2024年6月5日发(作者：)

收信机灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输入的最小

信号电平。

接收机在各种不同输入信号环境下的工作性能是由比特误码率来表示的。接收误码率

是指基站发送给手机一定电平的数据信号，手机接收到这个数据信号后对它进行解调还原，

然后再发送给基站，基站接收到解调后与原来的数据信号进行比较，两则之差即为误码，

用百分比表示为误码率。

衡量接收机误码性能主要有帧删除率（FER）、残余误码比特率（RBER）和误比特率

（BER）三个参数。当接收机中的误码检测功能指示一个帧中有错误时，该帧就被定义为

删除。帧删除率（FER）定义为被删除的帧数占接收帧总数之比。对全速率话音信道来说，

这通常是因为3比持的循环冗余校验（CRC）检验出错误或其它处理功能引起坏帧指示（BFI）

产生的。对信令信道，通常是由于法尔码（FIRE）或其它分组码检验出错误产生的。对数

据业务无帧删除率（FER）定义。

残余误比特率（RBER）定义为在那些没有被声明为被删除帧中的误比特率。即在那些

检测为“好”的帧中错误比特的数目与“好”帧中传输的总比特数之比。

误比特率（BER）定义为接收到的错误比特与所有发送的数据比特之比。

由于信道误码率的随机性，因此对收信机误码率的测量常采用统计测量法。即时每—

信道采取多次抽样测量，在—定的抽样测量数目下，每个测量得到的误码率在一定的测试

误码限制范围内，则认为该信道的误码率达到规定的误码率要求。

a. 帧擦除率(FER)：将接收机中误差检测功能指示出的差错帧定义为擦除帧，擦除帧

数与总帧数之比定义为帧擦除率。

b. 残余比特误码率(RBER)：RBER定义为未擦除帧中的比特误码率。

c. 比特误码率(BER)：BER是指误码比特与发送的所有数据比特之比。

2.3.2.1 坏帧指示性能

全速率话音信道、半速率话音信道接收机的坏帧指示（BFI）性能就是测量接收机在

DTX操作条件下的有效性。它包括了TCH/FS、TCH/HS信道中3比特循环冗余校验（CRC）

及DTX操作有关的其他处理功能的影响。对BFI的测量是基于对输入为随机数据调制的载

频上全速率话音信道（TCH/FS）、半速率话音信道（TCH/HS）中对没有被检测出的坏帧

数目进行计数来实现的。

当样本数等于规定的最小样本数时，若未检测出的BFI不超出以下给定的测试错误率

极限时，则BFI性能可以接受。

坏帧指示性能(BFI)

1．定义

坏帧指示(BFI)是MS在非连续发射(DTx)a’犬态下有效性的一种量度，它包括了TCH

／FS中CR(：及所有与DTx操作有关的其他处理功能的影响。用对输入为随机数据调制的

载频上Tc}t／FS中统计出的未被检

测出的坏帧数来度量BFI。

在接收机中，对正常的语音传输和信令传输通常采用CRC来检验无线接口中的语音和

信令错误。当采用DTx操作时，在无语音发送至接收机时，同样需要这样的附加信息来检

验传输错误。因此，在DTx操作时，对语音信道采用语音解码器的BFI来检测语音传输错

误，对控制信道采用“帧擦除标识”fFEI)来检测信令传输错误。

2．指标要求

当信息帧的最大样本数等于规定的82 ooo(不包括静寂描述帧sID)样本数时，若未检

测出的BFI最大事件数不超出给定的200事件数，则BFI性能可以接受。

3．测试方法

(1)具有天线接头的MS直接与SS连接。

(2)SS建立与MS的通信(TC}I／FS的射频频道号在60～65之间，非跳频模式)，MS

应答，在整个测试过程中，Ss以28dBgV的电平发送BCCH。

(3)Ss指令：MS将其Rx语音信道译码器输出环回到Tx编码器输入，同时将BFI信息

传给ss。

(4)ss模拟一个处于DTx工作模式的基站子系统BSS o．在不发射信号期间，SS以

19dB¨v的电平发射一个用随机数据调制的载频。慢速随路控制信道(SACCH)以28dBgV

的电平发射，携带有效信息的SID按正确时间间隔以28dBgv的电平发射，在SAC；Ct

和SID帧发射期间，中止随机数据的发射。

(5)SS持续发射TCH／FS信息帧的最大样本数，并检查MS环回信号的坏帧指示(BF’

