录 1在实际的 GSM通信网络中，由于网络规模不同、运营环境不 同和设备生产厂家的不同，上述的各部分有不同的配置方法。为了各个厂家所生产设备可 以通用，上述的各部分的连接都必须严格符合规定的接口标准及相应的协议。GSM系统的 主要接口有 A接口、Abis接口、 U

8、m接口；网络子系统内部接口有B、C、D、E、F、G接 口；GSM系统与其他公用电信网接口一般采用7号信令系统接口。 二、 CDMA 系统简介 码分多址接入方式 码分多址是以扩频信号为基础的，利用不同码型实现不同用户的信息传输。扩频信号 是经伪随机序列调制的宽带信号，其带宽通常比原始信号带宽高几个量级。常用的扩频信 号有两类：跳频信号和直序列扩频信号(简称直扩信号 ，因而对应的多址方式为跳频码分 个人资料整理仅限学习使用 多址(FHCDMA 和直扩码分多址 (DSCDMA 。在FH-CDMA 系统中，每个用户根据各 自的伪随机序列 (PN序列动态改变其已调信号的中心频率。各个用户的中心频率可在给

9、定 的系统带宽内随机变化，该系统带宽通常要比各用户已调信号的带宽宽得多。FH-CDMA 类似于 FDMA ，但使用的频道是动态变化的。FH-CDMA 中各用户使用的频率序列要求互 相正交 (或准正交 ，即在一个 PN序列周期对应的时间区间内，各用户使用的频率，在任 一时刻都不相同 (或相同的频率非常小 。(如图13 图1.3 FH-CDMA 示意图 Fig.1.3 FH-CDMA schematic 在DSCDMA 系统中，所有用户工作在相同的中心频率上，输入数据序列与PN序列 相乘得到宽带信号。不同的用户(或信道 使用不同的 PN序列。这些 PN序列 (或码字 相互 正交，从而可像 FDMA

10、 和1DMA 系统中利用频率和时隙区分不同用户一样，利用PN序列 (或码字 来区分不同的用户。 (如图14 图1.4 DS-CDMA 示意图 个人资料整理仅限学习使用 Fig.1.4 DS-CDMA schematic CDMA 系统概念 在CDMA 通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区 分的，而是用各不相同的编码序列来区分的。换句话说，是靠信号的不同波形来区分的。 如果从频域或时域来观察，多个CDMA 信号是互相重叠的，接收机用相关器可以在多个 CDMA 信号中选出其中使用预定码型的信号。 在CDMA 通信系统中，用户之间的信息传输也是由基站进行转发和控制的。为

11、了实现 双工通信，正向传输和反向传输可以使用不同的频率，即通常所谓的频分双工(FDD；也 可以用不同的时隙，即通常的时分双工(TDD。无论正向传输还是反向传输，除去传输业 务信息外，还必须传输相应的控制信息。为了传送不同的控制信息，需要设置不同的控制 信道。但是 CDMA 通信系统既不分频道也不分时隙，无论传送任何信息的信道，都靠采用 不同的码型来区分。 信号经编码交织后，经调制，再由高码率的扩频序列去扩展信号的频谱。由于CDMA 所有的呼叫都使用相同的频谱，大量的CDMA 信号共用一个频谱。如果在时域或频域中观 察CDMA 信号，其多址联接的信号似乎相互重叠在一起的。在接收端，信号在接收机中

12、被 相关器 (亦称Rake接收机 分开相关器只接收来自特定二元序列的信号能量，并压缩频谱， 而其他用户的信号由于代码不匹配，没有压缩带宽而变成噪声。有用信号经过相关器后通 过数字窄带滤波器，经解码去交织后变成96kbs数字信号。 (如图15 图1.5 CDMA 概念示意图 Fig.1.5 CDMA concept schematic CDMA 系统网络结构 CDMA 系统和 GSM系统的运行环境、业务要求和控制功能基本上都是相同的，因此它们的 网络结构也是大同小异的。其基本组成部分包括移动台、基站、移动交换中心、操作维护 中心以及各种类型的数据库等。只要功能齐全，接口统一，这些组成部分允许有不

