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蜂窝移动无线网络的优化

2017-10-15 50页 doc 694KB 18阅读

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蜂窝移动无线网络的优化蜂窝移动无线网络的优化 一、蜂窝移动无线网络的优化 [摘要]:网络优化是建设优质蜂窝移动电话网的重要步骤。本文介绍了目前网络优化的具体方法和需要解决的重点问题~并给出了一个网络优化实例报告。 [关键词]:蜂窝移动电话网 网络优化 优化方法 网络优化是蜂窝移动电话网建设中的一个非常重要的过程。其目的就是要改善网络的通信质量。网络优化即通过对频率设计、基站参数、网络结构等一系列调整措施,来建造一个覆盖良好、话音清晰、接通率高的优质蜂窝移动电话网。 1 确定优化目标 网络优化工作开始以前,需要电信运营公司和设备供应商共同协...
蜂窝移动无线网络的优化
蜂窝移动无线网络的优化 一、蜂窝移动无线网络的优化 [摘要]:网络优化是建设优质蜂窝移动电话网的重要步骤。本文介绍了目前网络优化的具体方法和需要解决的重点问题~并给出了一个网络优化实例报告。 [关键词]:蜂窝移动电话网 网络优化 优化方法 网络优化是蜂窝移动电话网建设中的一个非常重要的过程。其目的就是要改善网络的通信质量。网络优化即通过对频率设计、基站参数、网络结构等一系列调整措施,来建造一个覆盖良好、话音清晰、接通率高的优质蜂窝移动电话网。 1 确定优化目标 网络优化工作开始以前,需要电信运营公司和设备供应商共同协商,确定网络优化的目标。通常有以下几项指标: 掉话率 A. B.切换成功率 C.射频掉话率 信道可用率 D. E.接通率(呼叫成功率) 信道阻塞率 F. 网络的服务质量可由系统产生的统计报告反映出来(从OMC上获得),网络优化也就是使网络服务质量达到上述指标要求。 2 常用优化方法 2.1 初级优化方法 对于刚刚建成的网络,由于网内用户甚少,通常采用路测(DRIVE TEST)的方法来进行模拟拨打试验。测试系统框图如下: 测试设备装载在一辆专用汽车上。汽车沿着测试路线行驶过程中,由技术人员进行拨打测试并做记录。路测的范围必须包括网内所有蜂窝小区和扇区,所选的测试路线尽量多。 测试时,系统报告出用户所在位置、基站距离、接收信号强度、接收信号质量、越区切换地点以及临近六个小区状况等。 网络的覆盖区域很容易由接收信号电平划定(GSM为,95dBm)。对于杂音大,掉话严重的地段应做具体分析。一般有以下几种情况: ?覆盖区边缘 ?系统内部干扰 ?外部干扰源 网络优化的重点是要能解决好系统内频率干扰和移动台正常切换问题。 a)从频率规划方面看,目前GSM系统中广泛采用7,21、4,12、3,9等三种频率复用方式,考虑到不同的电波传播条件,利用数字化地图计算出模拟的覆盖区域和干扰区域(GSM系统内的频率干扰主要为同频干扰和邻频干扰。根据GSM,系统内的同频载干比必须大于9dB,邻频载干比必须大于,9dB)。实际上,由于环境和地形的复杂性,预分配的频率必须再做微调,以进一步减少干扰,得出最佳频率方案。 解决系统内部频率干扰问题的另一个大的方面,是调整基站的发信功率以及改变天线的方位角,防止信号过大会影响周边地区。 b)在修改基站数据库方面,主要是修改临近小区参数和切换参数。路测过程中,测试系统报告出六个信号最强的临近小区状况。通过修改临近小区参数表,增加或去掉某些临近小区以确保切换正常进行。切换是由BSC根据基站送来的信号测量结果与切换控制门限值比较来决定是否进行的。另外,决定是否切换的因素还有距离和功率预算等。 在发现有系统外部频率干扰时,应立即向当地无线电管理监测部门报告,迅速查明情况,以免受有害干扰。 2.2 智能优化法 如前所述,初级优化法适用于建网初期移动用户很少的情况。由于在初级优化过程中,拨打试验次数非常有限,获得的数据很少,因此,不能全面反映出网络的状况。智能优化法是在移动用户发展到一定数量之后,基于移动网内全部用户产生的话务统计结果在OMC自动进行的。优化时,OMC识别出有故障报告的BSC,并找到该BSC所辖的某小区(CELL)测试系统对该小区报告进行分析处理。如遇掉话率高、切换不正常等情况时,系统就自动做出调整。上述过程不断重复进行,直至达到既定的优化目标。 3 优化报告实例 网络优化的效果是显著的。下面给出某局GSM网一期工程网络优化后的结果。 ? 优化方法:初级 ? 系统:BSC一个,基站15个,容量15000户 ? 覆盖面积:约700平方公里 **RXQUAL** Final Preliminary Improved Remarks 0(BER Best in 89.5% 83.2% 6.3% ,0.2%) quality 1(0.2%,BER 2.9% 4.1% ,1.2% ,,good ,0.4%) 2(0.4%,BER 2.5% 3.6% ,1.1% ,good ,0.8%) 3(0.8%,BER 2% 2.9% ,0.9% good ,1.6%) 4(1.6%,BER 1.4% 2.3% ,0.9% not good ,3.2%) 5(3.2%,BER 0.8% 1.8% ,1% ,not good ,6.4%) 6(6.4%,BER 0.4% 1.2% ,0.8% ,,not good ,12.8%) 7(12.8% worst in 0.4% 0.9% ,0.5% ,BER) quality **RXLEV** Final Preliminary Improved Remarks 0-9(-110,= weakest RX 0% 0.7% 0.7% dBm,-100) level 10-19(-100,= 1% 4.7% 3.7% ,,weak dBm,-90) 20-29(-90,= 10.7% 16.9% 6.2% ,weak dBm,-80) 30-39(-80,= 29.9% 26.1% 3.8% good dBm,-70) 40-49(-70,= 29.7% 28.1% 1.6% ,good dBm,-60) 50-59(-60,= 17.5% 13.5% 4% ,,good dBm,-50) 60-69(-50,= 8.7% 6.7% 2% ,,good dBm,-40) 70-89(-40,= 2.6% 3.4% , ,,good dBm,-20) 二、GSM网络的规划和优化 [摘 要]:本文以温州市900MHz数字移动网络为例~从无线网络的规划到基站硬 件的调整及软件参数的修改~分析了GSM网络优化的思路~并介绍了一些网络优 化的经验。 [关键词]:GSM 网络规划 工程检查 网络优化 目前GSM网正处于飞速发展阶段,仅仅几年时间已具备相当的规模。以温洲市为例,自1996年年初建网到现在,用户数已超过46万户,全地区建成基站427个。因此加强网络优化,搞好运行维护是提高移动通信网络质量的关键。一个完善的网络往往需要经历从最初的网络规划、工程建设投入使用,到网络优化的历程,并形成良性循环。 1 GSM网的网络规划 要取得良好的运行质量,必须进行合理的网络规划。在网络规划过程中,如果站址选择及频率规划设计合理,则在以后的运行维护工作中,可省去很多不必要的麻烦。网络中存在的先天性不足问题也相对较少。 1.1 站址选择 站址选择在建网初期相对较为容易,主要是为解决无线覆盖问题。但在网络不断扩容的过程中,特别是已具相当规模的今天,覆盖问题只存在于极少数山区及市区的地下室与部分室内娱乐场所,已不是主要问题。因此,站址选择的思路也发生了重大变化,以解决高话务区的高阻塞和盲点问题。目前温州市中心区域基站间距仅400m左右,且在市中心高话区内已有20多个微蜂窝组成一个连续覆盖的环,为宏蜂窝吸收了大量话务量,减轻了负担。但目前市区高话务基站TCH(话务信道)阻塞率仍较高,如公安外事楼(1)、华联(1)等扇区每线话务量仍高达0.79Erl,TCH阻塞率在10%左右。因此决定将中心区内已有基站的天线高度降低,根据具体地形大力寻找新站,对于娱乐场所及商业街则可通过增加微蜂窝来解决。 1.2 频率规划 频率规划对网络运行起着至关重要的作用。目前温州市话务区基站间隔距离很近,且频率资源相对较为紧张,仅10.6MHz。其中有5个频点留给微蜂窝用,因此频率复用密度较大。若规划不当,基站之间必然存在大量同频及邻频干扰,影响网络质量。温州现有网络频率复用模式为12,12,9,9,6,最大的BTS(基站)配置为6,5,5。因为频率资源不够,目前第六个TRX(收发信机)已被闭住。我们在进行频率规划时,为避免 BCCH(广播控制信道)频点之间邻频干扰,在常规方法上将部分频点互换(即交替将第一、二两个频点交换)。 在6期网络扩容时,GSM将拥有14.4MHz的频率,BTS配置将扩展到8,8,8的模式。在进行频率规划时,可有两种方案选择,一种是在目前的基础上扩充为12,12,9,9,9,6,6,4模式;另外一种则为15,12,9,9,9,6,6,1模式。前种方法可使系统拥有尽可能大的容量,但网络质量相对受到限制,而后种方法则因BCCH频点复用密度相对宽松,因而频率也相对较为干净,相对前者,系统可获得较高质量,但容量则受到限制。在话务分布较为均衡的地区建议使用前者,而话务量分布极不均衡的地区,如某些扇区话务量很低,而某些扇区阻塞率很高,则建议使用后种方案。 2 基站硬件的优化 GSM网络在建网或扩容时,普遍存在周期短,速度快的现象。因此无论在工程中还是在规划中都留下一些质量问题,需要在优化中找出并解决。在优化过程 中,对温州地区所有基站进行了一次详细的测试。在测试过程中,发现了不少工程遗留问题: (1)基站经纬度有误 在实地路测中,发现少数基站的实际经纬度与规划中的经纬度不一致,甚至相差很大,造成此现象的主要原因是在选址中碰到困难,最后不能按设计中要求确定,要将基站移至其它地方。但规划数据库中未能到得更新,仍按原规划其相邻小区及频率,因而造成很多相邻小区漏做或做错。如白象基站,该站原来掉话率一直很高,发现此问题后,按实际地形重新规划邻区及频点,即恢复正常。 (2)扇区错位及方位角有误 此种问题在测试中发现最多,特别是在各郊县。如城关基站的一、三扇区错位,三洋电器基站的二、三扇区错位。造成此现象的主要原因系馈线从天线接至BTS时因标签不对而接错。此外,部分基站三个扇区都存在方位角偏离。在温州,基站三个扇区在常规状态下方位角分别为90度、210度、330度。但实际上部分基站的方位角偏离较大,偏差达45度。上述现象造成大量基站间切换失败率很高,并引起切换掉话。经过整改后,性能大大提高。 (3)分集接收天线间距过小,收发天线不平行 采用分集接收天线时,若收发天线间距在3m,5m时,则可达到理想效果,获得3dB增益。但目前温州除了邮电局楼顶上采用铁塔外,其它基站一般都采用桅杆,呈田字型,天线置于每个端点上。很多收发天线的间距过小,在1m之内。这样很难获得分集接收的效果。此外,部分收发天线根本不平行,有的甚至发送天线就指向接收天线,有的收发天线前方不远处立有很高的铁杆,这样很容易造成信号被挡返弹,产生干扰。 (4)天线被挡或朝向长条形建筑物屋顶 目前很多基站都设置于居民区,因采用桅杆结构,很多基站的第一扇区都朝向长条形屋顶,难以吸收话务量。虽然处在高话务区,但话务量却很低。如市区的金远及银都花园两站,都处在长条形居民楼上,原来第一扇区话务量一直很低,后将其发送天线移至墙边,指向马路,并适当调整倾斜角,话务量上升很快。每线话务量由原来的0.15Erl上升至0.385Erl,大大缓解了周围基站的压力,资源得到了充分的利用。 (5)天线高度过高 在建网初期,因用户规模较小,一般采用大区制基站,使用铁塔,以增加覆盖范围。但在经过数期扩容后,天线的高度应下降,否则会对周围基站造成干扰,同时也造成越区覆盖。 在经过为期两个多月的现场勘测及硬件整改后,温州的网络质量取得了明显的效果。其中市区网络上行质量(等级0,5)由原来的96.24%提高至98.10%,下行质量由97.96%上升至98.85%,TCH阻塞率由1.92%降至0.14%,SDCCH(独立专用信道)阻塞率由1.75%下降至0.10%,TCH呼叫成功率由97.02%上升至98.24%,SDDCH呼叫成功率由88.39%上升至95.83%,TCH掉话率则原来的2.98%下降至2.26%。 3 软件参数的优化 (1)首先要确保网络的参数设置正确,特别是对于新开通的基站或新割接的基站。如在一次割接中,瑞安地区原来只有2个BSC(基台控制器)来控制所有的基站,即BSC3和BSC11。割接后,新的BSC21、BSC22、BSC23投入使用。结果发现割接到这三个BSC的所有BTS掉话率均很高,但割接前正常。经仔细检查发现系因开通时数据建错造成。因为新的BSC开通时,从MSC(移动交换中心)至BSC需经过TCSM(码速率变换与子复用器)。目前NOKIA系统的TCSM可将4路压缩成1路,然后传至BSC。由于BSC需通过MSC与OMC(操作维护中心)相连,因此需专门占用一个时隙,用于X.25协议,而每个TCSM均需一个时隙作为七号信令来控制话务。因此,对应于每个BSC的第一个TCSM,相应的会有2条直通连接(即64kbit,s)。而对于其它TCSM则应只有一个直通连接(只有7号信令,而无X.25)。但工程师在开通新的BSC时,给每个TCSM均设置了两条直通连接。而MSC端仍按常规作法,导致MSC与BSC相应的电路不匹配,分配的信道只要使用这些电路,马上就会产生掉话。而MSC对每个BTS电路的分配是随机的,因而造成所有基站掉话率都高,修改后即恢复正常。此外,有一新开通基站,投入使用后发现第三扇区掉话率很高,达36%,而一、二扇区正常。检查发现第三扇区的TRX6,Abis接口(BSC至BTS)的时隙分配错误,本应为11、12时隙,但却分配成12、13时隙,而BTS端的BRANCHTABLE(分支表)仍按常规方法分配成11、12时隙,造成时隙不匹配,从而引起高掉话率,后将TRX6删除重建后,掉话率即下降至1.9%,恢复正常。另一新站“综合楼”开通后,掉话率较高,达6.9%。实施测试发现该基站很难与其它基站进行切换。在移动过程中当其它的信号高于综合楼基站的信号30dB,仍不能切换至其它基站,最后导致掉话。检查后发现power budget切换开关设置成OFF,从而造成上述现象,将其设为ON后即恢复正常。 (2)可从MSC、BSC告警中获得网络不正常信息。如当相邻小区数据配置有误时,或如邻区的BCCH、BCC(基站收发台色码)、LAC(位置区码)等不对时,造成切换失败掉话,都会在MSC及BSC中产生告警。因此,须经常从MSC、BSC中查看告警记录。此外,每打一个电话,都有一个相应的代码与之相对应。对于NOKIA系统称之为CLEAR CODE的,其中无线部分的CLEAR CODE主要存在于B13到B1D。如上面提及的TCSM设置有误或插板坏时,便会产生B16CLEAR CODE。因此,可通过分析CLEAR CODE来发现网络存在问题。当发现某一CLEAR CODE突然增多时,可在MSC里跟踪与此CLEAR CODE相关的中继电路和基站。如有一段时间,温州用户反映通话中存在严重的回声及单向通话,通过MSC端跟踪发现,单向通话主要存在于某几条PCM(脉码调制)线上,进一步对这些PCM检查发现系因DDF传输架跳线错误造成。改正后即恢复。用类似方法发现造成回声的原因是MSC软件版本升级时,MSC中ECU(回声消除单元)硬件芯片,与软件不匹配引起回声。将ECU单元更换后,回声即消失。 (3)可从OMC的统计信息,经过分析来发现不正常的原因。如部分基站掉话率较高,但BSC中无告警,在OMC中分析发现,这些基站部分TRX的上、下行链路质量很差。对TRX进行环路测试后,发现其驻波比很高,将TRX更换后即恢复正常。有时发现整个扇区内所有TRX的上行链路质量都很差,但下行链路质量不错,而且频率规划无问题,后更换RTCC(远端调谐控制器)后,掉话率即下降。此外,OMC中有一种网络优化工具(NOKIA系统)称之为CELL DOCTOR,可通过它来统计每个TRX的占用时长、每个扇区的平均通话时长,分析小区间是否存在频繁切换以及是否从来无切换,从而相应的修改切换控制参数,并删除不必要的相 邻小区,以减少邻区测量,减轻系统负荷。 (4)在高话务区,很多基站掉话发生在切换过程中,因找不到空闲信道而掉话,这些基站的TCH阻塞率一般都很高,如龙港地区中心站每线话务量均在0.8Erl左右。可以通过以下几种方法使话务均衡: 可修改基站配置,根据实际话务量来配置该扇区的TRX个数。如长虹基站, ? 原来配置为3,3,3,但第一扇区话务较少,而第三扇区拥塞严重,将其改成2,3,4后,第三扇区的每线话务量即由原来的0.649Erl下降至0.53Erl,TCH阻塞率也下降至0,但话务量却上升了2.1Erl。 ?可根据实际话务分布调整天线的方位角,如当某一区域话务量特别高,可将两个扇区的天线方位角加以修改,共同指向此区域。 ?对于未满配置的基站,可用增加Prime site(简称PS)的方法来吸收话务。如龙港基站原来配置为3,3,3模式,将3个PS与其相连,PS与宏蜂窝共用天线。通过修改入和出的PMRG(切换门限值),即可控制话务流向。其中由宏蜂窝切入PS可设置成,15dB左右,而由PS切入宏蜂窝则可设在10dB左右,具体值则需根据实际情况来调整。此外,如果话务量集中在宏蜂窝附近,则还可为PS设置umbrella handover。即只要PS的信号电平满足一定值,则可切入PS。经过一定的监测和调整后,效果十分理想,每个PS吸收的话务量都在5Erl左右,最高的达6.2Erl,从而使阻塞率下降,掉话率也相应的下降。 (5)借助仪表来分析网络中存在的问题。如用频谱分析仪来测量上行干扰。有一段时间,市区大酒店基站第一扇区上行干扰严重,BSC中观察其空闲信道干扰等级均为4。因从天馈线下来的信号经过RMUJ,分成6路,经放大后至每个TRX,使用频谱分析仪,将其连至RMUJ(接收多路耦合器),如图1所示,对分集接收的信号在基站工作和基站断开两种情况下进行测试,测试结果表明,该扇区不存在同频或邻频干扰,且该基站干扰曲线不存在波峰和波谷,相对较平滑,因而排除了外部干扰(如直放站)的可能。后在测试过程中发现若只用主集接收,而断开分集接收,则上行干扰消失,因此怀疑RMUJ硬件单元故障,将其更换后,即恢复正常。此外还可使用7号信令仪,通过分析A接口或Abis接口的信令流程来分析某些基站的掉话原因。 图1 频谱仪与基站联结图 (6)通过实地路测,可获得基站的覆盖情况及切换情况,从而得到某些OMC所不能提供的信息。如市区桃园居第三扇区掉话率高达6.7%,掉话原因显示为射频掉话,经实地路测后,发现该站由于天线较高,存在越区覆盖,产生孤岛效应。 (7)在网络运行过程中,可使用一些新技术,如下行功率控制,DTX(不连续发送)及跳频等,减少网络存在的干扰,并降低掉话率,从而使网络质量进一步 提高。必须注意,在开启上述新功能时,网络中一些相关的系数也必须随之修改,如目前温州网络使用基带跳频,首先必须将因上、下干扰而允许小区内切换这一功能关闭。其次,对于因质量而切换的门限电频HO MARGIN QUAL予以修改,因为未使用跳频时,通话过程中,如未发生切换,则固定占用某个时隙,质量较为 ,稳定,但使用跳频后,则在扇区内所有的TRX上跳动,质量不稳定,在等级07上下波动。当此门限值设置很小时,会产生频繁切换,因此,应将QMRG由0dB调为4dB。此外,对切换的算法也需适当加以调整,如平均窗口大小、总的抽样个数Nx及满足条件的个数Px等,都需在开通跳频后,进行长期的观察,根据OMC中的统计资料,加以分析,并逐步调整。否则很难达到理想的效果。 4 结束语 网络优化不仅是无线部分的优化,必须从全网着手,因此必须不停地观察和监测整个网络,找出故障并排除故障,提高网络效率,使现有网络资源获得最佳效益。 三、GSM无线网络干扰成因、测试及解决方案 ,摘要, 本文详细分析了GSM无线网络干扰产生的多种原因及影响,给出了干扰的检查测试方法,根据工作实践情况提出了解决无线干扰的方法与经验。 ,关键词,干扰;测试;解决方案 在网络规模不断扩大的情况下,由于频率资源的限制,频率复用度必然增加;由于规划或地理位置的原因,在多小区的情况下多会产生同频、邻频干扰,使通信质量下降,网络服务性能变差。干扰是影响通话质量及掉话率、接通率等网络系统指标的重要因素。由于无线电波传播的特性,决定其在通信过程中必然受到外界多种因素的影响。但是由于网络内部原因,它还在一定程度上受到网络内部其它因素的影响,如同频干扰、邻道干扰,以及其它因网络某些参数设定不当而造成的干扰。这些干扰的存在给我们网络的正常运行带来了一定的不良影响。作为网络优化问题的核心问题,解决无线干扰问题显得越来越重要。本文拟对产生无线干扰的原因进行分析,介绍干扰日常测试方法,并介绍干扰的解决方法与经 验。 1 干扰产生的原因分析 网络干扰的原因主要可以分为两大类:外界频率干扰和设备交调干扰。 外界频率干扰又可以分为同频干扰和邻频干扰。同频干扰是指由其他信号源发来信号与有用信号的频率相同,并以同样的方式进入中频通带的干扰。邻频干扰是指K,1、K,1频道,对工作在K频道的基站引起的邻频干扰。邻频干扰的大小取决于接收机中频滤波器的筛选能力以及发信机在相邻频道通带内的边带噪声。外界频率干扰主要由于小区规划不合理,而引起的同频与邻频干扰; 交调干扰主要表现为设备本身通信指标下降或故障而引起的干扰。通过对网络运行情况及各种测试结果的分析,产生干扰的原因主要有以下一些因素: 1.1 外界频率干扰 外界频率干扰的主要表现为小区规划不合理、天线参数选择以及小区参数调整不当等原因造成,致使用户在同一地点而收到相同或相连的频点且载干比小于9dB,在通信过程中产生严重的背景噪音甚至掉话。在实际网络运行中频率干扰是干扰产生的最主要原因且在高密度网络中大量存在。 (1) 频率规划或频点设定不正确,造成同频、邻频现象在短距离范围内存在,从而造成干扰。这种现象主要出现在地区边界和省际边界的地方,在网络扩容工程结束初期该现象也出现。 (2) 频率复用不当或频率复用的两小区之间的距离不够,造成同频干扰。 (3) MS,TXPRW,MAX,CCH、BS,TXPWR,CCH、BS,TXPWR,MAX、BS,TXPWR,MIN等小区功率参数设置不合理。如MS,TXPWR,MAX,CCH参数设置过高,则在基站附近的移动台会对本小区造成较大的邻信道干扰,影响小区中其它移动台的接通和通话质量;过小则在小区边缘的手机将很难占上信道,且受外界干扰更大。BS,TXPWR,MAX,CCH参数设置过大则会与相邻小区产生覆盖交叠,造成信道干扰,手机占用信道困难,通话质量差,过小又会产生盲区。 (4) 同心圆内小区参数设置不当,而使得内小区的频点覆盖过大,而与邻小区产生的同频或邻频干扰。 (5) 基站天线高度及俯仰角设计不合理,导致覆盖范围的不合理,使小区的覆盖范围超出设计覆盖范围,从而与邻小区产生同频干扰、邻信道干扰。 1.2 交调干扰 交调干扰主要由于设备本身的非线行原因以及设备故障所引起的在通信过程中所产生的干扰。设备在长期运行过程中由于缺少定期的指标测试与调整,致使交调干扰在一定范围存在。 (1) 发射部分杂散辐射及接收部分杂散响应较大,从而造成对本信道和其它信道的干扰,严重的将不能正常通话。 (2) STSE板子内13MHz时钟频偏较大,超过了0.65Hz,造成实际输出信道频率与定义频率不相符,手机无法占上信道,即使占上信道通话质量也极差。 (3) FUMO板中某个时隙损坏而导致在通信过程中产生严重的背景噪音。 (4) 天馈线系统驻波比过大,而通信质量下降。 (5) RXGD、FEG8接收部分的设备损坏,致使通信质量下降。 2 干扰测试 在维护与优化工作中衡量干扰程度的大小主要是通过小区上下行质量Quality的大小即误码率的大小来测评得,通过对质量的研究分析,查找网络中存在的问题确定基站的频率规划、收发信设备是否有问题并进行调整与处理。下面对干扰的测试方法作一介绍。 (1) OMCR参灵敏设置及话务统计 干扰的大小在OMCR中以INTERF BAND的值来确定,INTERF BAND的值是指在通信点非使用信号的大小。在OMCR中累计定义了5个级别的干扰等级(INTERF BAND)INTFBD1,INTFBD5的取值范围为,110,,47dBm INTFBD0=,110dBm,INTFBD1=,100dBm,INTFBD2=,95dBm,INTFBD3=,90dBm,INTFBD4=,85dBm,INTFBD5=,47dBm。当测得的干扰电平处于为,110dBm与INTFBD1之间时,则干扰级别为0;当测得的干扰电平处于INTFBD1,INTFBDB2之间时,则干扰级别为1;依此类推。 依据5个干扰等级,在OMCR中定义了5个相应的计数器C320A,C320E以统计小区在规定的统计时间内,小区的频点受干扰情况。并据此采取相应解决方法。 (2) 手机现场拨打测试 该方法主要用于用户反应强烈的热点地区,解决背景噪音问题,查找坏的频点时隙。手机可以采用西门子S4、S6手机,也可以采用CD928,手机,但最好能够使用萨基姆手机,以便更好的锁定频点进行测试。 (3) 亚伦无线场强测试仪 在干扰严重的地区,可以直接使用亚伦无线场强测试仪进行测试直接观察某一地点的场强的大小和各侯选小区频点与场强的大小以确定是否存在干扰以及干扰的来源。 (4) HP频率计数器 测试小区的STSE时钟板上时钟是否超过指标范围,以确定小区的频点是否漂移。 (5) K1103信令分析仪 在基站与BSC之间的ABIS接口跟踪的结果分析中,干扰体现在上下行质量的大小上,质量的大小是通过误码率的高低来衡量的,定义情况如下: QUALITY(质量) ERROR BIT(误码率 ,0.2% 0 ,0.4% 1 2 ,0.8% 3 ,1.6% 4 ,3.2% 5 ,6.4% 6 ,12.8% 7 ,256% 依据K1103在ABIS口上的跟踪结果,借助DAFNE软件对小区的测量质量进行统计,并取平均值确定小区各个频点的质量的大小。在实际工作中一般认为在一个BTS中如果仅是少部分频点的QUALITY的值在1左右是频率干扰引起的,如果是大部分频点的值均在1左右,在检查无频率干扰的情况下,一般认为是COMBINER或天线系统的原因。QUALITY值在3以上就认为是收发信部分的硬件有问题,需要更换硬件设备。 利用K1103还可以依据测量到的TA值的大小确定小区覆盖范围,检查小的区的覆盖的基本依据是TA(TIME ADVANCE)时间提前量值分布情况。为了弥补手机上下行信号发射的时间差,保证同步,基站均会根据手机距离基站的远近,来确定信号发射提前的时间,TA计算的依据是: 基站发出信号到人手机接收到的响应的延时T,然后将该值除以2,再乘以光速300000000米,秒,及得到基站与手机的相对直线距离。TA原指的是时间值,但实际上是用距离来代替了时间,即用不同距离的代表值表示TA的大小,具体表示如下: TA值 距离值 0 550米 1 1100米 2 1650米 . . . (用550米表示一个级别 某点TA的采样次数,基本反映了该点的话务数量的大小,同时结合该点的RXLEV,DL、RXLEV,UL值的大小,综合确定小区的覆盖的范围是否合理,并据此进行进一步的调整,不断优化小区的覆盖,提高网络服务质量。 不同的测试方法适合于不同的问题,在工作中要依据实际情况进行选择,综合使用排查问题。 3 减小干扰的方法分析 借助亚伦无线场强测试仪、HP频率计数器、K1103等工具,以及OMC,R的参数调整窗口,CQT呼叫质量拨打测试结果,对产生干扰的原因具体分析,可以根据实际情况采取不同的措施减小干扰,提高通信质量,改善网络的运行环境。 (1) 利用亚伦无线场强测试仪表,对干扰严重的小区进行实地测试,查出干扰源及受干扰的程度。在小区参数调整效果不明显的情况可以,可以通过A955无 线规划软件,确定是否需要更改小区的频点,以及更改后的频点。并在OMCR上进行具体实施。 (2) 通过K1103测量出的TA值的大小确定小区的覆盖范围,及相邻其它小区的实际覆盖范围,判断是否因覆盖不合理而造成的干扰。对于天线较高的小区可以适当调整BTS发射功率参数:BS,TXPWR,MAX、BS,TXPWR,MIN、BS,TXPWR,MAX,CCH以降低基站发射功率,改变基站覆盖范围,减小对相邻基站的干扰。在保证小区边缘处移动台有一定的接入成功率的前提下,尽可能减小移动台的接入电平(MS,TXPWR,MAX、MS,TXPWR,MIN),以减小对相邻小区的干扰。可以通过多次CQT测试,根据测试结果修正设计值,最终得出小区设置最佳参数。 (3) 调整天线的高度与天线的俯仰角来改变小区的覆盖范围已减少频率干扰。尽量减少覆盖交叠和覆盖盲区的现象,改善通信环境,减小干扰。 (4) 在通话过程中,可以选择语音间歇间系统不传送信号的非连续传送(DTX)方式,降低对无线信道的干扰,使网络的平均通话质量得以改善。而且可以减小手机的功率损耗,增加电池使用时间。 (5) 利用HP频率计数器,调整BTS的13MHz时钟,使其频偏越小越好,减小所使用信道受其它信道的干扰,提高通信质量及系统指标。 (7) 检查BTS中COMBINER、TXGM、RXGD等收发信系统减少杂散发射与响应,提高收发信系统的性能,减小干扰。 (8) 检查频率复回情况。对于有频率复用的基站尽量增大两者之间的距离;同时注意两小区的“U,TIME,ADVANCE”参数设定值,避免出现同频干扰现象。 启用新技术 (9) 在维护工作中发现,功率控制、调频等新技术的运用,对于减小干扰,提高通信质量以及改善网络指标均能够起十分积极的作用,如在淮阴G2BSC1中在慢调频开通前后掉话降低了1个百分点,接通率提高了0.6个百分点,效果十分明显。下面分别对功率控制、调频及同心圆技术做简单介绍。 ? 功率控制 功率控制技术是指在保证和移动台之间具良好的接收质量的条件下,降低发射功率,从而达到降低干扰的目的。功率控制的过程包括功率门限比较和功率控制命令。前者用来监测基站或移动台是否需要进行功率控制,后者用来发送相应的功率控制指令。而功率控制算法则根据MS和BTS送出的测量报告BTS来决定。功率控制技术可应用于通话模式下的上行和下行链路,用来减小上下行链路的干扰。功率控制在实际应用中,可以降低干扰,从而提高全网的服务质量,开启基站下行链路功率控制,并将相关参数设定为合适的值以后,全网的掉话率可以下降0.1%,0.2%。但功率控制的应用会使切换的过程延迟。 ?跳频技术 跳频是GSM系统空中接口的一项重要性能。在网络中应用跳频技术,移动台就在每一个脉冲之后改变其所有的频率,在一组频率之间进行切换。频率改变速率低于调制速率的跳频称为慢跳频,而频率改变速率高于或等于调制速率的称为快跳频。跳频的速率是由使用要求所决定的,一般地说,跳频速率越高,跳频系统的抗干扰性就越好,但相应的设备复杂性和成本也越高。目前,在GSM系统中使用慢跳频,其速率为217次,秒。根据跳频序列的不同,慢跳频可分为循环跳频和随机跳频两种。循环跳频模式就是周期地采用跳频序列进行跳频,此外所有的BTS都采用相同的跳频序列号,即HSN=0。随机跳频模式就是周期地采用伪随机序列进行跳频,共有63组伪随机序列可供选择。一般情况下,小区将选择不同的跳频序列号来确保跳频的非相关性。由于跳频具有“干扰分集”和“频率分集”的特点,它的应用,对于由多径衰落和干扰引起的掉话有很大的改善作用。这种改善在话务量较大,干扰问题比较严重的城市中更为显著。 ? 同心圆小区 参见图1,同心圆小区就是在同一个小区内部的无线频率资源采用两种不同的的发射功率,分别设置内小区和外小区,内小区的发射功率小于外小区,内小区的覆盖小于外 小区,产生大小不同的覆盖区域,且外小区在内小区与其它小区之间起到一定的“隔离” 作用。这样就减小了内小区的频点被其它小区干扰的可能性,因而通过同心圆的设置减少了频率干扰的机会,提高了频率复用度。 图1 同心圆小区示意图 在实际工作中,对于受干扰比较大的频点,如果无法采取消除干扰频点的话,我们往往可以将这个受干扰频点放入内小区,提高它的抗干扰性。同时,对于干扰较强的频,也可以放入内小区,由于内小区发射功率较低,因而能够减小其对周围小区的干扰。同心圆的应用提高了网络的抗干扰能力,在确保相同质量的情况下,能够使网络中心小区的平均复用度提高,从而增加小区的载频数,达到增加网络容量的目的。 解决无线网络干扰问题是目前网络维护与优化的核心问题,以上几点仅是本人的在解决干扰问题上的一点初浅认识及经验。随着技术水平的不断提高,更多的新技术、新设备会更好的解决这一问题。如智能天线的运用、设备性能的提高、小区参数有效调整等,都将会对解决干扰问题提供十分有力的途径。 