EV—DO网优关键问题分析

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【摘 要】首先从ev-do网络优化的目标入手，系统地介绍了网优中从信息评估、基础性问题的收集到总结报告整个优化流程；然后通过对优化中关键条件的介绍以及对数据吞吐率这一关键性能指标的分析，阐述了EV-DO网络优化从需求分析、无线参数检查到网络优化及项目评估的全部内容；最后还以具体实例进行分析研究。

【关键词】EV-DO 网络优化 性能指标

中图分类号：TN929.533 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2013）-08-0040-05

1 概述

为了在不影响现有网络话音通信的前提下支持高速数据业务，EV-DO采用了将语音信道和数据信道分离的方法，这是因为数据和语音具有不同的特性。EV-DO与现有IS-95和CDMA2000 1X网络兼容，从而很好地保护了IS-95及CDMA2000 1X运营商的现有投资。EV-DO的功率控制和软切换的方式与IS-95及CDMA2000 1X不同，其核心思想是通过动态控制数据速率而非功率，使每个用户可以得到最高速率通信。EV-DO系统的基本设计思想是将高速分组数据业务与低速语音及数据业务分离开来，利用单独载波提供高速分组数据业务，而传统的语音业务和中低速分组数据业务由CDMA2000 1X系统提供，这样可以获得更高的频谱利用效率，网络设计也比较灵活。在具体设计时，应充分考虑到1x EV-DO系统与CDMA2000 1X系统的兼容性，并利用CDMA2000 1X/1x EV-DO双模终端或混合终端（Hybrid Access Terminal）的互操作来实现低速语音业务与高速分组数据业务的共同服务。因此，EV-DO网优关键技术的研究就显得十分重要[1]。

2 EV-DO网络优化的目标

对于EV-DO Rev A网络，物理层前反向峰值速率分别为3.072Mbps和1.8432Mbps。EV-DO系统属于纯数据业务的网络，而数据业务跟用户行为紧密相关，用户在不同的无线环境下使用不同流量的业务，则在话统体现的指标完全不一样，KPI（Key Performance Indicator，关键绩效指标）也受到用户行为的影响（如掉话率）。因此，EV-DO优化时应该从用户感知的层面去确定优化的目标[2]。

EV-DO网络优化要以EV-DO前向速率优化为指导，影响DO使用速率最主要的是无线环境（即C/I值），而C/I值可以用DRC（Data Rate Control，数据速率控制）平均申请速率来体现，另外有些文献中提出用EV-DO吞吐效率指标去评价EV-DO前向速率。EV-DO吞吐效率是指TCH时隙占用率100%时前向吞吐率与峰值速率3.1Mbps的比值。由于无线宽带上网的空口资源有限，无线宽带业务采用按流量计费是网络发展的必然趋势，提高EV-DO前向速率也就是提高EV-DO吞吐效率，可以提升网络运营的经济效益。在EV-DO吞吐效率优化中最为关键的因素是无线环境质量，它是影响C/I最直接的因素，而DRC申请速率又是网络C/I强度的真实反映。因此，可以通过分析DRC申请速率分布模型来优化用户所处的无线环境，以提升EV-DO吞吐效率。

3 网络优化的流程

EV-DO网络优化流程可以分为以下四个阶段：

（1）网络信息收集评估阶段。对网络运行数据进行收集分析是了解网络运行状况的主要途径，从中发现网络存在的问题，评估网络质量并制定网络优化措施。用于网络优化评估的数据主要包括设备运行状态、告警数据、话统数据、路测数据、系统参数配置、用户投诉信息等[3]。

（2）网络基础优化阶段。网络优化工作是建立在设备正常运转之上，对在网络信息收集阶段发现的一些网络基础性问题进行处理，如BSC/BTS设备硬件故障、天馈系统异常、各接口传输故障、RSSI问题、邻区问题等。

（3）网络深入优化阶段。结合前两阶段工作，分析评估网络状况、得出现网网络模型、制定优化方案和目标、区分专题进行深入优化。方案实施后，需要验证性能是否有改善或网络问题是否解决，验证的过程也是网络优化工作的一个重要组成部分。

（4）网络优化总结阶段。网络优化工作需要进行及时总结，做好知识传递。对优化过程中输出的文档进行分门别类归档，输出《网络优化总结报告》。

网络优化的基本流程如图1所示[4]：

EV-DO网络优化手段包括：设备健康检查、告警数据分析、设备和网优配置参数核查、话统分析、用户投诉信息分析、路测数据分析、邻区优化、RF优化、干扰排查等方面。

EV-DO网络优化的性能指标（优化目标）包括：DRC申请速率、DRC申请速率远中近点分布的比例、基站吞吐效率、HRPD会话建立成功率、连接建立成功率、掉话率、软切换成功率、前反向重传率。