13、同的配 置方法，也可以用不同的名称。CDMA 系统和TDMA 系统的重要差异在于无限信道的构 成，以及与之有关的无线接口和无线设备，当然也包括不同系统独有的特殊控制功能。 (见附录 2 个人资料整理仅限学习使用 三、系统参数 见表1.1 第二节 系统的容量 一、容量大小的比较 载干比 CI与系统容量 通信质量的指标可用载干比(载波一千扰比 CI来度量。模拟系统接收端射频的CI 与基带 SN密切相关，而 SN决定着语音质量。在数字系统中，CI是与基带 EIo密 切相关，且有 式中E是每比特的能量； Io是每赫兹的干扰功率； R是每秒的比特数； B是以赫 兹为单位的射频信道带宽。对于TDMA 来说

14、，若 RB，且EIo1时，则 Cl1： 对于CDMA 来说， BR，并且多地址码间干扰的结果，将会使CI。它与信道的载频间隔、每载频的时隙数、频率资源和频率复 用方式、基站设置方式等有关。目前通常用无线容量m来表示系统容量，对于移动通信业 务区，无线容量 m是衡量无线系统频谱效率的参数，这一参数取决于所需的载干比CI和 信道带宽 B。 蜂窝系统的无线容量可定义为 式中，为无线容量，单位为信道小区：Bt为分配给系统的总的频谱；B为信道 带宽； N为频率重用的小区数。 GSM的系统容量 同频干扰是蜂窝系统容量的制约因素。因为TDMA 中的时隙只能指配给一个呼叫，在 此期间是不允许其他呼叫共享该时隙

15、的。同信道干扰来自于距离Ds=QR的同频小区。假设 在6个同信道干扰源的最恶劣的环境，路径损耗按4次方规律考虑，可得到以小区为单位的 无线容量 m，对于TDMA 蜂窝系统容量可表示为 式中， Bt为发送或接收的系统总带宽；B为信道带宽或等效信道带宽；M=(BtB 为总信道数或总等效信道数；K为区群所含的小区数目；(CIs为每信道 (每信道或每时 隙所需最小载干比。 CDMA 蜂窝系统的容量 CDMA 系统的容量是干扰受限的，其容量与其用户产生的干扰密切相关。因此干扰的 减少将导致 CDMA 容量的线性增加。如图 16所示信噪比与基站的负载成反比关系。 图1.6 信噪比与基站负载关系 Fig.1

16、.6 Required SNR per user as function ofcell loading 决定CDMA 数字蜂窝系统的主要参数是：处理增益、ENo、语音负载周期、频率 个人资料整理仅限学习使用 再用效率，以及基站天线扇区数。 若不考虑蜂窝系统的特点，只考虑一般扩频系统，接收信号的载干比可以写成 式中， E为信息的比特能量； R为信息的比特速率； No为干扰的功率谱密度； w 为总频带宽度 (即CDMA 信号所占的频谱宽度 ；E悄。类似于通常所谓的归一化信噪 比，其取值决定于系统对误比特率或语音质量的要求，并与系统的调制方式和编码方式有 关；WR为系统的处理增益”。 若m个用户共用

17、一个无线信道，显然每一个用户的信号都受到其他旷1个用户信号的 干扰。假设到达一个接收机的信号强度和各干扰强度都相等，则载干比为 或 即 式中没有考虑在扩频带宽中的背景热噪声q，如果把 II考虑进去，则能够接入此系统的 用户数可表示为 结果表明，在误比特一定的条件下，降低热噪声功率，减小归一化信噪比，增大系统 的处理增益都将有利于提高系统的容量。 应该注意这里的假定条件，所谓到达接收机的信号强度和各个干扰强度都一样，对应 该注意这里的假定条件，所谓到达接收机的信号强度和各个干扰强度都一样，对单一小区 (没有临近小区的干扰 而言，在正向传输时，不加功率控制即可满足；但在反向传输时， 各移动台向基站

