《GSM移动通信无线网络优化》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GSM移动通信无线网络优化（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、GSM移动通信无线网络优化吴志忠 我国公用陆地移动通信网经过近几年的建设与发展，已具备了相当的规模。目前，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。 移动通信无线网络与固定链路通信无线网络（如微波中继通信）之间的差别是很大的。最大的区别是移动通信网的无线环境会发生变化，如周围环境、话务量分布等，这就会引起整个网络质量不断发生变化。另外，移动网规划中有大量的小区设计参数，这在固定网中是没有的，虽然有些小区设计参数基本上是可以不用调整的，如小区标志（Cell ID）、系统内小区标志（ICID）等，但大多数参数是可调整的，如接入门限电平、切换门限电平、相邻小区定义、频率配置等，它们将影
2、响服务质量的各项指标。 为了保证整个移动网的服务质量，就必须不停顿地观察和监测整个移动网，找出影响质量的原因或发生的变化，通过优化调整，以提高移动网的效率。因此网络优化的定义是对正式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，并且通过参数调整和采取某些技术手段，使网络达到最佳运行状态，使现有网络资源获得最佳效益。由此可见，无线网络优化主要包括两部分，即质量优化和效益优化。通过质量优化，提高接通率、切换成功率和小区覆盖率，降低掉话率及拥塞率；通过效益优化提高每信道的话务量，在保持可接受的服务等级水平的语音质量下，使每平方公里有更多用户使用该系统。 无线网络优化的工作量是很大的，
3、并且不能像固定链路通信网络那样，使问题在规划设计阶段就给予解决，原因是移动网中出现的大多数问题在网络规划阶段是不可能考虑得到的，例如实际的无线传播情况、不断变化的话务负荷等。有些问题（如掉话、拥塞）即使网络系统设计的很好，也是不可完全避免的。网络优化主要过程有系统调查、数据分析、制订和实施优化方案等，网络优化流程图如图1所示。 一、系统调查 网络优化是在系统正常运行状态下对系统的一个全范围的优化调整，因此在优化实施前应对系统现有状况做一个全面的了解，即系统调查。这种调查应包括用户申告、路测、语音质量测试、OMC和BSC的数据采集、小区频率规划等，并建立各种必要的数据资料库，如小区参数数据库、基
4、站数据库等。然后，对采集和测试的数据进行分析，正确评价网络，制订优化方案并实施。 用户申告是通过用户投拆或向用户调查，及时了解到网络中有关服务质量方面的问题。路测内容包括小区覆盖测试、干扰测试和呼叫测试以及信号接收质量（RxQual）、切换（Handover）、时间提前量（TA）、GSM第三层信令和控制信道（BCCH）、相邻小区的信息等。语音质量测试目前主要用主观评价方法测试信道的语音质量。在系统优化之前，还应该仔细核查小区中基站频率配置是否符合所规定的频率配置。 除此之外，系统调查内容还包括在OMC或BSC中进行的数据采集，采集的数据主要用于了解网络的运行情况，获得网络的各项质量指标，找出网
5、络存在的问题，是网络优化的重要步骤之一。为了便于优化人员的分析，所采集的数据一般做成报告形式，内容有反映无线网络实际运行状态以及基站和移动台状态的数据，具体数据如下：（1）BSC处理机忙时负荷报告；（2）BTS性能测量报告，内容有SDCCH和TCH的阻塞、成功分配、掉话及原因统计；（3）反映各小区、BTS及SDCCCH、TCH信道的业务可利用率报告；（4）基站和移动以发射的平均功率、接收到的信号场强和信号质量、平均距离和路径损耗等报告；（5）越区切换（小区内、小区间、MSC间）信息、各类切换的成功率和由切换引起的掉话率等报告；（6）同心圆技术或智能双层网业务使用信息；（7）各类呼叫、越区切换的