四、如何提高GSM网络的容量 [摘 要]:本文对小区分裂、频段扩展、频率紧密复用、采用微蜂窝与微微蜂窝、采用GSM900,1800双频系统、定期进行网络优化等提高GSM网络容量的方法作了综述性的介绍~并从实际出发对提高GSM网络容量采用的方法提出建议。 [关键词]:GSM~小区分裂~频率复用~GSM900,1800双频网络~网络优化 随着GSM移动业务的迅猛发展,在保证通信质量的前提下最大限度地提高GSM网络容量始终是网络运营商们孜孜以求的目标。GSM扩容的传统方法是小区分裂与频段扩展,但目前得到新的频谱资源的可能性已经不大,在话务密集地区因受到干扰的限制,小区分裂亦举步维艰,因而采用更加紧密的频率复用技术、建立微蜂窝,微微蜂窝、建设GSM900,1800双频网络以及进行网络优化等已经成为解决GSM网络容量的重要手段。 1 小区分裂技术 小区分裂技术是增加网络容量的理所当然的首选方案。GSM建网初期,主要是解决覆盖问题。在频谱资源宽裕的地区,时期,随着用户的增加,可将原来的小区分裂成更多的覆盖面积较小的小区或者增加原有小区的载频数,从而达到扩容的目的。通过小区分裂或新增载频,全网基站数增加,全网载频数、信道数、话务量、用户数等均大幅度增加。小区分裂提高频谱利用率的关键在于减小了单位小区的面积。 选择小区分裂扩容法应遵循以下原则: (1)确保已建基站可继续使用; (2)应保持频率复用方式的规则性与重复性; (3)尽量减少或避免过渡区; (4)确保今后可继续进行小区分裂。 ,1, 全向小区分裂为全向小区的方法主要有:1?3分裂法;全向小区分裂为全向及定向小区的方法有:1?7分裂法;全向小区分裂为定向小区的方法有:1×3×4分裂法及1×6×3分裂法;定向小区分裂为定向小区的方法有:六角形边中心分裂法及六角形顶点分裂法。 2 频段扩展和频率紧密复用技术 频段扩展当然是扩容的理想手段,但在现有情况下,得到新的频谱的可能性不大。目前浙江联通在900MHz频段有6MHz的资源,除个别热点地区外,暂时还能基本满足需要。浙江电信GSM五期扩容后GSM网频段范围为:898.6,908.8MHz,共10.2MHz。本次六期扩容原则上计划将A网频段延伸至885.0125MHz,GSM网频段向下扩展至14.4MHz,使用23,94号频点。 目前,浙江电信G网基站在许多地区已十分密集,特别是杭、甬、温三城市,部分基站间的距离只有四五百米,合适站址的选取已越来越困难。站间距离太近,导致了同频及邻频干扰的增大。此外,天线增益越高,其在垂直面内的波束宽度 也就越窄,若站距太近,则移动台处于天线主波束外的概率大大增加。另外,A网移频的余地也不是很大,因此,频谱扩展的空间十分有限。 不过,由于GSM采用了诸如GMSK、均衡调制、交织编码等手段,特别是还提供了其它一些旨在提高频谱效率的技术,如跳频、非连续发射(DTX)、功率控制、半速率信道、分集接收以及移动辅助切换等,从而降低了网络对同频与邻频干扰指标的要求,使得频率的紧密复用成为可能。 (1)跳频。跳频就是载频按某种频率序列进行跳变,它包括基带跳频与射频跳频两种。 跳频的作用是提供了频率分集,提高了系统的抗干扰、抗衰落能力。 (2)非连续发射(DTX)。采用DTX技术,可降低系统总的干扰水平。 (3)功率控制。这也是降低干扰从而提高容量的有效手段。 (4)半速率信道。这可使系统容量增加一倍。 (5)分集。分集有多种形式,利用分集技术,可以改善系统抗衰落的能力。 3 采用更紧密的频率复用技术 在频段受到限制的情况下,采用更紧密的频率复用方式无疑是提高系统容量,2、3,最直接的方法之一。GSM中可以使用的频率复用方法主要有:7小区复用方式、4×3复用方式、3×3复用方式,4×3与3×3的混合复用方式、2×6复用方式、1×3复用方式以及同心圆(ConcentricCell)技术与多重复用MRP(MultiplefrequencyReusePattern)方式等等。 (1)7个基站区的复用方式 这种7个基站区为一个复用组的复用方式适用于话务量较低或用户密度较小的地区,一般为全向基站,其D,R=4.58,同频复用距离较远。 (2)4×3复用方式 “900MHzTDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网络技术体制”建议采用的 这是 复用方式,也是GSM系统中最常用和最典型的复用方式。对于三叶草60?天线,其D,R=6;对于120?天线,其D,R=3.46。采用三叶草60?天线时同频干扰性能更好。 (3)3×3复用方式 这也是“900MHzTDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网络技术体制”建议采用的复用方式。3×3复用方式与跳频、DTX、功率控制一起使用,可达到同频干扰要求。但带宽在6MHz以下时,不能提供足够的跳频增益,因此性能不佳。 (4)2×6复用方式 这是Motorola提出的用以解决高话务地区频率复用的方法。该方法在不同天线方向上有着不同的频率复用程度,其D,R小于3×3复用方式。 (5)1×3复用方式 这一方式是目前最紧密的复用方式,其主要特点为: . 适用于频带较窄,容量比较集中,不需很多基站的地区; . 可在较小的基站数下提供较大容量; . 需要采用部分加载方法,即载频不能用满,收发信机数目为载频的一半左右; . 需要采用射频跳频、功率控制、不连续发射、天线分集等技术,以降低干 扰; . 不需改变现有网络结构。 不过,虽然这一方式频率利用率很高,但系统干扰增加很大,如采用的抗干扰措施不够有效,可能对网络质量产生较大影响,因此应谨慎使用。 同心圆技术 (6) 同心圆技术就是将通常的小区分为外层(Overlay)和内层(Underlay),外层的覆盖范围为传统的蜂窝小区,而内层的覆盖范围则主要集中在基站附近。另外,内外层的频率复用系数一般也不同,外层一般用4×3复用方式,而内层则采用更紧密的复用方式,如3×3、2×3或1×3等方式。 根据同心圆的实现方式不同,可分为普通同心圆与智能双层网(IUO)两种,两者的主要区别在于内层的发射功率与内外层的切换算法。普通同心圆内层的发射功率一般要低于外层,从而降低了同频干扰,其内外层的切换一般是基于功率与距离的。而IUO内外层的发射功率是完全相同的,并基于C,I进行切换。 普通同心圆对容量的提高约为10%,30%左右,提高量不大,IUO方式对容量提高相对较大,一般为20%,40%,并能在提高容量的基础上保证通话质量。 (7)MRP方式 MRP方式就是将所有可用载频分为几组,每一组载频作为独立的一层,不同层的频率采用不同的复用方式,频率复用逐层紧密。为保证BCCH的安全,MRP中用于BCCH的载频数应不少于12个。按TCH分组方法的不同,MRP又可分为严格的MRP与改进的MRP。 MRP复用方式有以下几个特点: . 可较大程度提高容量,在7.2MHz带宽情况下,比4×3复用率提高47%; . 信道分配灵活; . 可释放出一些频率用于微蜂窝; . 采用基带跳频,较易实现。 ,3, 在使用MRP时,应注意以下问题: *必须采用跳频、功率控制、DTX等抗干扰手段,这也是MRP技术应用的前提; *采用MRP技术时,应注意频率分配的顺序。一般应先分配BCCH,然后分配TCH5,接着分配TCH4,直至TCH1; *不同区域基站的频率应分别规划; *根据具体的干扰情况,调整邻区设置。 从深圳及山东等地的使用情况看,MRP技术可根据容量需求及话务分布情况灵活进行频率规划,可逐步提高网络容量,比仅使用3×3复用网络容量高,与1×3复用相比对网络质量影响较小,采用的技术如跳频、功率控制、不连续发射是GSM系统应具备的技术,在硬件设备及软件上无其它特殊要求,是目前应用得比较成功的频率复用方式。 表1为六种常见复用方式分别在6MHz与7.2MHz带宽情况下的容量比较。 表1 六种常用频率复用方式容量的比较 容量(户) 频宽 复用方式 载频配置 容量比 ,小区 6MHz 4×3 3,2,2或3,3,2 1440 1 3×3 3,3,3 1788 1.24 2×6 2,2,2,2,2,2 2160 1.5 1×3 4,4,4 2640 1.83 IUO 2,2,2,1,1,1 1891 1.31 (4×3,2×3) MRP(12,9,6) 3,3,3 1788 1.24 4×3 3,3,3 1788 1 3×3 4,4,3 2356 1.32 2×6 3,3,3,2,2,2 2868 1.6 7MHz 1×3 5,5,5 3424 1.91 IUO 2,2,2,2,2,2 2736 1.53 (4×3,2×3) MRP(12,9,8,7) 4,4,4 2640 1.48 注:表中,GOS=2%,0.025Erl,用户 4 微蜂窝与微微蜂窝技术 采用微蜂窝及微微蜂窝技术也是提高网络容量的有效方法之一。 在以下两类地区可考虑使用微蜂窝: 一是“热点”地区。最主要的“热点”地区是如大型宾馆、饭店、写字楼、大型商场、娱乐场所及车站、码头、机场等等。 二是为解决全网容量问题,在现有宏蜂窝下再建一个连续覆盖的微蜂窝。宏蜂窝用于覆盖低话务密度地区,以解决高速移动用户的覆盖;微蜂窝用于覆盖高话务地区,以解决低速运动用户的覆盖。 微蜂窝具有以下优点: . 设备体积小,安装简单灵活,可快速解决热点地区的容量与覆盖问题; . 无需改变网络结构,无需特殊手机; . 采用后容量可明显提高。 微蜂窝也具有以下一些缺点: *为解决大城市的连续覆盖,需要大量的微蜂窝,投资十分庞大; *采用分层结构时,网络结构复杂,增加了频率规划的难度。 目前,浙江电信已大量采用了微蜂窝。对于浙江联通,建议按如下思路发展微蜂窝: (1)在宏蜂窝覆盖不到而话务量又很大的地点,应使用微蜂窝作为覆盖补充,而话务量很高的商业街道等地则可采用多层网形式进行连续覆盖。 (2)为解决整个大型建筑物的覆盖,可考虑采用室内覆盖系统。 5 采用GSM900,1800双频系统 在话务量特别大或频率资源特别紧张的地区,可考虑适时推出GSM900,1800双频网络。双频系统具有以下优点: . 除射频部分外,GSM1800系统具有与GSM900系统基本相同的软硬件结构; . 两网络拓扑结构相同,可共用MSC、HLR、BSC及OMC; . 两网络可共站址,可充分利用机房、传输、电源、空调及其它配套设施,大大节省建设投资与日常维护费用; . 虽然900MHz与1800MHz电波的传播特性不尽相同,但GSM1800与GSM900的无线频率规划方法及工具却基本相同; . GSM1800无线覆盖范围小,小区半径小,覆盖相同的区域需要较多基站,因此提高了单位面积的网络容量; . 由于两者原理与系统结构相同,可以节约网络运行维护及人员培训费用。 ,4, 在建设双频网络的过程中,应注意以下几个问题: (1)双频系统的建设应视具体情况区别对待,应坚持解决话务密集地区为重点的方针,并要充分利用现有的GSM900系统的设备,将两者有机结合。 对于话务量较小的地区,双频网络可共用MSC、BSC等设备,甚至可共基站,这样可灵活配置网络,为未来的扩容留出余地。 对于话务量相对较大的地区,应考虑将两者的交换机分开设置。这可以减轻原有的GSM900交换机的压力,并降低实施GSM1800系统工程时对GSM900系统的影响。 (2)应尽可能共基站,以节省建设投资与维护费用。 应减少双频切换,尽量让GSM900系统保证覆盖,而GSM1800系统充分吸 (3) 收话务。这可通过调整两系统间的切换算法及切换电平门限等方法而实现。 (4)在建网时应尽量选用高增益的天线、低损耗的馈线。 (5)因在GSMPhase2中增补了许多性能,信令种类相对增多,因此,在A接口的信令链路配置上应有一定的冗余度。 6 定期进行网络优化 随着网络规模与复杂度的不断增加,定期进行网络优化已日显紧迫,网络优化已成为间接提高网络容量的一种十分有效的手段。 网络优化是在系统正常运行下对系统的一个全范围的调整,通过对网络资源的经常性调整,可使网络实时地适应移动通信网动态变化的要求。 网络优化的基本步骤包括: (1)网络数据的收集。主要包括:通过场强测试而掌握无线覆盖情况;通过呼叫质量的测试,从用户的角度去了解网络情况;通过OMC的话务报告,掌握话务分布情况;通过收集频率规划数据,了解小区频率规划的合理性;通过采集交换机数据,了解交换机运行情况等等。 (2)对收集到的数据进行分析,并依据分析结果进行以下几方面的网络调整:提高交换机的处理效率、增加容量;信道数调整、基站位置变更、尽量利用高大建筑物作隔离;天线位置的变更、DownTilt角度的适当调整;切换参数、频率等的调整。 7 建 议 综合考虑无线覆盖要求及工程建设的经济合理性与时间紧迫性,我们认为提高GSM网络容量的一般方法是: 首先,采用宏蜂窝,并用小区分裂技术,建设更多的小的宏蜂窝; 其次,采用较紧密的频率复用方式,以提高频率利用率; 热点”地区及重要场所建立微蜂窝与微微蜂窝(也可与前两步交 第三,在“ 替进行); 第四,采用双频系统。 在上述四种方法中,还应同步进行网络的优化。 五、GSM900/1800双频无线网络参数及其调整 [摘要] 本文在介绍GSM900,1800无线传播特性和组网原则的基础上~阐述了对无线网络性能影响较大的双频无线网络参数的含义和调整原理。 [关键词] 双频网络,无线参数,优化调整 1 概 述 近年来,数字移动通信GSM网络在中国得到了飞速的发展,截至1999年8月份,全国GSM用户已突破2000万。据保守的估计,2005年移动用户数将接近固定用户,达到1亿用户,其中GSM用户将超过8000万,并且用户会更集中。但用户的剧增同样使网络的发展承受了巨大的压力,GSM900由于受到频率资源的限制,最大能承载的用户数应在4000万左右,已无法满足GSM网络的发展需求,因此GSM1800系统的广泛应用已成为GSM网络发展的必然途径。目前在北京、上海、广州、福建、江苏等地已相继开始建设和应用GSMl800系统。 GSM900和GSMl800双频网络是网络容量和网各覆盖两方面需求相互融合的最有效的方法之一,而其主要功能的实现极大地依赖于GSM900,1800双频无线网络参数的设置,这些参数主要包括小区选择,重选、双频话务切换等控制参数的调整。本文将在900MHz和1800MHz无线传播特点和双频组网原则的基础上,重点介绍部分双频无线网络参数及其调整方法。 2 GSM900,1800双频网络 2(1 900MHz和1800MHz无线传播特性 不同频段的无线电波传播路径是不同的,对于900MHz频段的无线通信系统而言,电波传播方式主要是空间波,即直射波、反射波的合成波。由于手机经常不断地受到周围(几米至几十米内)几何形状和大小不同的建筑物、树木及其它障碍物或地形起伏的影响,其接收场强的变化是相当复杂的。这种由传播路径引起的散射、反射、绕射或因障碍物形成的直线路径上的阴影的多径组合使到达手机的信号幅度、相位和入射角等都是随机的,因而手 机有时仅移动几米,接收场就可能出现较大的起伏,这种起伏的变化速率与手机移动速度、电波长有关系。1800MHz的电波波长是900MHz的一半,因而其遭受的多径衰落和阴影效应将更加明显。 900MHz可采用典型的Okumura-Hata传播模型(适用频率:150~100MHz)进行路径损耗的预估,而1800MHz适宜于改进型的Okumura-Hata传播模型(适用频率:1500~2000MHz)。 根据规范,GSM1800手机发射功率一般为30dBm,比GSM900手机低3dB;对相同材料的天馈线系统,GSMl800的天馈线损耗比GSM900高0~2dB,而且1800MHz的电波遭受建筑物的阻挡作用更加严重,穿透损耗比900MHz电波来得更大。因此,GSM1800系统的覆盖面积比GSM900小40,~58,。农村地区GSM1800的基站覆盖半径最高在10km左右;而在城市,一般在0(6~1(1km左右。由此可见,GSMl800的组网方式必然要有别于GSM900。 2(2 GSM900,1800双频组网 在双频网络中,如何在两个频段的网络中进行话务控制及分配是确立建网原则和网络运行的依据。GSM1800系统的引入可采用单独组网以及GSMl800与现有的GSM900系统混合组网两种方式。单独组网则需要独立的GSM1800设备,如MSC、BSC和BTS,而混合组网则与GSM900共用MSC或BSC。虽然单独组网在网络结构、无线规划和运行维护上有着较好的优越性,但1800MHz电波传播特点决定了覆盖相同面积的区域,GSM1800的基站要比GSM900的多。因而,从投资成本和设备利用率方面考虑,目前一些频率资源比较紧张 的省份均采用混合组网方式发展GSM1800。以GSMl800解决高话务区的容量问题,同时推广使用GSM900,1800双频手机,利用GSM900网络实现无缝隙覆盖。从这个意义上讲,所谓双频无线网络实质上是以GSM900网络为依托,以GSMl800网络覆盖区域构成的双层网络结构。为了充分发挥GSMl800系统的作用,提高网络的话务承载能力,在双频组网中一般遵循下列原则: (1)在优选频段上建立呼叫。在GSMl800系统建立初期,由于双频手机用户数量较少,有较多的空闲信道和较高的载干比,应通过合理的设备,使双频手机尽可能进入GSM1800系统,减小GSM900系统的负荷。 (2)在一般情况下,都切换到优选频段上。对于移动速度不快的双频用户,在切换过程中,应使其尽可能切入GSM1800小区;而GSMl800手机高速移动时,应使其切换到GSM900覆盖层中,以减少手机的切换频度,提高通信质量。 (3)尽量将呼叫保持在优选频段上。 (4)小区变拥塞后,呼叫应切换到优选频段上。 3 双频无线网络参数 手机有两种工作状态,即Idle(空闲)状态和Active(连接)状态。在手机与网络建立连接前处于Idle状态,而建立连接后则处于Active状态。Idle状态下的手机会进行“小区选择和重选”两种动作,目的是希望通过选择与重选使手机接入一个理想的小区,从而能够减少通话过程的小区切换次数;Active状态下的手机可能进行“小区切换”动作。因而与双频网络有关的无线网络参数主要有:小区选择、重选参数和小区切换参数。 3(1 多频段指示(Multiband Reporting) 参数“多频段指示”用于通知手机需报告两个频段的邻区内容。在单频段的GSM系统中,手机向网络报告邻区测量结果时,只需报告一个频段内信号最强的6个邻区的内容。在双频网络中,由于要求手机优先进人GSM1800,因此要求手机在报告测量结果时不仅根据信号的强弱,还需根据信号的频段。由于在组网初期,GSM1800系统的业务量很小,一般希望移动台能尽可能地工作于该频段上。因此应设置GSM1800小区的切换优先级较高,相 应的多频段指示应选择“3”为宜。在双频网络中,建议将此参数设成2,即手机需报告邻区表中包含GSM900及GSMl800中信号强度最强、NCC已知且是允许的三个邻区的测量结 果,在剩余位置上报告当前所用频段的邻区,若还有剩余位置,则报告其余邻区的情况,而不管邻区处于那个频段。 多频段指示(MBCR)包含于信息单元“邻小区描述”中,在每个小区广播的系统消息2ter和5ter中发送。 3(2 小区选择 小区选择是指手机开机后选择合适小区登记的过程。根据GSM规范,小区选择过程采用C1准则,据此得到一组根据场强高低顺序排列的BCCH频点(C1,0)。 (RxLev—RxLevAccMin)—MAX(MsTxPwrMaxCCCH—P,O) C1, 其中,RxLev:手机平均接收电平; RxLevAccMin:手机最小接入电平; MsTxPwrMaxCCCH:手允许最大发射功率; P:手机实际最大发射功率。 3(3 小区级别定义 采用参数小区禁止限制(CBQ)来定义小区的级别,该参数包含于信息单元“小区选择参数”中,在每个小区广播的系统消息中周期发送给手机。Phase1手机不理解CBQ信息,手机直接登记在Cl最大的小区(并且绝大多数Phase1手机采用Cl算法进行小区重选);Phase2手机先选择级别高(CBQ,0)中Cl最大的小区,当发现不了级别高的小区时,在级别低的小区中选择Cl最大的小区登记。但对于Phase2的GSM900手机来说,每次小区选择,在得到没有更高优先级的小区存在的消息前,都必须扫描所有的BCCH信道进行判断,并且在小区重选过程中,会有其他方法来控制手机在空闲状态下小区的选择。 在网络建设初期,GSM1800作为优先选择网络,可将CBQ设置为0(级别正常),GSM900之CBQ设为1(级别低)。但双频手机入网时,只要有接收电平大于入网电平的GSMl800小区存在,手机将选择GSMl800小区登记入网。 3(4 小区重选 手机入网后不断监测周围小区,至少有5分钟从其BA(BCCH Allocation)列表中读取6个最强的邻区的BCCH,至少30秒钟读取这6个邻区的BSIC码,周期寻找是否有更合适的小区登记,这就有小区重选的过程。小区重选根据C2和C1参数来判断,若手机计算某邻区(与当前小区位于同一位置区)的C2值超过手机当前停留小区的C2值,且维持5秒钟以上,则手机将启动小区重选而进入该小区。若手机测量到一个与当前小区不在同一个位置区的小区,其计算得到的C2值超过当前小区C2值与小区重选滞后参数的和,且维持5秒钟 以上,则手机将启动小区重选而进入该小区。 其中,T是计数器,一旦小区被手机记录在信号电平最大的6个邻区表中时,从0开始计数,精度为1个TDMA帧。一旦该小区从手机信号电平最大的6个邻区中去除时,重置为0;CRO为小区重选偏置(CELL_RESELECT_OFFSET),表示对C2的人为修正值,CRO代表的电平值为0~126(dBm),根据对小区的倾向程度来设置CRO,倾向越大,CRO越大;TO为临时偏置(TEMPORARY_OFFSET),表示对C2的临时修正值,它仅在一般时间内对C2发生作用,这段时间由惩罚时间PT(PENALTY_TIME)确定,TO值一般与CRO相同或较高于CRO。CRO、TO和PT等小区重选参数是通过小区BCCH广播传送。 空闲模式时,系统消息2包含了切换邻区表信息,系统消息2、2bis和2ter则通过BCCH广播,参数CRO、TO和PT在每个小区广播的系统消息中传送,服务于手机的小区重选。 3(5 小区切换 双频网络中的切换过程与原有的GSM900网络中的基本相同,即需经过信道测量、预处理、切换门限判决和后选小区表生成等步骤。小区切换的目的是降低掉话,所以在GSM900和GSM1800中所有紧急切换类型全部保留,同频段间的切换一般分为两种:紧急切换(Emergency handover)和向较好小区切换(Better Cell handover)。前者包括上下行链路的信号强度、话音质量较差或干扰较大等;后者目的在于优化网络,使通话能被另一小区更好地保持,属正常切换。在GSMl800和GSM900之间,采取紧急切换的方式,但为防止双频网络之间出现“乒乓切换”现象,可关闭不同频带的PBGT(Power Budget for Neighbour Cell,GSM规范05(08)切换,并可采用适当的时间和场强惩罚值。 GSM900和GSMl800的网间切换,是实现双频话务控制的主要手段。在通常情况下,GSMl800网络吸收双频话务的工作已基本通过小区选择和重选得到完成,仅有少部分工作需要由网间切换来完成。不同的系统可有不同的切换实现方法,Alcatel系统采用了优先频段切换;而Ericsson系统则以HCS(小区分层结构)作为双频话务控制的主要手段。A1catel系统的切换条件如下: 其中,Load(0):当前服务小区的话务负担; MultiBand_Load_Level:设定当前服务小区话务的门限值; AvRxlev_Ncell(n):收到相邻小区(n)的平均场强; L_RxLev_OCHO(n):作为切换侯选小区的场强门限值; MsTxPwr_Max(n):优先频带内手机允许发送的最大功率; P:允许频带内手机的功率。 如果当前服务小区的话务达到设定的门限值,并且切换候选小区的场强门限值达到设定门限值,则双频手机将向优先频段切换。 双频网络中另一个比较重要的切换因素是速度原因引起的切换。由于GSMl800一般采用微蜂窝结构,因此对手机的移动速度较为敏感。GSMl800系统应具有速度测量能力,当手机在连接状态下的速度达到一定门限后,强制其切换进入GSM900小区,从而减少切换次数,提高通信质量。 切换邻区表包含在系统消息5中,而系统消息5ter包含了非目前服务频段的邻区表,手机通过SACCH获得小区切换的邻区表。 3(6 小区分层结构(HSC) HCS的目的就是使手机接收的信号强度达到系统规定的优先频段小区的门限值,将优先频段的小区作为服务小区,而不管另一频段的信号是否更强。HCS算法设置了LEVEL、LEVTHIR、LEVHYST三个参数。LEVEL参数用来区分层次,GSM1800为l,GSM900为2;LEVTHIR是一个重要的参数,当GSMl800信号高于LEVTHIR十LEVHYST时,无论GSM900信号多高,也不发生切换;当GSM1800信号低于LEVTHIR—LEVHYST时,才允许向GSM900切换。因GSMl800和GSM900之间无频率干扰,故LEVTHIR可取较低值。 4 结束语 GSM双频网络的无线接口参数的种类和数量繁多,调整方法也多种多样。掌握这些参数的含义和调整范围是开展双频无线网络优化工作的基础,对边界漫游问题的处理和话务均衡等工作都将起到积极作用。随着GSMl800和双频网络的进一步发展和应用,双频无线网络参数必须根据实际情况进行适应性调整,本文仅介绍了基于规范的双频无线网络的部分参数设置,希望能对开展双频网络优化工作提供有益的帮助。 六、GSM系统小区话务调整 [摘要] 本文主要就MOTOROLA GSM系统从硬件和软件参数两方面对小区话务调整洁作一些讨论~提出一些解决TCH拥塞的方法~希望能给维护相同网络以及其它GSM网络的工程师有所参考。 [关键词] GSM网络,网络优化,硬件调整,软件参数调整,话务调整 在网络优化中,我们经常会遇到这样的问题:由于用户分布不平衡,实际用户发展与前期规划存在一定偏差,造成话务分布不均,忙区信道资源紧张,而闲区信道资源过剩。这就需要我们在网络优化中采用各种方法来均衡小区话务,使网络资源得到充分的利用,获得最佳经济效益,M0TOROLA GSM系统提供了一套丰富的方法来均衡话务。本文将主要从硬件调整和参数调整两个方面谈谈如何调整小区话务。 1 一些基本概念 ?GSM系统的信道:包括控制信道CCH(Control Channel)和话音信道TCH(Traffic Channel)。CCH包括广播控制信道BCCH(Broadcast Control Channel)、公共控制信道CCCH(Common Control Channel)和专用控制信道DCCH(Dedicated Control Channel)。BCCH包括SCH(Synchronisation)和FCCH(Frequency Control Channel),只用于下行链路,所有MS均可接收;CCCH包括RACH(Random Access Channel)、PCH(Paging Channel)和AGCH(Access Granted Channel),可用于上行和下行链路,RACH用于上行链路,PCH和AGCH用于下行链路;DCCH包括SDCCH(Standalone Dedicated Control Channel) 和ACCH(Associated Control Channel)。 ?切换:这是移动通信所特有的,为了保证通信的连续性,当正在通话的移动台从一个小区移动到相邻接的另一个小区(或在同一小区内为避免同干扰)时,系统控制使一个无线频道上的通话切换到另一小区的无线频道上,这就是切换,也叫越区切换。 ?时间提前量:由于MS与BTS有一定距离,存在传输时延,为了解决这个问题,MS用一个时间值来补偿传输时延,称为时间提前量TA(Timing Advance)。 2 硬件调整 这是解决TCH拥塞、均衡小区话务的一种极为有效的手段。我们可以通过扩容、增加微蜂窝、站型调整、调整天线高度、调整天线俯仰角等方法来实现均衡话务的目的。 2(1 扩容 这是一种效果显而易见的方法,在话务繁忙地区新建基站或是对话务繁忙小区进行扩容,这都可以很快达到降低TCH拥塞的目的。但受到诸多方面的制约。 2(2增加微蜂窝 微蜂窝主要用来吸引宏蜂窝的话务,它可以看成小区中的小区。MOTOROLA公司提供了多种微蜂窝设备。由于微蜂窝的发射功率小,其覆盖范围也比较小,一般用于酒店、商场、车站、机场等话务相对集中的地方,也可用于主要街道的话务分担。微蜂窝主要是利用切换,让宏蜂窝中的通话切换到微蜂窝,并尽可能驻留在微蜂窝,从而分担宏蜂窝的话务,这样可以有效的降低TCH拥塞,并可解决某些建筑物内信号较差的问题。 2(3 站型调整 由于用户分布不均,往往会造成小区话务分布不平衡,忙的小区资源紧张,拥塞严重,而闲的小区TCH空闲,资源过剩。为了在一定程度上缓解这种矛盾,可以对现有基站进行调整,将闲区的信道调到忙区,以减轻忙区的压力,使资源得到更为 合理的利用,也达到降低拥塞的目的。 2(4改变天线高度 在网络优化中,控制覆盖是极为重要的,它对拥塞、掉话都有较大影响。改变天线高度,这是控制覆盖很有效的一种方法。降低天线高度,可以使小区覆盖范围减小,可减少高话务小区的话务,同时还可以减少同频、邻频干扰。 2(5 调整天线俯仰角 上述改变天线高度往往较难实现,而且也要中断基站工作,改变俯仰角可以克服上述缺点。目前提供了电调天线,通过调相实现倾角的改变,它具有精度高、效果好,不需中断基站便能实现调节。增大高话务小区天线倾角,也可达到减小覆盖范围的目的,同样可以减少话务。低话务小区可适当减小天线倾角,以增大覆盖范围吸引更多用户。但应注意:若倾角过大,其场强会发生裂变使覆盖范围内的信号减弱,同时两相邻小区倾角过大,覆盖范围过小,可能会使两小区间出现盲区。覆盖范围过大对于控制同频、邻频干扰是不利的。 3 软件参数调整 实际应用中,硬件的调整往往受到制约,并且可能较难实现,或者是硬件调整后没有达到理想的效果,这时我们就需要运用基站数据对小区进行软调整,这也是我们讨论的重点。 MOTOROLA系统提供了一套丰富的办法来实现小区话务调整,下面我们将从三个方面来讨论小区参数调整对小区话务的影响,提出一系列解决拥塞的方法。 3(1 信道配置参数 GSM信道由控制信道和话音信道组成,其中控制信道又可分为广播控制信道(BCCH)、公共控制信道(CCCH)、专用控制信道(DCCH)。 公共控制信道(CCCH)主要包含AGCH和PCH,ACCH用于MS作主叫时发送立即指配消息,PCH用于MS作被叫时发送寻呼信息。每个小区所有的话音信道都共用CCCH信道。根据话务情况,CCCH可由一个物理信道承担,也可由多个物理信道承担,且CCCH可与SDCCH共用同一个物理信道,MOTOROLA系统提供了一个ccch-conf(取值范围为0,l,2,4,6)的参数来决定CCCH采用何种组合方式: ccch-conf =0 CCCH使用一个物理信道,不与SDCCH共用,CCCH消息块数为9 ccch-conf,1 CCCH使用一个物理信道,与SDCCH共用,CCCH消息块数为3 ccch-conf,2 CCCH使用两个物理信道,不与SDCCH共用,CCCH消息块数为18 ccch-conf,4 CCCH使用三个物理信道,不与SDCCH共用,CCCH消息块数为27 ccch-conf,6 CCCH使用四个物理信道,不与SDCCH共用,CCCH消息块数为36 由于CCCH包含ACCH和PCH,为了防止CCCH都作为PCH,MS无法作主叫,系统设定了CCCH消息块中有多少预留给AGCH,bs—ag—blks—res即定义了这个值。在ccch-conf确定后,bs—ag—blks—res实际是分配了ACCH和PCH在CCCH中所占比例,AGCH过载时,无效呼叫增加,MS无法做主叫,调整这个参数可以平衡AGCH和PCH的负载情况,降低无效呼叫次数。 SDCCH是一种专用控制信道,主要用于呼叫建立、呼叫重建、开关机、位置更新、短消息等过程中信息的传递。M0T0ROLA提供了一个参数。number-sdcchs-preferred,它确定了小区SDCCH的数目。对于LAC区边缘位置更新次数多的小区可增大此值防止SDCCH拥塞,而对于处在LAC区中位置更新次数少的小区则可减少此值以增加TCH数目,有效预防TCH拥塞。 M0TOROLA系统还提供了一个动态处理办法来实现SDCCH和TCH的再分配,主要参数有:channel-reconfiguration-switch、sdcch-need-high-water-mark、sdcch-need-low-water-mark、tch-full-need-low-water-mark。