18、发送的信号必须进行理想的功率控制才能满足。其次应根据CDMA 蜂窝通 信系统的特点对这里得到的公式进行修正。 采用语音激活技术提高系统容量在典型全双工通话中，每次通话中语音存在时间小 于35，即语音的激活期 (占空比 d通常小于 35。如果在语音停顿时停止信号发射，对 CDMA 系统而言，直接减少对其他用户的干扰，即其他用户受到的干扰会相应的平均减 65，从而系统容量提高到原来的id=268倍。TDMA 系统也能利用这种话音特性，实 现信道的动态分配，以获得不同程度的动态提高。不过做到这一点，其必须增加额外的控 制开销，而且要实现信道的动态分配，还必须会带来时间延迟，而CDMA 蜂窝系统获得这

19、 种好处是非常容易的。为此CDMA 系统的容量公式被修正为 个人资料整理仅限学习使用 当用户数目庞大并且系统是干扰受限而不是噪声受限时，用户数可表示为 利用扇区划分提高系统容量CDMA 小区扇区化有很好的扩充作用。利用120度扇区 覆盖的定向天线把一个蜂窝小区划分为3个扇区时，处于每个扇区中的移动用户是该蜂窝 的13，相应的各用户之间的多址干扰分量也就减少为原来的13，从而系统容量将增加 约3倍(实际上由于相邻覆盖区之闯有重叠，一般到G=2。55倍左右 。GSM蜂窝系统利用 扇形分区也可以减小来自共道小区的共道干扰，从而减小共道再用距离，以提高系统容 量，但达不到像 CDMA 蜂窝系统那样，分

20、成三个扇区系统容量增大3倍的效果。为此 CDMA 系统容量公式又被修正为 式中， G为扇区分区系数。 频率复用在 CDMA 系统中，所有用户共享一个无线频率，即若干个小区内的基站和 移动台都工作在相同的频率上。因此任一小区的移动台都会受到相邻小区基站的干扰，任 一小区的基站也会相邻小区移动台的干扰。这些干扰的存在必然会影响系统的容量。其中 任一小区的移动台对相邻小区基站(反向信道 的干扰量和任意小区的基站对相邻小区移动 台(正向信道 的总干扰量是不同的，对系统容量的影响也有很多别。对于反向信道，因为 相邻小区基站中的移动台功率受控而不断调整，对被干扰小区基站的干扰不易计算，只能 从概率上计算出

21、平均值的下限。然而理论分析表明，假设各小区的用户数为M，M个用户 同时发射信号，正向信道和反向信道的干扰总量对容量的影响大致相等。因而在考虑临近 蜂窝小区的干扰对系统容量的影响时，一般按正向信道计算。 对于正向信道，在一个蜂窝小区内，基站不断的向移动台发送信号，移动台在接收它 自己所需的信号时，也接收到基站发给其他移动台的信号，而这些信号对它所需的信号将 形成干扰。当系统采用正向功率控制技术时，由于路径传播损耗的原因，位于靠近基站的 移动台，受到本小区基站发射的信号干扰比距离远的移动台要大，但受到相邻小区基站的 干扰较小；位于小区边缘的移动台，受到本小区基站发射的信号干扰要比距离近的移动台 要

22、小，但受到相邻小区基站的干扰较大。移动台最不利的位置是处于3个小区交界的地 方。 假设各小区中同时通信的用户数是M，即各小区的基站同时向 M个用户发送信号，理 论分析表明，在采用功率控制时，每个小区同时通信的用户数将下降到原来的60。此时 CDMA 系统的容量公式再次被修正为 (5两种系统容量的比较 个人资料整理仅限学习使用 GSM系统：设分配给系统的总带宽Bt=125姗z：载频间隔 Bc=200kI-Iz；每载频时隙 数为8；频率重用的小区数 N=4，则系统容量 CDMA 系统：设分配给系统的总频宽Bt=125Mllz ：语音编码速率 Rb=96kbits； 语音占空比 d=O35；扇形分区