I)。SS记录BFI未置1的帧数。

本文来自：我爱研发网() - R&D大本营

详细出处：/bbs/?BoardID=8&ID=46436

本文来自：我爱研发网() - R&D大本营

详细出处：/Blog/Archive_?SID=24104GSM和

CDMA网络关键指标的探讨和应用

2007-6-4 12:41:49 来源：中国联通网站 周戈

摘要

由于市场竞争的加剧，网络质量成为移动运营商争夺用户的关键因素。中国联通是双

网并存，定性和定量地对比GSM网络和CDMA网络的关键指标并探讨其内在联系，不仅

对现网的优化和评估具有重要意义，而且对即将建设的3G网络的评估也具有参考和指导

意义。本文对GSM和CDMA网络的关键指标及其内在关系进行了分析和推导，提出了正

确分析网络质量的有效方法。

1、BER(GSM)和FER(CDMA)的评估

1.1基本概念

图1所示是GSM和CDMA前向业务信道发送端处理过程。接收处理是发送处理的逆

过程，这里不再画出。

BER(误码率)是GSM系统的语音质量指标，指接收端在完成解调和去交织后，进行信

道解码之前的数据错误比特率。GSM语音编码后每个20ms全速率语音块包含260bit，

其中有78bit不重要，50bit最重要，132bit重要。对50个最重要的比特加3个校验比

特后再与132个重要比特以及4个尾比特一起进行速率为1/2、约束长度为5的卷积编码。

FER(误帧率)是CDMA系统的语音质量指标，指接收端完成信道解码之后的20ms帧

的误帧率。CDMA语音编码的全速率业务信道(9600bit/s)的20ms帧中有172个信息比

特，12个CRC校验比特，语音译码器通过CRC校验来判定该帧是否有误码，如果有误码

则认为该帧为错误帧，应该删掉。

GSM和CDMA业务信道的处理过程除了多址方式外，各个环节没有太大不同，以业

务信道为例，都是20ms语音块，经过卷积编码、交织、多址(码分或时分)、调制，由于

GMSK调制方式是QPSK的衍生方式，因此可以将QPSK的性能分析用于GMSK方式。

图1 GSM和CDMA前向业务信道发送端处理过程

1.2分析思路

对于观察点不同的两个指标，我们可以先将观察点统一到信道解码之后的误帧率，即

从GSM系统在一定BER的情况下推算出信道解码后相应的等效误帧率，再和CDMA的

FER进行比较。由于GSM语音编码的20ms全速率语音帧中有182个重要比特，CDMA

的20ms语音帧中的171个信息比特都是重要比特，在假定两种语音编码方式没有重大质

量差异的情况下(即每个20ms的帧出错后对CDMA和GSM的语音质量造成相同损害)，

GSM的20ms语音帧中任意重要比特出错则认为出现了误帧，其误帧率可以等效于同等通

话质量的CDMA的FER。

1.3 GSM的等效误帧率的推导

对于未经纠错编码的QPSK系统，其误码率Pb和Eb/No的关系为

当输入数据的误码率比较低时，对于硬判决解码的卷积编码增益为

式中：R是卷积码的码率，d∞是卷积码的自由距离(也就是该编码的任意2个码字间

的最小距离，这里的距离指2个码字间对应位上相异码元数)。由于是从已经解调后的

BER(即Pb)开始推导，因此可以使用硬判决算法。对于GSM系统，采用的码率尺=1/2，

约束长度=5，其d∞=7，因此编码增益Gp=2.43dB。查阅卷积码的性能分析资料可知，

解码后误码率(对数坐标)与Eb/No(dB)的关系曲线接近于直线，因此在一定范围内以直线

去逼近该性能曲线(如图1所示)，具有工程合理性。我们选择最贴近运营商关注范围的、