下面举一个例子来说明其动态处理方法: Channel-reconfiguration-switch=1(enable) 当空闲的SDCCCH数目低于2时,SDCCH和TCH再分配功能开启,一个TCH被设置为SDCCH,若SDCCH的话务量仍然很高,空闲的SDCCH数目仍低于2,这时又一个TCH被设置为SDCCH,直到SDCCH数目达到门限值24或TCH减少为4。当SDCCH话务量降低,空闲的SDCCH数目达到14,将SDCCH设回TCH,但SDCCH数目不能低于8。这个办法对于位置更新频繁、数据业务高的小区非常有用,它能动态调整SDCCH和TCH数目,及时解决SDCCH话务的高峰,有效防止拥塞。 3(2 切换参数 切换是移动通信系统所特有的,也是无线网络中一个重要的特性,它可以使话务从一个小区转移到另一个小区,M0TOROLA GSM系统提供了六种切换判决算法,合理设置切换算法和切换门限,可以很好地均衡话务。但应注意若切换算法和切换门限设置不合理,将会引起掉话上升,这是我们在网络优化中应避免的。 首先简单说明切换产生的条件。切换产生基于以下五个条件:rxquality(uplink、downlink)、interference(uplink、downlink)、rxlevel(uplink、downlink)、distance(timing advance)、power budget ,前面四种条件将产生紧急切换,功率预算(Power budget)是引起切换的主要原因,其计算公式为: 其中:P为MS的最大发射功率, PWR—C—D,max—tx—bts—BTS的实际输出功率。 在六种不同类型的切换算法中,PBGT(n)大于ho—margin—cell是一个基本触发条件,我们可以通过设置不同的ho—margin—cell来控制切换的难易程度,ho—margin—cell越小,呼叫越容易切换出去。我们可以通过设置该值,把忙区的话务转移到闲区。 在由的rxlev触发的切换中,若满足相应的rxlev切换条件且PBGT(n)大于ho—margin—cell时,发出切换请求。ho—margin—cell越小,呼叫越容易切换出去。我们可通过设置该值,把忙区话务转移到闲区。 在由rxqual触发的切换中,若满足相应的rxqual切换条件且PBGT (n)大于ho—margin—cell时,发出切换请求。ho—margin—cell越小,呼叫越容易切换出去。我们可通过设置该值,把忙区话务转移到闲区。 切换请求产生后,系统要经过两级算法检查。第一级算法公式为: 满足此条件的邻近小区。这里RXLEV—MIN(n)是邻近小区的最小接收电平,其缺省参数为RXLEV—MIN—DEF,设大此值可以减少切人次数,降低切换引起的话务量。但应注意此值设置不当,将会提高掉话率。 第二级算法公式为:[PBGT(n)-HO-MARGIN]>0 其中HO—MARGIV的缺省参数为邻近小区的ho—margin—def,调整此值可以改变NEIGHBOUR LIST的顺序,增大该值也可以减少切入次数。高话务小区可以增大该值,以阻止话务切入 ;低话务小区减小该值,甚至可以设为负数以吸引话务。 3(3小区选择参数 MS选择小区时,首先系统设置了一个门限值,MS的接收电平必须高于系统所设定的这个门限值,即最小接收电平,M0TOROLA系统最小接收电平参数为 rxlev-access—min。对于高话务小区,可以适当提高此值,在逻辑上减小覆盖范围,防止产生拥塞。但应注意不能设置得过高,否则会在小区交界处造成盲区,引起掉话。 上面曾提到时间提前量,由于它是用来补偿由于MS与BTS之间距离产生的传输时延,所以可以用TA来描述MS与BTS之间的距离。M0TOROLA系统设置了一个最大时间提前量参数ms-max-range,通过对TA值的设定来确定MS能允许的最大距离。降低该参数取值也可以减小小区的有效覆盖范围,继而达到调整话务的目的。 系统还可以通过对BTS的发射功率调整达到改变覆盖范围的目的,M0TOROLA提供了一个BTS最大发射功率参数max-tx-bts,通过改变该参数取值也可进行话务调整。但应注意降低发射功率,不论是硬件调整还是参数调整,均有可能影响网络覆盖和通话质量。 目前MS通过计算C1值的大小来选择服务小区,MS将选择C1值大的小区作为服务小区。C1的计算公式为: 实际工作中一般忽略max( )项,只考虑A值,Rxlev Average是MS在空闲模式下测试BCCH的信号强度,受参数bcch—power—1evel的影响,而bcch—power—1evel=max-tx-bts,所以可通过调整max-tx-bts改变服务小区的选择,以此来调整话务(max-tx-bts参数取值中1step,2dB衰减)。高话务小区增大该值,低话务小区减小该值。同样增大rxlev-access—min参数取值,可减小C1值,以减少用户选择的机会,从而降低小区话务。 现在有的地方还在Cl值的基础上,进行C2值的计算以选择小区。C2的计算公式为: 应注意phase1手机只能用C1算法,phase2手机才可以用C2算法。 MOTOROLA系统还提供了一个小区允许MS接入的参数 cell-bar-access-switch,一般设为0,即允许MS接入。但在某些特殊情况下,可设为1,即不允许MS接入来限制话务。例如:为分担宏蜂窝的话务,增加一个微蜂窝,在微蜂窝覆盖区内宏 蜂窝信号很好。微蜂窝话务处理能力有限,为了合理利用微蜂窝,又不让它有拥塞,可将cell-bar-access-switch设为1,让微蜂窝只用于切换,将其他呼叫转移到宏蜂窝。 另外,GSM规范给每个用户分配一个接入等级,分为0-9十种,存储在SIM卡中,系统提供了cell—bar—access—class参数,禁止全部或部分等级的手机接入,实时合理地设置该参数可缓解话务拥塞。但是为了避免某些用户常被限制,应经常改变该参数。这个办法对于忙小区和闲小区重叠区域大的情况更为有效,因为在忙小区被限制的用户可在闲小区发起呼叫。 此外,系统还提供了一个参数cell—bar-qualify却,它定义小区的级别,有两个取值0和1,0是正常,l是低级别。MS首选正常级别的小区,在没有此级别小区可选时才选择低级别小区。它还可以与cell—bar—access—class共同组成小区的优先级别: 这个参数对于调整小区话务作用比较明显。在实际应用中可将高话务小区优先级设为低,相邻低话务小区优先级设为正常,那么在两个小区共同覆盖区域内的用户将向低话务小区转移。这样也就达到了话务调整的目的。 上述是MOTOROLA GSM系统优化和维护过程中,对于话务调整,防止拥塞的一些方法,希望能给维护GSM网络的系统工程师提供一些参考,使我们的网络维护得更好,获取最佳效益。 七、不同位置区GSM900/1800话务分担的调整 [摘要] 在目前的中国移动通信GSM网上,已引入了GSM1800系统与GSM900系统共同组网。因此用优化的手段合理地分配两个不同频段的话务,显得非常重要。为了解决边界上因双频段话务分担不合理而导致移动台非正常漫游的现象,这里提出了一种小区偏置重选(CR0)差值算法,并在实际GSM双频系统中得到了运用。 [关键词] 话务分组;优化调整;双频网 1 引 言 随着数字移动通信的飞速发展,网络的实际需求快速增长。由于GSM900MHz频段上的频率资源有限,因而,在目前的中国移动通信的GSM网上,部分地区已引入了GSMl800系统与GSM900系统共同组网。由于组网初期,GSM1800小区接入以及切换的优先级较高,因此,当跨地区边界的一边建有GSMl800小区,而相邻不同位置区的另一边仅有GSM900小区时,如图1所示,交界地区的话务就被GSMl800的基站大量地吸收了。由于这种不均衡,导致了一方面GSM1800基站较忙,另一方面仅有GSM900基站的边界小区用户常处于非正常漫游状态,发起呼叫时,尤其是本地呼叫时,由于计漫游费及长途费而产生话费纠纷。当这种情况发生在跨省边界时,除了话费纠纷外,同时还伴有大量的掉话情况。在上述情况下,合理的话务分担非常重要。以往实际运用中,解决上述问题常用经验调整的方法,这需要大量的实测,而且逼近最佳值的时间长。本文提出了一种小区偏置重选(CR0)差值算法,能简单而有效地解决双边合理话务分组的问题。 2 无线资源参数 GSM无线参数常分为二类:工程参数和资源参数。工程参数在工程中设定和修改,工程结束后,一般不易更改(如:天线增益、基站位置、天线高度等)。资源参数是有关无线资源的配置和利用的参数,它们中大多数可以在网络运行过程中进行优化设置和调整,这种调整影响整个网络的小区覆盖、信令流量分布、网络的业务性能。 由于此时双方的网络已经建好,并投入运行,因此,通过人机命令对它们进行动态调整较为合适。 本文中,这些人机命令可调整的资源参数,主要用来调整网络的小区覆盖和网络的业务性能,以期望得到双方较为均衡的话务分担以及相对较低的掉话率和信道阻塞率。 3 优化调整 3(1调整优先级 如图1所示,A小区为GSM900蜂窝小区,B小区为GSMl800蜂窝小区。由于目前的组网方式决定了B小区优先级比A小区高,因此在B小区的覆盖范围内,只要符合B小区选择的门限,无论其电平是否比A小区低,移动台都将选择B小区接入。 因此,首先需要调整A小区的优先级使其与B小区的一致:CBQ(A),0,CBA(A),0(优先级高);同时,两个频段分担各自的业务量,多频段指示(Multiband Reporting)需要适当地确定在01或10上,以使移动台尽可能工作于本位置小区频段上。 3(2 C1、C2准则 移动台开机,此时优先级相同,参照路径损耗准则C1选择合适的小区。C1必须大于零,否则无合适的小区。 其中:RXLEV:移动台接收的平均电平; P:移动台最大输出功率电平; RXLEV-ACCESS-MIN:允许接入最小电平; MS-TXPWR-MAX-CCH:控制信道最大功率电平; MAX():取最大值 同时,由无线信道质量引起的小区重选是以C2作为的。移动台按公式(2)计算无线信道质量标准参数C2,当另一小区C2大于当前小区C2时,移动台从当前停留小区转移到另一小区,小区重选。 其中:CEO:小区重选偏置,用来人为地修正小区重选参数C2; TO:用来对C2的临时修正,仅在一段时间(PT)内对C2发生作用; PT确定这段对C2发生作用的时间; T:定时计数器,某小区被移动台记录在信号电平最大的六小区表中的时间(mMA数); H(x): H(x) ,0(x,0,; H(x) ,1 (x,0)。 3(3 小区宣选偏置[CR0]差值算法 因此,在同等优先级情况下,小区覆盖范围与RXLEV—ACCE5S—MIN(允许接入的最小电平)成反比;而与CR0、RXLEV(平均接收电平)成正比。 由于小区B(GSMl800)与小区A(GSM900)相邻又属不同位置区,因此话务分担选择以地理位置的行政边界为分界线,如图2所示,小区A与小区B在该分界线上,其无线信道质量达到一平衡点: C2(A’),C2(B’) 其中:C2(A’)分界线处,占用A小区频点时C2的值; C2(B’):分界线处,占用B小区频点时C2的值。 移动通信中,电波传播受地形、地物、地貌等因素的影响,并且电波传播损耗与频率等因素有关,有一些常用的理论公式可以去逼近这些电波传播损耗,如Egli公式: 种种因素都表明传播损耗随距离及频率的增大而增大,即C2随距离及频率的增大而迅速减小。在这里,由于相邻小区的地形、地貌、地物等因素基本相同,因而计算差值的方法可以省略很多复杂而又难以计算的因素,而且还可以利用实际测量的数据进行描述,较方便而又准确。通常移动台进入测试模式(Test model)可以直观地测试到RXLEV等数据。 一般情况下,小区A(GSM900)和小区B(GSM1800)的RXLEV-ACCES-MIN的差值为3dB,MS-TXPWR-MAXCCH=P,所以给定一个人为的补偿值CRO十分重要,A小区的CRO与B小区的CRO的差值决定了双方话务分担的边界。 3(4 位置更新与阻塞及掉话 无线信道的衰落特性决定了C2值会有较大波动,尽管由C2引起的小区重选间隔时间不允许小于15秒,但对位置更新而言,这点时间十分短暂,而且位置更新期间,移动台无法响应寻呼,这会既占用系统资源又影响接通率,CRH(小区重选滞后)值的设定会对此有所改善。但是,在本文所讨论的这种情况下,CRH过大,会因位置更新相对不易产生而实际上更扩大了覆盖范围,导致过多地吸收业务,造成信道阻塞。当A、B小区属跨省边界,之间又没有切换数据时,更易产生掉话,为此CRH设定在2至4dB左右。 小区A与小区B合理分担话务的同时,小区A因优先级较高而较易吸收同一位置区相邻基站的话务量,易引起阻塞,因此,小区A的相邻基站也要做相应的调整。 3(5 所涉及的资源参数对网络性能的影响 本文所讨论的大致涉及以下参数: (1)系统控制参数 ?多频段指示(Multiband Reporting):共2bit,用来决定移动台是否优先进入某一频段。它包含于信息单元“邻小区描述”中,在每个小区广播的系统消息中发送。 ?等待指示(Wait lndication):当网络没有合适的信道分配给提出发送请求的移动台时,网络发送立即指配拒绝消息给移动台。该消息中有一个定时参数T3122,移动台收到该消息后,须经过T3122(0-255秒)的时间后才能发起新的呼叫。 ?小区接入禁止(CEIL—BAR—ACCESS(CBA)):共1bit,指示该小区是否允许移动台接入 。在小区广播的系统消息中发送,它与“CBQ”一起决定小区的优先级。 (2)小区选择参数 (小区重选滞后(Cell Reselection Hysteresis):因无线信道的衰落特性,移动台在进行小区重选时,在不同位置区的相邻小区交界处测得的两个小区的C2值会有较大波动。为了减小因此而导致的频繁的位置更新,调整该参数,使得做位置更新时,不同位置区的邻区信号电平须比本区电平大,而且差值必须大于这一值。 (控制信道最大功率电平(MS—TXPWR—MAX—CCH):在SACCH上传送,是网络用来控制移动台在通信过程中的发射功率,移动台则以其规定的发射功率作为输出功率。控制信道最大功率电平关系到移动台的接入成功率和对邻信道干扰。 ?允许接入的最小接收电平(RXLEV-ACESS—MIN):移动台接入网络时,其接收电平必须大于这一个门限电平,以提供用户满意的通信质量。该参数包含于信息单元“小区选择参数”中,在每个小区广播的系统消息中周期发送。 ?小区禁止限制(Cell Bar Qualify(CBQ)):通过设置该参数来实现小区重叠覆盖地区的小区优先级,即移动台优先选择某些小区。 (小区重选偏置(CRO)、临时偏置和惩罚时间(TO&PT):人为或临时地修正C2值,实际上修改了小区覆盖。 4 实际运用验证 我们在ERICSSON GSM交换机上进行了实际运用,如图2所示,小区A(5513A, 昆山蓬朗GSM900蜂窝小区)与小区B(上海某一GSMl800蜂窝小区)边界相邻。小区B末工作前,双方话务分担正常,小区B工作后,双频手机用户即使离5513A基站很近,移动台仍处于漫游状态(接入了小区B)。在边界处实测数据,得到: RXLEV(Aˊ)=-50dBm;RXLEV(Bˊ)=-72dBm;CRO(B)=15(步长为2dB/单位,即15为30dB) 可以推算CRO(A)=5,因此我们在昆山地区的BSC上进行修改: 评价
网络性能。 3(5 知识部分与推理部分隔离 推理部分抽取出来作为一个智能系统的框架。一次开发成功后,后续的开发只需进行知识总结。 这是与目前移动通信设备厂商多,各厂商的硬件设备和软件相差很大相适应的。第一次开发时,我们着重选取一个厂家的具体设备和软件,当再次开发时,只需再建一个特定的知识库加入系统中,不需要大的改动。 3(6 支持web方式访问 使用者可远程访问系统,获取帮助。 4 本系统的实现 4(1 系统开发工具选择 系统采用PC十Windows平台,并采用Visual C十十语言及Visual prolog语言作为编程工具,知识库存放采用SQL sever数据库技术,Visual C十十语言通过0DBC接口与sql sever交互。理由如下: 1)PC机的性能日益增强,价格不断下降。用PC机作硬件平台已能够满足本系统的运算要求。 2)易于推广使用。PC十Windows系统的兼容性好,安装容易,价格低廉,系统启动和培训期短,降低了整个系统的成本。 3)prolog语言是一种描述性语言,非常适合专家系统程序的编制,可大大缩短开发周期。 4)Prolog语言有很多版本,在各种平台上的可移植性好。 5)Visual C十十具有强大的Windows编程功能,且与SQL Server数据库接口方便。 6)SQL seper7(0已经发展成为一个具有全方位网络功能的、执行速度较快的数据库系统,且与windows操作系统的兼容性好。 4(2 系统模拟描述 系统包括以下的一些模块:知识库管理、报表功能管理、推理机制与解释机制、输入与输出、系统日志管理、系统帮助。 下面对各个模拟作一个简单的描述: (1)知识库管理 知识库也可称为专家经验库,由知识工程师通过访问专家、运用从专家抽取知识的技术而获得知识,并表达为某种合适的方式。由于系统结构合理化的需求,以及数据库操作方便、维护简单、独立性强、便于移植、支持网络操作的特点,可考虑把知识以一定方式存入数据库中。对于一个具体的系统应用,只需要选择对应的数据库,而不必改动系统的其余部分。系统提供知识获取工具,知识工程师在不熟悉数据结构的情况下用它建造、修改知识库。 系统提供知识库自动检查工具,检查知识库中现有知识的一致性与精确性。 系统为知识自动调整功能预留接口。 (2)报表功能管理 实际工作中经常需要处理大量的报表,有简单的操作,也有复杂的需要涉及多个不同数据的关联性的处理,可把这部分功能集成到本系统中。除此之外,对 报表数据的一些分析处理可能会用到专家的经验,这部分处理交由系统的核心部分去做,本模块仅完成数据过滤和传送功能。 本功能与数据挖掘技术(KDD)组合,为系统提供更深层次的知识。 (3)推理机制与解释机制管理 推理机制是系统的核心部分,是系统成功的重要因素。尽可能运用各种推理技术,如非单调推理、不精确推理、模糊逻辑等,进行了深入研究与实验。提出自己的一套行之有效的推理与解释体系。 (4)输入与输出 由于系统与人交互频繁的特点,系统提供良好的图形界面,并特别注重语义的精确性。 系统提供文件输出功能,便于与其他系统交互。 系统提供打印功能。 考虑与internet接口,系统提供web交互功能。 (5)系统日志管理 系统记录一定期限内的操作内容,减少重复劳动,方便系统调试。 (6)系统帮助 系统提供全面、详细的寿命内容,并提供在线帮助。 4(3 各模块间的联系 各模拟间的联系如图2所示。 5 结 论 本文描述了一个采用专家系统概念的GSM网络优化智能辅助系统。它模拟人的思维方式,可以在一定程度上起到类似于人类专家的作用,对于—些优化专家缺乏的地方尤其可以发挥其优势。 九、解析话务报告,对ALCATELGSM系统进行网络优化 [摘 要 ] 随 着 移 动 通 信 网 络 规 模 的 不 断 扩 大 ~ 数 字 移 动 网 后 来 居 上 ~ 成 为 移 动 通 信 网 络 的 骨 干 网 。 在 这 种 情 况 下 ~ 进 行 网 络 优 化 、 提 高 网 络 运 行 质 量 就 变 得 尤 为 重 要 。 而 移 动 网 络 的 特 点 就 是 基 站 分 布 面 广 ~ 通 信 环 节 多 ~ 目 前 普 遍 存 在 着 移 动 网 维 护 技 术 人 员 紧 张 的 情 况 。 而 通 过 对 移 动 网 络 的 话 务 分 析 ~ 能 迅 速 有 效 地 分 析 网 上 存 在 问 题 ~ 从 而 有 针 对 性 地 进 行 改 进 处 理 ~ 减 少 故 障 处 理 中 间 环 节 ~ 同 时 也 减 轻 了 维 护 中 的 劳 动 强 度 。 [关 键 词 ] 接 通 率 , 掉 话 率 , 拥 塞 率 , 网 络 优 化 , GSM网 移 动 网 运 行 质 量 的 好 坏 , 主 要 由 以 下 三 个 性 能 指 标 为 标 准 : 系 统 接 通 率 、 阻 塞 率 、 掉 话 率 。 由 于 所 有 通 信 网 的 全 程 全 网 的 特 点 , 所 以 , 网 络 运 行 质 量 的 各 项 指 标 不 是 各 自 独 立 , 而 是 相 互 影 响 的 。 以 下 就 围 绕 这 三 个 性 能 指 标 , 谈 谈 通 过 话 务 分 析 , 对 ALCATEL交 换 机 的 GSM系 统 进 行 网 络 优 化 的 方 法 。 1 降 低 掉 话 率 1.1 掉 话 率 概 念 话 是 指 在 系 统 分 配 了 话 音 信 道 (TCH)后 , 由 于 某 种 掉 原 因 造 成 呼 叫 丢 失 或 中 断 , 正 常 通 话 无 法 进 行 的 现 象 。 掉 话 会 给 手 机 用 户 带 来 很 多 麻 烦 和 损 失 , 也 是 目 前 移 动 用 户 投 诉 的 热 点 。 掉 话 率 的 高 低 , 是 网 络 运 行 质 量 的 一 个 重 要 指 标 , 也 是 网 络 优 化 重 点 。 1.2 话 音 信 道 掉 话 率 的 算 法 对 于 整 个 交 换 系 统 , 话 音 信 道 掉 话 率 可 通 过 ATOM终 端 统 计 。 创 建 方 法 : Exchange Operation? Menuhierarehy? Traffic Management? Measurement? General Statistics? Counter Selection? Entity List? 879, 883, 880, 884 对 于 整 个 交 换 系 统 , 话 音 信 道 掉 话 率 =忙 时 话 音 信 道 掉 话 总 次 数 (C879: CS RRR MORTR, C880: CS RRR_ TER), 忙 时 话 音 信 道 占 用 总 次 数 (C883: CS_MORTR_MSC, C884: CS_ MTER_MSC) 忙 时 话 音 信 道 掉 话 总 次 数 是 指 在 话 音 信 道 占 用 后 由 于 各 种 原 因 导 致 的 掉 话 , 包 括 切 换 中 掉 话 和 切 换 后 掉 话 。 忙 时 话 音 信 道 占 用 总 次 数 是 指 忙 时 主 叫 或 被 叫 呼 叫 指 派 话 音 信 道 成 功 的 总 次 数 , 不 包 括 切 换 情 况 。 了 更 详 细 地 分 析 造 成 掉 话 的 原 因 , 我 们 要 分 析 每 为 个 小 区 的 掉 话 情 况 。 对 于 每 个 BTS, 掉 话 率 属 无 线 系 统 指 标 , 可 以 从 OMC, R报 告 中 取 得 : 掉 话 率 =(MC14C, MC21, MC136, MC139), MC18× 100, 1.3 掉 话 原 因 分 类 及 处 理 方 法 (1)MC136_NBR_RTCH_LOST_RADLK_FAIL 是 指 手 机 占 用 上 信 道 后 , 无 线 链 路 不 好 , 信 道 话 音 质 量 差 引 起 的 掉 话 , 一 般 是 由 于 频 率 干 扰 造 成 。 我 们 通 常 分 以 下 几 步 来 排 查 原 因 , 减 少 干 扰 : 检 查 该 站 和 相 邻 站 的 频 率 规 划 是 否 合 理 , 如 果 因 频 率 设 定 不 当 造 成 的 干 扰 , 可 以 通 过 修 改 频 率 来 解 决 。 检 查 基 站 SITE板 13MHz时 钟 的 频 偏 , 正 常 情 况 下 的 频 偏 应 小 于 。 检 查 基 站 模 块 是 否 运 行 正 常 。 有 时 在 OMC, R终 端 上 为 IT状 态 , 而 到 现 场 检 查 发 现 有 些 模 块 间 连 接 有 误 , 导 致 腔 体 失 谐 , 信 号 不 稳 定 , 造 成 掉 话 。 通 过 俯 仰 角 、 发 射 功 率 、 入 网 电 平 等 措 施 , 减 少 盲 区 及 信 号 覆 盖 重 叠 , 同 时 避 免 有 频 率 复 用 的 基 站 间 的 同 频 干 扰 。 (2)MC139_NBR_RTCH_LOST_RTA 在 Abis接 口 处 接 收 到 远 端 译 码 器 端 故 障 信 息 , 最 终 导 致 一 次 呼 叫 被 强 迫 释 放 。 对 这 种 现 象 , 在 交 换 侧 上 看 不 出 告 警 的 情 况 下 , 我 们 常 用 的 处 理 方 法 是 : 检 查 TC架 上 chanel板 是 否 有 故 障 。 检 查 BSC中 SWITCH板 是 否 有 故 障 。 如 果 整 个 BSC上 这 种 现 象 较 普 遍 , 则 要 检 查 A接 口 是 否 有 中 继 或 中 继 上 的 某 个 时 隙 有 故 障 , 如 果 是 , 则 更 换 中 继 板 或 关 闭 中 继 上 的 某 一 时 隙 。 (3)MC14C_NBR_IRTCH_LOSS_BSS_PBL 手 机 占 用 上 信 道 后 , 因 BSS或 BTS故 障 (不 包 括 无 线 链 路 故 障 )产 生 的 掉 话 。 有 时 这 类 硬 件 故 障 在 MSC告 警 板 或 OMC, R上 不 一 定 能 有 告 警 显 示 , 只 有 通 过 话 务 报 告 才 能 看 出 异 常 , 再 要 到 现 场 检 查 测 试 才 能 发 现 具 体 问 题 。 (4) MC21_NBR_RTCH_HO_NO_MSRET 因 切 换 失 败 造 成 的 掉 话 。 这 类 切 换 包 括 基 站 内 切 换 , 基 站 间 切 换 及 越 局 切 换 。 解 决 这 类 掉 话 的 方 法 为 : 在 OMC, R上 检 查 基 站 的 切 换 数 据 是 否 定 义 。 根 据 基 站 的 实 际 地 理 位 置 , 通 过 OMC, R检 查 基 站 间 的 切 换 关 系 定 义 是 否 合 理 , 并 进 行 适 当 调 整 。 2 降 低 系 统 阻 塞 率 阻 塞 率 分 SDCCH阻 塞 率 和 TCH阻 塞 率 , SDCCH拥 塞 是 指 手 机 发 出 的 呼 叫 占 不 上 信 令 信 道 , 造 成 呼 叫 失 败 ; TCH拥 塞 是 指 手 机 占 不 上 话 音 信 道 , 造 成 呼 叫 失 败 。 它 又 分 为 含 切 换 和 不 含 切 换 两 种 。 配 置 信 道 无 硬 件 故 障 , 且 载 波 配 置 不 是 明 显 缺 乏 在 的 情 况 下 , 造 成 阻 塞 的 原 因 可 能 是 参 数 设 置 不 当 , 可 能 造 成 阻 塞 。 如 : 扬 州 运 西 站 8月 份 SDCCH阻 塞 率 达 , , 经 检 查 , RACH, TA, FILTER设 置 过 大 (64), 将 其 调 整 为 20后 , 拥 塞 率 降 为 零 。 保 证 配 置 信 道 软 硬 件 都 无 故 障 的 情 况 下 , 信 道 拥 塞 率 高 , 我 们 首 先 要 看 该 站 的 每 信 道 话 务 量 。 (1)如 果 一 个 BTS的 SDCCH和 TCH阻 塞 率 都 较 高 , 那 可 以 通 过 以 下 方 法 来 均 衡 话 务 , 降 低 阻 塞 。 调 整 载 频 配 置 , 优 化 系 统 资 源 。 在 某 些 基 站 , 由 于 频 率 规 划 时 没 有 充 分 考 虑 人 口 密 度 、 话 务 量 分 布 等 情 况 , 造 成 某 些 小 区 的 话 务 负 荷 过 重 , 而 另 一 些 小 区 话 务 量 较 小 。 在 这 种 情 况 下 , 可 以 适 当 调 整 小 区 配 置 , 将 话 务 量 较 小 的 小 区 信 道 适 当 调 整 部 分 到 高 话 务 量 小 区 , 充 分 利 用 频 率 资 源 。 对 阻 塞 率 不 是 很 高 的 基 站 , 可 以 通 过 适 当 降 低 话 务 量 较 高 的 BTS发 射 功 率 , 而 提 高 话 务 量 较 低 的 相 邻 BTS的 发 射 功 率 , 来 达 到 话 务 均 衡 。 通 过 调 整 BTS的 天 线 高 度 或 天 线 俯 仰 角 的 方 法 , 减 小 覆 盖 范 围 , 来 减 小 话 务 量 , 从 而 降 低 阻 塞 。 (2)有 些 基 站 SDCCH阻 塞 率 较 高 , 而 TCH话 务 量 则 较 低 , 或 TCH阻 塞 率 高 , 而 SDCCH则 较 闲 。 这 时 , 可 以 考 虑 通 过 调 整 无 线 信 道 结 构 的 方 法 , 来 消 除 阻 塞 。 如 扬 州 移 动 在 前 一 段 时 间 的 网 络 优 化 中 发 现 , 部 分 BTS的 SDCCH阻 塞 率 很 高 , 而 TCH话 务 量 不 高 。 所 以 , 我 们 通 过 修 改 无 线 信 道 的 结 构 , 将 部 分 TCH转 变 成 SDCCH, 从 而 在 不 增 加 载 频 和 任 何 硬 件 设 备 的 情 况 下 增 加 了 SDCCH数 , 消 除 阻 塞 。 与 TCH分 配 失 败 率 有 关 的 参 数 有 : C12、 C16、 C146B、 C14B、 C41A。 指 在 小 区 中 无 空 闲 RTCH信 道 。 这 也 是 造 成 TCH阻 塞 的 原 因 之 一 , 有 关 降 低 阻 塞 率 的 问 题 , 我 们 已 在 前 面 讨 论 过 。 是 指 因 为 MS接 入 问 题 造 成 的 RTCH处 理 失 败 。 指 因 为 BSS故 障 造 成 的 RTCH处 理 失 败 。 即 在 正 常 作 业 期 间 , 从 Abis接 口 收 到 一 条 错 误 报 告 消 息 , 而 导 致 处 理 失 败 。 C146B和 C14B一 般 是 由 于 硬 件 故 障 造 成 。 但 这 些 故 障 在 OMC, R上 一 般 看 不 到 告 警 。 解 决 这 类 问 题 , 我 们 可 以 采 取 利 用 七 号 信 令 仪 表 在 Abis接 口 上 收 集 消 息 并 利 用 仪 表 自 带 的 软 件 进 行 统 计 分 析 , 找 出 存 在 问 题 的 频 点 , 进 而 检 查 对 应 频 点 的 硬 件 (如 RXGD和 TXGM板 ), 更 换 相 应 硬 件 板 。 3 提 高 系 统 接 通 率 系 统 接 通 率 报 告 由 连 接 MSC的 ATOM或 人 机 命 令 终 端 输 出 。 系 统 接 通 率 =[Answered calls(MOBOIP), Answered calls(MOBOOP) , Answered calls(INCMOB), Answered calls ( INCOIP ) ] , [ Call attempts ( MOBOIP ) , Call attempts ( MOBOOP ), Call attempts ( INCMOB ) , Call attempts ( INCOIP ) ]× 100, 手 机 通 话 话 务 走 向 可 分 为 以 下 四 部 分 : M, L(本 地 GSM手 机 拨 打 公 网 或 外 地 GSM手 机 )、 L, M(外 地 GSM手 机 拨 打 公 网 或 本 地 GSM手 机 )、 M, M(本 地 GSM手 机 拨 打 本 地 GSM手 机 )、 L, L(本 地 公 网 用 户 拨 打 外 地 GSM手 机 )。 , L接 通 率 =[Answered calls(MOBOIP), Answered calls ( MOBOOP ) ] M , [Call attempts(MOBOIP), Call attempts (MOBOOP)]× 100, L, L接 通 率 =Answered calls (INCOIP) , Call attempts (INCOIP)× 100, , M接 通 率 =Answered calls(INCMOB), Call attempts (INCMOB)× L 100, M, M接 通 率 =Answered calls(MOBMOB), Call attempts(MOBMOB)× 100, 影 响 M, L或 L, M的 接 通 率 的 因 素 有 : BTS接 通 率 , BSC接 通 率 , 以 及 MSC至 其 它 MSC或 公 网 间 的 中 继 接 通 率 。 影 响 M, M的 接 通 率 的 因 素 有 : BTS接 通 率 , BSC接 通 率 。 影 响 L, L的 接 通 率 的 因 素 有 : MSC至 其 它 MSC或 公 网 间 的 中 继 接 通 率 。 