WCDMA网络优化基本方法

通信管理与技术
1WCDMA技术简介
1.1国际主流3G标准
第三代移动通信技术(3rd-generation，3G)是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。

3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。

目前3G存在4种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA和WiMAX。

1.2WCDMA简介
WCDMA全称为WidebandCDMA，也称为CDMADirect-Spread，也就是宽频分码多重存取，是基于传统的GSM网发展出来的第三代移动通信技术规范，由欧洲首先提出。

WCDMA 的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，包括欧美的Ericsson、Alcatel、Nokia、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。

该标准提出了GSM(2G)-GPRSEDGE-WCDMA (3G)的演进策略。

这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。

WCDMA已是当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种3G标准，已有538个WCDMA运营商在246个国家和地区开通了WCDMA网络，占据全球80%以上市场份额。

目前WCDMA有Release99、Release4、Release5、Release6等版本。

中国联通采用的此种3G通讯标准。

在中国的频段为1940MHz～1955MHz(上行)、2130MHz～2145MHz (下行)。

目前全球WCDMA基本专利掌握在约27家外国公司手中，其中高通公司、Ericsson、Nokia拥有大部分专利，另外Motorola、NTT、Lucent、InterDigital等公司也都拥有WCDMA 的部分基本专利，内容涉及扩频通信等WCDMA系统无法跨越的核心技术。

1.3WCDMA技术体制
核心网基于GSM/GPRS网络的演进，保持与GSM/GPRS网络的兼容性。

核心网络可以基于TDMATM和IP技术，并向全IP的网络结构演进。

核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分，分别完成电路型业务和分组型业务。

UTRAN基于ATM技术统一处理语音和分组业务，并向IP方向发展。

MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心，空中接口特性如下：
(1)空中接口：采用WCDMA；
(3)码片速率：3.84Mcps；
(4)语音编码：AMR语音编码；
(5)同步方式：支持同步/异步基站运营模式；
(6)功率控制：上下行闭环加外环功率控制方式；
(7)发射分集方式：下行包括开环发射分集和闭环发射分集，提高UE的接收性能，开环发射分集又包括空时发射分集STTD
王怀宇
(中国联合网络通信有限公司黑龙江省分公司，哈尔滨150001)
摘要关键词：
：
当前3G业务迅速发展导致无线资源日益紧张，如何在低硬件投入的情况下，通过系统参数优化有
效缓解乃至解决各种无线资源拥塞是WCDMA网络优化面临的主要问题。

主要介绍了WCDMA的
主要技术；介绍了WCDMA网络优化的目的、难点和主要思路。

WCDMA；软切换；网络优化；参数优化
中图分类号：TN929.536文献标识码：B文章编号：1672-6200(2012)06-0026-03
2012年12月第6期
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(SpaceTimeTransmitDiversity)和时分发射分集(TSTD TimeSwitched TransmitDiversity)；而闭环发射分集也包括两种模式，发射分集是可选项；
(8)解调方式：导频辅助的相干解调方式提高解调性能；
(9)编码方式：卷积码和Turbo码的编码方式；
(10)调制方式：上行BPSK和下行QPSK调制方式。

1.4WCDMA系统关键技术
1.4.1无线信道编码
信号在传输的过程中，由于信道内部存在噪声或者衰落等原因，使数据流中产生误码，为了提高通信的可靠性和安全性，对可能出现的差错进行有效地控制，就需要采用信道编码技术。

所谓信道编码技术，就是对数据信息增加一些冗余信息，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免信号传送中误码的发生。

误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。

这种通过添加冗余信息的编码技术虽然降低了误码率，但是在一定程度上牺牲了部分传输带宽。

1.4.2分集技术
在通信系统中，由于从发射端到接收端的信号要经过各种复杂的地理环境，以至于从发射端发出的信号经过发射，折射，散射等多种传播路径后，到达接收端的信号往往是幅度和相位各不相同的多个信号的叠加，使得接收到的信号出现严重的衰落变化，以至于不能通信。

分集技术是用来补偿衰落信道损耗的，它通常利用无线传播环境中同一信号的独立样本之间不相关的特点，使用一定的信号合并技术改善接收信号，来抵抗衰落引起的不良影响。

分集技术包括两重含义：一是分散传输,使接收机能够获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号；二是集中处理,即把接收机收到的多个统计独立的衰落信号进行合并以降低衰落的影响。