23、系数 G=255：信道复用效率 F=O6：归一化信噪比 Eb No=7dB，则系统容量 结论： m(CDMA 9m(GSM 即在总带宽为 125MHZ时，CDMA 数字蜂窝移动通信系统的容量约是数字时分GSM 系统容量的 9倍。需要说明的是以上的比较中CDMA 系统容量是理论值，即是在假设 CDMA 系统的功率控制是理想的条件下得出的。实际的CDMA 系统的容量比理论值有所下 降，其下降多少将随着功率控制精度的高低而变化。另外CDMA 系统容量的计与某些参数 的选取有关，对于不同的参数值得出的系统容量也有所不同。 二、系统容量配置的灵活性 CDMA 蜂窝系统的全部用户共享个无线信道，用户信号的

24、区分只靠所有码型的不 同，用户数的增加相当于背景噪声的增加，但对用户数并无限制，因此当蜂窝系统的负荷 满载时，另外增加用户只会引起话音质量的轻微下降(或者说信干比稍微降低 ，而不会出 现阻塞现象。另外，多小区之间可根据话务量和干扰情况自动均衡。这一特点与CDMA 的 机理有关。 CDMA 是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同的带宽和频率。CDMA 蜂窝 系统的这种特性，使系统容量和用户数之间存在一种“软”的关系。在业务高峰期间，可 以稍微降低系统的误码性能，以适应增多系统的用户数目，即在短时间内提供稍多的可用 信道数。举例来说，如规定可同时工作的用户数目为50个，当 52个用户同时通话时，信

25、干 比仅为 1019(5250=017dB这就是说， CDMA 蜂窝通信系统具有“软容量”特性，或 者说“软过载”特性。 在TDMA 蜂窝系统中，在全部时隙被占满以后，哪怕只增加一个用户也没有可能。 17 G网和C网其它方面的性能比较 第三节 C网和 G网性能比较 一、覆盖范围 GSM的爱尔兰容量主要有两方面限制：一是可用话音信道数；二是每基站最小可接受 的CI(载干比 。GSM小区半径随着实际话务信道的增加而减少。而CDMA 的爱尔兰容量 只受限用户单元的最大发射功率。当然，随着用户数的增加，所有用户的C，I(载干比 亦 增加，小区覆盖范围随之缩小，在这点上，对GSM及CDMA 而言是相似的

26、。 然而， CDMA 在频谱效率方面显著优于 GSM系统。在特定的阻塞率下，CDMA 可提供 的话音信道数量远高于 GSM系统，每基站所能承受的话务量也远高于GSM。在CDMA 个人资料整理仅限学习使用 中，当信道不传送话音信号时可降低话音传输速率，从而减小其他用户的干扰(这一技术 称为话音激活探测 ，而GSM由于话音暂时停顿，重新分配信道时会引起时延，因而很难 用话音激活探测技术。正因如此，CDMA 的容量较 GSM又可得到较大增加。 另外，由于 CDMA 采用了软切换及功率控制技术亦使系统容量得到很大增加。综上所 述，在特定负荷网络中，CDMA 的小区覆盖范围将显著优于GSM系统，在同一地

27、区、同等 用户量及话务量前提下，CDMA 的基站数量将明显减小，据理论计算，在不考虑高层建筑 物阻挡或其他屏蔽因素时，CDMA 基站可比 GSM基站减少 80；在考虑高层建筑物等因素 时，CDMA 基站数量也可明显减少，约可降到GSM基站数的 30。 二、工程实施 由于GSM屏弃了原有模拟蜂窝移动通信系统的设计，与模拟系统绝不兼容，因此，在 工程实施时与模拟蜂窝一样，需经历从无到有、从小到大的发展过程。在已有模拟网中， 数字网覆盖不到的地域，数字移动用户仍无法通信。即使已拥有庞大的模拟蜂窝系统，仍 需重复投入巨额资金，重新组织无线网络。 与模拟网相似， GSM也需建设众多的基站，以覆盖范围及容

