CDMA蜂窝网络系统的设计与优化.doc

目 录

第一章 现代移动通信概述 1
1.1 移动通信发展过程 1
1.2 移动通信发展阶段 1
1.3 移动通信历程 2
第二章 CDMA和蜂窝网络系统概述 4
2.1 CDMA概述 4
2.2 CDMA标准介绍 4
2.3 CDMA内容 5
2.4 蜂窝网络系统 7
2.5 CDMA网络结构 8
2.5.1 CDMA物理信道结构 8
2.5.2 CDMA 1x信道结构 9
2.5.3 EV-DO信道结构 12
第三章 CDMA蜂窝网络系统设计原理 15
3.1 CDMA蜂窝网络系统设计需求 15
3.2 蜂窝网络设计过程应该考虑原因 16
3.2.1 无线传输模型 17
3.2.2 话务分布模型 19
3.2.3 功率控制模型 20
3.3 CDMA蜂窝网络设计 22
3.3.1 CDMA蜂窝网络设计步骤 22
3.3.2 覆盖设计 24
第四章 赣州市石城县CDMA蜂窝网络设计计划 27
4.1 数据准备 27
4.2 CDMA蜂窝网络系统设计 28
4.2.1 设计目标 28
4.2.2 设计方案 31
4.2.3 设计内容 31
4.2.3 CDMA设计特殊问题 33
4.2.4 设计特点和意义 34
4.3 蜂窝网络系统设计步骤 35
4.3.1 数据准备 36
4.3.2 地理数据 37
4.3.3 业务密度分布 38
4.3.4 无线传输模型 38
4.3.5 其它系统干扰 38
4.4 系统设计和调整 39
4.5 站址选择 42
4.5.1 站距对系统性能影响 42
4.5.2 站址选择标准 45
4.6 CDMA蜂窝网络系统设计方案 46
4.6.1 城市站点选择 47
第五章 CDMA蜂窝网络系统优化 49
5.1优化方法概述 49
5.1.1 网络优化目标 49
5.1.2 网络优化内容 50
5.1.3 网络优化步骤 51
5.2 数据采集 53
5.2.1 采集内容 53
5.2.2 采集工具 53
5.2.3 采集方法 54
5.2.4 测试时间选择 55
5.3 网络优化方法 55
5.3.1 覆盖优化 55
5.3.2 容量优化 56
5.3.3 导频污染和干扰优化 56
第六章 总结和展望 57
致 谢 58
参考文件 59