6、阻塞情况报告；（8）用于反映实际无线干扰环境的BTS-TRX干扰分析报告；（9）BCCH负荷观察报告；（10）BTS越区切换原因（上下行质量、电平、干扰、功率预算）；（11）切换总数分析报告。 二、数据分析和小区参数调整 数据分析是对报告中原始数据处理后的结果进行分析。BSC处理机负荷数据可以说明各个处理机忙时负荷是否接近临界值（8095），若接近临界值就应进一步检查系统的信道数、用户数等数据是否合理及进行必要的调整。由BTS性能测量报告可找出各小区发生掉话的主要原因与场所，同时结合其它相应测量措施进一步确定掉话的具体原因并予以解决。根据业务利用率可分析各小区可用信道数、每信道话务容量及拥塞率
7、之间的关系，从而确定是否需要增加SDCCH/TCH信道，同时为无线网络系统的长期规划做出依据。移动台和基站的发射功率、接收场强及信号质量等数据，可以分析小区覆盖情况和干扰情况。由平均距离和路径损耗可了解该小区的话务分布情况。越区切换报告可以从中找出切换过程中的异常情况并结合切换原因分析报告，查明切换不正常和切换掉话等原因。双层网业务使用信息报告可以观察到是否达到设计要求，切换门限设置是否合理。通过BTS业务阻塞报告可以查明TCH阻塞是由于话务信道不够，还是另有其它原因。干扰分析报告可了解小区各载频实际所受到的无线干扰情况，从而可进一步分析干扰原因。BCCH负荷情况报告能反映小区的RACH信道、
8、PCH信道等负荷是否过载，以决定相应参数的调整。越区切换原因报告可全面了解引发越区切换的各种原因（上下行质量、干扰或场强等）所占的百分比，可获得切换门限、切换余量等参数是否合理。 在调整小区参数之前，首先要了解小区各个参数的意义和功能。小区参数通常有几百个，但有些参数在设置后是不必调整的，对可调整的小区参数特别要注意的是每当改变某个小区参数值时，不同地区、不同时期的网络对其变化的反映是不一样的，其主要原因是周围环境的不同。因此对小区参数调整既要有理论指导，又要有现场实践经验。有一种观点认为，对于正在发展的网络，每次扩容后或优化时绝大部分可调整的小区参数仍宜采用缺省值，而只须对少数几个参数进行调
9、整，例如对话务量分布有直接影响的切换参数等。 小区参数按功能可分为无线资源管理方面的参数、移动性管理方面的参数、测量和测量处理方面的参数、切换参数以及功率控制参数。 无线资源管理参数主要包括空闲模式控制参数、小区识别参数、无线信道管理参数。当移动台处在空闲模式时，需要一些有关网络的信息，以便知道正确的频率和找到正确的小区，知道它是否接入到具有最佳覆盖的小区，以及移动台开始呼叫时的最大发射功率。无线信道和时隙数总是有限制的，它们的使用必须尽可能高效率，为了完全满足移动台始终有最好的无线信道以及始终被提供服务，因此对话务信道分配、话务释放控制和排队需要一些算法和参数。 移动性管理参数主要包括小区选
10、择和位置更新方面的参数。GSM系统中一个基本思想是移动台总是由能提供最佳覆盖的那个小区服务。在空闲模式中移动台用某种方式可找到最佳小区，但在专用模式中就要通过切换来实现，因此有一个称为小区选择的程序，通过比较根据准则C1（阶段1中）或C2（阶段2中）计算的路径损耗进行小区选择。为了避免频繁地小区重选，减少网络的信令流量和处理负荷，GSM规范设立了小区重选滞后参数和位置更新的时间周期参数。 测量和测量处理参数主要包括预处理控制参数，在对BTS、MS的测量样品进行均匀化处理时的测量窗口大小参数以及相应的多数判决参数PX、NX和加权参数，使测量数据正确、可靠，以供系统快择。 根据MS/BTS报告的测
11、量结果和所设置的切换参数，由BSC中的无线资源管理来做出切换决定，切换参数主要涉及到的有：为了防止对同一移动台重复切换和对于同一原因（例如没有可利用的空闲信道）反复切换的切换间隔控制参数，有关紧急切换方面的参数，由于无线原因切换时的门限参数，为给切换找出最好的小区所需的有关目标小区评估方面的参数，相邻小区参数，以及和切换算法有关的参数。 为使移动台和基站的射频输出功率最佳化，对每小区设置功率控制参数对移动台和基站的发射功率独立地进行控制。例如了为防止对同一个移动台/BSC反复改变功率而设置的最小时间间隔参数，有关切换后移动台初始功率电平优化的参数，正常功率控制的步长参数等，以及和功率控制算法有