28、量。但GSM系统频率重 复使用频次较模拟系统高，频率规划相对简单，便于工程设计，加之设备功耗低、体积 小、重量轻，给站址选择、设备安装带来方便。 与GSM系统不同， CDMA 具有模数兼容的特性，采用CDMA 方式实现由模拟向数字网 过渡时，可先在已有模拟频段中辟出一频段开设CDMA ，而无需重新组网。 由于CDMA 各小区间可同频复用，因而工程设计简化，相对模拟系统及GSM系统在覆 盖同等地区时，所需基站数极少，因而选择站址方便，工程投资省，网络建成后设备维护 量减少。另外， CDMA 设备功耗低、体积小、重量轻，也给工程实施带来了方便。 当然，在工程实际实施时，考虑到现有模拟系统与CDMA

29、 的相互干扰、 CDMA 移动台 在两系统中的切换因素，仍有许多技术细节须仔细考虑。 三、数据传输方式及速率 传统的 GSM系统基于电路交换技术，每个TDMA 时隙只能提供 96 kbs的数据传输 速率。随着高速无线数据业务的增长，GSM推出了 GPRS，即通用分组无线业务 (G蝴al Packct Radio Service ，它突破了 G跚网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的 功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并 不大，但得到的用户数据速率却相当可观。而对于CDMA 系统，其数据传输速率随其发展 而不断提高。本章主要介绍基于GSM系统的

30、GPRS及CDMA 系统的数据传输方式和传输速 率。 (1GPI 塔简介 GPRS(General Packet Radio Service 是一种以全球手机系统 (GSM为基础的数据传输 技术，可说是 GSM的延续。 GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包(Packet 式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理 论上较为便宜。 GPRS的另一个特点，就是其传输速率可提升至56甚至114Kbps。而且，因 为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。如此， 使用者既可联机上网，参加视讯会议等互动传播，而且在同一个视讯网

31、络上(斟的使用 者，甚至可以无需通过拨号上网，而持续与网络连接。GPRS是基于 GSM，并且能完成现 有的一些服务，例如：蜂窝电话电路交换(circuit-switched连接和短消息服务 (GSM。 GPRS将完善 Bluetooth技术(成为一种标准，代替现有的有线和无线连接技术。另外 对于Internet协议汩 ，GPRS支持X25(一种基于包的协议，主要在欧洲地区广泛应用。 GPRS要逐渐迈向高性能数据 GSM环境(EnhancedDataGSMEenvironment,EDGE 和通用移动 个人资料整理仅限学习使用 电话服务 (Universal Mobile Telephone S

32、ervice,UMTS。 相对原来 GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有高 速和”永远在线的优点。 极速传送，移动新干线 电路交换数据业务，速率为每秒96K比特，因此电路交换数据业务(简称CSD与PRS的 关系就像是 96K猫和336K、56K猫的区别一样， GPRS的最高速率可达每秒 115K比 特。 永远在线、轻松方便、我行我速除了速度上的优势，GPRS还有4永远在线的特 点，即用户随时与网络保持联系举个例子，用户访问互联网时，点击一个超级链接，手机 就在无线信道上发送和接受数据，主页下载到本地后，没有数据传送，手机就进入一种 准休眠”状态，手机释放所用的无

33、线频道给其他用户使用，这时网络与用户之间还保持一 种逻辑上的连接，当用户再次点击，手机立即向网络请求无线频道用来传送数据，而不像 普通拨号上网那样断线后还得重新拨号才能上网冲浪。 (2CDMA 系统的数据传输方式及速率对于CDMA 系统， 1995年5月美国 TIA 正式颁布 了CDMA (N-CDMA 标准，它是 IS-95的修订本 (增强型 ，简称 IS-95A，基于电路型交 换，数据传输速率为 96kbs。 为了满足更高比特数据速率的要求，1998年推出了 IS-95B标准，该标准也是基于电 路型交换，允许 8个业务信道组合在一起，数据传输速率理论上高达1152 kbs，实际可 达64