第一章 现代移动通信概述
1.1 移动通信发展过程
移动通信技术是一个国家经济文化发展水平关键标志，对推进社会进步和人类文明发展有着重大影响。经过几十年发展，移动通信技术日新月异，取得了长足进步。
在80年代末全球范围从模拟向数字蜂窝技术忽然转变，使欧洲GSM数字技术受益匪浅，并快速推广到近100个国家，占据了几乎是无可争议市场领先地位。然而，更具突发性是CDMA技术在蜂窝移动通信中应用。CDMA最初应用于军事抗干扰通信，以后由Qualcomm企业更新成为商用蜂窝电信技术，但当初业界对CDMA是否适合商用还疑虑重重。近几年来，经过电信界广泛研讨、论证，尤其是在韩国政府主动提倡和推进下，CDMA移动通信系统得到了迅猛发展。在韩国，CDMA网络运行仅十二个月多便发展到400万用户，网络运行正常，语音清楚，充足证实了CDMA技术是成熟。系统容量和话音质量较现在其它蜂窝系统(GSM、TDMA、PDC、TACS、AMPS)而言，含有显著优越性。
中国个人移动通信现在关键使用是GSM系统，它以TDMA(时分多址）为关键技术，CDMA将作为下一世纪无线接入技术，而WCDMA将成为现在多种第二代移动系统(GSM、IS-95、PDC等)交汇点，发展成第三代系统。但未来统一将要经过一个艰苦过程，CDMA技术将在未来通信中起越来越关键作用。很多电信业教授认为，CDMA扩频技术将在二十一世纪最初几年内使其它全部技术黯然失色。它将替换模拟AMPS，并超出GSM等其它技术。这种高效新型通信模式将随同其宽带衍生技术--WCDMA快速发展，满足用户对个人通信系统(即PCS)要求，并成为全球无线当地环路肯定选择。
1.2 移动通信发展阶段
伴随移动通信技术发展，通信中安全问题正受到大家越来越多关注。它关系到用户、制造商和运行商切身利益。大家在使用移动通信得到便利同时，也对通信中信息安全提出了更高要求。
第一代移动通信系统(1G)以模拟式蜂窝网为关键特征。技术上关键采取频分多址FDMA方法实现对用户动态寻址功效，并以蜂窝式网络结构和频率设计实现载频复用，达成扩大覆盖、服务范围和满足用户数量增加需求。第一代系统提供关键是语音通信业务。第一代系统暴露了部分问题，比如，频谱利用率低、移动终端复杂、业务种类受限、通话易被窃听等。
第二代移动通信系统(2G)以数字化为关键特征，它于20世纪90年代初正式走向商用，技术上在频分多址FDMA基础上引入了时分多址TDMA。第二代移动通信系统代表有欧洲GSM(Group Special Mobile)、美国CDMA (IS．95)。第二代移动通信系统关键还是针对语音业务，同时能满足低速数据业务应用需求，不过在支持全球漫游、高频利用率和高速数据业务方面有些不足。
第三代移动通信(3G)以多媒体业务为关键特征。3G系统将高速移动接入和基于互联网协议服务结合起来，在提升无线频谱利用率同时，为用户提供更经济、内容更丰富无线通信服务。3G能够提供多个业务，关键包含可视电话、流媒体业务、移动定位服务、移动电子商务等。流媒体业务能够直接经过手机下载、传输、存放音频和视频文件，或在线实时播放；移动定位服务是指依据移动用户所处地理位置提供相关服务，如导航、测量、抢救、城市导游等；移动电子商务是最关键、最有潜力应用。股票交易、移动办公室、银行业务、网上购物、机票及酒店预订、交互式游戏等是移动电子商务中最先开展应用。
最具代表性3G标准有北美CDMA、欧洲WCDMA和中国提出TD-SCDMA标准。三种标准均以CDMA技术为基础，其优点在于频率设计简单、系统容量大、频率利用率高、抗干扰能力强、通信质量好、支持应用丰富。
1.3 移动通信历程
移动通信从产生到现在历史并不长，然而移动通信发展速度却远远超出大家预料，尤其是最近十几年来，伴随微电子技术，计算机和软件工程发展，移动通信设备质量、使用方面和可靠性等方面全部达成了日新月异境地。
伴随社会发展，大家对通信需求日益迫切，对通信要求也越来越高。理想目标是能在任何时候、在任何地方、和任何人全部能立即沟通联络、交流信息。显然，没有移动通信，这种愿望是无法实现。
顾名思义，移动通信是指通信双方最少有一方在移动中(或临时停留在某一非预定位置上)进行信息传输和交换，这包含移动体(车辆、船舶、飞机或行人)和移动体之间通信，移动体和固定点(固定无线电台或有线用户)之间通信。
移动通信是当今通信领域内最为活跃和发展最为快速领域之一，也是将在二十一世纪对人类生活和社会发展有重大影响科学技术领域之一。简明地回顾一下移动通信发展历史，能够看到现代移动通信飞跃发展历程。
第一阶段：从二十世纪20年代至40年代初，移动通信有了初步发展，关键使用对象是船舶、飞机、汽车等专用移动通信和利用在军事通信中。限于当初技术，移动通信设备又大又粗笨，效果也很差。
第二阶段：到了40年代中至60年代末，移动通信有了深入发展，专用移动无线电话系统大量涌现，广泛用于公安、消防、出租汽车、新闻等方面。移动通信设备有了很大改善，通信效率大大提升。这时，移动通信逐步走进了公众日常生活，大家已经看到了个人化移动通信曙光。
第三阶段：到了70年代至80年代，集成电路技术、微型计算机和微处理器快速发展，和由美国贝尔试验室推出蜂窝系统概念及其理论在实际中应用，使得美国、日本等国家纷纷研制出陆地移动电话系统。能够说，这时移动通信系统真正地进入了个人领域。这个时期系统关键技术是模拟调频、频分多址，故称之为蜂窝式模拟移动通信系统，或称为第一代移动通信系统。
第四阶段：90年代至今，伴随数字技术发展，通信领域面向数字化、综合化、宽带化方向发展。以数字传输、时分多址为主体技术第二代移动通信系统已成为现在个人通信主流。作为宽带多媒体蜂窝系统第三代移动通信也浮出水面，并以其强大功效成为未来个人通信方展方向。
第二章 CDMA和蜂窝网络系统概述
2.1 CDMA概述
CDMA（Code Division Multiple Access ） CDMA是一个3G移动通讯标准，国际电信联盟ITUIMT-标准认可无线电接口，也是2GCDMAOne标准延伸。根本信令标准是IS-。CDMA和另一个3G标准WCDMA不兼容
CDMA(code division multiple access): CDMA是由美国高通（qualcomm）企业提出。它采取多载波（ds）方法，载波带宽为1.25mhz。CDMA共分为两个阶段:第一阶段将提供每秒144kbit/s数据传送率，而当数据速度加紧到每秒2mbit/s传送时，便是第二阶段。到时，和WCDMA一样支持移动多媒体服务，是CDMA发展3g最终目标。CDMA和WCDMA在原理上没有本质区分，全部起源于CDMA（is-95）系统技术。但CDMA做到了对CDMA（is-95）系统完全兼容，为技术延续性带来了显著好处:成熟性和可靠性比较有保障，同时也使CDMA成为从第二代向第三代移动通信过渡最平滑选择。不过CDMA多载传输方法比起WCDMA直扩模式相比，对频率资源有极大浪费，而且它所处频段和imt-要求频段也产生了矛盾