这 样 , 我 们 就 可 以 通 过 对 BTS、 BSC和 交 换 侧 TRUNK进 行 话 务 分 析 , 采 取 相 应 措 施 , 提 高 系 统 接 通 率 。 3.1 提 高 BTS接 通 率 BTS接 通 率 即 无 线 接 通 率 , 是 衡 量 无 线 网 络 质 量 的 重 要 指 标 。 BTS接 通 率 =(1, SDCCH阻 塞 率 )× (1, TCH阻 塞 率 )× (1, TCH分 配 失 败 率 ) 可 见 , 要 提 高 无 线 接 通 率 , 就 要 降 低 阻 塞 率 和 TCH分 配 失 败 率 。 因 为 前 面 已 详 细 介 绍 过 有 关 阻 塞 率 的 问 题 , 所 以 , 我 们 下 面 就 单 独 讨 论 如 何 降 低 TCH分 配 失 败 率 。 配 失 败 率 属 无 线 系 统 指 标 , 可 以 从 OMC, R报 告 TCH分 中 取 得 : TCH分 配 失 败 率 =(MC12, MC146B, MC14B, MC41A), (MC12, MC16, MC41A)× 100, 3.2 提 高 BSC接 通 率 BSC报 告 由 连 接 MSC的 ATOM或 人 机 命 令 终 端 输 出 , BSC报 告 输 出 如 下 : HSC接 通 率 =ANSWER, SEIZURE× 100, ORIGINATING TRAFFIC是 指 由 MSC向 BTS方 向 的 呼 叫 。 TERMINATING RTAFFIC是 指 由 BTS向 MSC方 向 的 呼 叫 。 相 关 参 数 含 义 为 : AVLB CHANNELS为 可 用 信 道 数 , ANSW为 用 户 应 答 , 呼 叫 接 通 , SEIZ为 呼 叫 占 用 中 继 次 数 , AVLB为 可 用 中 继 数 , OCC为 中 继 总 话 务 量 (包 括 接 续 过 程 和 用 户 通 话 的 话 务 量 ), CONV, OCC为 用 户 通 话 话 务 量 。 根 据 经 验 , 当 每 信 道 话 务 量 , 1时 , 话 务 就 会 有 溢 出 , BSC接 通 率 就 会 下 降 , 这 时 , 就 要 考 虑 增 加 信 道 。 因 为 BSC负 责 BTS与 MSC之 间 的 通 信 , 因 此 , 在 话 务 量 正 常 情 况 下 , 如 果 BSC接 通 率 突 然 下 降 , 一 般 就 要 用 7号 信 令 仪 表 检 查 其 与 BTS、 MSC间 的 各 主 要 接 口 , 运 行 是 否 稳 定 。 (我 们 常 见 的 问 题 是 MSC与 BSC间 的 A接 口 运 行 不 稳 定 ), 进 而 测 试 对 应 硬 件 是 否 运 行 正 常 。 3.3 提 高 中 继 接 通 率 中 继 报 告 由 连 接 MSC的 ATOM或 人 机 命 令 终 端 输 出 。 出 局 方 向 中 继 报 告 如 下 : 出 局 中 继 接 通 率 =ANSW, OFFD× 100, 入 局 中 继 接 通 率 =ANSW, SEIZ× 100, 各 项 参 数 含 义 为 : ANSW为 用 户 应 答 , 呼 叫 接 通 , OFFD为 主 叫 用 户 试 呼 数 , SEIZ为 呼 叫 占 用 中 继 次 数 。 AVLB为 可 用 中 继 数 , OCC为 中 继 总 话 务 量 (包 括 接 续 过 程 和 用 户 通 话 的 话 务 量 ), CONV, OCC为 用 户 通 话 话 务 量 , CONG为 中 继 塞 次 数 。 NO, ANSW为 被 叫 振 铃 , 但 未 取 机 应 答 。 BUSY拥 为 被 叫 忙 , FAIL, DIST为 远 端 呼 叫 失 败 。 影 响 中 继 接 通 率 的 参 数 有 : NO, ANSW, BUSY, CONG CONG, FAIL, DIST, SEIZ。 其 中 用 户 无 应 答 (NO, ANSW)和 用 户 忙 (BUSY)与 网 络 运 行 质 量 无 关 。 因 此 , 提 高 中 继 接 通 率 , 就 是 要 提 高 中 继 占 用 次 数 , 降 低 拥 塞 和 降 低 远 端 呼 叫 失 败 次 数 。 作 为 中 继 维 护 的 第 一 件 事 就 是 看 中 继 是 否 正 常 工 作 , 防 止 中 继 闭 塞 。 我 们 在 对 中 继 进 行 话 务 报 告 分 析 时 , 首 先 要 做 的 也 是 可 用 中 继 数 (AVLB)是 否 和 配 置 中 继 数 相 等 。 如 果 不 等 , 就 要 检 查 中 继 状 态 , 测 试 中 继 板 , 保 证 中 继 可 用 率 。 在 中 继 无 故 障 的 情 况 下 , 造 成 中 继 拥 塞 高 的 原 因 就 是 中 继 每 线 话 务 量 负 荷 太 大 , 在 这 种 情 况 下 , 就 要 适 当 增 加 中 继 , 均 衡 话 务 量 。 根 据 经 验 , GSM系 统 当 每 线 话 务 量 >0.7Erl, 1时 , 就 会 造 成 拥 塞 。 扬 州 局 7, 8月 因 为 大 批 量 放 装 用 户 , 话 务 量 上 升 幅 度 较 大 。 市 区 723、 734两 个 汇 接 局 的 出 中 继 接 通 率 由 原 来 的 73, 左 右 降 至 67, , 我 们 通 过 话 务 分 析 发 现 这 两 个 局 向 中 继 拥 塞 各 有 200多 次 , 每 线 话 务 量 达 到 , 1。 针 对 这 一 情 况 , 我 们 对 这 两 个 局 向 各 增 加 两 条 中 继 , 使 每 线 话 务 量 降 为 , 1时 , 中 继 拥 塞 降 为 0, 中 继 接 通 率 恢 复 正 常 。 因 此 , 平 时 注 意 对 务 量 的 分 析 , 并 及 时 做 适 当 调 整 , 也 是 提 高 系 统 接 通 率 的 一 个 方 法 。 远 端 呼 叫 失 败 (FAIL, DIST)是 指 对 端 局 回 送 CALL FAILLING信 号 , 造 成 接 续 失 败 。 对 于 这 种 情 况 , 要 用 信 令 跟 踪 仪 中 继 挂 表 观 察 。 首 先 要 看 本 交 换 机 发 送 的 信 令 是 否 正 确 , 如 果 未 发 现 问 题 , 还 要 与 对 端 交 换 局 配 合 , 测 试 双 方 信 令 是 否 匹 配 。 信 令 不 匹 配 的 情 况 在 两 种 不 同 类 型 的 交 换 机 间 较 常 出 现 。 从 检 查 FAIL, DIST就 可 以 看 出 , 进 行 网 络 优 化 , 不 仅 是 本 交 换 机 的 维 护 , 整 个 通 信 网 的 某 个 环 节 运 行 质 量 好 坏 , 都 会 影 响 到 本 交 换 机 的 运 行 质 量 。 通 过 长 期 从 事 的 网 络 优 化 工 作 , 我 得 出 的 经 验 是 : (1)要 充 分 利 用 现 有 的 软 硬 件 工 具 , 如 话 务 统 计 报 告 , 信 令 跟 踪 仪 表 等 , 提 高 分 析 问 题 、 解 决 问 题 的 效 率 。 (2)要 有 全 程 网 的 概 念 , 综 合 分 析 网 络 运 行 状 况 , 对 系 统 进 行 更 深 一 步 的 研 究 , 将 网 络 优 化 工 作 提 高 到 一 个 新 的 高 度 。 十、GSM 系 统 掉 话 浅 析 [摘 要 ] 本 文 从 硬 件 、 干 扰 、 切 换 、 覆 盖 等 几 个 方 面 分 析 了 GSM系 统 掉 话 产 生 的 主 要 原 因 ~ 并 提 出 一 些 解 决 掉 话 的 方 法 。 [关 键 词 ] 掉 话 , 覆 盖 , 切 换 , 干 扰 , 小 区 参 数 调 整 随 着 GSM网 络 规 模 日 益 扩 大 , 网 络 运 行 质 量 越 来 越 重 要 , 而 掉 话 现 象 是 系 统 各 种 不 良 因 素 的 综 合 体 现 , 影 响 系 统 运 行 质 量 。 提 高 网 络 质 量 , 降 低 掉 话 势 在 必 行 。 下 面 就 从 以 下 几 个 方 面 具 体 分 析 掉 话 产 生 的 原 因 , 并 提 出 一 些 可 行 的 解 决 方 法 。 1 射 频 部 件 及 天 馈 线 系 统 对 掉 话 的 影 响 这 部 分 主 要 是 将 BTS内 发 出 的 TDMA帧 基 带 信 号 调 制 到 载 频 上 , 并 发 射 出 去 , 从 下 天 线 、 收 信 前 端 电 路 接 收 高 频 信 号 并 解 调 出 基 带 信 号 。 这 部 分 有 问 题 , 将 使 上 行 或 下 行 信 号 变 差 , 以 至 产 生 掉 话 。 下 面 分 五 种 情 况 分 别 加 以 说 明 : (1)射 频 部 件 故 障 发 射 合 路 器 、 接 收 低 噪 声 放 大 器 及 双 工 器 , 还 有 载 频 单 元 , 这 些 硬 件 故 障 , 将 会 导 致 系 统 的 发 射 、 接 收 性 极 度 恶 化 而 产 生 掉 话 。 笔 者 曾 遇 到 过 这 样 的 情 况 : 有 能 个 小 区 TCH的 掉 话 突 然 高 达 50, , 占 整 个 地 区 TCH掉 话 总 次 数 的 80, , 通 过 OMC的 统 计 发 现 , 该 小 区 的 掉 话 主 要 在 第 二 载 频 上 , 更 换 载 频 后 , 恢 复 正 常 。 (2)天 馈 线 系 统 故 障 无 线 信 号 从 BTS发 信 机 出 来 , 经 过 天 线 发 射 出 去 。 天 馈 线 出 现 损 伤 、 打 折 、 进 水 等 现 象 , 引 起 驻 波 比 过 高 , 这 是 产 生 掉 话 的 另 一 个 原 因 。 这 需 要 我 们 注 意 天 馈 线 系 统 的 工 程 质 量 和 维 护 , 将 此 类 情 况 引 起 的 掉 话 降 到 最 少 。 (3)功 率 不 平 衡 引 起 的 掉 话 目 前 , GSM技 术 已 相 当 成 熟 , 网 络 规 模 日 益 庞 大 , 同 一 个 小 区 可 能 有 多 个 载 频 , 载 频 发 射 功 率 可 能 不 相 同 , 造 成 功 率 不 平 衡 引 起 掉 话 。 例 如 : 图 1中 , 2小 区 若 BCCH、 SDCCH所 在 的 载 频 发 射 功 率 大 , 在 A处 MS处 于 空 闲 模 式 时 信 号 很 好 , 但 是 , 一 旦 MS发 起 呼 叫 分 配 了 TCH后 , 而 TCH所 在 的 载 频 发 射 功 率 小 , 在 A处 信 号 比 较 差 , 那 么 MS占 用 了 TCH后 , 即 有 可 能 产 生 掉 话 。 在 MOTOROLA系 统 , 载 频 有 个 tx_offset值 可 以 调 节 , 用 来 改 变 载 频 的 发 射 功 率 , 可 以 达 到 控 制 覆 盖 和 功 率 平 衡 的 目 的 。 (4)天 线 角 度 天 线 角 度 包 括 两 种 角 度 : 方 位 角 和 俯 仰 角 。 天 线 的 调 整 是 网 络 优 化 工 作 很 重 要 的 部 分 , 它 对 于 控 制 覆 盖 、 掉 话 以 及 话 务 调 整 均 有 很 大 的 影 响 。 一 般 来 说 , 无 线 网 络 优 化 中 最 重 要 的 是 控 制 覆 盖 , 而 控 制 覆 盖 最 有 效 的 方 法 便 是 调 节 天 线 的 俯 仰 角 和 方 位 角 。 覆 盖 范 围 过 大 , 将 会 引 起 同 频 、 邻 频 干 扰 , 产 生 掉 话 ; 覆 盖 范 围 过 小 , 将 会 出 现 盲 区 , 也 会 产 生 掉 话 。 只 有 根 据 实 际 情 况 , 将 天 线 的 俯 仰 角 和 方 位 角 调 到 理 想 的 角 度 , 实 现 良 好 的 覆 盖 , 将 掉 话 控 制 在 最 小 的 范 围 内 。 但 应 注 意 : 俯 仰 角 不 能 过 大 , 过 大 将 使 场 强 发 生 裂 变 , 覆 盖 区 内 信 号 变 弱 。 另 外 , 我 们 目 前 常 用 收 发 共 用 方 式 , 两 根 收 发 共 用 天 线 的 俯 仰 角 和 方 位 角 应 该 完 全 一 致 。 否 则 , 会 出 现 同 一 小 区 两 根 天 线 的 覆 盖 范 围 不 相 同 , 也 会 产 生 掉 话 。 另 外 , 对 于 两 根 分 集 接 收 天 线 之 间 的 水 平 间 距 应 大 于 3m, 以 保 证 良 好 的 分 集 接 收 效 果 , 提 高 收 信 灵 敏 度 。 (5)硬 件 调 制 在 新 建 基 站 和 日 常 维 护 中 , 硬 件 调 测 是 一 项 很 重 要 的 内 容 。 调 测 好 硬 件 , 使 之 工 作 在 最 佳 状 态 , 也 能 有 效 提 高 系 统 运 行 质 量 。 MOTOROLA系 统 中 , 载 频 有 个 接 收 补 偿 值 , 它 是 对 每 个 载 频 的 每 个 接 收 通 路 不 同 的 频 点 的 接 收 特 性 进 行 调 测 , 每 个 通 路 在 不 同 频 点 均 可 得 到 一 个 接 收 补 偿 值 , 使 载 频 能 有 最 佳 接 收 效 果 。 如 果 不 对 载 频 进 行 调 测 , 将 可 能 使 掉 话 增 加 。 2 覆 盖 对 掉 话 的 影 响 覆 盖 是 网 络 优 化 中 最 为 重 要 的 , 覆 盖 不 理 想 , 将 会 对 系 统 造 成 不 影 响 。 下 面 分 四 种 情 况 来 讨 论 覆 盖 对 于 掉 话 的 影 响 。 (1)由 于 地 形 原 因 或 是 其 他 原 因 , 出 现 信 号 盲 区 , 在 这 些 地 方 肯 定 发 生 掉 话 。 另 外 , 由 于 建 筑 物 阻 挡 , 建 筑 物 内 屏 蔽 作 用 , 信 号 很 弱 , 也 会 掉 话 。 我 们 在 建 设 时 要 充 分 考 虑 盲 区 的 覆 盖 , 尽 量 达 到 无 缝 覆 盖 。 建 筑 物 内 , 可 以 考 虑 采 用 微 蜂 窝 、 室 内 覆 盖 系 统 等 方 法 来 实 现 室 内 覆 盖 。 覆 盖 良 好 , 掉 话 也 将 随 之 降 低 。 另 外 , 在 天 线 位 置 很 高 , 俯 仰 角 又 不 够 时 , 会 出 现 影 子 服 务 区 , 手 机 很 靠 近 基 站 时 , 可 能 会 产 生 掉 话 。 (2)同 一 小 区 覆 盖 不 平 衡 , 上 面 曾 提 到 过 , 由 于 功 率 不 平 衡 、 同 一 小 区 天 线 俯 仰 角 和 方 位 角 不 同 , 都 会 造 成 同 一 小 区 覆 盖 范 围 的 不 一 致 , 这 都 会 引 起 掉 话 。 (3)由 于 覆 盖 不 合 理 造 成 干 扰 , 引 起 掉 话 。 GSM系 统 一 般 采 用 4× 3(4, 12)频 率 复 用 方 式 , 若 两 个 基 站 (1, 2)之 间 隔 有 一 个 基 站 (3), 1、 2基 站 可 能 使 用 相 同 的 频 率 , 如 果 1基 站 覆 盖 控 制 不 好 , 越 过 3基 站 覆 盖 到 了 2基 站 , 这 将 会 产 生 严 重 的 干 扰 , 以 至 于 掉 话 。 我 们 首 先 根 据 实 际 情 况 , 做 一 个 合 理 的 频 率 规 划 , 然 后 通 过 对 天 线 俯 仰 角 、 方 位 角 、 高 度 的 调 节 , 对 发 射 功 率 的 控 制 等 多 种 方 法 来 实 现 对 小 区 覆 盖 范 围 的 严 格 控 制 。 另 外 缺 乏 主 要 服 务 区 , 同 一 地 点 许 多 小 区 的 信 号 强 度 接 近 , 形 成 过 多 的 试 呼 和 切 换 , 也 会 造 成 掉 话 。 对 覆 盖 范 围 的 控 制 , 还 可 以 通 过 软 件 调 整 来 实 现 , 通 过 对 一 些 小 区 参 数 (如 : 允 许 接 入 参 数 、 小 区 选 择 参 数 、 功 率 参 数 、 切 换 参 数 )的 修 改 来 实 现 对 覆 盖 范 围 的 控 制 。 MOTOROLA系 统 提 供 了 一 套 丰 富 的 办 法 , 相 关 参 数 有 : rxlev_access_min、 max_tx_bts、 ho_margin_cell_、 ms_max_range等 。 通 过 对 这 些 参 数 的 修 改 , 也 可 实 现 对 掉 话 的 控 制 。 (4)由 于 采 用 直 放 站 而 产 生 的 掉 话 。 3 切 换 对 掉 话 的 影 响 对 于 移 动 通 信 系 统 来 说 , 切 换 对 系 统 运 行 质 量 较 大 的 影 响 。 切 换 掉 话 是 无 线 掉 话 的 一 部 分 , 根 据 MOTOROLA系 统 TCH掉 话 率 的 计 算 公 式 , TCH掉 话 主 要 是 由 rf_losses_tch和 ho_lostms两 部 分 组 成 。 切 换 失 败 往 往 会 引 起 掉 话 , 根 据 我 们 的 经 验 , 切 换 成 功 率 高 的 地 区 , 一 般 说 来 掉 话 率 都 比 较 低 , 我 们 要 提 高 切 换 成 功 率 , 减 少 乒 乓 切 换 , 这 样 对 降 低 掉 话 也 很 有 好 处 。 (1)邻 近 小 区 的 选 择 在 定 义 邻 近 小 区 时 , 设 计 往 往 与 实 际 情 况 存 在 差 异 , 各 小 区 的 实 际 覆 盖 范 围 与 天 线 高 度 、 周 围 环 境 等 都 有 相 当 关 系 , 这 样 很 容 易 漏 定 义 或 错 定 义 邻 近 小 区 , 造 成 切 换 成 功 率 低 , 小 区 之 间 存 在 漏 覆 盖 或 盲 区 , 导 致 切 换 失 败 而 掉 话 。 尤 其 对 于 一 些 在 设 计 时 没 有 切 换 数 据 , 但 实 际 上 存 在 一 个 短 、 窄 的 切 换 区 , 应 该 增 加 切 换 数 据 。 我 们 应 该 定 期 进 行 全 面 的 Drive Test, 对 覆 盖 和 切 换 情 况 有 个 全 面 清 晰 的 了 解 , 及 时 根 据 实 际 情 况 修 改 邻 近 小 区 的 定 义 , 尤 其 要 注 意 不 同 BSS之 间 的 切 换 和 越 局 切 换 的 Neighbor定 义 , 减 少 因 错 做 或 漏 做 Neighbor产 生 的 掉 话 。 应 特 别 指 出 的 是 : 若 某 个 小 区 的 bsic或 者 BCCH频 率 作 了 修 改 , 那 么 以 这 个 小 区 作 为 hand, over target cell的 小 区 须 修 改 其 Neighbor List定 义 。 (2)切 换 类 型 、 切 换 参 数 的 选 择 在 GSM系 统 中 , 切 换 基 于 多 种 触 发 条 件 , 并 有 不 同 的 切 换 类 型 。 如 果 切 换 类 型 、 ho_margin设 置 不 当 , 比 如 为 了 分 担 话 务 , 将 ho_margin设 为 负 值 , A? B的 ho_margin设 为 , 20dB, 即 A小 区 信 号 比 B小 区 信 号 低 20dB就 发 出 切 换 请 求 , 此 时 B小 区 的 信 号 可 能 很 差 , 难 免 产 生 掉 话 。 这 种 分 担 话 务 量 的 切 换 , 其 参 数 的 选 择 尤 其 要 注 意 , 权 衡 分 担 话 务 和 掉 话 , 找 到 一 个 最 佳 点 。 如 果 两 个 小 区 打 开 基 于 多 种 触 发 条 件 的 切 换 , 如 果 选 择 不 当 , 会 产 生 乒 乓 切 换 , 造 成 切 换 失 败 。 我 们 应 注 意 慎 重 选 择 切 换 类 型 和 切 换 参 数 , 提 高 切 换 成 功 率 , 降 低 掉 话 。 另 外 , 对 于 各 种 切 换 类 型 , 均 有 一 系 列 参 数 控 制 其 切 换 , 合 理 调 整 这 些 取 值 , 也 可 达 到 降 低 掉 话 的 效 果 。 应 注 意 GSM900, DCS1800双 频 网 的 切 换 的 合 理 定 义 。 (3)邻 近 小 区 拥 塞 引 起 掉 话 各 小 区 的 话 务 分 布 不 均 衡 , 相 邻 的 A、 B两 小 区 , A 区 话 务 很 高 , 有 拥 塞 , MS在 通 话 过 程 中 由 B小 区 向 A小 小 区 移 动 , 达 到 切 换 条 件 时 , MS发出 切 换 请 求 , 而 A小 区 没 有 空 闲 的 TCH分 配 , 这 样 就 会 产 生 掉 话 。 需 要 我 们 合 理 分 布 话 务 , 减 少 由 于 拥 塞 而 产 生 的 掉 话 。 (4)邻 近 小 区 退 出 服 务 引 起 掉 话 如 果 某 个 基 站 或 是 某 个 小 区 退 出 服 务 , 在 该 基 站 或 小 区 覆 盖 的 地 区 形 成 盲 区 , 这 样 肯 定 产 生 掉 话 。 该 小 区 退 出 服 务 后 , 即 使 其 他 小 区 能 够 覆 盖 该 地 区 , 但 是 由 于 GSM频 率 规 划 的 原 因 , 会 产 生 较 严 重 的 频 率 干 扰 , 引 起 掉 话 。 4 干 扰 对 掉 话 的 影 响 干 扰 会 导 致 误 码 率 升 高 , 通 信 质 量 下 降 , 是 造 成 掉 话 的 一 个 重 要 的 原 因 。 干 扰 可 以 分 为 外 部 干 扰 和 系 统 内 部 干 扰 。 我 们 将 分 别 讨 论 两 种 干 扰 对 掉 话 的 影 响 , 提 出 一 些 解 决 的 方 法 。 (1)两 种 干 扰 对 掉 话 的 影 响 ? 外 部 干 扰 随 着 科 技 的 进 步 , 空 中 的 无 线 电 波 越 来 越 多 , 有 些 系 统 如 TACS系 统 与 GSM系 统 工 作 在 同 一 频 段 , 如 果 频 率 设 置 不 当 , 会 造 成 严 重 的 频 率 干 扰 。 在 发 射 设 备 的 非 线 性 单 元 由 于 载 波 与 通 过 天 线 进 入 的 干 扰 信 号 产 生 互 调 干 扰 , 会 引 起 通 话 质 量 下 降 , 产 生 掉 话 。 我 们 要 利 用 测 试 工 具 对 无 线 环 境 进 行 测 试 , 对 干 扰 情 况 进 行 分 析 , 采 取 有 针 对 性 的 措 施 , 避 免 干 扰 。 统 内 部 干 扰 ? 系 GSM系 统 内 部 干 扰 主 要 由 以 下 几 个 方 面 原 因 产 生 : 频 率 规 划 不 合 理 , 引 起 同 频 、 邻 频 干 扰 ; ? ? 基 站 或 手 机 功 率 设 置 不 合 理 , 引 起 下 、 上 行 链 路 干 扰 ; ? 频 率 复 用 不 合 理 ; ? 由 于 多 径 效 应 、 建 筑 物 反 射 等 造 成 干 扰 ; ? 码 间 干 扰 ; ? TA与 实 际 不 符 造 成 时 隙 干 扰 。 当 MS在 服 务 小 区 收 到 很 强 的 同 频 或 邻 频 干 扰 信 号 时 , 会 引 起 误 码 率 恶 化 , 使 手 机 无 法 准 确 解 调 邻 近 小 区 的 BSIC或 不 能 正 确 接 收 MS的 测 量 报 告 , 从 而 产 生 掉 话 。 对 于 系 统 内 部 干 扰 , 在 进 行 认 真 细 致 的 频 率 规 划 基 础 上 , 采 用 先 进 的 测 试 手 段 对 无 线 环 境 进 行 测 试 , 依 据 测 试 结 果 对 网 络 进 行 频 率 、 功 率 及 天 馈 线 等 各 方 面 的 调 整 , 减 少 干 扰 , 避 免 掉 话 。 (2)几 种 减 小 干 扰 的 方 法 ? 不 连 续 发 射 (DTX) 不 连 续 发 射 的 目 的 是 把 无 线 路 径 上 的 功 率 发 送 减 到 最 小 , 以 便 减 小 相 互 间 的 干 扰 , 从 而 达 到 减 小 掉 话 的 目 的 。 有 研 究 表 明 , 单 一 干 扰 源 形 成 的 干 扰 , 假 如 原 来 有 50, 的 干 扰 电 平 低 于 , 120dBm, 采 用 DTX后 有 75, 低 于 , 120dBm, 改 善 的 程 度 是 相 当 明 显 的 。 DTX即 当 检 测 到 没 有 用 户 数 据 的 间 隙 时 (如 说 话 间 隔 时 期 ), 停 止 或 减 少 无 线 信 号 的 发 送 。 ? 功 率 控 制 (Power Control) 功 率 控 制 同 DTX一 样 有 个 共 同 的 目 标 就 是 改 善 频 谱 效 率 。 在 保 证 良 好 接 收 的 条 件 下 , 尽 可 能 减 少 发 端 功 率 , 改 善 对 其 他 呼 叫 的 干 扰 , 减 少 掉 话 。 在 GSM系 统 中 , 减 少 干 扰 意 味 着 可 以 获 得 高 的 频 谱 效 率 。 BSS通 过 评 估 BTS对 MS测 量 的 结 果 , 调 整 MS的 传 输 功 率 。 保 证 在 可 接 收 的 传 输 质 量 下 的 最 小 功 率 。 同 样 , BSS也 通 过 评 估 MS报 告 的 BTS下 行 传 输 功 率 , 调 整 BTS的 发 射 功 率 。 ? 跳 频 跳 频 实 际 上 是 一 种 扩 频 技 术 , 其 方 法 是 把 一 个 宽 频 带 分 成 若 干 频 率 间 隔 (称 为 频 道 ), 发 射 机 在 某 一 特 定 时 间 间 隔 中 , 用 哪 一 个 频 道 发 送 信 号 , 是 由 一 个 伪 随 机 序 列 控 制 的 。 这 样 使 接 收 机 多 了 时 间 选 择 性 , 除 非 窄 带 干 扰 在 特 定 时 间 内 与 所 需 的 信 号 同 时 落 入 一 个 通 道 内 , 才 能 形 成 干 扰 。 跳 频 以 后 , 强 干 扰 所 引 起 的 信 号 严 重 损 伤 不 再 以 连 续 的 形 式 出 现 , 起 到 了 干 扰 分 集 作 用 , 因 此 , 有 利 于 减 少 干 扰 对 接 收 机 的 影 响 , 也 就 有 利 于 控 制 掉 话 。 ? 频 率 规 划 频 率 规 划 对 于 移 动 通 信 系 统 来 说 相 当 重 要 , 在 频 率 规 划 时 应 该 考 虑 以 下 几 方 面 的 问 题 : ? C, I的 要 求 , GSM系 统 一 般 要 求 9dB ? 同 频 干 扰 ? 邻 频 干 扰 ? BTS的 经 纬 度 和 标 高 ? 地 理 环 境 、 建 筑 物 的 影 响 上 行 干 扰 主 要 来 源 于 同 频 干 扰 、 外 部 干 扰 (交 调 干 扰 ), 通 过 分 析 drive test的 相 关 报 告 , 修 改 同 频 小 区 的 同 频 频 率 , 增 加 同 频 小 区 间 距 , 利 用 频 谱 分 析 仪 对 交 调 干 扰 加 以 定 位 。 下 行 干 扰 主 要 由 于 频 率 规 划 不 当 引 起 , 下 行 干 扰 将 会 引 起 频 繁 切 换 。 对 于 上 、 下 行 干 扰 , 需 对 频 率 规 划 重 新 优 化 调 整 。 ? 呼 叫 重 建 在 移 动 环 境 下 , 总 存 在 连 接 突 然 中 断 的 可 能 , 例 如 , 无 线 传 播 路 径 中 突 然 出 现 的 建 筑 物 、 隧 道 等 , 使 接 收 恶 化 , 甚 至 中 断 , 这 时 需 要 另 一 个 小 区 能 提 供 连 续 的 通 信 。 这 种 情 况 通 常 用 到 呼 叫 重 建 , 就 是 一 种 由 MS触 发 的 切 换 , 当 N个 SACCH复 帧 (此 处 的 N由 radio_link_timeout决 定 )没 有 收 到 MS的 上 行 测 量 报 告 , 那 么 就 选 择 邻 近 小 区 中 信 号 强 度 最 好 的 小 区 , 在 全 线 释 放 前 完 成 呼 收 重 建 。 由 于 时 间 上 的 限 制 , 规 定 MS也 只 能 选 择 那 些 已 知 并 且 与 MS已 建 立 预 同 步 的 小 区 , MS向 选 择 的 小 区 发 RACH(接 入 请 求 ), 原 因 指 示 为 呼 叫 重 建 , 网 络 识 别 后 直 接 分 配 一 个 TCH。 ? 同 心 圆 技 术 同 心 圆 技 术 是 新 近 发 展 的 一 门 新 技 术 , 它 是 将 通 常 的 小 区 分 为 两 层 : 核 心 层 和 覆 盖 层 , 其 覆 盖 层 的 覆 盖 范 围 为 传 统 的 蜂 窝 小 区 , 核 心 层 的 覆 盖 范 围 则 主 要 集 中 在 基 站 附 近 。 核 心 层 的 发 射 功 率 要 低 于 覆 盖 层 、 从 而 降 低 了 干 扰 , 其 内 外 层 之 间 的 切 换 可 以 基 于 功 率 和 干 扰 两 种 方 式 , 这 样 可 以 达 到 降 低 掉 活 率 的 目 的 , 同 时 还 可 以 提 高 系 统 容 量 。 应 注 意 的 是 , BCCH应 放 在 覆 盖 层 。 合 理 利 用 上 述 一 些 方 法 可 以 在 一 定 程 度 上 减 少 系 统 干 扰 , 达 到 降 低 掉 话 的 目 的 。 5 有 线 部 分 对 掉 活 的 影 响 有 线 部 分 对 掉 话 也 有 一 定 的 影 响 , 体 现 在 传 输 质 量 不 好 , 出 现 失 同 步 , 导 致 通 信 中 断 , 会 引 起 掉 话 ; 传 输 的 误 码 率 过 高 , 基 站 时 钟 失 锁 , 引 起 基 站 信 号 不 稳 定 , 引 起 掉 话 。 对 于 此 类 传 输 方 法 引 起 的 掉 话 , 应 及 时 解 决 传 输 方 面 存 在 的 问 题 。 XCDR板 损 坏 也 可 能 导 致 掉 话 。 GSM交 换 机 与 市 话 交 换 局 、 BSC之 间 电 路 CIC没 有 对 上 , 也 会 导 致 掉 话 。 GSM交 换 机 CIC定 义 以 中 继 模 块 标 识 , BSC的 CIC编 号 为 1, n的 累 计 形 式 , 很 容 易 出 现 CIC没 对 上 的 情 况 , MS一 旦 被 分 配 到 这 个 通 话 时 隙 , 就 会 掉 话 。 在 MSC与 BSC之 间 有 变 码 器 (XCDR), 将 BSC过 来 的 13kb/s的 数 据 按 照 1? 4比 例 释 放 为 64kb/s的 数 据 , 在 BSC与 XCDR之 间 , 2M的 每 个 时 隙 都 有 4个 TCH, 而 XCDR与 MSC之 间 , 2M的 每 个 时 隙 只 有 一 个 TCH, 这 就 存 在 一 个 TCH(CIC)的 对 应 问 题 , 如 果 对 应 不 上 , 会 有 掉 话 或 是 单 边 通 话 的 情 况 。 尤 其 应 该 注 意 的 是 , BSC与 XCDR之 间 , MTL、 XBL、 OML均 为 64kb/s, 都 要 占 用 2M的 一 个 时 隙 , 相 应 的 在 XCDR与 MSC之 间 , 应 该 空 出 4个 小 时 隙 不 用 做 TCH, 避 免 CIC对 应 不 上 。 6 系 统 控 制 和 系 统 容 量 引 起 的 掉 话 系 统 容 量 不 足 , 如 MSC与 BSC, MSC与 HLR之 间 出 现 瓶 颈 , 成 拥 塞 , 也 会 引 起 掉 话 。 MSC、 BSC、 BTS的 处 理 能 力 不 造 够 , CPU负 荷 过 高 , 将 会 自 动 保 护 , 影 响 正 常 工 作 , 引 起 掉 话 。 系 统 控 制 方 面 的 故 障 , 如 BSC、 BTS的 GPROC板 出 现 故 障 , 会 导 致 基 站 SDCCH试 呼 次 数 异 常 , 引 起 掉 话 , 甚 至 还 会 引 起 基 站 退 出 服 务 。 平 常 注 意 MSC、 BSC、 BTS等 的 处 理 器 负 荷 情 况 , 及 时 发 现 问 题 、 解 决 问 题 。 从 软 件 方 面 来 说 , 由 于 软 件 原 因 产 生 掉 话 , 则 需 通 过 及 时 打 补 丁 或 版 本 升 级 来 解 决 。 