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移动通信网:GSM网络规划与网络优化
作者:admin 发布日期:2017-06-29
  快速增长的移动通信网络容量需求与有限的频率资源之间的矛盾正严重困扰着移动通信运营商,网络规划和网络优化日益受到重视。网络规划是移动通信网络建设中的重要环节,它对于网络的建设成本和运行质量都存在着很重要的影响。在国外,大多数GSM网络营运商对网络建设都非常重视,在网络规划与优化上投入了大量的人力、物力和财力。目前,国内各省移动通信公司和联通公司在其移动通信设备招标过程中也把设备供应商的网络规划与优化技术作为一项重要的考核指标对象,由此可看出网络规划与优化在移动通信网络建设中的重要意义。
  一、网络规划的重点内容
  首先是对规划区域的前期勘测,包括对地形、地貌、建筑物分布、交通和商业发展情况、居民的生活水平以及他们的生活习惯等各方面情况进行综合分析,从而预测目前及未来当地潜在的用户群数目。根据营运商的服务等级,从而确定整个区域内主要部分的话务量分布和布站策略、站型的配置、站点数目、投资规模等,充分考虑到当地高层建筑物及塔的分布,基本确定站点分布和数目。对于站点位置的选择及覆盖半径,必须考虑到话务需求量、传播环境、上下行信号平衡等对基站覆盖半径的限制以及建站的综合成本等诸多因素。
  网络规划的目的是以最低的成本建造成符合近期和远期话务需求、具有一定服务等级的移动通信网络,从而为业务的发展提供强大的支撑。
  网络规划是个较为复杂的工程,它受到多方面因素的制约,因此,它不仅仅是简单的技术问题。在这里需特别指出的是电波传播性能的测试,它是网络规划过程中一个不容忽视的重要方面。它将被用于电波传播模型的校正,从而预测站点覆盖半径。对站点覆盖半径的预测是否准确,将直接影响到网络建设的质量与成本,所以,国外的GSM营运商对网络传播性能测试都很重视。
  二、网络优化的故障分析及对策
  当网络一旦建成以后,由于前期规划与实际用户发展存在一定的偏差,造成忙区资源紧张而闲区资源过剩的情况,以及用户在通话过程当中所碰到的如话音断续、拥塞、无线掉话等诸多现象,这些都不利于业务的发展。针对这些情况,GSM工程师们必须对网络进行优化,在满足广大消费者需求的同时,使现有的网络获得最佳经济效益,它是一项重要而且长期的工作。由于网络优化比规划更加复杂,在这一方面,我们的移动通信营运商们,特别是从事网络优化的工程师们都有深刻的体会与教训,而且网络优化与网络规划密切相关,所以许多营运商在对已有系统扩容或是新建系统时,都无一例外地把优化与规划两部分作为网络建设重要环节而在进行设备招标时把它单独列出,由此可见网络优化与网络规划同样重要。
  1.故障分析
  (1)对规划区的覆盖、同频邻频干扰小区进行测量与分析,从而提出对小区的天线方向、天线的俯仰角、基站系统的最大发射功率(MAX_TX_BTS)、最大的手机发射功率(MAX_TX_MS)以及手机允许接入系统时的最低接入电平(RXLEV_ACCESS_MIN)等网络参数的调整方案。
  (2)对规划区的话音质量、小区切换、小区选择、小区重选、拥塞、掉话等进行测量与分析,找出问题,提出解决方案。
  (3)根据规划区内各个基站的话务统计、切换与掉话等情况进行综合分析,对小区的射频参数及网络参数进行调整,从而适当调整各个小区的定向重选边界;对小区切换边界进行调整,使得网络各小区的话务负荷尽量均衡,并且使得网络的覆盖与干扰情况得以改善。
  网络优化的目的是分析系统的实际运行情况,找出现有网络可能存在的问题,确定解决方案,提高网络性能,保证网络稳定、良好运行。
  2.系统优化数据来源
  (1)OMC话务统计分析