BER为10-3和10-4的2个点来确定性能逼近直线，根据前面给出的公式可以计算出这2

个点的坐标，并得出如下性能逼近直线

式中，P为解码后误码率(对数坐标)。进而得出

得到信道解码后的误码率P解后，由于一帧有182个重要比特，可以得到GSM的等

效误帧率为

进而可以计算给定GSM的BER(即Pb)所对应的信道解码后的等效FER。图2是根据

上述公式计算的Pb、P与Eb/No的关系曲线。

图2 GSM在有无信道编码时的误码率和Eb/No的关系

图中，无信道编码(Pb)表示没有采用纠错编码的各种输入Eb/No下的误码率。卷积码

编码(P解)表示对于各种输入Eb/No采用了卷积编码经过解码后的误码率。

1.4结论和应用

根据上述分析，我们计算了不同BER对应的等效FER，表1中列举了几个主要数据。

表1 等效FER方法计算结果

参考文献[1]中使用通信系统通用的MOS分衡量标准，从语音质量感受的角度将BER

和FER联系起来，主观MOS分采用ITU-TP.800和P.830建议，由不同的人分别对原始语

音资料和经过系统处理后有衰减的语音资料进行主观感觉对比，得出MOS分，最后求平

均值。而客观MOS评价则采用ITU-TP.862建议提供的PESQ方法，由专门的仪器(如

Agilent的VQT测试仪)或软件进行测试，表2所示为基于MOS分标准的FER(CDMA)和

BER(GSM)之间的对应关系[1]。

表2 基于MOS分标准的FER(CDMA)和BER(GSM)之间的对应关系

对比表1、表2可以发现，我们推导计算的结果与MOS评价方式的数据基本一致，

克服了主观评价的主观性和偶然性。应用本文给出的推导公式可以计算出任意BER所对应

的FER值，因此能够更加全面和准确地评估GSM系统和CDMA系统的通话质量。

2、C/I和Ec/Io的计算与应用

GSM系统中的C/I就是有用信号载波功率与干扰的比值，而CDMA中Ec/Io是扩频

后的码片能量与扩频信号带宽内的高斯白噪声功率谱密度之比。GSM系统中要求同频载干

比C/I大于9dB，CDMA系统中要求Ec/Io大于-13dB。它们与接收电平一起，成为反映

无线覆盖的关键指标。

2.1指标的计算

对于GSM：

基带信号速率尺为270.833kbit/s，信号带宽R为200kHz，因此解调后的处理增益

为

用dB表示就是

GSM采用1/2速率、约束长度为5的卷积码，其d∞=7，假定其编码增益为Gc，所

以在信道解码后其信噪比为

对于CDMA：

基带信号速率R为19.2kbit/s，信号带宽B为1.25MHz，因此经过解扩和解调后的

处理增益为

用dB表示就是

CDMA采用1/2速率、约束长度为9的卷积码，其d∞=12。由于编码增益与d∞成

正比，因此其编码增益应为Gc+10lg(12/7)=Gc+2.34(dB)(因为CDMA编码增益是GSM

编码增益的12/7倍，用dB表示就是10lg(12/7)。所以在信道解码后看到的信噪比为

式中，Tc和ƒc分别为扩频后码片的周期和频率，Tc=1/ƒc。

通过上面公式可以算出，在GSM网络和CDMA网络的输入C/I和Ec/Io的要求分别

为9dB和-13dB时，在信道解码后(即语音译码前)的信噪比分别为7.7+Gc和7.44+Gc，

两者很接近，因此可以得到相近的语音质量。

2.2应用和分析

应用上述基本理论和推导，分别以9dB和-13dB作为GSM和CDMA的信噪比比较

基准来评估、对比双网的覆盖质量。同样，可以改进路测分析软件，例如，将CDMA路测

分析软件的Ec/Io数据标注直接加上22dB后进行标注，即可得到相当于GSM网络的覆盖