7 DATABASE参 数 对 掉 话 的 影 响 在 移 动 通 信 系 统 中 , 一 般 都 提 供 了 一 些 关 于 掉 话 的 参 数 , MOTORLOA系 统 中 , 有 下 列 参 数 对 于 改 善 掉 话 有 一 定 影 响 : ? link_about_to_fail 这 个 参 数 是 关 于 掉 话 及 提 升 功 率 的 , 它 用 来 定 义 BSS和 MS在 有 多 少 个 SACCH frame 没 有 被 解 码 时 即 用 最 大 功 率 发 射 , 该 参 数 应 小 于 link_fail。 BSS和 MS有 (link_fail— lind_about_to_fail)× 4个 SACCH frame未 能 解 码 时 用 最 大 功 率 发 射 。 下 行 链 路 的 最 大 功 率 由 参 数 max_tx_bts决 定 , 上 行 链 路 的 最 大 功 率 由 参 数 max_tx_ms决 定 , 应 该 注 意 的 是 , 该 参 数 要 起 到 作 用 , 必 须 将 full_pwr_rfloss设 为 1, 即 允 许 BTS、 MS提 升 功 率 , 用 最 大 功 率 发 射 。 ? link_fail 这 个 参 数 是 关 于 上 行 链 路 掉 话 的 , 这 个 参 数 也 可 以 认 为 是 一 个 计 数 器 。 无 线 链 路 丢 失 的 判 决 是 基 于 一 个 无 线 链 路 的 计 数 器 S, S的 初 始 值 与 link_fail取 值 相 同 , 当 上 行 链 路 的 SACCH信 息 无 法 解 码 时 , 该 计 数 器 减 1, 当 上 行 链 路 的 SACCH信 息 成 功 解 码 时 , 该 计 数 器 加 2, 直 至 S计 数 器 为 0时 , 就 认 为 是 上 行 链 路 丢 失 , BSS在 下 行 链 路 停 止 发 射 , 释 放 无 线 资 源 。 ? radio_link_timeout 该 参 数 是 关 于 SACCH在 下 行 链 路 上 的 无 线 丢 失 的 。 它 设 定 了 下 行 链 路 SACCH无 法 解 码 的 最 大 门 槛 值 。 与 上 行 链 路 的 判 决 方 法 类 似 , MS也 有 一 个 计 数 器 T100, T100的 初 始 值 与 radio_link_timeout取 值 相 同 , 当 MS收 到 (下 行 链 路 )的 SACCH信 息 无 法 解 码 时 , 该 计 数 器 减 1, SACCH信 息 成 功 解 码 时 , 该 计 数 器 加 2, 直 至 T100计 数 器 为 0时 , 就 认 为 下 行 链 路 丢 失 , 释 放 无 线 资 源 。 ? rr_t3109 这 个 Timer是 用 于 无 线 丢 失 引 起 的 信 息 释 放 , 当 这 个 Timer终 止 时 , CRM(Cell Resource Manager)将 发 一 个 信 道 释 放 的 信 息 给 RSS(Radio Subsystem)。 此 Timer(rr_t3109)的 值 要 大 于 T100(radio_link_timeout), 以 防 止 出 现 正 在 占 用 的 TCH又 分 配 给 其 他 的 用 户 , 造 成 串 音 的 现 象 。 ? bsic 这 是 小 区 识 别 码 , 它 由 NCC和 BCC两 部 分 组 成 , bsic=NCC× 8, BCC, 这 个 参 数 应 该 注 意 的 是 : 相 邻 小 区 的 bsic和 BCCH频 率 不 能 同 时 相 同 , 如 果 相 同 , 将 无 法 解 出 bsic, 引 起 掉 话 。 另 外 , 定 义 RTF时 也 应 注 意 , 其 Training Sequence应 该 等 于 BCC。 面 所 提 到 的 只 是 笔 者 在 网 络 优 化 过 程 中 所 碰 到 的 上 问 题 的 总 结 , 是 DAABASE中 极 少 的 一 部 分 , 还 有 很 多 参 数 也 可 能 会 对 掉 话 产 生 影 响 , 这 里 不 多 赘 述 。 总 之 , 掉 话 是 系 统 各 种 不 良 因 素 的 综 合 体 现 , 要 解 决 掉 话 问 题 , 需 要 我 们 加 强 对 设 备 的 日 常 维 护 , 注 重 DT和 CQT测 试 , 对 统 计 数 据 进 行 详 细 的 分 析 , 对 系 统 有 个 详 细 了 解 。 十一、深 层 次 GSM无 线 网 络 优 化 策 略 — — 场 强 测 试 分 析 法 [摘 要 ] 本 文 首 先 简 述 了 GSM无 线 网 络 优 化 的 常 规 方 法 ~ 然 后 从 提 高 、 完 善 网 络 服 务 质 量 出 发 ~ 对 利 用 场 强 测 试 分 析 法 引 进 深 层 次 的 GSM无 线 网 络 优 化 作 了 细 致 、 具 体 的 探 讨 。 [关 键 词 ] GSM, 无 线 网 络 优 化 , 掉 话 , 信 令 1 前 言 GSM无 线 网 络 优 化 是 通 过 对 现 已 运 行 的 网 络 进 行 参 数 采 集 、 数 据 分 析 、 找 出 影 响 网 络 质 量 的 原 因 , 并 且 通 参 数 的 修 改 、 网 络 结 构 的 调 整 、 设 备 配 置 的 调 整 和 采 过 取 某 些 技 术 手 段 (如 采 用 同 心 圆 技 术 等 ), 确 保 系 统 高 质 量 地 运 行 , 使 现 有 网 络 资 源 获 得 最 佳 效 益 , 以 最 经 济 的 投 入 获 得 最 大 的 收 益 。 所 谓 深 层 次 的 GSM无 线 网 络 优 化 , 是 从 用 户 对 网 络 的 满 意 程 度 出 发 , 在 保 证 充 分 利 用 现 有 网 络 资 源 的 基 础 上 , 采 取 种 种 措 施 , 解 决 网 络 存 在 的 局 部 缺 陷 , 如 解 决 由 于 网 络 质 量 问 题 引 起 的 用 户 每 一 个 投 诉 等 。 最 后 达 到 无 线 覆 盖 全 面 无 缝 隙 , 接 通 率 高 , 通 话 持 续 、 话 音 清 晰 且 不 失 真 , 保 证 网 络 容 量 满 足 用 户 高 速 发 展 的 要 求 , 让 用 户 感 到 真 正 满 意 。 2 GSM无 线 网 络 优 化 的 常 规 方 法 网 络 优 化 的 方 法 很 多 , 通 常 有 信 令 跟 踪 分 析 法 、 话 务 统 计 分 析 法 及 路 测 分 析 法 。 在 实 际 优 化 中 , 常 将 三 种 方 法 结 合 起 来 用 。 尤 其 以 分 析 OMC_R话 务 统 计 报 告 , 并 辅 以 七 号 信 令 仪 表 进 行 A接 口 或 Abis接 口 跟 踪 分 析 , 是 进 行 网 络 优 化 常 用 的 有 效 手 段 。 2.1 信 令 分 析 法 信 令 分 析 主 要 是 对 A接 口 、 Abis接 口 进 行 跟 踪 的 数 据 进 行 分 析 。 通 过 对 A接 口 采 集 数 据 的 分 析 , 可 以 发 现 切 换 局 数 据 不 全 (遗 漏 切 换 关 系 )、 信 令 负 荷 、 硬 件 故 障 (找 出 有 问 题 的 中 继 或 时 隙 )及 话 务 量 不 均 (部 分 数 据 定 义 错 误 、 链 路 不 畅 等 原 因 )等 问 题 。 通 过 对 Abis接 口 数 据 进 行 收 集 分 析 , 根 据 信 号 质 量 分 布 图 、 频 率 干 扰 检 测 图 、 接 收 电 平 分 布 图 、 信 令 信 道 或 话 音 信 道 占 用 时 长 图 等 , 可 以 找 出 上 、 下 行 链 路 路 径 损 耗 过 大 的 问 题 , 还 可 以 发 现 小 区 覆 盖 情 况 、 一 些 无 线 干 扰 及 隐 性 硬 件 故 障 等 问 题 。 2.2 话 务 统 计 分 析 法 主 要 是 根 据 OMC_R上 收 集 的 无 线 话 务 报 告 数 据 和 系 统 硬 件 告 警 信 息 。 将 收 集 的 参 数 分 类 处 理 成 便 于 分 析 网 络 质 量 的 报 告 。 通 过 话 务 统 计 报 告 中 的 各 项 指 标 (呼 叫 成 功 率 、 掉 话 率 、 切 换 成 功 率 、 每 时 隙 话 务 量 、 无 线 信 道 可 用 率 、 话 音 信 道 阻 塞 率 和 信 令 信 道 的 可 用 率 、 掉 话 率 及 阻 塞 率 等 ), 可 以 了 解 到 无 线 基 站 的 话 务 分 布 及 变 化 情 况 , 从 而 发 现 异 常 , 并 结 合 其 它 手 段 , 可 分 析 出 网 络 逻 辑 或 物 理 参 数 设 置 的 不 合 理 、 网 络 结 构 的 不 合 理 、 话 务 量 不 均 、 频 率 干 扰 及 硬 件 故 障 等 情 况 。 对 系 统 中 每 一 个 小 区 进 行 各 项 指 标 分 析 , 通 过 调 整 特 定 小 区 或 整 个 网 络 的 参 数 等 措 施 , 使 系 统 各 小 区 的 各 项 指 标 得 到 提 高 , 以 臻 提 高 全 网 的 系 统 指 标 。 2.3 路 测 分 析 法 路 测 分 析 法 主 要 是 分 析 空 中 接 口 的 数 据 及 测 量 覆 盖 , 通 过 DT测 试 , 可 以 了 解 : 基 站 分 布 、 覆 盖 情 况 , 是 否 存 在 盲 区 ; 切 换 关 系 、 切 换 次 数 、 切 换 电 平 是 否 正 常 ; 下 行 链 路 是 否 有 同 频 、 邻 频 干 扰 ; 是 否 有 小 岛 效 应 ; 扇 区 是 否 错 位 ; 天 线 下 倾 角 、 方 位 角 及 天 线 高 度 是 否 合 理 ; 分 析 呼 叫 接 通 情 况 , 找 出 呼 叫 不 通 及 掉 话 的 原 因 , 为 制 定 网 络 优 化 方 案 和 实 施 网 络 优 化 提 供 依 据 。 通 过 GSM无 线 网 络 优 化 是 利 用 上 述 三 种 方 法 , 围 绕 接 通 率 、 掉 话 率 、 拥 塞 率 和 越 区 切 换 成 功 率 等 指 标 , 通 过 统 计 测 试 ? 数 据 分 析 ? 制 定 实 施 优 化 方 案 ? 系 统 调 整 ? 解 决 问 题 ? 统 计 测 试 的 循 环 , 达 到 网 络 质 量 明 显 改 善 的 目 的 。 3 深 层 次 GSM无 线 网 络 优 化 方 法 本 文 介 绍 的 深 层 次 GSM无 线 网 络 优 化 是 着 眼 于 用 户 对 网 络 的 满 意 程 度 , 使 网 络 更 加 稳 定 和 通 畅 , 使 网 络 的 系 统 指 标 进 一 步 提 高 , 网 络 质 量 进 一 步 完 善 。 3.1 优 化 流 程 网 络 优 化 的 工 作 流 程 具 体 包 括 五 个 方 面 : 系 统 信 息 收 集 , 数 据 分 析 及 处 理 , 制 定 网 络 优 化 方 案 , 系 统 调 整 , 调 整 网 络 优 化 方 案 。 如 图 1所 示 。 在 网 络 优 化 时 首 先 要 收 集 系 统 信 息 (包 括 用 户 申 告 、 日 常 CQT(Call Quality Test)测 试 和 DT(Driver Test)测 试 等 信 息 ), 了 解 用 户 对 网 络 的 不 满 意 现 象 及 当 前 网 络 存 在 的 缺 陷 , 并 对 网 络 进 行 测 试 , 收 集 网 络 运 行 的 数 据 , 然 后 对 收 集 的 数 据 进 行 分 析 及 处 理 。 根 据 分 析 处 理 数 据 的 结 果 制 定 网 络 优 化 方 案 , 并 对 网 络 进 行 系 统 调 整 。 调 整 后 再 对 系 统 进 行 信 息 收 集 , 周 而 复 始 直 到 问 题 解 决 , 使 网 络 进 一 步 完 善 。 用 户 申 告 是 通 过 来 自 业 务 部 门 或 其 他 方 面 的 用 户 投 诉 或 向 用 户 调 查 , 及 时 了 解 到 网 络 中 有 关 服 务 质 量 方 面 的 问 题 。 如 呼 叫 不 通 、 掉 话 、 串 话 、 单 通 、 回 声 、 信 号 时 有 时 无 、 通 话 时 有 咔 咔 声 出 现 及 话 音 断 断 续 续 等 现 象 。 DT测 试 是 通 过 实 地 测 试 获 取 现 有 基 站 条 件 下 的 无 线 覆 盖 情 况 、 话 音 质 量 情 况 、 小 区 间 的 切 换 关 系 及 下 行 链 路 的 无 线 干 扰 情 况 等 。 主 要 包 括 场 强 覆 盖 测 试 、 干 扰 测 试 、 呼 叫 测 试 。 CQT测 试 是 话 音 质 量 测 试 的 方 法 之 一 , 主 要 以 用 户 的 主 观 评 测 为 主 , 即 用 主 观 评 价 的 方 法 测 试 信 道 的 话 音 质 量 。 具 体 方 法 是 利 用 测 试 手 机 在 指 定 地 点 进 行 拨 打 通 话 测 试 , 并 记 录 拨 打 接 通 情 况 、 通 话 的 话 音 质 量 情 况 、 接 收 电 平 的 高 低 、 手 机 是 否 频 繁 切 换 及 掉 话 情 况 等 等 。 据 分 析 与 处 理 是 对 系 统 收 集 的 信 息 进 行 全 面 的 分 数 析 与 处 理 , 主 要 对 电 测 结 果 结 合 小 区 设 计 数 据 库 资 料 , 包 括 基 站 设 计 资 料 、 天 线 资 料 、 频 率 规 划 表 等 。 通 过 对 数 据 的 分 析 , 可 以 发 现 网 络 中 存 在 的 影 响 运 行 质 量 的 问 题 。 如 频 率 干 扰 、 软 硬 件 故 障 、 天 线 方 向 角 和 俯 仰 角 存 在 问 题 、 小 区 参 数 设 置 不 合 理 、 无 线 覆 盖 不 好 、 环 境 干 扰 、 系 统 忙 等 。 数 据 分 析 与 处 理 的 结 果 直 接 影 响 到 网 络 运 行 的 质 量 , 数 据 分 析 与 处 理 是 网 络 优 化 中 最 关 键 的 一 步 。 制 定 网 络 优 化 方 案 是 根 据 分 析 结 果 提 出 改 善 网 络 运 行 质 量 的 具 体 实 施 方 案 。 系 统 调 整 即 实 施 网 络 优 化 , 其 基 本 内 容 包 括 小 区 定 义 、 小 区 参 数 调 整 、 切 换 调 整 、 频 率 规 划 调 整 、 话 务 量 调 整 、 天 馈 线 参 数 调 整 、 覆 盖 调 整 等 和 采 用 某 些 技 术 手 段 (功 率 控 制 、 同 心 圆 技 术 、 跳 频 技 术 、 天 线 分 集 、 微 蜂 窝 、 多 层 网 结 构 等 )。 深 层 次 GSM无 线 网 络 优 化 的 手 段 要 将 用 户 的 信 息 转 变 为 无 信 号 信 息 , 以 便 于 分 析 与 处 理 , 制 定 网 络 优 化 方 案 , 电 测 是 主 要 的 手 段 , 它 包 括 场 强 覆 盖 测 试 、 干 扰 测 试 和 呼 叫 测 试 , 统 称 为 场 强 测 试 。 场 强 测 试 是 借 助 测 试 仪 表 、 测 试 手 机 及 测 试 车 辆 等 工 具 , 沿 特 定 路 线 进 行 无 线 网 络 参 数 、 话 音 质 量 测 定 。 在 网 络 运 行 质 量 已 处 于 稳 定 、 良 好 的 阶 段 , 需 进 一 步 提 高 指 标 , 改 善 网 络 质 量 的 深 层 次 优 化 中 (用 户 投 诉 的 处 理 , 解 决 局 部 地 区 话 音 质 量 差 的 问 题 , 具 体 事 件 的 优 化 等 等 ), 场 强 测 试 分 析 具 有 信 令 跟 踪 和 话 务 统 计 分 析 法 无 法 比 拟 的 优 点 , 具 体 分 述 如 下 : 它 可 以 具 体 到 点 、 线 、 面 。 点 : 可 以 是 街 上 某 一 处 ? 或 某 上 幢 楼 里 的 某 一 房 间 ; 线 : 可 以 是 某 一 条 马 路 或 某 一 段 路 线 ; 面 : 可 以 是 某 一 级 小 的 区 域 。 分 别 对 它 进 行 细 致 的 优 化 。 ? 它 可 以 具 体 到 某 一 事 件 , 如 呼 叫 不 通 、 掉 话 、 串 话 、 单 通 、 通 话 时 有 咔 咔 声 出 现 及 话 音 断 断 续 续 等 。 ? 它 是 从 用 户 对 网 络 的 满 意 程 度 的 角 度 出 发 , 针 对 用 户 在 某 一 地 点 、 某 一 时 间 、 某 一 事 件 的 不 满 意 现 象 逐 个 解 决 , 以 致 达 到 网 络 的 进 一 步 完 善 。 ? 它 是 利 用 信 令 跟 踪 和 话 务 统 计 分 析 法 进 行 网 络 优 化 的 补 充 。 场 强 测 试 分 析 法 则 着 眼 于 具 体 事 件 的 解 决 , 从 个 别 、 局 部 到 整 体 网 络 质 量 的 改 善 、 单 一 指 标 到 系 统 指 标 的 提 高 。 ? 它 可 以 及 时 发 现 并 修 复 网 络 中 随 时 出 现 的 故 障 。 ? 它 可 以 控 测 到 局 部 区 域 的 覆 盖 、 能 力 等 方 面 的 不 足 , 并 能 尽 快 加 以 改 进 。 ? 它 能 适 应 网 络 环 境 变 化 或 用 户 的 特 殊 需 要 。 所 以 场 强 测 试 分 析 法 是 深 层 次 GSM无 线 网 络 优 化 的 主 要 手 段 。 4 网 络 优 化 实 例 及 优 化 方 案 利 用 场 强 测 试 设 备 进 行 GSM无 线 网 络 优 化 的 方 法 很 多 , 本 文 通 过 从 日 常 维 护 网 络 优 化 中 总 结 出 来 的 几 个 特 例 , 说 明 场 强 测 试 分 析 法 在 GSM无 线 网 络 优 化 中 的 重 要 性 。 话 难 打 的 现 象 4.1 电 某 一 用 户 反 映 在 他 办 公 室 (某 大 楼 十 楼 )有 呼 叫 不 通 、 一 占 上 就 掉 话 的 现 象 。 而 且 此 大 楼 附 近 有 基 站 , 信 号 强 度 很 好 。 根 据 这 一 现 象 , 我 们 利 用 亚 伦 仪 表 到 现 场 进 行 了 详 细 的 场 强 测 试 及 呼 叫 测 试 , 测 试 结 果 发 现 有 一 个 频 点 老 是 占 不 上 , 一 占 上 就 掉 话 。 由 此 初 步 断 定 是 与 这 一 频 点 有 关 的 硬 件 故 障 或 是 频 率 干 扰 。 解 决 方 法 如 下 : (1)有 人 建 议 采 用 信 令 跟 踪 法 , 对 服 务 小 区 的 Abis接 口 进 行 跟 踪 , 就 可 知 道 是 什 么 原 因 。 其 实 使 用 信 令 跟 踪 法 处 理 这 种 问 题 并 不 是 最 佳 方 法 , 因 为 , 若 真 是 硬 件 故 障 或 严 重 的 频 率 干 扰 (这 一 频 点 在 整 个 小 区 都 受 到 干 扰 ), 则 采 用 信 令 跟 踪 法 是 可 以 的 ; 反 之 , 若 用 户 反 映 的 现 象 属 于 局 部 地 点 的 频 率 干 扰 , 在 跟 踪 期 间 , 干 扰 地 方 的 通 话 次 数 与 此 频 点 总 通 话 次 数 的 比 例 很 小 , 则 跟 踪 报 告 结 果 仍 无 法 说 明 问 题 , 只 能 排 除 某 些 可 能 性 。 (2)从 话 务 统 计 分 析 法 看 , 首 先 在 OMC_R上 没 有 告 警 ; 查 看 这 几 天 的 话 务 统 计 报 告 , 这 几 天 服 务 小 区 的 话 务 统 计 报 告 正 常 , 通 过 进 一 步 分 析 原 始 计 数 参 数 , 发 现 这 一 频 点 上 的 通 话 次 数 及 平 均 通 话 时 长 基 本 正 常 , 因 此 基 本 排 除 了 硬 件 故 障 和 严 重 的 频 率 干 扰 (这 一 频 点 在 整 个 小 区 都 受 到 干 扰 )。 在 话 务 统 计 分 析 法 中 仍 没 有 解 决 问 题 。 (3)场 强 测 试 分 析 法 , 对 场 强 的 测 试 结 果 进 行 仔 细 的 分 析 , 可 以 在 Neighbor, List中 观 察 服 务 小 区 是 否 受 到 同 频 或 邻 频 的 干 扰 。 结 果 发 现 有 一 个 基 站 的 BCCH频 点 与 这 一 频 点 同 频 , 由 此 初 步 断 定 是 同 频 干 扰 。 另 外 , 在 一 楼 和 服 务 小 区 范 围 内 的 其 它 地 方 测 得 在 这 一 频 点 上 通 话 正 常 , 在 Neighbor, List中 没 有 观 察 到 服 务 小 区 受 到 同 频 或 邻 频 的 干 扰 情 况 。 这 说 明 用 户 反 映 的 现 象 属 于 高 楼 无 线 干 扰 。 根 据 上 述 情 况 通 过 改 频 消 除 同 频 干 扰 , 再 次 到 十 楼 测 试 通 话 正 常 。 由 此 说 明 , 对 于 某 一 频 点 只 在 局 部 区 域 或 某 处 受 到 频 率 干 扰 , 采 用 信 令 跟 踪 法 和 话 务 统 计 分 析 法 是 很 难 判 断 的 , 而 采 用 场 强 分 析 法 是 很 容 易 找 到 原 因 所 在 。 这 种 现 象 虽 然 对 全 网 的 指 标 影 响 很 小 , 但 反 映 用 户 对 网 络 质 量 的 满 意 程 度 。 对 这 种 现 象 的 及 时 解 决 , 可 以 提 高 用 户 的 满 意 率 , 增 强 用 户 对 网 络 的 信 心 。 4.2 掉 话 现 象 某 用 户 反 映 在 某 条 路 上 有 掉 话 , 这 种 情 况 涉 及 到 很 多 小 区 , 而 且 对 指 标 的 影 响 不 明 显 , 但 反 映 了 网 络 存 在 的 缺 陷 , 影 响 用 户 对 网 络 的 信 心 。 为 了 找 到 掉 话 的 真 正 原 因 , 信 令 跟 踪 法 和 话 务 统 计 分 析 法 是 无 能 为 力 的 , 最 好 是 采 用 场 强 测 试 分 析 法 。 根 据 上 述 现 象 , 处 理 方 法 是 在 这 条 路 上 进 行 场 强 覆 盖 测 试 、 呼 叫 测 试 。 测 试 的 方 法 是 : 用 场 强 测 试 车 上 的 GSM手 机 作 主 叫 , 某 一 工 网 电 话 作 被 叫 , 在 这 条 路 上 来 回 测 试 , 一 路 上 作 场 强 覆 盖 测 试 , 检 查 这 条 路 上 是 否 有 盲 区 存 在 , 并 检 查 相 邻 小 区 之 间 切 换 是 否 正 常 , 是 否 有 掉 话 , 在 何 处 掉 话 , 等 等 。 测 试 结 果 发 现 二 种 情 况 , 其 一 是 无 盲 区 , 场 强 覆 盖 良 好 , 只 有 一 个 小 区 话 务 很 忙 , 有 时 会 造 成 因 这 一 小 区 无 切 换 信 道 而 掉 话 。 其 二 是 发 现 在 这 条 路 上 有 距 离 很 短 的 几 小 段 的 RXQUAL(下 行 链 路 的 接 收 质 量 )在 6、 7之 间 , 并 引 起 频 繁 切 换 和 接 入 , 偶 而 也 会 掉 话 。 然 后 , 分 别 对 这 几 小 段 路 线 进 行 仔 细 测 试 , 并 对 测 试 数 据 进 行 分 析 , 在 Neighbor, List中 观 察 到 服 务 小 区 的 个 别 TCH与 周 围 其 它 小 区 的 某 些 TCH有 同 频 或 邻 频 的 现 象 。 对 于 第 一 种 情 况 , 进 行 话 务 量 的 调 整 , 让 周 围 小 区 分 担 部 分 话 分 量 。 采 用 在 保 证 不 存 在 盲 区 的 情 况 下 , 调 整 相 关 小 区 服 务 范 围 的 参 数 , 包 括 基 站 发 射 功 率 、 天 线 参 数 (天 线 高 度 、 方 位 角 、 俯 仰 角 )、 小 区 重 选 参 数 、 切 换 参 数 及 小 区 优 先 级 设 置 的 调 整 。 以 达 到 缩 小 拥 塞 小 区 的 范 围 , 并 扩 大 周 围 一 些 相 对 较 为 空 闲 小 区 的 服 务 范 围 。 通 过 启 用 Directed Retry(定 向 重 试 )功 能 , 缓 解 小 区 的 拥 塞 状 况 。 上 述 措 施 仍 不 能 满 足 要 求 的 话 , 可 通 过 实 施 紧 急 扩 容 载 频 的 方 法 来 解 决 。 对 于 第 二 种 情 况 , 采 用 对 局 部 区 域 进 行 重 新 频 率 规 划 , 通 过 修 改 频 点 或 BCC码 , 采 用 功 率 控 制 (PC)、 不 连 续 发 射 (DTX)、 同 心 圆 技 术 、 跳 频 技 术 等 , 在 保 证 不 存 在 盲 区 的 情 况 下 , 减 小 基 站 发 射 功 率 , 增 加 天 线 下 倾 角 等 措 施 来 解 决 。 4.3 局 部 区 域 话 音 质 量 较 差 在 日 常 DT测 试 中 , 经 常 发 现 有 很 多 微 小 的 区 域 内 , 话 音 质 量 相 当 差 、 干 扰 大 , 信 号 弱 或 不 稳 定 以 及 频 繁 切 换 和 不 断 接 入 。 这 些 地 方 往 往 是 很 多 小 区 的 交 叠 区 、 高 山 或 湖 面 附 近 、 许 多 高 楼 之 间 等 。 同 样 这 种 情 况 对 全 网 的 指 标 影 响 不 明 显 , 小 区 的 话 务 统 计 报 告 也 反 映 不 出 。 这 种 现 象 一 方 面 是 由 于 频 带 资 源 有 限 , 基 站 分 布 相 对 集 中 , 频 点 复 用 度 高 , 覆 盖 要 求 严 格 , 必 然 不 可 避 免 的 会 产 生 局 部 的 频 率 干 扰 。 另 一 方 面 是 由 于 在 高 层 建 筑 林 立 的 市 区 , 手 机 接 收 的 信 号 往 往 是 基 站 发 射 信 号 经 由 不 同 的 反 射 路 径 、 散 射 路 径 、 绕 射 路 径 的 迭 加 , 迭 加 的 结 果 必 然 造 成 无 线 信 号 传 播 中 的 各 种 衰 落 及 阴 影 效 应 , 称 之 为 多 径 干 扰 。 此 外 , 无 线 网 络 参 数 设 置 不 合 理 也 会 造 成 上 述 现 象 。 在 测 试 中 RXQUAL的 值 反 映 了 话 音 质 量 的 好 坏 , 信 号 质 量 实 际 是 指 信 号 误 码 率 , RXQUAL=0(误 码 率 小 于 , ), RXQUAL=1(误 码 率 : , 至 , ), 当 0? RXQUAL? 1时 , 通 话 质 量 较 好 ; RXQUAL=2(误 码 率 : , 至 , ), RXQUAL=3(误 码 率 : , 至 , ), RXQUAL=4(误 码 率 : , 至 , ), 当 17时,根 本 无 法 通 话 。 根 据 上 述 情 况 , 通 过 对 这 些 小 区 进 行 细 致 地 场 强 覆 盖 测 试 和 干 扰 测 试 , 对 场 强 覆 盖 测 试 数 据 进 行 分 析 , 统 计 出 RXLEV, RXQUAL之 间 对 照 表 , 如 果 某 个 小 区 域 RXQUAL为 6和 7的 采 样 统 计 数 高 而 RXLEV大 于 , 85dBm的 采 样 数 较 高 , 一 般 可 以 认 为 该 区 域 存 在 干 扰 。 并 在 Neighbor, List中 可 分 析 出 同 频 、 邻 频 干 扰 频 点 。 另 外 , 利 用 Rohde, Schwarz公 司 的 网 络 干 扰 测 试 软 件 PCSD, K1测 试 , 可 以 很 方 便 地 判 断 是 否 存 在 同 频 、 邻 频 干 扰 的 情 况 。 对 于 抑 制 同 频 、 邻 频 干 扰 的 措 施 很 多 , 前 面 已 介 绍 过 , 这 里 不 再 重 复 , 可 以 根 据 具 体 情 况 , 采 取 相 应 措 施 排 除 干 扰 。 采 用 德 国 Rohde, Schwarz公 司 的 TS9955测 试 系 统 中 的 信 道 脉 冲 响 应 测 试 软 件 PCSD, K2, 对 上 述 区 域 进 行 测 试 。 通 过 分 析 测 试 结 果 , 就 可 很 方 便 地 判 断 此 区 域 是 否 存 在 多 径 干 扰 。 如 果 直 达 路 径 信 号 (主 信 号 )的 接 收 电 平 与 反 射 、 散 射 等 信 号 的 接 收 电 平 差 小 于 15dB, 而 且 反 射 、 散 射 等 信 号 比 主 信 号 的 时 延 超 过 4, 5个 GSM比 特 周 期 (1个 比 特 周 期 μ ), 则 可 判 断 此 区 域 存 在 较 强 的 多 径 干 扰 。 ? 多 径 干 扰 造 成 的 衰 落 与 频 点 及 所 在 的 位 置 有 关 。 多 径 衰 落 可 通 过 均 衡 器 采 用 的 纠 错 算 法 得 以 改 善 , 但 这 种 算 法 只 在 信 号 衰 落 时 间 小 于 纠 错 码 字 在 交 织 中 分 布 占 用 的 时 间 时 有 效 。 ? 采 用 跳 频 技 术 可 以 抑 制 多 径 干 扰 , 因 为 跳 频 技 术 具 有 频 率 分 集 和 干 扰 分 集 的 特 性 。 频 率 分 集 可 以 避 免 慢 速 移 动 的 接 收 设 备 长 时 间 处 于 阴 影 效 应 区 , 改 善 接 收 质 量 ; 而 且 可 以 充 分 利 用 均 衡 器 的 优 点 。 干 扰 分 集 使 所 有 的 移 动 及 基 站 接 收 设 备 所 受 干 扰 等 级 平 均 化 。 使 产 生 干 扰 的 几 率 大 为 减 小 , 从 而 降 低 干 扰 程 度 。 ? 采 用 天 线 分 集 和 智 能 天 线 阵 , 也 能 降 低 多 径 干 扰 。 ? 适 当 调 整 天 线 方 位 角 , 也 可 减 小 多 径 干 扰 。 若 无 线 网 络 参 数 设 置 不 合 理 , 也 会 影 响 通 话 质 量 。 如 在 DT测 试 中 常 常 发 现 切 换 前 话 音 质 量 较 差 , 即 RXQUAL较 大 (如 5、 6、 7), 而 切 换 后 , 话 音 质 量 变 得 很 好 , RXQUAL很 小 (如 0、 1), 而 反 方 向 行 驶 通 过 此 区 域 时 话 音 质 量 可 能 很 好 (RXQUAL为 0、 1), 因 为 占 用 的 服 务 小 区 不 同 。 对 于 这 种 情 况 , 是 由 于 基 于 话 音 质 量 切 换 的 门 限 值 设 置 不 合 理 。 减 小 RXQUAL的 切 换 门 限 值 , 如 原 先 从 RXQUAL? 4时 才 切 换 , 改 为 RXQUAL? 3时 就 切 换 , 可 以 提 高 许 多 区 域 的 通 话 质 量 。 因 此 , 根 据 测 试 情 况 , 找 出 最 佳 的 切 换 地 点 , 设 置 最 佳 切 换 参 数 , 通 过 调 整 切 换 门 限 参 数 控 制 切 换 次 数 、 通 过 修 改 相 邻 小 区 的 切 换 关 系 提 高 通 话 质 量 。 总 之 , 根 据 场 强 测 试 可 以 优 化 系 统 参 数 。 4.4 电 话 不 通 的 现 象 在 DT测 试 中 发 现 手 机 打 手 机 不 通 (被 叫 没 有 振 铃 )的 比 例 很 高 , 占 10, 左 右 , 在 场 强 测 试 设 备 中 统 计 为 话 音 阻 塞 率 ; 而 在 话 务 统 计 报 告 中 话 音 阻 信 道 阻 塞 率 仅 为 百 分 之 零 点 几 , SDCCH阻 塞 率 也 只 有 百 分 之 零 点 几 。 因 而 手 机 打 手 机 不 通 不 只 是 信 令 信 道 和 话 音 信 道 的 阻 塞 , 肯 定 有 其 它 原 因 , 如 没 有 连 接 等 。 