12、关的参数。 只有在对这些小区参数及其影响有了正确的了解后，才能通过小区参数调整对网络进行优化。三、干扰分析 目前我国大中城市中的小区制蜂窝系统属于干扰受限系统，系统内频率的复用意味着来自相同信道的同频干扰和来自相邻信道的邻频干扰将是不可避免的。GSM系统受到的干扰类型大致可分为3大类，外部干扰、网间干扰和网内干扰，如图2所示。 外部干扰是指有些外部单位非法使用该频段从而对GSM网络产生的干扰，当前经常发生的是有些宾馆、娱乐场所私自安装直放站造成频率干扰，严重时会使部分扇区不能正常工作。解决的根本办法是网络营运部门妥善解决他们的室内覆盖问题。 网间干扰是指TACS网和GSM网之间的干扰，一般有两
13、种，一种是TACS网的三阶互调产物对GSM网下行链路频率的干扰；另一种是共基站的TACS网和GSM网下行频率之间的互调产物对GSM网上行链路频率的干扰。网间干扰出现的可能性不是很大，因为首先必须满足产生三阶互调干扰的条件，若适当地增加两网共基站天线之间的距离是克服互调干扰的好办法。 网内干扰在无线网络优化中主要是指频率复用引起的同频干扰和邻频干扰，这些干扰的产生是无法避免的，但通过细致的频率规划和网络优化调整可以使其达到最小。降低同频干扰和邻频干扰的措施有增加两个同频道小区间的间距、降低发射功率电平、不连续发射（DTX）、使用跳频技术、降低基站天线高度、更改天线的安装位置、天线方向去耦、天线向
14、下倾斜、采用抗同频道干扰天线（性能优良的倾斜天线）、分集接收、频道配置的优化调整、分层小区结构等。 四、小区覆盖测试和覆盖预测 蜂窝小区的覆盖率是衡量蜂窝移动通信网服务质量的一项重要指标。如果覆盖范围达不到设计要求，就必须进行网络优化。将小区覆盖情况结合话务量分析可以对各相邻小区之间的话务均衡给出直接参考依据，是防止同频道干扰和邻频道干扰的必要步骤。 大区制蜂窝结构中的覆盖设计遵循噪声受限或称传播受限原则，因此规定了覆盖区边缘的最小接收信号电平。对于GSM900系统，发射功率峰值为2W或1W的移动电话机，覆盖区边缘最小接收信号强度可为28dV/m。对于在900MHz频率、50负载，该值能换算成
15、-104dBmW的接收功率。考虑到噪声和快衰落的影响，需增加10dB瑞得衰落引起的恶化量，对慢衰落的影响需增加8dB保护，因此最小接收信号功率设计指标通常定在-80-88dBm。 小区制蜂窝系统则属于干扰受限系统，除了考虑场强覆盖范围外，还必须考虑覆盖范围内的载干比C/I，对于C/I值达不到指标的区域仍然要视为盲区。 小区参数中的最小接入电平可决定小区实际的服务范围。如果最小接入电平参数设置很高，那么该室外基站的服务范围就会小于场强覆盖范围，覆盖区内特别是室内的有些移动台将不能接入。如果最小接入电平参数设置太低，则接入的通话质量就变得较差。 若利用室外基站对室内覆盖，其覆盖范围将会随建筑物楼层
16、的增加而变大。室内覆盖范围还与建筑物的穿透损耗有关，而穿透损耗与建筑物的结构有很大关系。对于话务量高、用户集中的室内覆盖或电波穿透能力很差的地下设施等，则需要用室内基站覆盖来满足高话务量的需求及达到满意的服务质量。 对小区的覆盖测试是网络优化中系统调查的又一个重要步骤，测试可采用测试移动电话机或测量采集车进行，还要进行实时处理或后台处理以获得分析结果供网络优化使用。国内已开发出适合国内GSM网的分析处理软件，如珠海万禾公司的ANT FOR GSM软件，它把基站参数的现有资源、实地路测数据和电子地图地理信息结合在一起，可以进行和得到基站资源检查、小区切换情况及定位、掉话故障来源、话务密度分布情况、干扰点确定与评估、覆盖盲区定位、异网覆盖与干扰情况、孤岛效应定位和