关于话统的统计周期，鉴于EV-DO数据业务与1X语音业务存在很大不一样，用户行为对网络的影响非常大，网管数据短时间内很难做到有效评判，选取一周网管数据平均分析网络可以较好反映网络的基本情况。

4 EV-DO网优关键技术分析

4.1 EV-DO与1X网络优化比较

EV-DO网络优化与1X优化有许多相似之处，如优化的最大目的就是为了追求无线信号在一定区域内形成主控，所优化流程也基本相同，在1：1升级覆盖时，对天线调整的方法也是一致等。

两者优化的同时也存在许多区别，具体表现在以下方面：

（1）关注点不同。EV-DO侧重用户对数据速率的要求，1X侧重语音的连接及通话的质量等。

（2）无线信号的纯净度要求不同。EV-DO网络优化过程中对导频纯净度要求的趋势是一致的，但在优化中要求导频的主控范围更加明确，有助于提升整网平均速率[5]。

（3）商用网与非商用网的不同。1X网络有大量商用用户，话统指标比一般路测数据更能体现网络状况，但EV-DO初期只能主要依靠路测数据检验网络质量。

（4）频谱干净度不同。EV-DO对外部干扰控制的要求远大于1X网络，反向干扰直接影响DO网络的反向速率，间接影响前向速率。

4.2 EV-DO网优关键技术

（1）优化关键条件

1）准入条件：各级硬件系统、网元工作正常。

2）合理的网络设计：站址相对分布合理，充足的系统资源，合理的参数设置与邻区关系设计。

3）前向无线环境改善：明确的导频主控范围——天线与功率的调整，避免不必要的导频过覆盖，SINR（信噪比）的整体提升。

4）反向无线环境改善：致力于外部干扰的发现与排除，对天馈系统连接及各级无源/有源器件的安装使用严格要求和把关。

（2）EV-DO常见投诉种类

1）上网速率低：高层导频信号较多，SINR低；反向干扰，基站底噪较高；室内无信号，信号弱；峰值与均速的差别。

2）上网接入问题：终端编程问题；终端使用问题。

（3）网优关键性能指标

在CDMA2000 1X系统中，网络优化主要关心的网络指标是掉话率、呼叫建立成功率、呼叫建立时间等。在1x EV-DO系统中，反向链路非常类似于CDMA2000 1X，但在前向链路中有很大变化，其数据速率远高于CDMA2000 1X的前向速率。1x EV-DO就其本身而言，也主要支持数据业务，因此在1x EV-DO系统典型问题分析中，将重点放在对影响数据指标的方面进行分析，如数据吞吐率、数据呼叫掉话率及其成功率等。

（4）数据吞吐率影响因素分析

数据吞吐率可以在不同的协议层中进行定义，如RLP层的数据吞吐率等于单位时间内RLP层传送的数据量，不包含差错重传的数据。

在1x EV-DO系统中，前向链路以时分为主，在任一时隙，基站只向一个终端用户发送数据。为了使单个用户获得最大数据吞吐率，基站以满功率发射，这样就不需要进行功率控制，因此有关1x EV-DO前向链路的一些参数设置比较简单。

1x EV-DO前向链路没有传统意义上的软/更软切换，是因为在任何时刻最多只有一个终端与该基站扇区之间传送数据，到底由哪个扇区及以多大速率传送数据，这是由终端综合多种因素计算出来的，并通过DRC信道通知基站。所以当多个用户都向某个基站扇区申请发送数据时，基站必须采用调度算法来决定在下一时隙向哪个终端发送数据。

无线弱覆盖、导频污染、邻区设计不合理、PN设计不合理等方面都会影响数据吞吐率。

1）终端处于弱覆盖区域时，低信噪比既影响数据的传送速率，又增大了重传概率，从而导致数据吞吐率的下降。检验是否因弱覆盖导致数据吞吐率的下降，常用的方法是通过路测来分析。通常解决1x EV-DO系统弱覆盖的方法与CDMA2000 1X类似，如调节天线方位角、下倾角或高度以及调整基站输出功率、新增基站、采用室分等。

2）导频污染是指数据终端的接收功率符合要求，但处于多导频环境，缺乏一个稳定的主导频。在这种情况下，数据吞吐率会受到较大的影响。

3）邻区关系丢失或设置不合理可能使得终端选择错误的基站进行通话，从而导致DRC申请的速率偏低，反向数据吞吐量下降。在进行反向链路软切换时也会因为邻区关系设置不当而丢失强导频，导致反向链路的干扰增加，引起终端发射功率上升，这不仅影响反向数据吞吐率，也会影响系统其他性能指标。

4）这里所说的不同PN码是指同一PN序列不同的相位。由于PN序列具有良好的自相关性，因此仅当具有相同相位偏置的PN序列进行卷积时，其输出最大。不同1x EV-DO扇区通过分配不同的PN相位来区分。由于存在无线传播时延，在终端处收到的已经发生相位偏移的基站导频信号，终端解调得到的PN码与基站发射的PN码存在相位偏移，若基站和终端的距离太远，终端可能将其判决为另一个基站的导频。