这 种 情 况 涉 及 范 围 广 , 包 括 很 多 基 站 , 地 点 不 固 定 ; 而 且 有 很 多 是 在 接 收 电 平 (RXLEV)和 接 收 质 量 (RXQUAL)均 很 好 的 情 况 下 出 现 的 。 对 于 这 种 情 况 , 采 用 信 令 跟 踪 和 话 务 统 计 分 析 法 很 难 解 决 , 最 好 的 方 法 是 采 用 场 强 测 试 分 析 法 。 根 据 上 述 情 况 , 采 用 两 套 场 强 测 试 设 备 , 如 R, S公 司 设 备 上 的 测 试 手 机 作 主 叫 , 亚 伦 仪 表 上 的 测 试 手 机 作 被 叫 , 设 定 呼 叫 时 长 、 呼 叫 间 隔 , 采 用 自 动 拨 号 和 自 动 应 答 的 方 法 , 按 预 定 的 DT测 试 路 线 进 行 测 试 。 对 DT测 试 结 果 进 行 认 真 分 析 , 结 合 呼 叫 建 立 过 程 的 流 程 图 , 由 于 主 被 叫 呼 叫 的 流 程 大 同 小 异 , 因 而 限 于 篇 幅 只 画 出 移 动 作 被 叫 的 流 程 图 , 如 图 2所 示 。 通 过 对 Layer3的 信 令 协 议 分 析 来 看 手 机 呼 叫 信 令 建 立 的 过 程 。 从 图 中 可 知 , 下 面 每 一 个 过 程 均 有 可 能 导 致 呼 损 。 (1)移 动 被 叫 呼 叫 建 立 的 几 个 过 程 可 能 发 生 的 呼 损 及 减 少 呼 损 的 对 策 : ? 信 令 建 立 过 程 a. 在 手 机 收 到 经 PCH(寻 呼 信 道 )发 出 的 PAGING REQUEST(寻 呼 请 求 )消 息 后 , 因 SDCCH拥 塞 无 法 将 PAGING RESPONSE(寻 呼 响 应 )消 息 发 回 而 导 致 的 呼 损 。 对 策 : 可 通 过 调 整 SDCCH与 TCH的 比 例 , 增 加 载 频 , 调 整 BCC(基 站 色 码 )等 措 施 减 少 SDCCH的 拥 塞 。 b. 因 手 机 退 出 服 务 造 成 不 能 分 配 占 用 SDCCH而 导 致 的 呼 损 。 对 策 : 对 于 盲 区 造 成 的 脱 网 现 象 , 可 通 过 增 加 基 站 功 率 , 增 加 天 线 高 度 来 增 加 基 站 覆 盖 ; 对 于 BCCH频 点 受 干 扰 造 成 的 脱 网 现 象 , 可 通 过 改 频 、 调 整 网 络 参 数 、 天 线 下 倾 角 等 参 数 来 排 除 干 扰 。 ? 鉴 权 过 程 因 MSC与 HLR、 BSC间 的 信 令 问 题 , 或 MSC、 HLR、 BSC、 手 机 在 处 理 时 失 败 等 原 因 造 成 鉴 权 失 败 而 导 致 的 呼 损 。 对 策 : 由 于 在 呼 叫 过 程 中 鉴 权 并 非 必 须 的 环 节 , 且 从 安 全 角 度 考 虑 也 不 需 要 每 次 呼 叫 都 鉴 权 , 因 此 可 以 将 经 过 多 少 次 呼 叫 后 鉴 权 一 次 的 参 数 调 大 。 ? 加 密 过 程 : 因 MSC、 BSC或 后 机 在 加 密 处 理 时 失 败 导 致 呼 损 。 对 策 : 目 前 专 呼 叫 时 一 般 不 做 加 密 处 理 。 ? 从 手 机 占 上 SDCCH后 进 而 分 配 TCH前 因 无 线 原 因 (如 RADIO LINK FAILURE、 硬 件 故 障 )使 SDCCH掉 话 而 导 致 的 呼 损 。 对 策 : 通 过 路 测 场 强 分 析 , 实 际 拨 打 分 析 , 对 于 无 线 原 因 (如 信 号 差 、 存 在 干 扰 等 ), 采 取 相 应 措 施 解 决 ; 对 于 硬 件 故 障 , 采 用 更 换 相 应 的 单 元 模 块 来 解 决 。 ? 话 音 信 道 分 配 过 程 因 无 线 分 配 TCH失 败 (如 TCH拥 塞 , 或 手 机 已 被 MSC分 配 至 某 一 TCH上 , 因 某 种 原 因 占 不 上 TCH而 导 致 链 路 中 断 等 原 因 )而 导 致 的 呼 损 。 对 策 : 对 于 TCH拥 塞 问 题 , 可 采 用 均 衡 话 务 量 , 调 整 相 关 小 区 服 务 范 围 的 参 数 , 启 用 定 向 重 试 功 能 等 措 施 减 少 TCH的 拥 塞 ; 对 于 占 不 上 TCH的 情 况 , 一 般 是 硬 件 故 障 , 可 通 过 拨 打 测 试 或 分 析 话 务 统 计 中 的 CALL HOLDING TIME 参 数 进 行 故 障 定 位 , 如 某 载 频 CALL HOLDING TIME 此 参 数 值 基 本 都 小 于 10秒 , 则 可 断 定 此 载 频 有 故 障 。 另 外 严 重 的 同 频 干 扰 (如 其 它 基 站 的 BCCH与 TCH同 频 )也 会 造 成 占 不 上 TCH信 道 。 可 通 过 改 频 等 措 施 解 决 。 总 之 , 网 络 优 化 是 一 项 长 期 、 艰 巨 的 任 务 , 进 行 网 络 优 化 的 方 法 很 多 , 有 待 于 进 一 步 探 讨 和 完 善 , 以 全 面 提 高 网 络 服 务 质 量 , 争 取 更 大 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 。 5 结 论 随 着 中 国 移 动 通 信 的 发 展 , 移 动 网 络 的 日 益 成 熟 , 网 络 优 化 逐 渐 被 运 行 商 所 重 视 , 对 网 络 进 行 优 化 , 提 高 网 络 服 务 质 量 , 成 为 今 后 网 络 维 护 工 作 的 重 点 。 十二、提高 GSM手机在特殊区域的通话质量和覆盖面积的手段 [摘 要 ] 从 GSM的 广 泛 应 用 范 围 入 手 ~ 分 析 了 在 特 殊 区 域 GSM的 通 话 质 量 和 覆 盖 范 围 的 问 题 ~ 结 合 现 有 的 成 熟 的 技 术 ~ 针 对 不 同 情 况 提 出 了 提 高 GSM手 机 在 特 殊 区 域 的 通 话 质 量 和 覆 盖 面 积 的 手 段 ~ 并 进 行 了 总 结 。 [关 键 词 ] GSM, 通 话 质 量 , 覆 盖 范 围 1 前 言 GSM的 基 础 是 提 供 无 线 连 接 的 蜂 窝 。 它 的 服 务 区 域 一 个 城 市 )被 划 分 成 若 干 个 相 邻 的 小 区 , 每 个 小 区 (例 如 设 有 无 线 基 站 。 基 站 负 责 将 本 小 区 内 移 动 电 话 的 呼 叫 传 送 到 移 动 电 话 业 务 交 换 中 心 (移 动 电 话 局 ), 并 在 移 动 电 话 局 的 控 制 下 实 现 移 动 用 户 间 通 话 的 转 接 , 以 及 移 动 用 户 与 市 话 用 户 通 话 的 转 接 。 但 是 GSM的 蜂 窝 不 可 能 覆 盖 所 有 的 地 区 , 在 一 些 特 殊 的 区 域 , 很 可 能 由 于 各 种 原 因 造 成 通 话 质 量 下 降 , 或 者 是 覆 盖 不 了 。 本 文 根 据 不 同 的 情 况 提 出 了 不 同 的 解 决 方 案 。 2 问 题 的 分 析 GSM进 行 通 信 服 务 的 载 体 是 无 线 电 。 电 磁 波 的 传 播 是 引 起 无 线 电 分 布 的 主 要 问 题 。 随 着 重 量 的 减 轻 , 独 立 性 的 提 高 , 移 动 终 端 只 有 有 限 的 传 输 范 围 。 大 家 知 道 , 无 线 电 波 的 功 率 随 距 离 的 平 方 成 反 比 降 低 (d, 2); 但 这 条 规 律 只 适 合 于 自 由 空 间 。 在 接 近 地 面 的 两 个 移 动 台 之 间 , 地 面 反 射 产 生 的 干 扰 不 能 忽 略 , 而 且 很 可 能 有 障 碍 物 位 于 两 站 的 直 线 路 径 上 。 这 样 , 在 城 市 环 境 下 地 面 附 近 的 传 播 更 为 困 难 , 典 型 的 接 收 功 率 是 按 d, 4变 化 的 。 而 在 一 些 特 殊 地 点 , 如 地 下 商 城 、 地 下 停 车 场 、 地 铁 隧 道 以 及 多 层 写 字 楼 、 宾 馆 和 大 型 购 物 商 场 内 , 由 于 特 殊 的 地 理 条 件 和 地 形 位 置 , 使 得 这 些 地 方 通 信 变 得 异 常 困 难 , 必 须 要 有 特 殊 的 方 法 , 进 行 可 靠 、 经 济 的 传 输 。 无 线 覆 盖 水 平 与 基 站 设 置 的 数 量 密 切 相 关 , 在 合 理 设 置 基 站 的 条 件 下 , 基 站 越 多 无 线 覆 盖 越 好 , 移 动 用 户 的 通 信 质 量 就 越 好 。 但 在 上 述 的 特 殊 地 点 , 或 是 在 一 些 比 较 偏 远 的 山 区 和 地 形 复 杂 的 地 区 , 由 于 建 筑 物 或 自 然 界 巨 大 物 体 的 屏 蔽 和 吸 收 作 用 以 及 传 统 的 蜂 窝 式 网 络 自 身 的 缺 点 , 造 成 了 无 线 电 波 较 大 的 传 输 衰 耗 和 通 信 质 量 严 重 低 劣 的 阴 影 区 域 , 基 站 发 射 信 号 或 被 阻 挡 , 或 被 屏 蔽 , 信 号 强 度 明 显 下 降 , 形 成 了 移 动 信 号 的 弱 场 强 区 甚 至 盲 区 , 而 无 法 保 证 用 户 的 通 信 质 量 , 出 现 移 动 电 话 接 通 率 低 , 漫 游 不 畅 , 掉 话 乃 至 用 户 打 不 通 电 话 的 现 象 。 然 而 , 这 些 场 所 正 是 移 动 通 信 用 户 较 为 集 中 或 是 十 分 需 要 及 时 服 务 的 地 方 , 用 户 在 这 些 地 方 无 法 便 利 通 信 , 不 仅 影 响 服 务 声 誉 , 也 直 接 减 少 了 话 费 收 入 。 以 上 两 “ 点 ” 问 题 的 解 决 , 往 往 依 靠 设 置 直 放 站 、 分 裂 小 区 等 办 法 。 除 了 经 济 方 面 的 原 因 外 , 从 原 理 上 讲 , 这 两 种 方 法 也 不 能 无 限 制 地 使 用 , 因 为 扩 大 了 系 统 覆 盖 , 通 信 质 量 要 下 降 ; 提 高 了 通 信 质 量 , 往 往 又 要 牺 牲 容 量 。 近 年 来 , 随 着 业 务 需 求 的 剧 增 , 这 些 方 法 更 显 捉 襟 见 肘 。 如 何 实 现 移 动 信 号 对 这 些 场 所 的 覆 盖 , 真 正 有 效 地 保 障 用 户 通 信 , 做 到 服 务 与 创 收 两 全 其 美 , 如 何 提 高 GSM系 统 接 通 率 和 GSM来 话 接 通 率 , 如 何 增 加 GSM的 实 际 覆 盖 面 积 , 是 摆 在 我 们 面 前 的 一 个 重 要 问 题 。 我 们 必 须 找 出 某 种 方 法 可 以 更 好 的 解 决 问 题 , 提 高 通 话 质 量 。 3 几 种 解 决 方 案 3.1 双 层 网 、 多 层 网 与 微 蜂 窝 技 术 (1)系 统 结 构 双 层 网 将 宏 蜂 窝 (GSM900)基 站 分 为 两 层 , 下 层 基 站 天 线 较 低 , 主 要 为 慢 速 移 动 用 户 服 务 ; 上 层 基 站 天 线 较 高 , 一 般 在 80米 以 上 , 在 全 城 区 设 几 个 至 十 几 个 就 可 , 主 要 为 快 速 移 动 用 户 和 大 楼 里 的 高 层 室 内 用 户 服 务 , 以 减 少 快 速 移 动 用 户 在 网 上 的 频 繁 切 换 和 高 层 室 内 用 户 的 多 频 道 干 扰 。 多 层 网 是 指 在 一 个 覆 盖 小 区 内 , 除 了 常 规 的 宏 蜂 窝 (Macro cell)外 , 在 “ 热 点 ” 设 置 微 蜂 基 站 (Micro cell), 在 室 内 设 置 微 微 蜂 窝 基 站 (Pico cell), 成 为 立 体 布 局 。 每 种 蜂 窝 执 行 已 定 义 好 的 不 同 功 能 。 通 过 在 宏 蜂 窝 下 引 入 微 蜂 窝 和 微 微 蜂 窝 以 提 供 更 多 的 “ 内 含 ” 蜂 窝 , 使 容 量 的 增 加 成 为 可 能 , 图 1为 其 示 意 图 。 宏 蜂 窝 层 用 于 处 理 快 速 移 动 车 辆 的 业 务 , 微 蜂 窝 层 处 理 慢 速 移 动 , 集 中 于 步 行 和 交 通 阻 塞 车 辆 的 业 务 , 微 微 蜂 窝 层 用 于 覆 盖 商 场 和 办 公 区 等 室 内 区 域 。 微 蜂 窝 的 大 小 受 天 线 的 定 位 方 式 所 限 , 典 型 的 做 法 是 置 于 相 对 低 的 地 方 , 如 在 屋 顶 下 方 , 高 于 地 面 5米 至 10米 , 蜂 窝 半 径 在 100米 到 1公 里 间 ; 微 微 蜂 窝 天 线 装 于 建 筑 物 内 业 务 集 中 地 点 。 将 负 载 按 这 种 方 式 分 层 的 原 因 与 切 换 功 能 有 关 , 车 载 电 话 在 微 蜂 窝 间 快 速 移 动 产 生 频 繁 切 换 , 加 重 网 络 的 负 担 , 从 网 络 管 理 出 发 , 将 产 生 频 繁 切 换 的 业 务 移 到 较 小 切 换 的 宏 蜂 窝 , 将 提 高 网 络 效 率 。 慢 速 移 动 的 车 辆 , 由 于 它 穿 过 蜂 窝 边 界 需 花 较 长 的 时 间 , 产 生 切 换 的 可 能 性 较 小 , 因 此 由 微 蜂 窝 来 处 理 这 类 业 务 , 处 于 高 楼 或 是 地 下 场 所 , 由 于 业 务 繁 忙 以 及 电 磁 环 境 复 杂 , 造 成 通 话 困 难 或 是 掉 话 严 重 , 就 必 须 用 微 蜂 窝 或 是 微 微 蜂 窝 来 进 行 话 务 的 传 输 。 (2)用 途 与 性 价 比 在 现 有 的 蜂 窝 网 络 基 础 上 建 设 微 蜂 窝 基 站 就 好 比 在 某 些 交 通 特 别 拥 堵 的 地 区 再 新 修 一 些 小 马 路 。 微 蜂 窝 基 站 主 要 有 两 种 用 途 : 一 是 解 决 宏 蜂 窝 难 以 覆 盖 的 “ 盲 点 ” ; 二 是 解 决 话 务 量 特 别 高 的 “ 热 点 ” 。 微 蜂 窝 和 微 微 蜂 窝 有 三 种 类 型 : 室 外 型 、 厅 堂 型 和 摩 天 大 楼 高 层 室 内 型 。 室 外 型 安 装 在 话 务 繁 忙 的 街 区 和 广 场 、 体 育 场 等 ; 厅 堂 型 安 装 在 会 议 厅 、 展 览 厅 、 售 货 厅 、 体 育 馆 、 地 下 车 库 等 ; 摩 天 大 楼 高 层 室 内 型 主 要 是 解 决 特 高 建 筑 物 的 高 层 室 内 覆 盖 和 多 频 道 干 扰 问 题 。 但 是 微 蜂 窝 基 站 的 性 能 价 格 比 太 低 , 如 30个 单 载 频 或 10个 双 载 频 的 微 蜂 窝 基 站 吸 收 的 话 务 量 才 相 当 于 一 个 S5, 5, 5宏 蜂 窝 基 站 吸 收 的 话 务 量 , 但 它 们 的 价 格 分 别 是 一 个 S5, 5, 5宏 蜂 窝 基 站 的 10倍 、 5倍 。 (3)设 计 要 点 微 蜂 窝 层 是 在 现 有 的 蜂 窝 层 (宏 蜂 窝 )下 面 再 建 立 一 个 连 续 覆 盖 的 微 蜂 窝 层 , 在 宏 蜂 窝 基 站 的 间 距 为 400米 的 情 况 下 , 若 在 每 个 宏 蜂 窝 基 站 下 面 再 加 4个 双 载 频 微 蜂 窝 基 站 , 从 理 论 上 来 讲 , 在 13MHz频 率 带 宽 下 , 就 是 利 用 目 前 成 熟 的 频 率 规 划 技 术 , 在 北 京 、 上 海 、 广 州 这 样 的 特 大 城 市 , 网 络 容 量 达 到 400万 , 600万 也 不 成 问 题 , 但 如 果 这 样 , 在 城 区 就 需 要 新 建 4000个 微 蜂 窝 基 站 , 基 站 寻 址 难 度 、 工 程 建 设 难 度 和 投 资 规 模 就 非 常 大 ; 而 且 运 行 维 护 、 频 率 规 划 也 有 很 大 困 难 , 所 以 世 界 上 还 没 有 哪 一 个 大 城 市 单 纯 为 了 增 加 网 络 容 量 , 而 建 了 一 个 连 续 覆 盖 的 微 蜂 窝 层 。 果 能 够 提 供 无 线 网 络 的 一 些 关 键 的 基 础 设 施 , 分 如 级 蜂 窝 结 构 很 容 易 完 成 。 这 包 括 高 容 量 基 站 控 制 器 , 处 理 分 级 蜂 窝 结 构 的 软 件 , 能 够 在 网 络 中 灵 活 调 度 的 微 蜂 窝 基 站 。 根 据 运 营 者 的 实 际 需 求 , 分 级 网 络 可 由 许 多 不 同 的 办 法 构 成 。 任 何 时 候 , 为 提 高 密 集 区 的 容 量 , 微 蜂 窝 只 能 用 于 业 务 “ 热 点 ” 。 也 可 建 成 重 叠 网 络 , 这 不 仅 可 提 供 冗 余 覆 盖 , 也 增 强 对 快 速 移 动 台 的 处 理 。 然 而 , 在 频 率 紧 张 的 地 区 (如 只 有 5MHz), 可 能 只 用 一 个 微 蜂 窝 结 构 来 建 整 个 GSM网 络 。 3.2 移 动 通 信 室 内 匀 点 信 号 分 布 系 统 (1)系 统 结 构 移 动 通 信 匀 点 分 布 系 统 根 据 要 覆 盖 的 建 筑 物 的 盲 区 状 况 , 通 常 可 以 采 用 三 种 不 同 的 设 计 方 案 ; 普 通 电 缆 方 式 , 泄 漏 电 缆 方 式 和 光 纤 电 缆 方 式 。 ? 普 通 电 缆 方 式 普 通 电 缆 匀 点 分 布 系 统 结 构 如 图 2所 示 。 系 统 采 用 全 双 工 网 络 设 计 , 电 缆 通 过 合 路 器 组 成 一 个 树 状 网 络 , 每 一 个 末 端 连 接 确 定 位 置 上 的 室 内 天 线 , 以 消 除 需 覆 盖 的 盲 区 。 下 行 信 号 通 过 室 外 天 线 接 收 , 经 下 行 放 大 器 放 大 , 分 路 器 分 路 , 并 由 馈 线 传 送 到 各 处 的 室 内 到 天 线 , 以 达 到 信 号 覆 盖 的 目 的 ; 同 样 地 , 上 行 信 号 经 室 内 天 线 接 收 , 合 路 器 耦 合 , 上 行 放 大 器 放 大 , 由 馈 线 传 送 到 室 外 天 线 并 送 回 基 站 。 因 此 , 整 个 系 统 能 确 保 每 一 分 布 点 都 能 及 时 、 安 全 地 收 到 和 发 出 信 号 , 保 证 通 信 畅 通 无 阻 。 ? 泄 漏 电 缆 方 式 泄 漏 电 缆 是 由 同 轴 电 缆 上 分 装 多 路 天 线 演 变 出 来 的 连 续 天 线 。 泄 漏 电 缆 匀 点 分 布 系 统 如 图 3。 下 行 信 号 经 室 外 定 向 天 线 接 收 , 放 大 器 放 大 , 由 泄 漏 电 缆 传 输 并 同 时 向 覆 盖 面 发 射 ; 反 之 , 上 行 信 号 由 泄 漏 电 缆 耦 合 接 收 、 传 输 , 放 大 器 放 大 , 由 室 外 定 向 线 发 回 基 站 。 泄 漏 电 缆 匀 点 分 布 系 统 放 大 器 位 置 主 要 由 传 输 长 度 确 定 , 即 一 定 强 度 的 信 号 进 入 电 缆 后 , 在 一 定 覆 盖 场 强 的 要 求 下 能 传 输 多 长 距 离 , 或 者 说 在 传 输 电 缆 路 什 么 位 置 需 加 入 放 大 器 。 ? 光 纤 方 式 光 纤 方 式 分 布 系 统 是 采 用 光 纤 作 为 信 号 的 传 输 媒 体 , 其 系 统 结 构 可 简 单 地 由 图 4来 表 示 。 下 行 电 信 号 通 过 光 电 器 件 转 换 成 光 信 号 , 经 光 合 路 器 , 分 路 器 , 光 纤 传 输 送 到 各 分 布 点 , 再 经 光 电 器 件 转 换 成 电 信 号 送 到 分 布 天 线 发 射 出 去 。 上 行 电 信 号 也 是 以 同 样 方 式 发 射 回 基 站 。 (2)性 能 比 较 普 通 电 缆 方 式 是 最 为 常 用 的 一 种 方 案 , 其 优 点 是 使 用 频 率 范 围 广 , 覆 盖 面 大 而 造 价 成 本 低 , 主 要 用 于 地 下 商 场 、 地 下 停 车 场 、 多 层 写 字 楼 、 宾 馆 和 大 型 购 物 商 场 。 这 些 场 所 的 特 点 是 盲 区 面 积 不 大 , 但 各 盲 区 互 相 隔 离 且 相 对 分 散 , 采 用 普 通 电 缆 方 案 正 可 以 有 效 地 解 决 建 筑 物 内 部 结 构 复 杂 且 需 要 覆 盖 的 区 域 相 对 分 散 的 问 题 。 采 用 泄 漏 电 缆 方 式 的 优 点 是 场 强 均 匀 , 并 可 根 据 设 计 有 效 地 控 制 覆 盖 范 围 , 适 用 于 狭 长 型 区 域 如 地 铁 、 隧 道 及 高 楼 大 厦 的 电 梯 。 特 别 是 , 在 地 铁 及 隧 道 由 于 有 弯 道 , 加 上 车 厢 会 阻 挡 电 波 传 输 , 只 有 使 用 泄 漏 电 缆 才 能 保 证 传 输 不 会 中 断 。 对 于 光 纤 方 式 , 由 于 信 号 是 通 过 光 纤 传 送 到 各 处 天 线 的 , 而 光 纤 的 传 输 损 耗 比 电 缆 传 输 损 耗 小 得 多 , 所 以 与 电 缆 传 输 方 式 相 比 , 几 乎 可 以 不 考 虑 信 号 在 传 输 中 的 损 耗 , 这 样 就 可 以 避 免 在 距 离 较 长 的 区 域 因 采 用 普 通 电 缆 或 泄 漏 电 缆 而 不 得 不 在 系 统 中 加 入 过 多 的 放 大 器 以 致 引 入 噪 声 和 互 调 。 因 此 , 光 纤 方 式 相 对 于 前 两 种 方 式 , 有 其 明 显 的 优 点 : 信 号 传 输 性 能 好 , 无 须 在 建 筑 物 内 安 放 长 距 离 的 电 缆 , 安 装 方 便 ; 但 也 有 其 致 命 的 缺 陷 ; 因 光 电 器 件 较 为 昂 贵 而 使 系 统 的 总 造 价 太 高 。 (3)设 计 要 点 首 先 要 确 定 覆 盖 区 域 。 室 内 覆 盖 的 目 的 是 在 建 筑 物 内 部 需 要 场 强 覆 盖 , 而 基 站 信 号 又 无 法 辐 射 的 区 域 提 供 理 想 的 信 号 覆 盖 。 因 此 , 工 程 设 计 的 首 要 工 作 是 勘 测 确 定 哪 些 区 域 已 被 基 站 所 覆 盖 , 哪 些 区 域 还 需 室 内 分 布 系 统 增 强 信 号 。 在 勘 测 时 , 应 特 别 注 意 话 务 繁 忙 地 带 , 即 用 户 最 经 常 使 用 移 动 电 话 的 地 方 , 往 往 这 一 区 域 要 设 计 一 个 分 布 天 线 。 接 着 预 测 覆 盖 效 果 确 定 工 程 方 案 。 经 过 实 地 勘 测 , 可 基 本 确 定 各 分 布 天 线 的 位 置 , 并 根 据 各 分 布 天 线 管 辖 范 围 来 确 定 其 每 个 信 道 的 输 出 功 率 。 为 了 使 方 案 规 划 更 加 准 确 , 往 往 可 对 这 些 区 域 进 行 场 强 覆 盖 预 测 。 具 体 地 可 以 采 取 以 下 方 法 : 用 信 号 发 生 器 和 室 内 天 线 组 发 射 单 元 , 在 分 布 天 线 位 置 发 出 所 设 计 的 相 应 输 出 功 率 , 而 将 测 试 手 机 作 为 接 收 单 元 , 在 相 应 覆 盖 区 域 各 点 测 试 场 强 的 大 小 , 观 察 是 否 能 良 好 地 接 收 到 信 号 。 为 使 工 程 具 有 良 好 的 性 能 价 格 比 , 工 程 设 计 还 需 选 取 放 大 量 合 适 的 匀 点 分 布 系 统 。 至 此 , 确 定 系 统 放 大 量 所 有 参 数 均 已 获 得 , 这 样 就 可 选 取 合 适 的 室 内 匀 点 分 布 系 统 进 行 施 工 。 3.3 同 频 中 继 器 由 于 我 国 山 多 地 广 , 扩 容 工 程 还 是 以 建 设 新 的 基 站 为 主 。 对 于 经 济 发 达 的 城 市 、 乡 镇 , 用 户 数 量 大 , 经 济 效 益 明 显 , 而 对 于 经 济 不 太 发 达 的 县 城 、 乡 镇 , 用 户 数 量 小 , 建 设 基 站 投 资 大 , 不 经 济 。 另 外 , 既 便 在 现 代 化 的 城 市 中 , 隧 道 、 地 铁 、 地 下 商 场 、 停 车 场 和 一 些 封 闭 的 大 型 建 筑 物 , 由 于 山 脉 、 地 面 和 建 筑 物 的 屏 蔽 作 用 , 成 为 移 动 通 信 的 弱 信 点 区 或 盲 区 , 如 果 在 这 些 很 小 的 区 域 建 设 基 站 , 将 造 成 频 谱 资 源 的 人 财 力 资 源 的 严 重 浪 费 。 邮 电 部 在 1992年 的 《 移 动 电 话 网 络 技 术 体 制 》 中 规 定 “ 对 于 需 要 覆 盖 , 而 增 设 基 站 又 不 经 济 或 不 方 便 的 局 部 地 区 ” 可 采 用 设 置 同 频 中 继 器 的 方 法 来 扩 大 覆 盖 范 围 。 以 下 介 绍 同 频 中 继 器 的 系 统 结 构 、 特 点 及 技 术 问 题 。 (1)系 统 结 构 同 频 中 继 器 属 于 同 频 放 大 设 备 , 将 上 行 (移 动 台 到 基 站 )、 下 行 (基 站 到 移 动 台 )两 路 信 号 分 别 放 大 , 扩 大 覆 盖 范 围 。 基 本 原 理 是 利 用 前 向 天 线 接 收 基 站 下 行 信 号 , 经 过 低 噪 声 放 大 器 将 有 用 信 号 放 大 , 而 外 界 噪 声 信 号 放 大 不 明 显 , 提 高 载 噪 比 , 再 经 窄 带 滤 波 器 将 有 用 信 号 放 大 , 而 外 界 噪 声 信 号 放 大 不 明 显 , 提 高 载 噪 比 , 再 经 窄 滤 波 器 多 重 滤 波 送 功 放 放 大 , 由 后 向 天 线 发 射 到 移 动 台 ; 同 时 利 用 后 向 天 线 接 收 移 动 台 上 行 信 号 , 经 低 噪 声 放 大 器 、 窄 带 滤 波 器 、 功 放 发 射 到 基 站 。 一 般 来 说 , 同 频 中 继 器 的 构 成 包 括 前 向 天 线 、 后 向 天 线 和 主 机 。 前 向 、 后 向 天 线 工 作 频 段 都 包 含 上 、 下 行 频 段 、 同 时 传 输 上 、 下 行 信 号 ; 主 机 包 含 上 、 下 行 两 条 放 大 链 路 , 并 且 采 用 双 工 器 工 作 , 以 减 少 天 线 数 量 , 功 率 放 大 器 采 用 多 信 道 共 同 放 大 以 简 化 系 统 结 构 , 降 低 成 本 。 (2)同 频 中 继 器 的 特 点 优 点 : 设 立 成 本 远 小 于 基 站 。 可 以 用 宽 带 滤 波 器 实 现 数 字 、 模 拟 系 统 兼 容 , 结 构 简 单 , 减 少 投 资 。 耗 电 量 小 , 可 用 太 阳 能 电 源 解 决 。 环 境 要 求 低 , 可 露 天 工 作 , 耐 寒 冬 酷 暑 。 安 装 简 便 迅 速 , 建 站 速 度 快 。 根 据 地 形 、 传 输 线 路 可 选 择 采 用 无 线 或 光 纤 传 输 同 频 中 继 器 , 充 分 利 用 各 种 现 有 的 资 源 。 特 别 适 用 于 要 求 紧 急 开 通 的 地 方 , 根 据 地 形 、 传 输 线 路 可 选 择 采 用 无 线 或 光 纤 传 输 同 频 中 继 器 , 充 分 利 用 各 种 现 有 资 源 。 缺 点 : 不 产 生 新 的 信 道 , 若 采 用 一 块 功 放 全 频 段 多 信 道 放 大 , 一 旦 基 站 话 务 量 大 或 者 信 道 扩 容 后 , 会 使 每 个 信 道 输 出 功 率 减 小 , 减 小 覆 盖 范 围 。 前 后 向 天 线 安 装 不 当 或 调 测 不 注 意 , 会 产 生 自 激 现 象 , 造 成 基 站 控 制 信 道 阻 塞 , 导 致 基 站 瘫 痪 。 功 放 对 多 信 道 放 大 会 造 成 三 阶 互 调 , 导 致 通 话 质 量 下 降 。 从 同 频 中 继 器 的 优 缺 点 来 看 , 只 要 我 们 在 设 计 、 安 装 时 认 真 细 致 , 减 少 差 错 , 还 是 具 有 很 强 的 适 用 性 , 既 简 便 经 济 、 性 能 价 格 比 较 优 , 又 提 高 了 频 谱 利 用 率 , 特 别 适 用 于 前 述 地 区 , 作 为 基 站 的 延 伸 。 (3)设 计 要 点 同 频 中 继 器 结 构 简 单 , 但 也 在 有 不 少 技 术 问 题 值 得 我 们 研 究 解 决 。 同 频 中 继 器 根 据 信 号 传 输 方 式 , 可 分 为 无 线 传 输 和 有 线 (主 要 是 光 纤 )传 输 同 频 中 继 器 。 以 下 分 别 讨 论 : ? 无 线 传 输 同 频 中 继 器 系 统 结 构 包 括 前 向 天 线 , 后 向 天 线 和 主 机 , 安 装 在 同 一 位 置 , 下 行 线 路 为 通 过 前 向 天 线 接 收 基 站 下 行 信 号 , 经 电 缆 连 接 传 送 到 主 机 放 大 后 , 送 后 向 天 线 发 射 到 移 动 台 ; 上 行 线 路 为 通 过 后 向 天 线 接 收 移 动 台 上 行 信 号 , 经 电 缆 连 接 传 送 到 主 机 放 大 后 , 送 前 向 天 线 发 射 到 基 站 , 安 装 地 点 大 部 分 远 离 基 站 , 靠 近 覆 盖 区 , 以 取 得 良 好 覆 盖 效 果 。 通 过 安 装 地 点 地 势 较 高 , 如 高 山 、 铁 塔 等 。 前 向 天 线 应 采 用 高 增 益 、 高 前 后 比 的 定 向 天 线 , 以 提 高 基 站 信 号 的 选 择 性 , 获 得 较 高 的 载 噪 比 , 增 加 隔 离 度 。 后 向 天 线 应 架 设 在 高 处 , 以 便 垂 直 幅 射 , 提 高 正 向 信 号 强 度 , 同 时 也 增 加 隔 离 度 。 前 、 后 向 天 线 安 装 地 点 较 近 , 如 果 主 机 增 益 太 大 , 自 环 放 大 会 产 生 同 频 自 激 现 象 , 导 致 有 用 信 号 输 出 功 率 下 降 。 这 就 要 求 一 定 的 隔 离 度 , 采 用 的 方 法 将 前 、 后 向 天 线 垂 直 拉 开 15米 或 水 平 拉 开 20米 以 上 , 尽 量 使 前 、 后 向 天 线 夹 角 180度 , 且 天 线 前 后 不 能 有 高 大 阻 挡 物 , 或 利 用 自 然 地 形 阻 隔 。 国 GSM数 字 系 统 采 用 时 分 多 址 (TDMA)方 式 和 数 字 化 我 技 术 。 如 果 传 输 距 离 过 长 , 可 能 造 成 该 移 动 台 在 规 定 的 时 隙 内 发 射 的 信 号 无 法 被 基 站 接 收 到 。 因 此 经 基 站 到 无 线 传 输 同 频 中 继 器 发 送 到 移 动 台 的 直 线 传 输 距 离 不 应 超 过 30公 里 。 ? 光 纤 传 输 同 频 中 继 器 光 纤 传 输 同 频 中 继 器 是 近 年 开 发 的 一 种 新 型 同 频 中 继 器 , 其 信 号 通 过 光 缆 传 输 , 不 受 地 理 条 件 限 制 , 特 别 适 用 于 地 形 复 杂 的 山 区 , 同 时 由 于 前 、 后 天 线 安 装 不 在 同 一 位 置 , 不 存 在 同 频 干 扰 , 可 以 实 现 全 向 覆 盖 。 