2.2 CDMA标准介绍
CDMA是CDMA One基础上发展起来3G技术，是现在国际上三大主流3G标准之一。
CDMA One是第一个CDMA商业系统，属于第二代移动通信技术。CDMAOne分成IS．95A和IS．95B两个阶段，IS．95A关键提供语音业务，IS．95B可提供语音业务和最高64kbps低速数据业纠。CDMA One向3G演进路径为： IS．95A、IS．95B、CDMA 1x、CDMA lx EV-DO和CDMA 1x EV-DV。从CDMA lx以后全部属于3G技术，分别简称为lx、EV-DO和EV-DV。
CDMA lx能够提供更高容量语音业务和前向峰值153.6kbps数据业务。lx EV(Evolution)是对lx发展前景所在。EV-DO(Data Only)采取和语音分离信道传输数据，支持峰值为前向3.07Mbps、反向1.8Mbps高速数据业务。EV-DO考虑了平滑升级问题，和1x网络最大程度地实现了设备共享。EV-DV (Data and Voice)实现了数据信道和语音信道统一，可提供6Mbps甚至更高速率，但现在尚不成熟。
2.3 CDMA内容
CDMA（Code Division Multiple Access ）是一个3G移动通讯标准，国际电信联盟ITUIMT-标准认可无线电接口，也是2GCDMAOne标准延伸。根本信令标准是IS-。 CDMA和另一个3G标准WCDMA不兼容。
CDMA也称为CDMA Multi-Carrier，由美国高通北美企业为主导提出，摩托罗拉、Lucent和以后加入韩国三星全部有参与，韩国现在成为该标准主导者。这套系统是从窄频CDMA One数字标准衍生出来，能够从原有CDMA One结构直接升级到3G，建设成本低廉。但现在使用CDMA地域只有日、韩和北美，所以相对于WCDMA来说，CDMA适用范围要小些，使用者和支持者也要少些。不过CDMA研发技术却是现在3G各标准中进度最快，很多3G手机已经率先面世。CDMA是一个3G移动通讯标准,国际电信联盟ITUIMT-标准认可无线电接口，也是2G CDMA标准(IS-95,标志CDMA1X)延伸。根本信令标准是IS-。CDMA和另两个关键3G标准WCDMA和TD-SCDMA不兼容。
CDMA是美国通讯行业协会(TIA-USA)注册商标,并不是一个象CDMA一样通用术语。TIA也注册了她们2G CDMA标准(AKA IS-95)对应CDMA1X。
CDMA有多个不一样版本。下面根据演化过程排列：CDMA 1x
CDMA 1x就是众所周知3G 1X或1xRTT,它是3G CDMA技术关键。标志1x习惯上指使用一对1.25MHz无线电信道CDMA无线技术。日本运行商KDDICDMA 1xEV-DO网络使用商标 "CDMA 1X WIN"，不过这只是用于市场促销目标罢了。
CDMA 1xRTT
CDMA 1xRTT(RTT－无线电传输技术)是CDMA一个基础层，理论上支持最高达144kbps数据传输速率.尽管取得3G技术官方资格，不过通常被认为是2.5G或2.75G技术，因为它速率只是其它3G技术几分之一。另外它拥有双倍语音容量较之之前CDMA网络。
CDMA 1xEV
CDMA 1xEV (Evolution－发展)是CDMA 1x附加了高数据速率(HDR)能力。1xEV通常分成2个阶段：CDMA 1xEV第一阶段，CDMA 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情况下，理论上支持下行(向前链路)数据速率最高3.1Mbps，上行(反向链路)速率最高到1.8Mbps。CDMA 1xEV第二阶段，CDMA 1xEV-DV(Evolution-Data and Voice发展－数据和语音)，理论上行支持下行(向前链路数据速率最高3.1 Mbps and上行(反相链路)速率最高1.8Mbps。1xEV-DV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已经开始商业化运行。欧洲市场稍微早于美国市场。夏捷克移动运行商Eurotel开始运行sinceCDMA 1xEV-DO网络，她们提供上行速率大约1Mbps。这项服务每个月大约花费30欧元无流量限制。假如使用这项服务，你需要购置一个大约300欧元Gtran GPC-6420调制解调器。目前布署情况1月,北美Verizon Wireless宣告计划在全国范围布署1xEV-DO。尽管有些运行商已经完成测试或有线试用,不过到7月还没有一个商业化运行1xEV-DV。美国运行商Sprint PCS已经宣告计划在她们已经有CDMA网络基础上布署1xEV-DV网络。因为可用1xEV-DV设备延迟交货和来自美国其它正在布署3G网络运行商压力,Sprint宣告，6月计划广泛布署1xEV-DO。不过她们长久1xEV-DV计划仿佛还不确定(though their current roadmap states a deployment of EV-DV)。Qualcomm高通最近因为缺乏运行利润可能已经停止EV-DV开发，更可能是因为Sprint和Verizon全部在使用EV-DO。
CDMA 3x
CDMA 3x利用一对3.75MHz无线信道来实现高速数据速率。3X版本CDMA有时被叫做多载波（Multi-Carrier或MC），这一版本还没有布署正处于研究开发阶段。
CDMA是码分多址(Code-Division Multiple Access)技术缩写，是多年来在数字移动通信进程中出现一个优异无线扩频通信技术，它能够满足市场对移动通信容 量和品质高要求，含有频谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆覆盖广等特点，能够大量降低投资和降低运行成本。 CDMA最早由美国高通企业推出，和GSM相同，CDMA也有2代、2.5代和3代技术。中国联通推出CDMA属于2.5代技术。CDMA被认为是第3代移动通信技术首选，现在3G标准有WCDMA、CDMA、TD-SCDMA。CDMA是在CDMA框架下一个技术标准。
2.4 蜂窝网络系统
表2-1 蜂窝网络模型
小区形状
正三角形
正方形
正六边形
邻区距离
R