34、kbs。IS-95标准支持高级的数据接入协议，如TCP等，为 Interact的接入提供高速、 灵活、方便的服务。 CDMA2000是美国向 11u提出的第三代移动通信空中接口标准的建议，是IS一95标准 向第三代演进的技术体制方案，是一种宽带CDMA 技术。 CDMA2000 室内最高传输速率为 2Mbs以上，步行环境时为 384 kbs，车载环境时为 144 kbs以上。 CDMA2000 系统一 个载波的宽度为 125MHz，如果系统分别独立使用每个载波，则被称为lX系统；如果系 统将3个载波捆绑使用，则叫做 3x系统。 CDMA2000 lX 是指CDMA2000的第一个阶段 (速率高

35、于 IS-95，低于 2Mbs，可以支 持3072 kbs的数据传输，网络部分引入了分组交换，支持移动IP业务。 CDMA2000 1x 目前已经在韩国开始商用，中国联通也于2003年3月底正式开始开通 CDMA 2000 1X 业 务，这为 IS一95体制的 2G系统向 3G系统的过渡迈出了稳健的一步。CDMA2000 3X 就是采 用扩频速率 SR3(记为3X的CDMA2000系统。它与 CDMA2000 1X 的主要区别是前向 CDMA 信道采用了 3载波的多载波 (MC调制方式，每个载波均采用122882Mbs直序列 扩频， CDMA2000 IX 则采用单载波方式。 CDMA2000

36、 3X 的反向信道则采用码片速率为368642Mbs的直接扩频，因此 CDMA2000 3X 的信道带宽为 3752Mbs，最大用户比特速率为 10368MbS的直接扩 频。因此它的优势在于能提供更高的速率数据，但占用的频谱资源也较宽，在较长时间内 设备制造商和运营商都暂未考虑CDMA2000 3X ，转而考虑 CDMA2000 1X EV 。 CDMA2000 1X EV 是一种依托在 CDMA2000 lX 基础上的增强型 3G系统，能在 125Mbs 内提供 22Mbs以上的数据业务，是 CDMA2000 1X 的边缘技术。 3GPP已经开始制定 CDMA2000 1i EV 的技术标准

37、，其中用高通公司技术的称为HDR，用摩托罗拉和诺基亚公 司联合开发的技术称为 1X TRBME ，中国的 LA$CDMA 也属此列。 LASCDMA 是大区 域同步码分多址接入技术，它通过建立“零干扰窗口”将传统的多址干扰降低至理想的程 度，能够在 16MHz的带宽上实现上行 64 kbs、下行 384 kbs的数据传输速率。 CDMA2000 1X EV 又分为 CDMA2000 IX EV DO和CDMA2000 IX EV DV。现阶段 正在实验的是 CDMA2000 1X EV DV，它以高速分组数据通信为目的，不支持语音。除 基站信号处理部分及用户手持终端不同外，它能与CDMA200

38、0 1X 共享原有的系统资源， 个人资料整理仅限学习使用 在CDMA2000 IX 网中使用独立的载波，前向信道最高传输速率可以达到24 Mbs，总 吞吐量约达到 550 kbs，反向链路上也可提供 1536 kbs的数据业务。其它特性还有支 持非对称数据传输、时分复用、没有功率控制、不使用软切换等，能很好地支持高速分组 业务，适用与移动 IP。CDMA2000 1XEV DV标准目前正在制定中，它将在一个载波中同 时支持语音和数据，其最高传输速率超过5M bs。 第二章 第二代移动通信系统向第三代移动通信系 统的过渡 第一节 通信系统的过渡 第二代移动通信系统在全世界已经具有相当大的规模，现

39、在仍以较快的速度发展。即 使在第三代移动通信的初级阶段，大约2018年以前，移动通信还是以语音业务为主。所以 无论从技术还是经济方面来看，移动通信的运营商不可能抛弃现有的2G网络，去独立的 建设一个 3G系统，而是要求 2G必须能够与新建的 3G系统在较长的一段时间内同时存在， 互联互通。随着高速数据、邛和多媒体业务的扩展，逐步由第二代移动通信平滑演进到第 三代移动通信系统。 第二代系统向第三代系统发展和过渡的目标是确保第二代系统中对GSM或者ANSI-41 核心网络方面的逐步投资，同时依靠现有的基础设施，并确保第二代系统向第三代系统的 迁移和双向模式终端的转换。 GSM系统在向第三代系统演进