光 纤 传 输 同 频 中 继 器 的 构 成 包 括 前 、 后 向 天 线 , 主 机 A、 B, 安 装 在 基 站 、 覆 盖 区 两 端 。 前 向 天 线 安 装 在 基 站 端 (主 机 A端 ), 为 避 免 触 动 基 站 设 备 , 一 般 采 用 无 线 接 收 , 可 选 用 定 向 天 线 选 择 接 收 基 站 信 号 。 后 向 天 线 安 装 在 覆 盖 区 高 处 , 由 于 不 存 在 同 频 干 扰 , 可 采 用 全 向 天 线 扩 大 覆 盖 范 围 。 不 存 在 隔 离 度 问 题 。 由 于 同 一 光 纤 中 传 输 的 的 光 信 号 波 长 相 互 独 立 , 因 而 可 以 完 成 各 种 信 号 的 综 合 和 分 离 , 对 光 纤 已 用 于 传 输 话 路 (通 常 为 μ 波 长 )时 , 可 通 过 使 用 波 分 复 用 器 实 现 基 站 下 行 信 号 、 移 动 台 上 行 信 号 (采 用 μ 波 长 )共 同 传 输 , 不 需 要 另 外 铺 设 光 缆 , 充 分 利 用 光 纤 的 巨 大 带 宽 资 源 。 4 总 结 会 议 厅 、 展 览 厅 、 售 货 厅 、 体 育 馆 , 地 下 车 库 、 摩 天 大 楼 高 层 室 内 等 地 点 , 虽 然 各 有 特 点 , 但 是 都 是 电 磁 多 频 干 扰 严 重 、 平 面 面 积 大 、 用 户 多 、 通 信 繁 忙 的 区 域 , 要 提 高 通 话 质 量 , 一 种 方 法 就 是 增 加 基 站 的 数 量 和 减 小 蜂 窝 的 面 积 。 但 是 这 样 会 使 成 本 大 幅 上 升 , 一 个 变 通 的 途 径 就 是 在 上 一 级 的 基 站 下 , 建 立 下 一 级 专 用 的 小 基 站 和 小 蜂 窝 , 来 达 到 增 加 用 户 和 业 务 量 , 增 强 信 号 的 目 的 。 或 者 使 用 电 缆 式 解 决 方 案 , 解 决 建 筑 物 内 部 结 构 复 杂 且 需 要 覆 盖 的 区 域 相 对 分 散 的 问 题 。 对 于 地 下 隧 道 、 地 铁 和 大 楼 的 垂 直 电 梯 这 样 的 狭 长 的 封 闭 的 区 域 , 较 好 的 思 路 是 使 用 线 性 的 连 续 天 线 , 以 实 现 在 这 些 特 殊 场 合 , 保 证 通 信 质 量 的 目 的 。 关 于 覆 盖 问 题 , 许 多 国 道 、 省 道 位 于 高 山 丛 林 之 间 , 还 有 许 多 山 村 和 小 城 镇 。 要 想 全 部 覆 盖 必 须 充 分 发 挥 直 放 机 作 用 , 同 时 适 当 建 一 部 分 山 头 站 。 山 头 站 也 有 助 于 部 分 县 市 实 现 村 村 通 电 话 的 目 标 。 但 山 头 站 和 直 放 站 站 址 选 择 必 须 考 虑 避 免 同 频 干 扰 问 题 。 一 种 可 行 方 法 是 设 置 同 频 中 继 器 的 方 法 来 扩 大 覆 盖 范 围 。 总 之 , 在 移 动 通 信 快 速 发 展 时 期 , 以 上 的 各 种 方 法 都 发 挥 或 将 发 挥 较 大 作 用 , 作 为 基 站 的 补 充 , 我 们 应 充 分 利 用 它 们 的 优 点 , 扬 长 避 短 , 因 地 制 宜 , 促 进 移 动 通 信 系 统 不 断 发 展 完 善 。 十三、基于知识的GSM网络优化决策支持系统 [摘 要 ]我 们 在 研 究 如 何 组 织 和 利 用 GSM网 络 优 化 专 家 的 知 识 和 经 验 的 基 础 上 ~ 设 计 实 现 了 一 个 实 用 的 基 于 知 识 的 GSM网 络 优 化 决 策 支 持 系 统 。 本 文 主 要 给 出 系 统 的 体 系 结 构 、 网 络 优 化 知 识 的 表 示 以 及 推 理 机 制 和 实 现 算 法 。 [关 键 词 ]GSM网 络 优 化 , 人 工 智 能 , 专 家 系 统 由 于 我 国 移 动 通 信 网 络 早 期 的 规 划 工 作 较 弱 , 使 得 网 络 在 运 行 和 服 务 方 面 存 在 的 质 量 问 题 较 多 , 因 此 需 要 对 网 络 的 配 置 及 设 备 的 参 数 进 行 优 化 。 网 络 优 化 工 作 包 括 对 质 量 问 题 的 判 断 和 定 位 、 进 行 相 关 的 无 线 参 数 的 调 整 以 及 做 必 要 的 网 络 扩 容 和 增 加 基 站 等 。 目 前 , 关 于 GSM网 络 的 优 化 工 作 已 成 为 了 移 动 通 信 运 营 部 门 的 一 项 经 常 性 的 工 作 。 由 于 我 国 GSM网 络 优 化 工 作 涉 及 的 通 信 设 备 种 类 繁 多 , 且 各 地 的 移 动 通 信 运 营 部 门 普 遍 缺 乏 高 素 质 的 网 络 优 化 专 家 和 强 有 力 的 优 化 软 件 支 持 工 具 , 因 此 , 在 我 国 研 究 和 开 发 GSM网 络 优 化 辅 助 决 策 支 持 系 统 是 十 分 必 要 的 。 北 京 航 空 航 天 大 学 软 件 开 发 环 境 国 家 重 点 实 验 室 与 安 联 信 移 动 通 信 网 络 优 化 公 司 合 作 , 研 究 开 发 了 一 个 实 用 的 基 于 知 识 的 GSM网 络 优 化 决 策 支 持 系 统 。 该 系 统 通 过 将 人 工 智 能 和 专 家 系 统 的 思 想 和 技 术 引 入 决 策 支 持 系 统 (DSS), 建 立 合 理 的 GSM网 络 优 化 知 识 库 , 运 用 有 效 的 推 理 机 制 , 可 以 针 对 网 络 存 在 的 某 些 运 行 和 服 务 的 质 量 问 题 , 向 网 络 优 化 人 员 提 供 合 适 的 问 题 解 决 方 案 建 议 ; 还 可 以 对 所 给 出 的 方 案 进 行 必 要 的 数 据 分 析 ,作 出 相 应 的 解 释 说 明 。 本 文 在 描 述 系 统 的 体 系 结 构 的 基 础 上 , 重 点 讨 论 有 关 GSM网 络 优 化 知 识 的 表 示 及 其 处 理 的 办 法 。 1 基 于 知 识 的 GSM网 络 优 化 决 策 支 持 系 统 的 体 系 结 构 本 文 研 究 实 现 的 基 于 知 识 的 GSM网 络 优 化 决 策 支 持 系 统 (以 下 简 称 优 化 系 统 )的 体 系 结 构 如 图 1所 示 , 主 要 由 优 化 知 识 处 理 子 系 统 、 知 识 库 维 护 子 系 统 、 数 据 管 理 子 系 统 、 统 一 用 户 界 面 几 部 分 组 成 。 其 中 , 优 化 知 识 处 理 子 系 统 由 优 化 知 识 库 和 推 理 机 两 部 分 组 成 , 主 要 用 于 保 存 专 家 的 优 化 知 识 , 实 现 优 化 推 理 过 程 。 优 化 知 识 库 包 括 网 络 信 息 库 和 优 化 规 则 库 两 个 部 分 , 分 别 用 于 存 储 GSM网 络 设 备 信 息 和 优 化 规 则 集 合 。 GSM网 络 设 备 信 息 主 要 包 括 网 络 运 行 中 网 络 设 备 的 配 置 、 性 能 和 故 障 信 息 以 及 网 络 设 备 当 前 所 处 的 状 态 等 。 优 化 规 则 主 要 用 于 描 述 网 络 优 化 专 家 解 决 网 络 质 量 问 题 时 所 采 用 的 经 验 性 知 识 。 推 理 机 是 优 化 规 则 的 解 释 执 行 程 序 , 它 根 据 优 化 人 员 提 出 的 网 络 质 量 问 题 , 模 拟 专 家 分 析 和 解 决 问 题 的 思 维 过 程 对 优 化 知 识 库 的 优 化 知 识 进 行 搜 索 和 推 理 , 最 终 输 出 关 于 网 络 优 化 调 整 的 方 案 建 议 。 优 化 知 识 库 维 护 子 系 统 是 优 化 系 统 与 网 络 优 化 专 家 进 行 交 互 的 窗 口 。 通 过 系 统 提 供 的 智 能 编 辑 器 界 面 , 优 化 专 家 可 以 方 便 地 对 优 化 知 识 库 中 的 优 化 知 识 进 行 添 加 、 访 问 、 修 改 和 维 护 等 操 作 。 数 据 管 理 子 系 统 负 责 从 GSM网 络 设 备 数 据 源 (操 作 维 护 中 心 数 据 库 、 网 元 等 )中 采 集 有 关 数 据 , 并 通 过 定 义 好 的 接 口 将 这 些 数 据 按 照 确 定 的 格 式 存 储 到 网 络 信 息 库 中 。 统 一 的 用 户 界 面 是 优 化 系 统 与 优 化 人 员 之 间 的 接 口 。 它 不 仅 负 责 按 照 推 理 机 指 定 的 格 式 将 优 化 人 员 的 质 量 问 题 求 解 请 求 提 交 给 推 理 机 , 同 时 负 责 向 优 化 人 员 输 出 推 理 机 的 方 案 建 议 。 由 于 优 化 知 识 处 理 子 系 统 是 优 化 系 统 的 核 心 。 本 文 下 面 将 重 点 讨 论 该 子 系 统 中 有 关 网 络 优 化 知 识 的 组 织 与 表 示 以 及 系 统 的 推 理 机 制 等 问 题 。 2 网 络 优 化 知 识 的 组 织 网 络 优 化 知 识 是 指 与 GSM网 络 优 化 工 作 相 关 的 领 域 知 识 以 及 优 化 专 家 私 有 的 经 验 性 知 识 , 主 要 包 括 网 络 当 前 的 设 备 信 息 、 网 络 运 行 事 实 以 及 网 络 的 优 化 规 则 等 。 由 于 GSM网 络 设 备 之 间 存 在 着 自 然 的 层 次 关 系 , 因 此 , 系 统 使 用 对 象 化 方 法 描 述 网 络 设 备 信 息 和 网 络 运 行 事 实 ; 用 产 生 式 规 则 的 形 式 表 示 网 络 优 化 规 则 。 2.1 网 络 设 备 信 息 描 述 GSM网 络 设 备 包 括 MSC(交 换 机 )、 HLR(归 属 位 置 寄 存 器 )、 BSC(基 站 控 制 器 )、 BTS(基 站 收 发 台 )等 。 这 些 设 备 在 实 际 的 网 络 配 置 中 具 有 层 次 关 系 , 并 且 各 种 设 备 的 信 息 类 型 大 致 相 同 , 均 包 括 故 障 信 息 、 配 置 参 数 和 性 能 测 量 等 信 息 。 因 此 , 本 系 统 采 用 对 象 化 层 次 化 的 表 示 方 法 , 描 述 GSM网 络 设 备 的 信 息 结 构 , 表 达 设 备 信 息 间 自 然 拥 有 的 指 标 属 性 的 继 承 关 系 。 GSM网 络 设 备 的 信 息 结 构 如 图 2所 示 。 图 2中 , 每 个 结 点 代 表 一 个 网 络 设 备 对 象 , 对 象 中 包 含 了 该 设 备 有 关 的 多 种 属 性 信 息 。 在 系 统 实 现 中 , 这 个 基 于 对 象 化 层 次 化 的 网 络 设 备 信 息 描 述 结 构 被 具 体 表 现 为 设 备 分 类 描 述 表 、 设 备 属 性 集 描 述 表 和 设 备 属 性 描 述 表 , 它 们 具 体 表 示 如 下 : 设 备 分 类 描 述 表 (1) (2)设 备 属 性 集 描 述 表 备 属 性 描 述 表 (3)设 2.2 网 络 运 行 事 实 描 述 网 络 运 行 事 实 可 以 是 网 络 优 化 人 员 根 据 某 一 时 刻 GSM网 络 的 运 行 状 况 或 某 网 络 设 备 的 运 行 状 态 提 出 的 一 个 假 设 。 网 络 运 行 事 实 的 成 立 与 否 , 需 要 优 化 系 统 根 据 现 场 采 集 的 网 络 设 备 信 息 作 出 进 一 步 的 判 断 。 因 此 , 网 络 运 行 事 实 又 可 称 为 网 络 现 象 事 实 , 在 本 系 统 中 用 三 元 组 描 述 。 〈 对 象 类 型 , 对 象 实 例 , 网 络 现 象 〉 如 例 1: 〈 小 区 , “ 北 航 1” , “ 小 区 掉 话 严 重 ” 〉 表 示 “ 北 航 1” 小 区 存 在 “ 小 区 掉 话 严 重 ” 的 现 象 。 系 统 根 据 其 保 存 的 领 域 专 家 知 识 , 即 网 络 现 象 相 应 的 判 断 条 件 , 通 过 实 际 查 询 网 络 设 备 信 息 , 对 假 定 的 网 络 现 象 事 实 进 行 确 切 地 判 定 。 如 果 实 际 查 询 所 获 的 网 络 设 备 信 息 满 足 判 定 条 件 , 则 可 判 定 原 假 设 的 网 络 现 象 事 实 成 立 。 系 统 保 存 的 网 络 现 象 及 其 相 应 的 判 定 条 件 用 下 面 三 元 组 表 示 : 〈 对 象 类 型 , 网 络 现 象 , 判 定 条 件 〉 如 例 2: 〈 小 区 , “ 小 区 掉 话 严 重 ” , “ (小 区 忙 时 掉 话 率 )>3, )” 或 者 “ (小 区 忙 时 掉 话 次 数 >30)” 〉 , 表 示 如 果 一 个 小 区 满 足 “ (小 区 忙 时 掉 话 率 >3, )” 条 件 或 者 “ (小 区 忙 时 掉 话 次 数 >30)” 条 件 时 , 则 可 判 定 该 小 区 “ 掉 话 严 重 ” 现 象 事 实 成 立 。 优 化 系 统 将 诸 如 “ 小 区 忙 时 掉 话 率 >3, ” 和 “ 小 区 忙 时 掉 话 次 数 >30” 这 类 可 直 接 通 过 搜 索 对 象 化 层 次 化 的 网 络 设 备 信 息 描 述 结 构 , 获 取 网 络 设 备 信 息 , 并 对 其 进 行 的 判 定 称 为 基 本 判 定 ; 系 统 采 用 真 值 “ True” 标 识 判 定 条 件 为 真 的 网 络 现 象 事 实 。 一 般 来 说 , 一 个 网 络 现 象 事 实 的 判 定 条 件 可 由 多 条 网 络 设 备 信 息 复 合 而 成 , 表 现 为 一 个 复 合 的 条 件 表 达 式 。 因 此 , 该 表 达 式 的 真 值 可 由 多 个 基 本 判 定 组 合 而 成 , 称 为 复 合 判 定 。 类 似 地 , 只 有 复 合 判 定 的 条 件 表 达 式 为 真 时 , 与 对 应 的 网 络 现 象 事 实 成 立 。 优 化 系 统 对 判 定 条 件 表 达 式 的 真 值 文 法 一 般 描 述 如 下 : G=(Vn,Vt),其 中 : Vn={〈 复 合 判 定 〉 , 〈 基 本 判 定 〉 , True,False} Vt={not,or,and,(,)} 〈 复 合 判 定 〉 ? =〈 复 合 判 定 〉 or〈 复 合 判 定 〉 |not 〈 复 合 判 定 〉 |〈 复 合 判 定 〉 and 〈 复 合 判 定 〉 |(〈 复 合 判 定 〉 )| 〈 基 本 判 定 〉 〈 基 本 判 定 〉 ? =True|False 此 文 法 为 算 符 优 先 文 法 (OPG)。 系 统 通 过 定 义 运 算 符 “ or” 、 “ (” 、 “ )” 的 优 先 级 , 可 去 “ not” 、 “ and” 、 除 表 达 式 语 义 上 的 歧 义 性 。 系 统 可 通 过 计 算 判 定 条 件 表 达 式 的 真 值 , 判 定 假 设 的 网 络 现 象 事 实 的 真 实 性 。 2.3 优 化 规 则 描 述 化 规 则 是 优 化 专 家 在 解 决 问 题 过 程 中 使 用 的 知 识 和 优 经 验 的 集 中 表 现 , 是 优 化 系 统 进 行 推 理 的 基 本 单 元 。 本 系 统 采 用 产 生 式 规 则 形 式 表 示 优 化 规 则 , 规 则 的 表 示 形 式 如 下 : 前 提 ? 操 作 或 IF《 条 件 部 分 》 HTEN《 操 作 部 分 》 考 虑 到 移 动 通 信 领 域 中 优 化 专 家 常 用 的 优 化 规 则 的 数 量 有 限 , 且 专 家 解 决 实 际 问 题 的 过 程 明 确 , 求 解 问 题 的 步 聚 清 晰 , 因 此 在 具 体 实 现 中 , 优 化 系 统 按 照 专 家 解 决 实 际 问 题 的 思 路 组 织 优 化 规 则 , 显 式 地 保 持 规 章 之 间 的 层 次 关 系 , 以 便 能 提 高 系 统 的 搜 索 效 率 。 本 系 统 中 优 化 规 则 的 一 般 形 式 表 示 如 下 : 规 则 编 号 : XXXXXX 父 规 则 编 号 : XXXXXX 规 则 条 件 部 分 : XXXXXX — — — — — — — — — — — — — — 规 则 操 作 部 分 : XXXXXX 规 则 权 重 : XXXXXX 其 中 , 规 则 编 号 是 规 则 的 唯 一 标 识 。 父 规 则 编 号 用 于 标 触 发 本 规 则 的 上 一 层 规 则 , (最 上 层 规 则 的 父 规 则 编 识 号 为 , 1)。 规 则 的 条 件 部 分 是 当 前 假 定 的 网 络 现 象 事 实 , 只 有 满 足 该 假 定 的 网 络 现 象 的 网 络 设 备 信 息 存 在 , 才 能 触 发 本 规 则 。 规 则 的 操 作 部 分 定 义 了 启 用 该 规 则 后 所 应 进 行 的 操 作 。 优 化 工 作 中 一 般 存 在 两 类 操 作 : 一 类 操 作 指 出 需 要 对 某 些 新 的 网 络 现 象 事 实 (中 间 事 实 )进 行 进 一 步 的 判 定 , 此 类 操 作 可 进 而 激 活 某 些 以 这 些 网 络 现 象 事 实 为 规 则 条 件 的 新 的 规 则 ; 另 一 类 操 作 则 是 输 出 在 当 前 条 件 下 系 统 关 于 网 络 或 设 备 的 调 整 建 议 。 规 则 的 权 重 是 一 个 实 数 , 其 值 由 优 化 专 家 给 出 , 标 志 本 规 则 执 行 的 重 要 性 。 特 别 是 同 时 存 在 多 条 触 发 规 则 时 , 规 则 的 权 重 给 出 了 规 则 执 行 的 顺 序 依 据 。 以 下 是 一 个 具 体 的 规 则 实 例 。 规 则 编 号 : 005 父 规 则 编 号 : 001 规 则 条 件 部 分 : 小 区 掉 话 严 重 — — — — — — — — — — — — — — — — — 规 则 操 作 部 分 : 输 出 建 议 (“ 调 整 小 区 某 配 置 参 数 ” ) 规 则 权 重 : 0.6 3 推 理 机 制 由 于 优 化 专 家 在 解 决 GSM网 络 实 际 问 题 中 过 程 明 确 , 问 题 求 解 步 骤 清 晰 , 因 此 系 统 在 模 拟 专 家 解 决 实 际 问 题 的 思 路 时 , 可 通 过 子 规 则 记 录 父 规 则 编 号 的 办 法 , 在 优 化 规 则 之 间 显 示 地 建 立 起 了 层 次 化 的 组 织 结 构 。 这 种 层 次 化 的 优 化 规 则 的 组 织 结 构 不 仅 有 利 于 系 统 提 高 搜 索 效 率 , 而 且 还 为 系 统 解 释 方 案 提 供 了 简 单 明 了 的 手 段 。 系 统 推 理 基 于 这 种 层 次 化 的 优 化 规 则 结 构 , 进 行 规 则 的 搜 索 和 匹 配 , 实 现 推 理 过 程 。 系 统 判 断 规 则 匹 配 成 功 的 条 件 如 下 : (1)当 前 规 则 的 父 规 则 编 号 部 分 必 须 与 上 一 层 执 行 完 毕 的 规 则 的 编 号 一 致 , 也 就 是 说 , 新 一 轮 的 触 发 规 则 和 启 用 规 则 只 能 从 上 一 层 刚 执 行 过 的 规 则 的 子 规 则 中 产 生 。 (2)对 每 个 子 规 则 而 言 , 需 要 判 断 其 条 件 部 分 成 立 与 否 , 以 便 判 断 其 能 否 成 为 新 一 轮 的 触 发 规 则 。 这 时 , 系 统 首 先 将 规 则 的 条 件 部 分 视 为 假 定 的 网 络 现 象 事 实 , 通 过 实 际 查 询 当 前 的 网 络 设 备 信 息 , 判 断 与 该 事 实 相 应 的 判 定 条 件 成 立 与 否 。 如 若 判 定 条 件 成 立 , 则 规 则 的 条 件 部 分 成 立 , 此 时 的 子 规 则 被 视 为 触 发 规 则 , 系 统 可 按 照 此 子 规 则 权 重 规 定 顺 序 执 行 其 操 作 部 分 。 在 实 际 的 GSM网 络 优 化 过 程 中 , 优 化 专 家 针 对 某 个 具 体 的 网 络 质 量 问 题 , 往 往 可 以 提 出 多 种 解 决 方 案 。 因 此 类 似 地 , 优 化 系 统 也 能 够 针 对 某 个 质 量 问 题 , 输 出 有 关 的 多 条 网 络 设 备 优 化 的 调 整 建 议 , 并 且 能 够 根 据 专 家 标 识 的 规 则 的 权 重 , 按 照 给 定 的 优 先 顺 序 输 出 这 些 建 议 。 为 此 , 系 统 的 推 理 机 在 进 行 推 理 过 程 中 , 如 若 发 现 同 时 存 在 有 多 条 触 发 规 则 时 , 则 采 用 优 先 启 用 权 重 较 大 的 优 化 规 则 的 冲 突 解 决 策 略 , 优 先 执 行 权 重 较 大 的 触 发 规 则 。 这 种 搜 索 过 程 可 视 为 启 发 式 的 深 度 优 先 的 搜 索 过 程 。 3.1 推 理 机 算 法 具 体 实 现 中 , 系 统 推 理 机 的 主 要 数 据 结 构 如 下 : CURRENT RULE: 存 储 当 前 正 在 执 行 的 规 则 。 CURRENT FACTS SET: 存 储 当 前 的 网 络 现 象 事 实 集 合 。 VALID RULES STACK: 规 则 顺 序 栈 , 存 储 所 要 执 行 的 规 则 序 列 。 推 理 机 与 优 化 知 识 库 的 主 要 接 口 函 数 调 用 定 义 如 下 : SEARCH(PARENT RULE, FACTS SET) 在 优 化 规 则 库 中 搜 索 当 前 启 用 规 则 的 所 有 的 子 规 则 。 子 规 则 的 匹 配 条 件 为 : “ 父 规 则 编 号 =PARENT RULE, 并 且 条 件 部 分 匹 配 FACTS SET” , 搜 索 结 果 返 回 。 EXECUTE(RULE NO): 执 行 启 用 规 则 RULE NO的 操 作 部 分 。 如 果 该 规 则 的 操 作 部 分 含 有 “ 输 出 建 议 ” 的 操 作 , 则 输 出 相 应 的 建 议 ; 如 果 含 有 “ 判 断 新 的 网 络 现 象 事 实 (中 间 事 实 )” 的 操 作 , 则 进 行 相 应 的 中 间 事 实 的 判 断 , 并 将 判 断 成 立 的 中 间 事 实 返 回 。 推 理 算 法 : (1)开 始 时 , CURRENT RULE=, 1,VALID RULE STACK置 空 , 将 初 始 网 络 现 象 事 实 (可 能 有 多 个 , 由 系 统 或 用 户 判 断 生 成 )加 入 CURRENT FACTS SET。 (2)CURRENT FACTS SET为 空 , 转 入 (5)。 (3)执 行 SEARCH(CURRENT RULE, CURRENT FACTS SET), 并 将 返 回 的 规 则 按 规 则 权 重 自 小 到 大 的 顺 序 次 压 入 VALID RULES STACK。 依 (4)清 空 CURRENT FACTS SET。 VALID RULES STACK为 空 , 则 推 理 结 束 ; 否 则 执 行 CURRENT (5)若 RULE ? VALID RULES STACK.POP。 (6)执 行 EXECUTE(CURRENT RULE), 若 返 回 有 新 产 生 的 中 间 事 实 , 则 中 间 事 实 加 入 CURRENT FACTS SET。 转 入 (2)。 从 上 述 算 法 可 以 看 出 , 推 理 机 的 结 束 条 件 是 可 用 规 则 序 列 为 空 , 即 完 成 了 全 部 的 相 关 规 则 的 搜 索 和 执 行 后 , 本 次 推 理 过 程 结 束 。 3.2 推 理 实 例 设 给 定 的 优 化 规 则 如 图 3所 示 。 推 理 过 程 初 始 化 : CURRENT RULE=, 1,CURRENT FACTS SET={小 区 掉 话 严 重 }, VALID RULE STACK为 空 。 推 理 过 程 如 图 4所 示 。 其 中 , 符 合 “ , ” 指 示 规 则 的 执 行 顺 序 。 图 4中 , 系 统 首 先 执 行 规 则 1的 操 作 部 分 , 结 果 生 成 可 能 造 成 “ 小 区 掉 话 严 重 ” 的 、 需 进 一 步 考 察 的 多 个 网 络 现 象 事 实 。 这 些 事 实 为 {邻 区 切 换 门 限 配 置 不 合 理 , 天 线 配 置 不 合 理 , 存 在 干 扰 }。 系 统 通 过 查 询 当 前 网 络 设 备 信 息 得 知 存 在 “ 天 线 配 置 不 合 理 ” 现 象 , 故 不 执 行 规 则 6; 只 将 触 发 规 则 5、 7、 8作 为 系 统 建 议 的 参 数 调 整 方 案 输 出 。 优 化 人 员 可 根 据 系 统 给 出 的 规 则 权 重 , 按 照 由 大 至 小 的 顺 序 执 行 规 则 操 作 部 分 指 定 的 设 备 调 整 方 案 。 4 结 束 语 本 文 重 点 研 究 了 适 用 于 GSM网 络 优 化 决 策 支 持 系 统 的 优 化 知 识 的 表 示 和 处 理 的 方 法 , 给 出 了 优 化 系 统 的 体 系 结 构 和 推 理 机 的 实 现 算 法 。 本 文 将 计 算 机 人 工 智 能 学 科 的 研 究 成 果 应 用 于 “ GSM网 络 优 化 ” 应 用 领 域 , 对 于 解 决 GSM网 络 的 优 化 问 题 具 有 十 分 重 要 的 应 用 价 值 。 十五、网 络 优 化 软 件 miniA956 [摘 要 ]本 文 介 绍 一 种 针 对 阿 尔 卡 特 系 统 的 GSM网 络 优 化 软 件 的 主 要 功 能 。 它 把 话 务 统 计 分 析 和 各 种 数 据 库 集 成 在 一 起 ~ 能 够 快 速 地 对 网 络 质 量 进 行 检 查 ~ 并 内 含 大 量 的 逻 辑 参 数 说 明 。 [关 键 词 ]网 络 优 化 , GSM, 阿 尔 卡 特 , 软 件 1 前 言 随 着 移 动 通 信 市 场 迅 猛 发 展 , 移 动 电 话 用 户 数 的 激 增 , 各 地 GSM系 统 网 络 容 量 不 断 扩 容 。 在 此 情 况 下 , 维 护 网 络 的 重 点 必 定 转 向 网 络 优 化 上 。 网 络 优 化 是 一 项 长 期 不 断 调 整 的 过 程 , 面 对 的 是 大 量 统 计 数 据 和 逻 辑 参 数 。 作 为 一 名 数 年 从 事 阿 尔 卡 特 GSM系 统 维 护 和 网 络 优 化 的 人 员 , 我 发 现 , 话 务 统 计 分 析 是 一 项 重 要 的 工 作 , 它 能 够 反 映 系 统 中 存 在 的 绝 大 多 数 问 题 。 所 以 , 如 何 从 统 计 报 中 发 现 网 络 问 题 , 获 取 系 统 运 行 指 标 , 是 每 一 位 网 络 优 化 人 员 首 先 考 虑 的 事 情 。 然 而 , 大 量 的 数 据 分 析 很 单 调 并 且 令 人 头 疼 , 如 果 基 本 上 靠 手 工 或 简 单 的 自 动 化 进 行 计 算 , 光 分 析 统 计 的 工 作 量 至 少 占 网 络 优 化 总 工 作 量 的 40, , 何 况 还 会 漏 掉 很 多 问 题 。 俗 话 说 : “ 工 欲 善 其 事 , 必 先 利 其 器 ” 。 如 果 没 有 快 速 有 效 的 网 络 分 析 工 具 , 就 没 有 足 够 的 时 间 集 中 精 力 对 存 在 的 问 题 作 深 入 考 虑 。 出 于 这 个 目 的 , 我 编 写 了 网 络 优 化 软 件 miniA956, 它 涵 盖 了 网 络 优 化 工 作 中 的 两 大 方 面 , 分 析 统 计 数 据 和 导 出 其 他 网 优 化 软 件 (如 piano、 neptune等 )所 需 的 数 据 库 。 图 1是 miniA956的 主 窗 口 和 主 菜 单 。 下 面 把 它 的 主 要 功 能 简 要 介 绍 一 下 。 2 软 件 主 要 功 能 介 绍 (1) 查 看 系 统 指 标 及 其 变 化 趋 势 图 系 统 指 标 反 映 了 整 体 系 统 的 运 行 情 况 , 是 网 络 优 化 效 果 的 衡 量 标 准 。 系 统 指 标 包 括 TCH信 道 可 用 率 、 掉 话 率 、 溢 出 率 (含 切 换 和 不 含 切 换 两 种 )和 话 务 量 ; SDCCH信 道 可 用 率 、 溢 出 率 、 掉 话 率 和 话 务 量 ; 无 线 接 通 率 和 最 差 小 区 比 例 、 切 换 成 功 率 。 这 些 指 标 可 以 按 照 交 换 机 、 BSC、 LAC和 区 域 分 开 计 算 (下 面 很 多 分 析 处 理 也 可 以 这 样 分 开 统 计 )。 使 用 系 统 指 标 变 化 图 的 功 能 可 以 对 十 天 以 下 的 统 计 报 告 进 行 指 标 对 比 , 从 而 能 够 知 道 你 所 实 施 的 网 络 优 化 措 施 有 无 效 果 。 (2) 对 所 有 小 区 的 SDCCH、 TCH和 切 换 情 况 进 行 分 析 浏 览 在 了 解 整 体 指 标 后 , 我 们 一 定 想 要 知 道 哪 些 小 区 有 问 题 , 这 时 用 该 功 能 就 可 以 对 所 有 小 区 的 主 要 指 标 运 行 情 况 一 目 了 然 。 小 区 的 主 要 指 标 包 括 : SDCCH信 道 溢 出 数 (率 )、 掉 话 数 (率 ), TCH信 道 的 溢 出 数 (率 )、 掉 话 数 (率 )、 话 务 量 以 及 切 换 成 功 率 等 。 各 个 小 区 进 行 更 详 细 的 分 析 当 确 定 某 小 区 有 溢 (3) 对 出 、 掉 话 或 切 换 不 好 后 , 就 需 要 在 单 个 小 区 分 析 里 进 一 步 找 出 问 题 所 在 。 小 区 指 标 的 详 细 分 析 包 括 系 统 、 切 换 和 载 频 分 析 。 系 统 又 包 括 SDCCH质 量 分 析 、 TCH质 量 分 析 、 Direct Retry情 况 、 各 种 控 制 信 道 和 业 务 信 道 的 话 务 量 、 呼 叫 类 型 分 布 和 干 扰 排 队 值 ; 切 换 分 析 包 括 切 换 原 因 分 布 、 IntraCell切 换 、 IntraBSC切 换 、 InterBSC切 换 、 微 小 区 和 同 心 圆 切 换 等 6部 分 ; 载 频 分 析 是 指 每 个 载 频 的 SDCCH和 TCH的 占 用 次 数 和 占 用 时 长 。 (4) 筛 选 有 问 题 的 小 区 网 络 优 化 是 连 续 的 工 作 , 对 小 区 的 分 析 要 基 于 若 干 天 的 统 计 , 如 果 根 据 某 一 天 的 统 计 就 确 定 是 否 溢 出 或 掉 话 等 就 太 具 有 偶 然 性 了 , 因 此 , 从 几 天 里 筛 选 才 能 反 映 客 观 情 况 。 使 用 该 功 能 时 , 先 挑 选 若 干 天 (最 多 十 天 )的 统 计 报 告 , 然 后 选 择 根 据 以 下 7种 指 标 进 行 筛 选 : TCH溢 出 数 (含 切 换 和 不 含 切 换 两 种 )、 掉 话 数 ; SDCCH溢 出 数 和 掉 话 数 ; 切 换 失 败 数 和 最 差 小 区 。 