常用的分集方式有空间分集、频率分集、角度分集和极化分集等。

1.4.3软切换
WCDMA是频分复用系统，相邻小区之间可以使用相同的频率。

同时，在接收端采用了分集接收技术，为移动台同时与多个基站进行通信创造了条件。

在这种条件下，移动台在多个基站小区之间进行切换时，就可以采用软切换技术。

所谓软切换技术，是指在切换过程中，移动用户与原基站和新基站都保持通信链路，只有当移动台在新的小区建立稳定通信后，才断开与原基站的联系。

在发生切换时，只需要改变相应的扩频码，从而可以有效地提高切换的通话质量。

更软切换是在同小区(BTS)两条不同的信号之间进行的切换。

无论软切换还是更软切换，都是为了实现移动服务的连续性提高用户的主观满意度。

与硬切换的区别：软切换为先切后断，硬切换为先断后切。

值得注意的是，不论是软切换还是更软切换在一定程度上占用了更多的系统资源。

1.4.4功率控制
所谓功率控制是指为了使小区内所有移动台到达基站时的信号电平基本维持在相等水平、通信质量维持在一个可接收水平，对移动台功率进行的控制。

在一个小区范围内，不同的移动终端用户距离基站的距离是不一样的。

在上行链路中，如果不同的终端以相同的功率发射信号到基站，由于有的终端距离基站远，有的终端距离基站的距离比较近。

因此，从终端发射的信号经过不同的路径到达基站后的强度是不一样的。

基站处收到的信号强度的差别可以达到30～70dB，信号弱的用户的信号完全有可能被信号强的用户信号淹没，从而造成较远距离的用户完不成通信过程，这就是所谓的“远近效应”。

“远近效应”严重地影响了系统的容量，同时，由于在WCDMA系统中，所有终端都是使用相同的频率，基站只依靠各自的扩频码来区分它们，这就大大增加了出现“远近效应”的可能性。

WCDMA功率控制技术的目的就是有效地克服远近效应在保证用户要求的QoS的前提下最大程度降低发射功率，减少系统干扰从而增加系统容量。

2WCDMA的网络优化
WCDMA网络质量提升需要有合理的优化顺序和良好的优化方法，需要着眼于全网，区分不同场景，关注具体业务，按照一定的顺序开展优化工作。

而不能只着眼于单个网络指标或业务质量上的问题点，对天馈系统、网络参数、业务资源随意调整，否则可能的结果是消灭一个问题带出另外问题。

2.1WCDMA网络优化的目的
(1)从运营商方面考虑，在现有的网络投资资源条件下，如何能合理配置网络的各项硬件或软件资源，以提高设备利用效率，令其发挥出最大的效能，达到网络性能质量最优化的目的。

(2)从客户满意度方面考虑，满足用户对于网络覆盖连续性和服务质量稳定性方面要求，改善掉话率、接通率等直接影响用户主观感受的关键指标，提供更加稳定、优质、可靠的网络服务。

2.2WCDMA网络优化的难点
(1)干扰问题是WCDMA网络的最重要的一个难题，因此要减弱干扰对WCDMA网络的影响，要对其干扰进行控制。

对WCDMA网络优化首先要对干扰余量进行恰当的设置。

(2)WCDMA网络存在的另一个问题是呼吸效应。

也就是说，随着一定区域内用户数量的增加以及网络使用率的提高，其覆盖范围也会随之减小。

虽然呼吸效应在WCDMA中已经比GSM弱得多，但是在进行WCDMA网络设置中，依然要将网络的容量和覆盖综合起来进行规划，在两者之间找到一个平衡点，从而达
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第6期王怀宇：WCDMA网络优化基本方法◆技术论坛◆
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到容量和覆盖的最优。