小区面积
1.3

交叠区密度
r

交叠区面积

蜂窝系统也叫“小区制”系统。是将全部要覆盖地域划分为若干个小区，每个小区半径可视用户分布密度在110km左右。在每个小区设置一个基站为本小区范围内用户服务。并可经过小区分裂深入提升系统容量。
这种系统由移动业务交换中心（MSC）、基站（BS）设备及移动台（MS）（用户设备）和交换中心至基站传输线组成，以下图所表示。现在在中国运行900MHz第一代移动通信系统（TACS）模拟系统和第二代移动通信系统（GSM）数字系统全部属于这一类。
就是说移动台移动交换中心和公共电话交换网（就是我们平时所说电话网PSTN）之间相连，移动交换中心负责连接基站之间通信，通话过程中，移动台（比如手机）和所属基站建立联络，由基站再和移动交换中心连接，最终接入到公共电话网。
系统状态
下面解释一下全双工，单工和半双工：所谓全双工工作就是通信双方能够同时进行收发工作；就是说，通信双方全部能够在同一时间又说又听，互不干扰，就叫全双工。若某一时间通信双方只能进行一个工作，即在一个时间里要么说，要么听，只可选择一样，则称为单工工作。若一方可同时进行收发工作，而另一方只能单工工作，则称为半双工工作。
应用范围
蜂窝式公用陆地移动通信系统适适用于全自动拨号、全双工工作、大容量公用移动陆地网组网，可和公用电话网中任何一级交换中心相连接，实现移动用户和当地电话网用户、长途电话网用户及国际电话网用户通话接续。这种系统含有越区切换、自动或人工漫游、计费及业务量统计等功效。这些功效将在以后中陆续介绍。
现在模拟蜂窝移动通信系统关键用于开放电话业务。伴随GSM数字蜂窝移动网建设和发展，已逐步开放数据、传真等多个非电话业务。
特点：用户容量大，服务性能很好，频谱利用率较高，用户终端小巧而且电池使用时间长，辐射小等等。
新问题：系统复杂、越区切换、漫游、位置登记、更新和管理、和系统鉴权等等。
2.5 CDMA网络结构
2.5.1 CDMA物理信道结构
物理信道指基站和移动台之间通信路径，是移动通信标准关键之一。从基站到移动台称为前向物理信道，移动台到基站称为反向物理信道。物理信道定义包含信道结构、编码、调制、功率输出特征、频率等信息。
2.5.2 CDMA 1x信道结构
1． 1x前向物理信道
1x前向物理信道结构图2-2所表示。其中导频信道、同时信道、寻呼信道和业务信道是和IS．95兼容信道，其它信道是1x依据新业务新增信道。
(1)．导频信道
导频信道上传送一个未经调制直接序列扩频DSSS信号，每个基站连续不停发送该信号。导频信道为移动台接收机进行相干解调提供相位基准以确保相干检测。移动台利用导频信道来确定最强信号部分，提供正确时间延迟、相位和多径成份幅度估算。
CDMA 1x前向物理信道