在 输 入 门 限 值 (例 如 1)和 出 现 次 数 (例 如 10)后 , 就 能 够 找 出 十 天 中 每 天 都 出 现 TCH掉 话 的 小 区 。 这 些 小 区 必 定 是 最 有 问 题 的 小 区 。 (5) 对 小 区 的 各 指 标 进 行 变 化 趋 势 显 示 该 功 能 类 似 于 系 统 指 标 变 化 图 , 只 不 过 是 针 对 每 个 小 区 而 言 。 (6) 可 找 出 有 故 障 的 小 区 和 最 差 小 区 在 基 站 菜 单 中 , 列 出 全 阻 (BTS资 源 全 部 退 出 服 务 )、 故 障 (BTS部 分 资 源 不 可 用 )、 异 常 (BTS运 行 正 常 但 一 直 没 有 呼 叫 建 立 )、 最 差 小 区 等 4种 情 况 。 (7) 在 一 定 程 度 上 检 查 同 频 干 扰 情 况 本 软 件 能 把 具 有 切 换 关 系 的 小 区 之 间 拥 有 同 样 频 点 的 小 区 找 出 来 , 这 些 同 频 干 扰 的 小 区 是 网 络 优 化 首 先 要 解 决 的 。 (8) 查 看 BSC和 小 区 的 逻 辑 参 数 以 及 小 区 的 切 换 关 系 表 OMCR中 有 上 百 个 逻 辑 参 数 , 对 它 们 的 含 义 我 们 很 难 都 记 熟 。 在 miniA956中 , 不 仅 能 很 快 地 查 看 每 个 小 区 的 几 乎 所 有 逻 辑 参 数 的 数 值 , 而 且 对 每 个 逻 辑 参 数 都 有 详 细 说 明 , 大 大 方 便 网 络 优 化 人 员 对 参 数 的 使 用 。 (9) 频 率 规 划 在 网 络 优 化 过 程 中 , 对 于 有 干 扰 的 频 点 我 们 常 常 要 修 改 它 们 , 如 果 对 每 个 频 点 都 试 一 下 看 是 否 可 用 (比 如 在 piano中 ), 是 一 个 效 率 很 慢 的 事 情 。 利 用 频 率 规 划 这 个 功 能 , 在 选 择 被 修 改 小 区 的 邻 近 小 区 后 , 根 据 同 一 小 区 中 频 点 相 隔 2和 相 邻 小 区 之 间 频 点 相 隔 1的 原 则 , 就 能 动 找 出 合 适 的 候 选 频 点 。 自 (10) 能 够 输 出 其 他 应 用 软 件 所 需 的 数 据 在 阿 尔 卡 特 GSM系 统 优 化 中 , 我 们 常 用 到 下 面 的 软 件 : 1)Neptune:DT测 试 软 件 , 在 它 的 地 图 数 据 里 , 我 们 一 般 只 需 要 基 站 、 载 频 和 切 换 数 据 。 2)Surveryor:另 一 个 DT测 试 软 件 。 3)Piano:MapInfo下 的 脚 本 程 序 , 是 无 线 网 络 规 划 (RNP)所 用 的 工 具 。 够 输 出 以 上 3种 软 件 的 数 据 库 miniA956能 (11) 能 够 输 出 日 常 报 表 报 表 和 网 络 优 化 数 据 库 是 每 个 月 都 要 上 报 的 报 表 。 月 如 果 用 人 工 方 法 在 OMCR上 一 项 一 项 地 核 对 去 更 新 网 络 优 化 数 据 库 , 那 简 直 是 难 以 想 象 的 事 情 。 miniA956能 够 轻 而 易 举 地 生 成 最 新 的 网 络 优 化 数 据 库 , 也 能 很 快 生 成 月 报 表 的 无 线 部 分 数 据 。 (12) 自 定 义 公 式 计 算 如 果 你 觉 得 miniA956缺 少 你 需 要 的 指 标 , 那 么 , 在 这 里 你 可 以 定 义 自 己 的 指 标 公 式 , 这 是 miniA956的 一 种 扩 展 功 能 。 3 结 束 语 miniA956适 用 于 多 城 市 、 多 交 换 机 以 及 双 频 网 情 况 。 它 把 逻 辑 参 数 查 看 、 统 计 分 析 和 各 种 数 据 库 的 输 出 结 合 在 一 起 , 不 仅 大 大 提 高 网 络 优 化 人 员 分 析 系 统 运 行 质 量 的 效 率 , 也 方 便 了 日 常 维 护 的 工 作 。 十六、华为无线网络优化的方法和工具 无线网络优化的目的就是对投入运行的网络进行参数采集、数据分析,找出影响网络质量的原因,通过技术手段或参数调整使网络达到最佳运行状态的方法,使网络资源获得最佳效益,同时了解网络的增长趋势,为扩容提供依据。 移动通信网络主要包括交换传输系统和无线基站系统两部分,其中无线部分具有诸多不确定因素,它对无线网络的影响很大,其性能优劣常常成为决定移动通信网好坏的决定性因素。当然,无线网络规划阶段考虑不到的问题如无线电波传播的不确定性(障碍物的阻碍等)、基础设施(新商业区、街道、城区的重新安排)变化、取决于地点和时间的话务负荷(如运动场)、话务要求、用户对服务质量的要求的增加,都涉及到网络优化工作。 当网络运营商发现网络中存在诸如覆盖不好、话音质量差、掉话、网络拥塞、切换成功率、未开通某些新功能等问题时,也需要对网络进行优化。通过不断的网络优化工作,使得呼叫建立时间减少、掉话次数减少、通话话音质量不断改善、网络拥有较高可用性和可靠性,改善小区覆盖、降低掉话率和拥塞率、提高接通率和切换率、减少用户投诉。 一、网络优化过程 网络优化是一个长期的过程,它贯穿于网络发展的全过程。只有不断提高网络的质量,才能获得移动用户的满意,吸引和发展更多的用户。 在日常网络优化过程中,可以通过OMC和路测发现问题,当然最通常的还是用户的反映。在网络性能经常性的跟踪检查中发现话统指标达不到要求、网络质量明显下降或来自的用户反映、当用户群改变或发生突发事件并对网络质量造成很大影响时、网络扩容时应对小区频率规划及容量进行核查等情形发生时,都要及时对网络做出优化。 进行网络优化的前提是做好数据的采集和分析工作,数据采集包括话统数据采集和路测数据采集两部分。 优化中评判网络性能的主要指标项包括网络接入性能数据、信道可用率、掉话率、接通率、拥塞率、话务量和切换成功率以及话统报告图表等,这些也是话统数据采集的重点。路测数据的采集主要通过路测设备,定性、定量、定位地测出网络无线下行的覆盖切换、质量现状等,通过对无线资源的地理化普查,确认网络现状与规划的差异,找出网络干扰、盲区地段,掉话和切换失败地段。然后,对路测采集的数据进行分析,如测试路线的地理位置信息、测试路线区域内各个基站的位置及基站间的距离等、各频点的场强分布、 覆盖情况、接收信号电平和质量、6个邻小区状况、切换情况及Layer3消息的解码数据等,找出问题的所在从而解决方案。 网络优化的关键是进行网络分析与问题定位,网络问题主要从干扰、掉话、话务均衡和切换四个方面来进行分析。 干扰分析: GSM系统是干扰受限系统,干扰会使误码率增加,降低话音质量甚至发生掉话。一般规定误码率在3%左右,当误码率达8%~10%时话音质量就比较差了,如果误码率超出10%则话音质量不可容忍,无法听清。因此,通常对载波干扰设置了一定的门限,规定同频道载干比C/I?9dB,邻频道载干比C/A?-9dB(工程中另加3dB的余量)。 通话干扰的定位手段包括话统数据、话音质量差引起的掉话率、干扰带分布、用户反映、路测 ( RxQual )及CQT呼叫质量拨打测试。 掉话分析:掉话问题的定位主要通过话统数据、用户反映、路测 、无线场强测试、CQT呼叫质量拨打测试等方法,然后通过分析信号场强、信号干扰、参数设置(设置不当,切换参数、话务不均衡)等,找出掉话原因。 话务均衡分析: 话务均衡是指各小区载频应得到充分利用,避免某些小区拥塞,而另一些小区基本无话务的现象。通过话务均衡可以减小拥塞率、提高接通率,减少由于话务不均引起的掉话,使通信质量进一步改善提高。话务均衡问题的定位手段包括话统数据、话务量、接通率、拥塞率、掉话率、切换成功率、路测和用户反映。话务不均衡原因主要表现在:基站天线挂高、俯仰角、发射功率设置不合理,小区覆盖范围较大,导致该小区话务量较高,造成与其它基站话务量不均衡;由于地理原因,小区处于商业中心或繁华地段,手机用户多而造成该小区相对其它小区话务量高:小区参数,如允许接入最小电平等设置不合理而导致话务量不均衡;小区优先级参数设置未综合考虑。 话务均衡方法1:改变定向天线的下倾角、挂高,调整相应小区参数如基站的发射功率等,改变覆盖面的大小,以达到调节话务量的目的;对临时话务量的增加,可通过临时增加载频或增大发射功率,改变信号覆盖范围。 话务均衡方法2:改变小区载频数是话务量调节的常用方法之一。从话务量少的小区抽调载频到话务量高的小区;采用OVERLAY/UNDERLAY层次小区结构或增设微蜂窝基站,降低每信道话务量。 话务均衡方法3:核查允许接入最小电平值ACCMIN,通过小区覆盖范围的变化间接调整话务量。注意此值调整过大可能造成盲区,过小可能造成通话质量下降;根据现场重选测试,调整小区重选参数CRO;调整切换偏移和滞后参数,改变切换边界和切换带来实现话务分流;启用定向重试、负荷切换。 话务均衡方法4:双频网话务调整,在GSM900和GSM1800系统上采用分层小区结构;考虑小区所在层、优先级、层间切换门限、层间切换磁滞等参数的设置,使GSM1800小区能成功吸收双频手机的用户。 二、华为网络优化分析工具 为了有效解决网络优化问题,华为开发出网络优化辅助分析工具,可以作为话统分析和诊断分析的工具。 话统台统计结果是以数据表格的形式输出的,记录每个统计周期的计数点累计值,具有一定的缺陷:表格形式数据离散,数据变化趋势不明显;不提供每天平均指标的计算,手工计算平均指标花费大量工时;不能体现各种指标项间的相关关系,不便于数据分析。话统分析工具的作用就是将用户从繁重的手工工作中解脱出来,对原始话统数据进行自动处理,以满足用户需要、以方便用户分析的形式呈现出来。华为话统分析工具可以实现对异常值的过滤、异常问题的辅助诊断、日常统计项的直观显示、相关统计项的组合显示及完善的报表等功能,是理想的网络优化辅助工具。 网络诊断分析工具可以及时发现网络中隐藏的问题,通过地理化显示小区分布状况、各小区覆盖状况、各小区服务质量和历史数据的回放、网络利用率等,也可以查看小区属性、覆盖范围、利用率等资料,通过动态回放历史数据,掌握服务质量,将存在问题的小区直观地显示出来,以便进一步查看问题的详细报告。诊断分析工具可对小区的覆盖做出计算和评估,计算切换尝试次数(信号质量、 时间提前量)、切换尝试次数、小区间切换成功率、切换时接收电平、接收质量、出小区、入小区切换比率、平均接收电平、接收质量等,分析出小区覆盖水平。另外,也可对小区干扰进行计算和评估,包括TCH信道在各干扰带中所占比率、SDCCH占用时无线链路断的次数、TCH占用时无线链路断的次数、未定义邻近小区平均信号强度、定义邻近小区平均信号强度、接收电平与接收质量不匹配、上下行不平衡、掉话时的电平和质量等。 三、应用案例 应用案例一:内蒙伊克昭盟东胜市双频网网络优化 网络背景:东胜市全网为华为GSM双频网。 优化项目:话务均衡。 通过普查测试、邻区关系调整、话务均衡调整等优化操作,使得GSM1800有效合理分担GSM900的话务,保证了话务均衡,图1为优化前后网络指标对比图。 应用案例二:福建漳州云霄双频网络优化 网络背景: 华为1800MHz与Nokia 900MHz设备共站址异种机型组建的双频网,市区1800MHz与900MHz共同覆盖,形成多层网,平均站距为700m,达到密集连续覆盖,建筑物密集且无规则,无线环境复杂。 优化项目: 调整1800话务吸收、降低掉话率、优化切换指标。 网络优化后,网络质量大大提高,图2为网络优化前后话务吸收情况,切换成功率达到平均97.5%,消除了乒乓效应。优化前忙时平均掉话率为0.60%,全天平均为0.62%。优化后忙时平均掉话率为0.33%,全天平均:0.37%。 十七、安捷伦(Agilent)科技公司的网络优化测试仪 网络规划/优化: --- GSM网络优化测试仪: E7475A GSM 网络优化测试仪 --- CDMA网络优化测试仪: E7473ACDMA 网络优化测试仪 --- 网络规划系统: Wizard 网络规划系统/ CellOpt 频率优化系统/OPAS 32 网络规划智能后处理软件 E747xA网络优化测试仪用于无线通信网络优化测试。它覆盖了蜂窝和PCS频段,包括GSM、CDMA、TDMA、AMP5、DECT和PDC,PH5格式,也包括正在出现的EDGE和3G技术。 从确定基站的位置到网络管理。网络优化测试系统在无线通信网的生命周期中扮演一个重要角色。747X系列便携式网络优化测试系统提供CDMA和GSM网络空中接门测量能力。通过将数字接收机和手持电话结合在一起,这些网络优化测试系统提供了一个有效的方式。以不断优化您的网络性能,并尽快发现服务问题的原因。 所有测试系统都是基于同样的易于使用的图形用户界面。软件自动进行数据收集过程。您可以完全控制测量的记录。灵活的告警功能可及时通知您故障情况。后处理软件帮助您分析和研究数据,或者将数据输出到地图或其它应用软件。 Agilent E7475A GSM网络优化路测设备 E7475A路测设备可对 GSM网络进行优化,设备由接收机,测试手机及相应软件组成,可方便反应网络质量用于日常维护,同时具有干扰分析功能,频谱分析功能及BCH分析功能 方便查找干扰源,提高网络质量。 配合强大的OPAS32后分析软件,使网络优化变得快捷方便。最新推出的E7478A可进行GPRS网络优化。 AgilentE74xx: 网络优化路测设备,E74xx系列路测设备可对TDMA,GSM,CDMA,W,CDMA,CDMA2000网络进行优化,设备由接收机,测试手机及相应软件组成,可方便反映网络质量用于日常维护,同时具有干扰分析功能,频谱分析功能及BCH分析功能, 方便查 找干扰源,提高网络质量。 配合强大的OPAS32后分析软件,使网络优化变得快捷方便。最新推出的E7476A支持UMTS接收机测试,E7478A可进行GPRS网络优化。 Wizard,CellOpt AFP: 无线网络频率规划软件 Wizard 是基于PC的强劲的无线网络规划、优化软件。它提供多种传播模型,并能根据实测数据自动进行模型校正。Wizard除支持GSM、CDMA等传统技术外,亦能支持GPRS等2.5代技术的数据通信预测,并将在近期内全面支持UMTS、WCDMA等3G规范。 十八、测量GSM用户的接收情况 Ascom Infrasys 公 司 制 造 的 QVoice 测 试 和 分 析 系 统, 是 行 业 中 第 一 种 侧 重 话 音 质 量 的 蜂 窝 网 监 视 器。 这 种 包 含 QVoice 的 三 单 元 系 统 自 动 测 量 话 音 质 量, 从 用 户 观 点 看 这 是 一 种 可 靠、 客 观 和 可 复 制 的 方 式。 它 测 量 室 内 外 的 话 音 质 量、 上 下 行 线 的 话 音 质 量 并 分 析 例 如 试 呼、 呼 叫 成 功 率、 建 立 时 间 和 丢 失 的 呼 叫。 网 络 经 营 者 不 仅 能 用 此 系 统 诊 断 和 找 出 一 系 列 的 话 音 质 量 问 题, 也 能 达 到 经 营 目 标。 QVoice 可 使 经 营 者 能 将 其 网 络 质 量 与 竞 争 对 手 的 网 络 作 对 比, 为 质 量 保 证 方 案 设 定 基 准 点 和 决 定 每 一 基 站 如 何 运 转, 这 就 能 降 低 网 络 扩 展 和 设 备 成 品 购 买 的 成 本。 虽 然 它 测 量 全 部 空 中 接 口 包 括 层 2 和 层 3 消 息, 与 诸 如 接 收 信 号 质 量 (RXQUAL) 普 通 测 试 协 议 相 比 较, 它 仍 有 若 干 优 点。 例 如, 跳 频 技 术 是 越 来 越 多 为 经 营 者 所 实 施 的 GSM 标 准 的 一 个 部 分,QVoice 能 报 告 在 衰 减 环 境 中 慢 速 移 动 的 移 动 电 话 在 激 活 跳 频 后 所 取 得 的 质 量 改 善。 它 也 能 完 成 RXQUAL 测 量 单 独 无 法 演 绎 的 严 格 测 试。 例 如, 它 能 检 测 因 弱 的 场 强 覆 盖 而 引 起 的 话 音 质 量 恶 化, 也 能 检 测 回 波 和 指 出 在 网 络 某 处 像 通 话 串 音 和 误 差 噪 声 等 其 它 通 话 声 音 影 响 引 起 的 质 量 问 题。 网络中的QVoice 在 GSM 网 中 配 备 QVoice 时, 基 本 配 置 包 括 QVoice 移 动 (QVM) 单 元、QVoice 固 定 (QVS) 单 元 和 QVoice 表 示 (QVP) 单 元。 测 试 既 可 在 ISDN 也 可 在 PSTN 线 路 上 进 行。QVoice 采 用 神 经 网 络 技 术 以 确 切 评 估 话 音 质 量。 系 统 的 耳 目 是 QVM, 一 种 当 作 移 动 电 话 用 户 的 小 型 分 析 仪, 用 于 评 价 和 纪 录 来 自 任 何 车 辆 的 话 音 质 量 和 网 络 数 据, 或 放 在 手 推 车 上 用 于 城 市 中 心 或 建 筑 物 内 部。 例 如 为 了 监 视 室 内 活 动,QVM 可“引 导” 非 技 术 人 员 的 操 作 者 到 预 定 义 测 量 位 置。 测 试 计 划 是 预 编 程 的, 告 诉 操 作 者 去 向 何 处 和 执 行 何 种 测 试, 从 而 不 必 经 专 业 培 训。QVM 也 能 为 特 定 测 试 设 制 程 序。 一 旦 选 定 了 一 种 测 试,QVM 就 向 作 为 固 定 电 话 的 QVS 建 立 呼 叫。 在 半 双 工 操 作 时,QVM 发 送 重 复 的 五 秒 数 字 化 纪 录 话 音 顺 序, 后 者 被 实 时 接 收 和 评 估。 测 量 结 果 分 成 五 级: 从 最 佳 到 不 好。 然 后, 话 音 等 级 与 带 有 时 间 标 志 的 空 中 接 口 数 据 一 起 存 贮 下 来。 基 站 向 QVM 送 回 一 话 音 顺 序 作 为 回 答, 这 完 成 了 同 样 的 话 音 评 估 并 在 当 地 存 贮 有 时 间,地 点 标 志 的 数 据。 当 测 试 完 成 时, 网 络 经 营 者 可 显 示 和 分 析 话 音 顺 序 以 及 五 种 包 括 RXQUAL 和 层 3 消 息 的 网 络 统 计。 从 QVM 和 QVS 中 收 集 的 数 据 转 存 入 中 心 数 据 库 供 QVoice 系 统 第 三 个 单 元 QVP 所 用。 表 示 分 析 仪 显 示 整 个 测 试 线 路 分 段 的 色 标 码, 后 者 可 叠 加 在 该 地 区 的 地 图 上, 它 也 能 上 托 其 它 窗 口 报 告 话 音 质 量 和 网 络 性 能 有 关 的 数 据。 例 如, 为 了 找 出 网 络 中 的 一 个 问 题, 网 络 经 营 者 可 以 从 总 的 网 络 视 图“钻 入” 一 特 定 网 络 部 分, 小 区、 基 站 收 发 站 (BTS) 或 建 筑 内 的 某 一 层。 一 旦 访 问 某 一 组 小 区, 在 完 全 同 步 的 双 监 视 器 系 统 上 沿 着 每 一 张 地 图 可 看 到 无 线 电 干 扰 和 话 音 质 量 的 曲 线 图。 测量用户的接收情况 从 用 户 角 度 看, 测 量 话 音 质 量 的 一 个 大 问 题 一 直 是: 质 量 的“人 类 理 解” 既 不 可 靠 客 观 又 不 能 复 制。某 些 网 络 经 营 者 将 大 批 学 生 送 向 现 场 测 量 质 量, 只 能 发 现 测 量 结 果 无 非 是 非 常 不 同 的 理 解。 其 结 果, 许 多 网 络 经 营 者 不 优 先 考 虑 建 立 和 规 定 QoS 标 准。 网 络 经 营 者 用 QVoice 能 测 量 用 户 的 接 收 情 况。QVoice 独 特 的 测 试 技 术 的 关 键 在 于 采 用 了 神 经 网 络 技 术。 神 经 网 络 的 基 础 是 人 类 头 脑 的 结 构。 用 于 QVoice 的 神 经 网 络 称 为 多 层 感 知 器。 这 是 一 种 多 输 入、 多 输 出 非 线 性 映 象 地 路, 它 能 从 一 种 实 例 中 得 知 一 未 知 的 输 入— 输 出 关 系。 该 系 统 与 人 耳 的 听 力 知 觉 极 相 似, 因 为 它 已 被“训 练” 来 测 量 和 客 观 比 较 话 音 质 量。 QVoice 的 神 经 网 络 技 术 测 量 话 音 质 量 的 情 况 如 下: 仔 细 选 择 持 续 期 约 5 秒 钟 的 话 音 样 品, 这 样 在 语 音 上 得 以 平 衡, 然 后 分 三 步 处 理: 预 处 理、 质 量 评 估 和 后 处 理。 在 预 处 理 阶 段, 记 录 的 话 音 样 品 与 事 前 在 最 佳 条 件 下 发 射 的 参 考 样 品 作 比 较。 收 集 的 话 音 样 品 送 去 作 四 个 步 骤 的 抽 取 过 滤 处 理, 得 出 一 12×286 倒 频 谱 系 数 矩 阵。 然 后, 用 此 矩 阵 减 去 已 用 同 样 方 法 处 理 过 的 参 考 样 品 而 得 出 误 差 图。 这 个 过 程 对 每 一 记 录 话 音 样 品 一 再 重 复 进 行。 第 二 阶 段 称 作 质 量 评 估, 预 处 理 阶 段 的 结 果 与 平 均 评 价 记 分 (MOS) 作 比 较。 输 出 级 由 三 要 素 组 成: 好、 中、 差。 神 经 网 络 的 级 别 以 下 述 方 式 相 适 配: 当 好 的 话 音 图 显 示 时 相 应 与 好 的 单 元 被 激 活。 其 它 图 型 排 除 在 外, 将 根 据 MOS 为 基 础 的 人 类 评 估 方 式 评 为 中 或 差。 最 后, 话 音 质 量 的 评 估 按 待 业 共 识 的 五 个 等 级 分 成 优、 良、 中、 差、 坏。 网 络 经 营 者 可 放 心 QVoice 提 供 的“意 见” 将 与 其 用 户 得 出 的 完 全 相 同。 优化功能、覆盖和服务质量(QoS) 普 通 的 GSM 现 场 测 量 工 具 在 问 题 和 故 障 发 生 后 告 知 管 理 人 员 什 么 问 题 和 故 障,QVoice 不 同 之 处 是 在 用 户 开 始 投 诉 前 能 防 止 可 能 的 故 障 点。 例 如, 穿 越 城 镇 的 一 条 新 路 正 在 施 工,QVoice 可 发 现 实 时“乒 乓” 声 影 响, 其 发 生 的 频 率 可 能 导 致 呼 叫 建 立 有 故 障。 网 络 经 营 者 于 是 可 决 定 重 新 配 置 基 站 呢 还 是 增 加 新 的 基 站。 发 现 故 障 不 是 QVoice 仅 有 的 功 能, QVoice 也 能 编 集 定 期 统 计 数 据, 建 立 网 络 行 为 档 案。QVP 可 监 定 趋 势 并 对 网 络 功 能 作 出 预 测 分 析。 例 如, 如 果 年 度 用 户 增 加 数 明 显 增 大, 该 系 统 可 协 助 预 报 这 一 趋 势 何 时 会 影 响 性 能。 除 了 测 量 自 己 的 网 络,QVoice 还 能 测 量 竞 争 网 络 的 性 能, 这 是 重 要 的 市 场 信 息。 除 了 检 测 回 声 和 因 PSTN 模 拟 效 应, 例 如 串 音 造 成 的 其 它 话 音 降 质,QVoice 还 跟 踪 比 RXQUAL 范 围 广 得 多 的 话 音 质 量 和 网 络 功 能 数 据。 主 要 优 点 有 检 测 上 行 线 QoS 恶 化, 在 不 同 蜂 窝 技 术 间 比 较 话 音 质 量 以 及 话 音 处 理 电 路 内 部 的 缺 陷。 十九、从空中接口看网络故障 [摘 要 ]本 文 通 过 GSM网 络 的 空 中 接 口 信 令 流 程 ~ 来 分 析 我 们 平 时 所 遇 到 的 各 种 网 络 故 障 现 象 ~ 从 而 判 断 故 障 所 在 。 [关 键 词 ]空 中 接 口 , 网 络 , 故 障 在 平 时 我 们 进 行 拨 打 测 试 、 路 测 或 处 理 用 户 投 诉 时 , 经 常 会 碰 到 各 种 各 样 电 话 打 不 通 的 现 象 , 按 照 故 障 现 象 致 可 以 分 成 以 下 几 类 : 无 网 络 服 务 、 无 电 话 建 立 、 没 大 有 声 音 、 掉 话 、 电 话 有 噪 音 等 。 那 么 如 何 通 过 上 述 现 象 判 断 网 络 故 障 所 在 呢 ?下 面 就 结 合 空 中 接 口 的 信 令 流 来 程 和 网 络 统 计 值 , 对 上 述 故 障 依 次 进 行 分 析 。 1 空 中 接 口 信 令 流 程 空 中 接 口 信 令 流 程 如 图 1所 示 : 2 故 障 分 析 2.1. 无 网 络 服 务 是 指 网 络 不 能 给 手 机 提 供 服 务 , 即 手 机 不 能 利 用 随 机 接 入 控 制 信 道 来 发 送 消 息 , 那 么 此 情 况 只 能 是 手 机 的 接 收 电 平 低 于 C1值 。 手 机 进 入 盲 区 即 会 发 生 这 种 情 况 。 2.2. 无 电 话 建 立 这 种 情 况 表 现 为 手 机 拨 了 号 码 之 后 , 马 上 就 跳 掉 了 , 手 机 显 示 屏 上 仍 回 到 中 国 移 动 通 信 这 样 的 原 始 状 态 。 发 生 此 故 障 的 原 因 很 多 , 下 面 依 阶 段 进 行 分 析 : (1)没 有 占 用 上 独 立 专 用 控 制 信 道 a)当 手 机 占 用 随 机 接 入 信 道 后 , 在 接 入 容 许 控 制 信 道 上 如 果 收 到 “ 立 即 分 配 拒 绝 ” 消 息 , 那 么 应 该 是 由 独 立 专 用 控 制 信 道 拥 塞 引 起 的 , 此 时 我 们 可 以 通 过 统 计 值 SDCCH_CONGESTION来 加 以 证 实 , 如 拥 塞 确 实 比 较 厉 害 的 话 , 就 应 该 增 加 独 立 专 用 控 制 信 道 的 配 置 , 特 别 是 对 那 些 LAC交 界 处 的 站 更 应 引 起 注 意 。 (在 MOTOROLA设 备 中 , 通 过 CHG_ ELEMENT命 令 修 改 NUMBER _ SDCCHS _ PREFERRED参 数 可 实 现 对 SDCCH配 置 , 还 可 通 过 修 改 MAX_ NUMBER_ OF_ SDCCHS参 数 和 其 它 相 关 参 数 实 现 独 立 专 用 控 制 信 道 的 动 态 分 配 以 满 足 独 立 专 用 控 制 信 道 需 求 的 突 发 性 )。 另 外 还 应 该 注 意 独 立 专 用 控 制 信 道 被 吊 死 的 现 象 , 这 可 通 过 DISP_ CELL _ STATUS 命 令 来 查 看 独 立 专 用 控 制 信 息 的 总 体 使 用 情 况 , 并 通 过 DISP_ RTF_ CHAN命 令 来 查 看 独 立 专 用 控 制 信 道 的 具 体 占 用 情 况 。 b)基 站 发 送 了 “ 立 即 分 配 ” 消 息 , 但 是 手 机 没 有 发 送 “ 连 接 管 理 服 务 请 求 ” 消 息 接 入 独 立 专 用 控 制 信 道 , 这 种 情 况 应 该 来 说 是 极 少 发 生 的 。 此 时 我 们 可 通 过 统 计 值 CHAN_ REQ_ MS_ FAIL来 加 以 证 实 。 如 果 发 生 的 话 , 应 该 是 由 两 个 手 机 冲 突 引 起 的 , 这 需 要 通 过 测 试 车 来 查 看 “ 立 即 分 配 ” 消 息 的 内 容 进 行 确 认 , 如 果 此 消 息 中 的 随 机 参 考 号 、 N26、 N32、 N51和 随 机 接 入 信 道 中 的 不 匹 配 , 就 是 这 种 情 况 。 c)手 机 发 送 了 “ 连 接 管 理 服 务 请 求 ” 消 息 , 但 是 没 收 到 从 基 站 发 过 来 的 “ 确 认 ” 消 息 , 这 可 能 是 由 于 低 电 平 和 干 扰 引 起 的 。 对 于 低 电 平 我 们 可 通 过 调 整 天 馈 线 、 发 射 功 率 或 增 加 基 站 的 办 法 来 加 以 解 决 ; 对 于 干 扰 问 题 我 们 可 以 从 以 下 几 方 面 去 考 虑 : 手 机 是 否 在 应 该 所 属 的 小 区 ; 天 馈 线 是 否 有 问 题 ; 是 否 存 在 同 频 或 邻 频 干 扰 ; 频 率 配 置 是 否 有 误 (没 有 按 频 率 规 划 进 行 配 置 ); 是 否 存 在 上 行 干 扰 ; 上 下 行 链 路 是 否 平 衡 ; 邻 区 表 是 否 定 义 出 错 或 漏 定 义 。 (2)在 接 入 独 立 专 用 控 制 信 道 后 但 在 分 配 消 息 前 失 败 手 机 在 接 入 了 独 立 专 用 控 制 信 道 以 后 , 不 能 成 功 地 占 用 话 务 信 道 。 这 主 要 是 由 于 独 立 专 用 控 制 信 道 射 频 丢 失 、 A接 口 拥 挤 或 小 区 里 无 话 音 信 道 引 起 。 统 计 项 RF_LOSSES_SD、 ALLOC_TCH_FAIL可 以 反 映 这 种 情 况 。 A接 口 拥 挤 小 区 里 无 话 音 信 道 我 们 可 以 通 过 扩 容 来 解 决 , 对 独 或 立 专 用 控 制 信 道 射 频 丢 失 主 要 是 由 于 低 电 平 和 干 扰 引 起 的 , 对 此 的 解 决 办 法 在 上 一 节 已 有 所 阐 述 。 (3)在 分 配 消 息 后 失 败 假 如 手 机 收 到 了 “ 分 配 ” 消 息 , 那 说 明 A接 口 和 基 站 子 系 统 部 分 都 没 有 发 生 拥 挤 。 在 这 个 时 候 如 果 手 机 又 回 到 独 立 专 用 控 制 信 道 发 送 “ 分 配 失 败 ” 消 息 , 那 可 能 就 是 由 于 干 扰 引 起 的 。 如 果 多 次 发 生 的 话 , 那 可 能 故 障 出 在 馈 线 上 。 统 计 项 MA _ FAIL _ FROM _ MS可 以 反 映 这 种 情 况 。 当 然 在 这 个 时 候 , 我 们 仍 有 可 能 通 话 不 能 成 功 , 如 所 拨 号 码 错 误 、 被 叫 忙 、 久 叫 不 应 、 公 网 拥 塞 等 都 可 能 导 致 电 话 失 败 , 但 我 们 认 为 只 要 能 听 到 声 音 , 对 无 线 部 分 来 说 就 说 明 电 话 建 立 成 功 。 2.3. 无 声 音 如 果 手 机 成 功 的 占 用 了 话 务 信 道 , 但 是 我 们 听 不 到 声 音 , 那 故 障 一 般 就 出 在 传 输 上 了 , 这 时 我 们 就 应 该 查 一 下 传 输 故 障 。 如 果 手 机 在 做 了 基 站 控 制 器 之 间 的 切 换 之 后 没 声 音 , 那 故 障 应 该 在 代 码 转 换 器 (TRANSCODER)上 , 这 时 我 们 就 应 该 查 一 下 代 码 转 换 器 的 数 据 库 配 置 。 2.4. 噪 音 电 话 手 机 能 通 话 , 但 听 到 的 是 噪 音 , 这 主 要 是 由 干 扰 和 低 电 平 信 号 造 成 的 。 话 2.5. 掉 电 话 中 途 断 掉 的 现 象 , 主 要 是 由 于 干 扰 和 切 换 不 畅 引 起 的 。 3 小 结 由 于 网 络 故 障 而 引 起 手 机 通 话 不 畅 的 原 因 很 多 , 在 此 不 可 面 面 俱 到 , 另 外 由 于 手 机 故 障 而 引 起 电 话 不 通 在 此 也 没 有 进 行 阐 述 , 上 述 只 是 本 人 的 一 点 心 得 , 希 的 望 在 处 理 故 障 时 能 给 大 家 带 来 一 点 帮 助 。
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