40、的过程中，无线接入网络将采用WCDMA 标准技术，这 与基于 TDMA 的GSM网络相比，是一个革命性的变化。而在网络部分则采用演进的方式逐 渐提高现有 GSM的传输带宽。在演进的第一阶段采用GPRS技术将实现超过 100kbits的数 据速率；第二阶段将采用EDGE(增强数据数率应用 技术可实现超过 384kbits的数据速 率，然后过渡到 WCDMA 系统。与 GSM系统相比，窄带 CDMA 系统无论是在尤线还是 9吲 络部分向第三代系统过渡时，都将采用演进的方式。cdma2000一lx是cdma2000 的第一阶 段，网络部分在窄带 CDMA 的基础上，保持电路交换支持语音业务、引入分组

41、交换方式支 持数据业务。为了在 cdma20001x基础上进一步增强能力，地区标准化组织3GPP2 已开始 制定支持速率高于 2Mbitscdma2000 一lx演进方案。 从以上分析中可见在从第二代移动通信系统向第三代过渡的过程中，GSM系统比 CDMA 系统的演进过程相对复杂，难度较大。 第三章 GSM 网络优化 第一节 概述 目前，移动通信 GSM网络已经进入成熟期，设备的性能故障逐渐减少，质量、成本和 服务越来越受到关注。与此同时，向第三代通信网络的演进已经启动，GSM网络的过度投 资将大大增加成本风险。对网络资源配置进行评估和优化，提升网络服务能力和服务质 量，已经成为提高核心竞争力

42、的重要手段，网络资源的利用率正在成为网络低成本运行的 个人资料整理仅限学习使用 关键指标。 近年来，我国移动通信事业的发展速度惊人，移动网络始终处于大规模建设状态，用 户数量的增加往往超出了专家的预计。在市场竞争的驱动下，移动网络不断扩容，网络规 划不断调整，一期工程还未完成，新的一期建设又已启动，导致工程存在重叠现象。由于 网络始终处于建设阶段，而没有一个相对稳定的时间进行优化，改进网络的规划和管理工 作，从而影响到网络的运营质量、工作效率和服务水平。另外，在进行GSM网络建设的过 程中，一直存在着建设周期较短、网络变动频繁的特点。建设间除了大规模的扩容外，还 有许多小规模的扩容、调整和升级

43、等工程。常常是工程结束后会遗留较多的问题，需要网 络优化来解决。因此，改善网络通信质量，保证网络的正常运行和安全，成为一项重要的 课题。 第二节 某地G网优化简介 某公司结合当地 GSM网正在进行的第十期扩容工程建设对当地G网进行了优化。工程 中，当地业务区在 MSC2上扩容 20万门。工程完成后，当地业务区交换总容量达到26万 门。当地业务区共新建 1个BSC，17个基站，新建站载频 89个；扩容 137个基站，扩容站新 增载频 305个；新增设计承载话务量10541Erl；新增设计承载无线容量 68万户。 个人资料整理仅限学习使用 图31网络优化流程图 Fig31 Network opti

44、mization flowchart 第三节 GSM移动通信系统简介 当地业务区 MSClGMSCl、MSC2GMSC2与某市的一对 TMSClTMSc2之间设置 基于电路，并由 TMSCl仃Msc2负责兴当地业务区移动用户的区内区际长途话务的转接。 当地业务区 MSClGMSCl、MSC2GMSC2与某市 SMC之间设置直联信令链路，并 分别与电信关口局、网通关口局、联通关口局和铁通关口局设置直联信令链路。兴安盟 MSClGMSCl、MSC2GSMC2与呼和浩特一对 HSTPLSTP设置准直联信令链路，由 HSTPLSTP负责该市业务区移动用户的区内区际信令业务的转接。兴安盟业务区的用户 数