(3)WCDMA引入了软切换技术和更软切换技术。

软切换降低了掉线率，提高了通讯质量，但是随之降低了通信容量。

在设置软切换因子时一方面保证通信的质量，另一方面要保证通信容量，所以平衡考虑各种因素，设置恰当的软切换因子。

(4)WCDMA网络中的上行链路和下行链路是非对称的，所以在容量规划之前要分析小区的主要业务类型，分析上行链路和下行链路所占据的比重。

2.3WCDMA的优化方法
2.3.1全网RF覆盖基础优化
射频(RF)优化是无线射频信号的优化，其目的是在优化网络覆盖的同时保证良好的接收质量，同时网络和相邻小区具备良好的关系，目的是在优化信号覆盖的同时对切换关系进行梳理，提高切换成功率，保证下一步业务。

全网无线覆盖优化是着眼于全网基础性的工作，是整个网络优化的基础。

首先，通过SCANER扫频测试及终端空闲态测试，发现弱覆盖、过覆盖、干扰、Ec/Io差、邻区漏配、导频污染等问题，查找需要补建的关键站点。

然后开展语音和视频业务测试，进一步查找业务状态下覆盖弱、Ec/Io差、BLER差、导频污染等问题区域，同时处理掉话、未接通等异常事件。

通过扫频测试及业务测试，对发现的弱覆盖、越区覆盖、无主服务导频、外界干扰等问题，根据发现的问题调整天线倾角、方位角、功率、频点等方法解决。

这一阶段主要工作是根据覆盖目标区域，构建完整合理的无线蜂窝网络，使小区信号满足强度和质量要求，并提高小区覆盖的合理性，保证相应路段或区域由规划的主小区以良好的强度和质量进行覆盖，相邻小区重叠区设置合理，避免各小区之间杂乱、重叠和激活集频繁更新，将软切换比例控制在30%左右，尽可能地提高网络Ec/Io，消除网内外干扰。

2.3.2提升全网性能的参数优化
完成全网性的RF基础优化工作后，小区的设置就完成了。

针对全网覆盖情况，综合考虑语音、视频、HSDPA、HSUPA等各种业务的接入、切换、掉话、数据业务速率，以及2G/3G互操作等各方面，从整体上考虑各指标的关联性，进行性能参数优化，使网络整体性能得以提高。

全网性的参数优化阶段，主要对切换参数、功率控制参数、接纳控制参数及分组调度参数这些关键性的参数进行优化调整。

另外，完整、精炼的邻区关系对保证网络KPI至关重要。

全网性的参数优化阶段还要重点进行全网邻区的核查与优化，值得注意的是功率参数、切换参数、天馈参数等的优化调整和邻区优化具有较强的关联性，要有全局和整体的理念进行相关参数的调整。

一个参数调整后会引起一系列的反应，所以往往是多个参数综合考虑进行调整。

2.3.3分场景的参数优化
完成性能参数优化后，个别局部区域可能仍然存在各种各样的问题。

对于这些局部区域的问题，要具体问题具体分析，从测试发现的问题点出发，因地制宜的针对个别小区进行功率控制、软切换、小区选择与重选等参数的优化调整，妥善解决问题，使指标得到均衡提高。

特定场景的确定，根据特点确定最需要优化的指标是哪项，并确定最终的参数取值。

处理这类问题时不能仅仅通过增强信号强度来解决问题，这样有时反而会产生新的问题，工作人员可以细微地调整小区发射功率、天线方位角、下倾角，以免破坏无线网络的完整性。

局部区域的问题点，需要反复试验，选取最适合特定区域或场景的参数，做到邻区完整合理，切换及时有效。

比如拐角效应、室外针尖效应、电梯内外等特定场景局部切换掉话、通信效果差等问题，需要针对切换前后小区信号变化情况，控制导频数量，提高切换成功率。

对于确实不能保证3G覆盖情况下，需要根据具体区域2/3G网络质量，设置针对性的2/3G互操作参数，以2G网络作为3G网络的有效补充。

2.3.4业务性能均衡优化
WCDMA技术体制特点，决定了网络覆盖、容量及业务质量密切相关，而WCDMA网络同时提供了语音、视频及多种速率的数据业务和组合业务，每一种业务需要的网络质量和系统资源也各不相同，所以网络优化工作除了做好网络本身整体质量指标提升外，还要对具体区域的网络质量和业务分布进行均衡考虑，以保障最主要的业务需求为出发点进行网络质量指标及资源配置的优化调整。