公共指配信道
公共功控
信道
导频
信道
公共控制信道

同时
信道
业务
信道
广播控
制信道

寻呼
信道
快速寻
呼信道
前向导
频信道
发送分集
导频信道
辅助导
频信道
辅助发射分
集导频信道
专业控
制信道
基础
信道
功率控制
子信道
补充码
信道
补充
信道

图2-2 CDMA lx前向物理信道结构

(2)．寻呼信道
寻呼信道用来向移动台发送控制信息。在一个移动台要接收呼叫时候，移动台将经过指定寻呼信道接收来自基站呼叫。寻呼信道向移动台提供系统信息和指令，并在移动台经过接入信道发出接入请求以后对消息进行确定。用来为移动台提供时间和帧同时。在同时信道上只传送同时信道消息，它参数包含系统识别号码、网络识别号码、长码状态、系统时间、跳秒、当地时间偏移、寻呼信道数据速率(9．6kbps或4．8kbps)等。
(3)．前向业务信道
包含基础信道和补充信道两种。在语音业务中通常仅采取基础信道，当移动台处于软切换区时，各个和它发生切换关系扇区全部将和移动台建立各自基础信道。补充信道通常在数据业务中才采取，CDMA系统中每条前向补充信道能够提供9．6kbps速率，需要高速率时候就要对应占用多条补充信道。
(4)．公共指配信道
专门用来发送对反向信道快速响应指配信息，提供对反向链路上随机接入
(5)．公共功控信道
由多个功率控制子信道组成，每个子信道一个比特，相互时分复用。用于对多个反向公共控制信道和反向增强接入信道进行功率控制。
(6)．公共控制信道
用于发送给指定移动台消息，如寻呼消息、应答、信道指配消息等。和寻呼信道功效类似，但速率更高，更可靠。
(7)．广播控制信道
基站用它发送系统开销消息，和需要广播消息。如短消息。
2． 1x反向物理信道
1x系统反向物理信道以下图2-3所表示。其中接入信道和反向业务信道(RCl或RC2)是和IS．95兼容信道。CDMA 1X 反向物理信道
接入信道
反向业务信道
（RC1或RC2）
增强接入信道
反向公共
控制信道
反向业务信道（RC3—RC6）

反向基础信道
反向导频信道
反向导频信道
反向导频信道
0—7反向
补充码信道
增强接入信道
反向公共
控制信道
01反向专用
控制信道
01反向基础
业务信道

02反向补充
信道

01反向功率
控制子信道

图2-3 CDMA lx反向物理信道结构

(1)．接入信道
移动台使用接入信道向基站发送控制信息。移动台经过接入信道传输非业务信息，比如提议呼叫和对寻呼做出响应。接入速率固定为4800bps。接入信道传送消息包含登记消息、指令消息、数据突发消息、始呼消息和寻呼响应消息等。
(2)．反向业务信道
其中基础信道用于传输语音业务。补充信道用于数据业务传送。反向导频信道用于基站相干解调，能够提升基站接收性能，提升反向容量。反向专用控制信道用于在通话中向基站发送用户信息。
(3)．增强接入信道
用于移动台提议同基站通信或响应专门发送给移动台消息。采取时分方法工作。
(4)．反向公共控制信道
用于在没有使用反向业务信道时候向基站发送用户和信令信息。
2.5.3 EV-DO信道结构
1． EV-DO前向物理信道
EV-DO前向链路物理信道结构图2-4所表示。
EV-DO
前向信道