4.3 网络优化内容

（1）需求分析

了解覆盖容量需求、获取现有网络站点信息、了解系统参数配置、了解现有网络中存在的问题、确认各项目验收标准、确认测试参数设置、确认各个职能部门的分工界面[6]。

（2）规程裁减

根据需求分析报告及获得的其他信息，确定本优化项目的适用流程[7]。

（3）制定计划

根据裁减后适合本项目的流程制定下一步的工作计划。

（4）频谱扫描

在客户授权许可的情况下，对优化区域进行当前网络使用频率的扫描确认，确保频率干净可用。

（5）无线参数检查

确保后台参数配置正确，避免出现参数配置不合理影响网络性能的情况。检查具体包括：BSC参数和小区参数，主要是小区参数检查；数据业务和话音业务相关参数，重点检查PN设置、搜索窗口、小区半径、接入信道搜索窗、接入信道前缀等参数是否合理。该工作可以和单站抽检同时进行[8]。

（6）单站抽检

确保单站工作正常，避免单站问题影响整体网络性能是后续网络优化的基础。具体包括：天馈部分是否接错，天线朝向是否与所提供的一致；呼叫流程的测试，包括起呼、被呼、挂机、切换（含更软切换）等流程，观察起呼、通话和挂机过程中发射信号、接收信号是否正常；系统运行检查，检查确认后台无异常告警，如天馈驻波比告警、低功率告警等。

（7）校准测试

具体包括：车载天线校准测试；车体平均穿透损耗测试；测试手机外接天线校准测试；建筑物损耗测试。

（8）优化前网络评估

对优化前的网络进行评估，得到网络的实际运行状况，便于进行网络优化前后对比；评估主要用于发现网络中存在的问题，为下一阶段的网络优化提供指导。

（9）基站簇优化

具体包括：分区域定位解决网络中存在的问题；前反向业务覆盖分析；导频覆盖和导频污染分析；软切换率分析；Tx_Adj分析；前反向FER（Frame Error Rate，误帧率）分析；掉话率分析；无线系统接通率分析；寻呼成功率分析；接入时间分析。

（10）全网优化及网络评估

具体包括：系统各项无线指标测试；测试结果分析；确定整网调整方案；对优化后整网性能进行评估。

（11）项目验收

按照合同要求，对要求的网络性能指标进行验收测试。验收测试的测试路线、测试点和呼叫方式等内容根据合同或需求分析阶段确定的原则设置，原则上要求验收测试必须有客户参加。

（12）项目结束资料归档

网络优化结果通过验收后，相关资料归档（尤其要注意对现网的改动）。

5 网络优化案例

弱覆盖导致的掉话问题如图2所示。

图2所示为RxPower（手机的接收功率）很差、覆盖不好的问题。此类问题优化手段较少，如果在平原地区，可以尝试在后台用提升功率的方法来进行优化；但是如果发生在高山地区，只能通过加站的手段来进行覆盖的提升。一般来说，图2中的这种情况都是通过加站来进行解决的。

6 总结

在3G网络中，由于受到用户行为的影响，并不是所有的KPI指标对EV-DO网络的用户感知都影响很大。用户感知最直接的KPI指标是用户前向速率，相对而言，其他KPI指标对用户感知影响较小，如DO的掉话率因受到用户直接拔卡和1X/DO互操作等因素影响，并不一定能体现用户感知。

参考文献：

[1] Mietzner J， Schober R， et al. Multipie-antenna techniques for wireless communication-acomprehensive literature survey[J]. IEEE communications surveys & tutorials， 2009（6）： 87-105.

[2] 张范明，黎建波. 分布式基站BBU集中放置的应用分析[J]. 电信技术， 2010（5）： 61-63.

[3] 乔自知，苗守野，孙碧涛. QoE领域新进展及其在最小化路测（MDT）方面的新应用[J]. 移动通信， 2010（19）： 24-28.

[4] Wu Ping， Li Huali， Zhang Ping. Unitary Space Vector Quantization Codebook Design for Precoding MIMO System[J]. IEICE Trans Comm， 2008（9）： 2917-2924.

[5] 张平，王勇，陶小峰，等. Gbps无线传输关键技术及试验验证系统[J]. 中国通信， 2010（1）： 99-103.

[6] 励渊伟，陈惠民，牛纲. 6阵元智能天线赋形方法性能测试研究[J]. 电脑与电信， 2008（7）： 60-61.

[7] 3DPP R1-084464. Cell clustering for CoMP transmission/reception[S]. Nortel， 2008.

[8] 3DPP R1-083229. LET-A multiple-point coordination and its classification[S]. Motorola， 2008.