在满足主要业务需求前提下，针对语音、R99、HSPA各类业务对网络质量的不同要求，兼顾各类业务性能进行优化，避免顾此失彼，并且根据网络流量流向的变化及时调整无线覆盖范围或增开载波，以满足业务接入所要求的上下行平衡性能，保证各类业务较为均衡的良好质量。

在局部区域的业务均衡优化方面，对于网络参数，也需要针对业务之间的不同特点进行优化调整，以主要业务要求为基准进行优化。

比如某一局部多个小区信号的弱覆盖区域，在没有办法改善信号强度及质量情况下，如果语音业务为主，则适当修改激活集更新相关的小区参数，提高软切换比例，同时降低异系统切换次数，以改善MOS值和掉话率。

但如果以HSPA数据业务为主，则需要采取另外的优化思路，必须突出主服务小区，努力降低服务小区更换频率，保证HSDPA的CQI-MPO和HSUPA的SGI 指标总体性能和栅格化区域分布质量，以提高HSPA业务速率。

WCDMA网络因覆盖、容量及业务质量直接交叉响应的复
(下转第31页)
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2012年◆技术论坛◆
杂关系，导致随着用户和业务的发展必须随时关注网络质量和业务质量，经常性地进行网络的优化调整。

但是，优化工作必须按照RF 基础优化、全网性能优化、业务均衡优化这个合理的顺序和优化理念，才能事半功倍取得良好效果。

3结束语
通过网络优化，可以在相对的低硬件投入的情况下，得到较好的通讯效果和较好的用户体验。

网络优化是一个因地制宜的问题，没有一成不变的固定参数和具体的设置，只能通过具体问题
具体分析，在正确的方法引导下，通过不断的调试和测试实现较为优秀的网络设置。

作者简介：
王怀宇，女，1971年生，2002年毕业于中央党校经
济管理专业，学士，工程师，现从事集团客户服务工作。

收稿日期：2012-10-10
(上接第28页)
PE 设备内。

4.2优化和增强服务，降低成本，让客户满意
分布式的MS-ISA TMS 集成到路由器，降低了架设过滤DDoS 的网络成本，优化了服务，如图3。

它可以加到网络对等点或者PE 上，使攻击流被丢弃在网络边缘，避免大量回传数据浪费带宽。

灵活的部署能力也意味着通信运营商可以先从某个区域提供服务，慢慢向边缘扩展。

通信运营商可以在其他网络节点上慢慢地扩展消除威胁的能力。

上海贝尔的MS-ISA TMS 可以和ABOR 的Peakflow SP TMS 互操作，更好地利用通信运营商的投资。

MS-ISA TMS 除了给VPN 和企业INTERNET 提供保护，通信运营商还可以将MS-ISA TMS 安装在网络边界。

IDC ：MS-ISA TMS 卡可以装在IDC 的边界业务路由器上，保护IDC 业务免遭来自INTERNET 和IDC 内部网络的攻击。

高速IPTV 基础网络：MS-ISA TMS 卡可以部署在汇聚层和视频服务器端，阻止感染的用户高速设备攻击IPTV 的服务器或者IPTV 的基础网络。

移动基础网络：MS-ISA TMS 可以保护移动基础网络免于遭受来自感染的高速的3G/4G 手机的攻击，从而降低PGW/GGSN 的负担。

4.3
云技术消除DDoS 威胁
(1)防护大规模的DDoS 攻击：MS-ISA TMS 消除威胁服务，可以在大量攻击流量到达企业网络攻陷企业防火墙/IPS 前就把它清除掉；
(2)减少人员，降低运维成本：企业不再需要大量的安全专家来应对大规模DDoS 攻击；
(3)降低客户入口和商业流程破坏的风险：云技术的消除
DDoS 服务，可以应对各种DDoS 攻击；
(4)优化内容过滤：上海贝尔/ARBOR 可以通过分析识别网络行为，找出DDoS 攻击，及时采取措施，阻止DDoS 攻击的进
一步发展，大大减轻了公司内容过滤设备的负担，使其可以有更多的机会检测其他攻击。

作者简介：
薛建龙，男，1981年生，2004年毕业于上海交通大学电力电信学院，电气工程自动化和计算机应用双学位，
现从事ALU7950，7450，7210的产品管理工作。

收稿日期：2012-11-12
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第6期
薛建龙：消除DDoS 威胁的高效方法
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业务。