质量数据结果，这样就可以直接对比双网的路测图和曲线以及语音质量。这种统一标准的

对比，对规划建设、优化维护和用户发展策略都有重要指导意义。

CDMA的信噪比要求比GSM的低得多，主要原因是CDMA系统具有很高的扩频处

理增益，其信道编码比具有更大的约束长度；另外CDMA的RAKE接收机还能通过多路接

收改善多径效应的影响。GSM的干扰主要来源于同频复用或外部设备干扰，只要频率规划

合理，C/I值在一定区域内比较稳定。而CDMA网络是一个宽带自干扰系统，其主要干扰

来源于本小区和邻小区的所有用户的干扰，Ec/Io在一定区域内变化较大，在Ec/Io良好的

情况下，CDMA具有很好的语音质量，而在导频污染严重或话务量高的地方，语音质量波

动较大。

3、话务量和掉话率的对比

3.1话务量和容量分析

双网从A接口看到的话务量是真实的、用以直接计算收入的话务量。对于GSM来说，

业务信道话务量与A接口话务量一致，业务信道的容量就是所有载波(TRX)数乘8再减去

用作BCCH和SDCCH的物理信道数。对于CDMA，业务信道的容量就是所有信道板中配

置的业务信道数。由于软切换存在，CDMA网络业务信道的话务量高出A接口话务量50%

以上。GSM网络的拥塞主要源于TCH、SDCCH信道数不足。CDMA网络的拥塞原因除

了TCH配置不足以外，还可能是Walsh码数量不足，或是基站可分配功率已经达到最大

值，产生了使覆盖范围缩小的所谓呼吸效应。

3.2掉话率分析

GSM网络和CDMA网络掉话率的计算方法相同。对GSM网络来说，小区掉话率是

指该小区因为切换或无线信号丢失引起掉话的数量与本小区总的呼叫数之比。总呼叫数是

指本小区的始呼数与成功切换进入该小区的呼叫数之和。对CDMA网络来说，小区掉话率

是指与本小区有关的无线信号丢失的总次数与小区成功分配的Walsh码次数之比。由于

CDMA网络引入了软切换技术，在掉话时手机可能同时在与多个小区或基站通信，一次掉

话会使每个参与软切换小区的掉话次数都增加1次，因此，在计算全网掉话次数时，不能

简单地将小区掉话次数相加，而应该考虑当时手机所处的位置，如果手机处于N方切换，

则应将掉话次数除以N后再相加。

4、对数据业务优化指标的思考

不管是cdma20001X还是基于GSM系统的EDGE，在数据业务中最关键的指标都是

数据的吞吐率，即用户能够得到的上传或下载数据的速率。由于两种数据业务都是采用捆

绑多个业务信道以传送高速数据，因此在一个会话的分组数据传输中，需要分组控制系统

在每个分组时间片发送之前根据缓冲器中当前剩余数据量、预计即将到来的新数据量、分

组传送时间片大小来决定向基站系统申请多少信道完成本次传送。基站系统在接到申请后，

将根据该扇区和载波具有多少无线资源和系统目前的功率负荷来决定是按照申请的数量分

配信道还是降低信道数量进行分配。

如果申请信道过少，基站系统满足该申请的可能性(即匹配率)就大，但是可能由于跟

不上实际的数据量，会降低该会话的吞吐率；如果申请的信道过多，则基站系统满足该申

请的可能性(即匹配率)就会降低，即使满足，也可能因TCP层速率低而物理层速率高而形

成无线资源的浪费，也增加了无线干扰。两种情况都会影响整个系统的数据吞吐率，在合

理设置参数使系统能合理预测申请的信道数量的情况下，匹配率的高低可以反映小区的功

率负荷情况，也能反映一些基站的故障，但数据平均吞吐率才是数据优化的根本目标。目

前某些网络优化公司在CDMA的数据业务优化中追求匹配率的达标，而不对数据吞吐率指

标进行重点考核，这样可能造成优化目标的偏离。