导频信道
MAC信道
控制信道
业务信道
反向激活
信道
DRC
锁定信道
反向功率
控制信道

图2-4 EV-DO前向物理信道结构

（1）．前向导频信道
EV-DO前向导频信道用于移动台进行系统捕捉、信道估量和相干解调。EV-DO为适应传输突发分组数据，采取突发导频信道。
（2）．前向MAC信道
反向激活子信道RA关键用于空中接口反向过载控制，当反向信道过载时RA置为1，空闲时置为0。移动台经过监视RA信道动态调整自己反向发射速率。
反向功率控制信道R．PC关键进行反向链路功率控制，每一个建立了空中链路移动台全部会分配一个RPC信道。对反向功率控制处理标准是：当全部RPC全部要求移动台增加功率时，移动台才增加发射功率。
DRC锁定信道DRCLoek用于指示接入网络AN是否能够接收移动台发送DRC请求，能够辅助移动台进行前向虚拟软切换。
（3）．前向控制信道
用于广播系统公共配置参数，并向移动台传送信令，类似于1x寻呼信道和控制信道组合。
（4）．前向业务信道
用于向移动台发送分组数据，多个用户时分复用方法共享该信道。业务信道总是以全功率发射，没有功率控制，依据前向信道质量进行速率控制。
2． EV-DO反向物理信道
EV-DO反向物理信道结构图2-5所表示。
EV-DO
反向信道
接入信道
业务信道
导频信道
数据信道
导频信道
MAC信道
ACK信道
数据信道
DRC信道
RRI信道