45、据由锡盟 m，RAUC负责存储和管理。 对当地 G网优化采用常用的优化方法，通过分析参数配置、OMC话务统计报告和路测 结果，掌握网络的实际运行情况，再通过对频率计划、小区参数的调整达到均衡话务抑制 个人资料整理仅限学习使用 干扰的目的，从而实现了G网的优化。当地 G网经过优化，已经能够满足现有用户的业务 发展要求。 第四节某市GSM 网络优化方案 作者会同某省联通公司结合GSM网优化工程建设，对某市G网进行了优化。由于本市 位于经济增长较快的呼包鄂金三角地区，移动用户增长较快，网络建设和优化工程需尽快 实旌，以满足不断增长的用户需求。为详细介绍GSM网络优化需考虑的手段和方案，下面 对其GS

46、M网络优化工作作全面介绍。 这个地区，伴随移动网络用户的迅猛增长，GSM网络的质量问题也迅速凸显，主要是 网络性能下降明显改善，具体表现在网络的掉话率、拥塞率上升，切换成功率、接通率下 降等。为了解决这些问题，我们主动提出优化方案，对鄂尔多斯联通GSM网络进行了调整 和优化。下面介绍我们的工作内容和优化结果。 一、数据采集 网络优化是在系统正常运行状态下对系统的全方位调整，因此在实施优化前对采集到的系 统运行数据进行全面的掌握、分析必不可少。某市GSM网的数据主要是通过 OMC和路测 进行采集。其中， OMC包含各种小区参数设置和话务统计数据；路测则通过模仿用户的 实际使用情况，得到各小区场强

47、分布、载干比、话音质量等现场数据。 (1OMC数据采集 BSC参数设置 BSC数据管理系统包含各种软、硬件参数设置； 单板、中继、信令； 基站数、每个基站的小区结构和话音信道数； 基站的 BSIC、小区号、小区系统类型、信道类型； 小区的 GCI、BCCH载频号、小区载频数及跳频方式；邻区关系定义； 小区内相关参数设置 (系统消息数据、功率控制数据、切换数据等。 话务统计数据 OMC话务统计数据是了解网络性能指标的一个重要途径，反映了无 线网络的实际运行状态。它包含了BSC整体性能测量、 CPU运转情况、小区 TCH性能测 量、小区 SDCCH性能测量、小区 PCHAGCH性能测量、功率控制性

48、能测量、小区间和小 区内的切换性能测量等。其中最常用的有小区TCH(SDCCH性能测量。 TCH性能测量包括小区内 TCH信道的配置数日、可用数目、TCH处于忙状态的平均数 目和峰值数目、在各个干扰带中的空闲TCH平均数日、因各种原因引发的占用请求、失 败、掉话次数等。 经过该项统计，可以分析出小区的载频数配置是否合理、是否拥塞、实际干扰环境， 从而找出发生掉话的原因和场所。小区SDCCH性能统计与 TCH性能统计类似。小区间 (小 区内切换性能测量提供了小区间(小区内 切换的各种信息，包括各类切换的请求和失败 次数，小区间切入、切出的请求次数等。 切换性能的统计结果反映了小区内、小区间以及B

49、SC、MSC控制的越区切换详细信 息。由此可以找出切换过程中的异常情况并结合切换原因分析报告查明切换不正常和切换 掉话等原因。从而对 BSC内设置的切换参数进行调整。 个人资料整理仅限学习使用 (2测试数据采集 网络优化人员根据话务统计分析的结果和用户投诉情况进行路测，并将测试手机的测 试记录通过测试设备存入电脑进行分析。路测采集的数据包括：测试路线区域内各个基站 的位置、基站闻的距离、各频点的场强分布、接收信号电平和质量、Layer3消息的解码数 据、6个邻小区状况、覆盖和切换情况、测试路线的地理位置信息等。通过路测数据可以 判断无线小区的实际覆盖范围及干扰区，分析干扰源；观察信令接续过程，检查邻区关系 和切换参数；验证天馈系统实际安装情况；利用MAl0 、K1205等信令分析仪可以采集和分 析Abs口数据、 A接口数据、网络的上行信号数据，并与路测得到的下行信号对比，从而 全面了解网络状态。这样，各小区掉话、切换等事件发生的主要原因和场所