图2-5 EV-DO反向物理信道结构

（1）．反向接入信道
反向接入信道用于移动台向网络提议呼叫和响应网络发出指令信息，其中导频信道提供反向相干解调，数据信道传输接入信息。
（2）．反向业务信道
反向业务信道用于移动台向网络发送业务和信令信息，包含反向导频信道、反向速率指示RRI(Reverse Rate Indicator)信道、数据速率控制DRC(Data RateContr01)信道、包校验正确指示ACK信道和数据信道。导频信道提供反向相干解调；RRI信道用于移动台向基站汇报反向速率；DRC信道用于移动台向基站传输请求前向速率信息和最好服务扇区信息；ACK信道通知基站前向链路数据是否被移动台成功接收；数据信道用于传送数据。
第三章 CDMA蜂窝网络系统设计原理
3.1 CDMA蜂窝网络系统设计需求
完整移动通信网络建设包含前期调研、蜂窝网络设计、工程实施、蜂窝网络优化和蜂窝网络维护等阶段。蜂窝网络设计是依据覆盖要求、容量要求和其它特殊要求，结合覆盖区域地形地貌特征，设计合理可行蜂窝网络系统，以最小投资满足需求过程。蜂窝网络设计是整个网络设计过程中关键阶段，决定了系统投资规模，设计结果确定了网络基础架构，基础决定了网络效果。合理网络设计能够节省投资成本和建成后网络运行成本，提升网络服务质量，提升用户满意度。
3G移动通信网络性能受到地形地貌、用户分布、用户移动性、业务类型等多种原因影响。只有在网络设计阶段考虑网络覆盖要求、容量要求、设计区域无线传输环境、可提供业务类型话务模型等原因，结合系统能够提供容量、系统接收灵敏度等性能参数，经过链路预算、网络拓扑结构设计、仿真、实地勘察等工作，才能使设计网络合理有效，达成预期覆盖效果，为尽可能多用户提供优质服务。
基于CDMA3G无线网络设计含有以下特点：
1．网络负载和设计：CDMA是一个干扰受限系统，干扰水平增大直接影响着系统容量，影响着系统提供服务质量。研究表明，若要保持系统性能稳定，负载应在60％～80％之间。当负载超出这个区间时，用户受到干扰将急剧增大，服务质量会下降得很快，小区覆盖范围收缩，从而产生覆盖盲点。
2．软切换和设计：软切换是CDMA系统独到之处，采取软切换技术能确保小区边缘用户服务质量。不过，处于软切换中用户比一般用户多占用系统资源，过高软切换百分比会带来系统资源浪费，使得网络中可得到服务总用户数下降。怎样选择站址，怎样配置导频功率使得每小区内软切换率保持合适水平，在设计过程中网络设计人员尤其应该注意。
3．导频和设计：导频对CDMA系统至关关键。移动台使用导频区分基站，假如同导频相位复用距离不合适，或相邻导频距离不合适，移动台可能把来自不一样基站导频信号误认为同一基站导频；假如导频搜索窗口大小设置不合理，首先移动台可能将不一样导频误认为相同导频，其次处于小区边缘移动台也可能搜索不到可用导频信号；另外，对于前向链路，导频干扰比基础上决定了其覆盖范围，导频功率大小直接影响着小区负载大小和软切换百分比。假如导频发射功率偏小，会使下行覆盖出现盲点；若偏大，则又会出现多个基站覆盖同一个地域，产生导频污染。
4．新业务和设计：3G网络巨大技术优势使得构筑愈加丰富移动业务成为可能，这些丰富业务为大家生活带来了便利。然而新业务引入，一样也为3G无线网络设计提出了新研究课题。不一样业务特点，对于系统资源需求不一样，应该怎样设计，怎样设计基站参数，怎样分配系统资源使得我们能够最经济满足多种业务不一样服务质量(QOS，Quality of Service)要求，这全部是网络设计人员必需考虑问题。
3.2 蜂窝网络设计过程应该考虑原因
CDMA是一个干扰受限系统，在一个服务小区内，每个用户发射功率均对其它用户产生干扰，系统覆盖不仅取决于基站发射功率，而且和系统负载原因相关。系统负载升高，则系统噪声抬高，系统覆盖也对应减小，反之亦然，表现出“大容量、小覆盖，小覆盖、大容量”特点。任何能够增大或减小网络内干扰噪声原因全部将对蜂窝网络系统设计结果产生影响。
影响蜂窝网络系统设计原因能够分为两类。
一类是为了减小系统干扰、提升网络性能而引入系统特征，如功率控制技术、软切换技术、速率控制技术、激活因子等。功率控制技术确保在满足上下行链路Eb／Nt前提下，基站或移动台发射功率最低，从而减小对其它移动台或基站干扰，提升系统容量；软切换技术使处于基站覆盖边缘移动台同时和多个基站或扇区保持通信，提升了通信可靠性。这一类原因在很大程度上决定了CDMA系统性能，在蜂窝网络系统设计中需要很好分析这些技术对网络产生影响。
另一类影响CDMA设计仿真是网络中存在随机原因，关键以下：
1．接入网络移动台个数、移动台分布位置、移动台移动速率随机改变。当我们对一个网络进行一个独立采样时候，每一个采样时刻接入网络移动台个数是不相同，它们是服从一定规律随机分布，话务或用户越多网络中存在干扰噪声越强，网络覆盖将会向基站收缩；在相同话务大小下，话务分布不一样，对网络影响也不相同，在下行链路，越靠近基站，移动台受到基站来干扰越强，上行链路伴随移动台远离基站，移动台将会因为本身发射功率限制而无法接入网络；网络中用户通常全部在以一定速度移动，移动速率越快，移动台取得软切换增益越低，用户接入稳定性越差。
2．移动台和基站之间无线传输环境随机性，比如移动台和基站周围忽然出现遮挡(如：汽车、行人等)，和无线信道快衰落、慢衰落、多径效应、气候和植被改变等。通常移动台平均接收信号伴随远离基站而逐步减弱，但在局部极小范围内移动时，也可能瞬时接收功率发生强烈波动，这就是快衰落。
3．噪声改变，如移动台噪声改变，移动台周围出现干扰，无线环境基底噪声和基站噪声改变。
4．系统功率控制波动。CDMA系统采取开环功控和闭环功控结合方法，不管哪一个方法基站和移动台功率调整全部是随时改变，而实际功率控制总是存在随机误差。假如在蜂窝网络系统设计中要面面俱到地考虑影响无线网络设计很多随机原因，蜂窝网络系统设计是复杂、高难度。而运行商期望看到也并不是某一时刻、某一特定条件下网络状态(相当于随机事件一个样本)，而是网络在一定条件下平均状态(相当于随机事件均值)。所以在蜂窝网络系统设计过程中应该尽可能降低无须要损失。
3.2.1 无线传输模型
移动通信系统性能关键受到无线信道制约，而无线信道电波传输特征和电波传输环境亲密相关，在不一样频段下电波传输，受到传输环境影响，包含地貌、人工建筑、气候特征、电磁干扰、通信体移动速度等。由此，依据无线信道传输特征和电波传输方法建立合适传输模型，正确对传输损耗做出估计，是无线网络设计和优化关键条件

图3-1 无线信道中快衰落和慢衰落

1．无线传输特征和传输方法
（1）．快衰落和慢衰落
无线信号强度受接收机对发射机位置影响很大，依据接收机位置改变，信号衰落可分为快衰落和慢衰落，图3-1。快衰落是短距离范围内，接收场强快速波动；慢衰落是发射机和接收机之间长距离范围内，接收场强趋势性改变。
（2）．自由空间传输
自由空间电波传输损耗，是传输估计一个基础参数，而自由空间传输模型，可用于估计在发射机和接收机之间均匀，无障、视距传输条件下接收信号强度。依据自由空间等式，若发射点处以球面波辐射，则接收处功率为：
(3-1)
式中，只为发射点处发射功率；是接收功率；、分别为发射天线和接收天线增益；为波长；为发射天线和接收天线间距离；L是系统损耗因子，和传输无关。
（3）．传输机制
无线电波传输机制多个多样，包含直射、反射、绕射和散射等。
1) 反射
当无线电波冲击到大小远大于电波波长障碍物表面时，会发生反射。在实际传输环境中，反射通常发生在地球表面或建筑物表面。
2) 散射
当无线电波传输媒质中包含有大量几何尺寸远小于无线电波波颗粒时发生散射。散射波通常产生于粗糙表面、微小障碍物或无线信道中其它不规则物。在实际移动通信系统中，树叶、灯柱、街道指示牌全部会引发散射。
3) 绕射
当发射机和接收机间存在不规则尖角或薄边阻碍时发生绕射。在障碍物表面产生二次波在空间传输，即使是在发射机和接收机间无视距路径情况下也能传输到障碍物后面。
2．无线传输模型
依据无线信道传输特征和电波传输方法建立合适传输模型，正确对传输损耗做出估计，是无线网络设计和优化关键条件。中国外研究人员经过大量研究和实践，提出了多种经典传输模型。
1．Okumura-Hata模型
Okumura．Hata模1是依据测试数据统计分析得出经验公式，应用频率在150MHz到1500MHz之间，适适用于小区半径大于lkm宏蜂窝系统，基站有效天线高度在30m到200m之间，移动台有效天线高度在lm到10m之间。
Okumura-Hata模型路径损耗计算经验公式为：
(3-4)
式中：
f：工作频率，单位MHz,；
：基站天线有效高度，单位m；
：移动台天线有效高度，单位nl；
d：基站天线和移动台天线之间水平距离，单位km；
：有效天线修正因子，是覆盖区大小函数；
C：小区类型校正因子。
3.2.2 话务分布模型
CDMA系统覆盖和容量是强相关，在一定网络结构下网络覆盖和话务大小和话务分布相关。在蜂窝网络设计中必需能够模拟话务分布随机性。经过对现实环境对话务分布影响分析，我们得出以下结论：
1．不一样区域话务分布密度、用户行为不一样。比如可将仿真区域分成密集城区、通常城区、郊区和农村等，各个区域话务密度依次降低，且对于密集城区对通话质量要求高、业务要求丰富、对资费不敏感，而农村地域对话音质量要求不高，对资费敏感。
2．不一样地物类型上话务分布不一样。在城区临近不一样地物类型上话务分布密度不一样，如建筑物上话务密度较高，公园相对较低，而湖泊、森林等几乎没有话务存在。
3．对于存在现网情况，经过统计各基站话务量情况，能够得到比较正确话务分布情况。在蜂窝网络设计中经过一定模型得到区域地图各点话务密度以后，就能够经过话务密度情况生成数次具体话务分布情况。比如，一个地图区域，地图精度20m，即地图是一个点阵，设该区域共有20Erl话务量，则每个点话务概率是。在实际仿真中判定该点有没有话务量能够生成一个0到10000之间随机整数N，假如概率为0.0222)，则认为该点有移动台请求接入网络，不然认为该点无移动台请求接入网络。
3.2.3 功率控制模型
对于无线通信系统，假如小区中全部移动台均以相同功率发射，那么基站接收到靠近基站移动台信号较强，接收到原理基站移动台信号功率较弱，弱信号将会被强信号淹没，造成信号无法解调，这就是无线通信中“远近效应"。因为CDMA是一个自干扰系统，一个小区内用户使用同一频率，远近效应问题愈加突出。在CDMA系统中假如某移动台信号功率较强，对用户本身是有利，但会增大对共享频带内其它移动台干扰，甚至淹没其它移动台有用信号，使其它移动台通信质量恶化，造成系统容量下降。
为了减低系统中干扰，CDMA系统依据无线信道改变情况，实时地调整发射机所需功率，这就是功率控制。反向链路功率控制是经过调整用户发射机功率，使用户发射信号抵达基站接收机功率相同，且刚好达成信噪比要求，以满足通信质量要求。经过反向链路功率控制，各用户不管在基站覆盖区什么位置，经过何种无线传输环境，全部能确保各个用户信号抵达基站接收机时含有相同功率。在实际系统中，因为用户移动性，无线传输环境随时改变，所以每时每刻抵达基站时所经历传输路径、信号强度、时延、相移全部随机改变，基站接收信号功率将在期望值周围起伏改变，非正确功率控制下基站接