  网络中各网元的网络性能统计数据,可以通过OMC_R终端进行采集。OMC话务统计是了解网络性能指标的重要途径,它具有全面的网络运行数据,通过话务统计,可以了解各个小区的话务量、信道可用率、TCH掉话率、TCH拥塞率、切换成功率、接通率等各项指标,从而了解到各小区TCH、SDCCH、RACH等的信道占用和信令承载情况,掌握全网的话务和信令流量,对存在的问题和潜在的问题进行分析,为网络优化提供重要依据。OMC话务统计结果一般都具有原始数据结果、统计分析结果、图表形式等几种显示方式,优化工作一般应根据所需检查的指标项及分析需求,选择合适的数据显示方式,对各项指标进行统计与分析。
  (2)CQT,DT测试
  用测试手机对各小区的覆盖场强进行测试,并定期地做CQT测试;而对小区的拥塞、切换、掉话、话音质量等进行测试时,则有一部分优秀的测试后台分析软件会提供对测试数据的显示、标注、统计分析等。在MOTOROLA系统中主要是应用TEMS软件来完成这一进程,也就是数据采集的过程。路测(DRIVE TEST)的目的在于评估网络整体服务质量,了解各小区的场强分布、通话质量是否满足要求。测试时,路测设备报告用户所在位置、基站距离、接收信号强度、接收信号质量、切换点、相邻小区的基本状况、整个频段的扫描结果等,并可完整地记录各项测试数据,便于进行后台分析。测试数据可按地图统计分布,有效地反映无线小区的覆盖范围、RXLEV、RXQUAL和干扰区,便于分析干扰源的位置,确定频率配置是否合理,检查邻区关系和观察切换、掉话事件的发生。此外,还能检查天馈系统的实际安装和性能是否达到预期的设计要求。根据测试结果,对系统参数、天线状态进行相应的调整,其中系统参数的调整主要包括:调整基站的发射功率、改变频率的配置方案、切换电平的调整、相邻小区参数设置调整、话务负荷调整以及SDCCH和TCH的配置数目和调整等,调整天线状态对改善覆盖、降低干扰具有重要作用。
  (3)对用户的投诉加以仔细分析
  由于手机用户分布的随机性,可能遍及了网络的每一个角落单元。手机能否正常呼入与呼出,他们往往是网络质量好坏的最先感受者。诸如上行链路的随机接入信道RACH数目的配置,下行链路的寻呼信道PCH和接入准许信道AGCH数目的配置,独立专用控制信道SDCCH数目的配置,小区话务是否有拥塞,是否存在盲区,小区之间是否有越区覆盖等等,我们都可以从用户的投诉上获取第一手资料。
  三、GSM系统掉话故障排除
  1.由于天馈线系统原因而导致的掉话
  (1) 由于两副天线俯仰角不同而产生的掉话
  在基站安装过程中,如果采用的是单极化天线,当小区的DATABASE中参数CCCH-CONF=0时,小区的SDCCH和BCCH采用NO-COMBINED MODE,这样一来,该小区的BCCH和SDCCH就有可能分别从两副不同的天线发出。当它们的俯仰角不同时,就会造成两副天线的覆盖范围不同,用户在某一区域中能收到BCCH信号,但产生呼叫时却可能无法占用SDCCH而掉话。此外,俯仰角过小,会造成对附近同频站的干扰;过大则会造成对相邻站的邻频干扰。
  (2) 由于两副天线方位角的不同而产生的掉话方位角的偏差也会造成一些意想不到的同频和邻频干扰。
  (3) 由于两副天线之间的距离原因而产生的掉话两副天线之间应保持一定的水平距离以实现分集接收,否则会降低收信灵敏度产生掉话,两副天线之间的水平距离(经验值)应为垂直距离的十分之一,至少应大于3米。
  (4) 由于天馈线自身原因而产生的掉话
  天馈线损伤、进水、弯曲半径过少或接头处接触不良,都会降低发射功率和收信灵敏度,从而产生严重的掉话。
  对于由以上原因所引发的掉话,首先应该到基站现场进行观测,如不能发现问题则可以通过对故障小区的手机拨打测试(CQT)或通过分析从OMC中得到的有关统计参数(RF-LOSS-RATE、SDCCH-CONGESTION-KEY、TCH-CONGESTION-KEY等),来发现故障原因,并及时调整天线俯仰角及方位角以降低掉话率;或采用天馈线测试仪SITEMASTER来判断故障原因及故障点,并及时更换故障天线和接头。
  2.由于切换原因而导致的掉话
  (1) 信号覆盖差,RXLEV值太低
  在基站做分担话务量的切换时,一些切换请求会因为切入小区的信号强度太弱而失败,既使切换成功也经常会因为信号强度太弱而掉话。这是因为在BSC中我们对手机用户的接收信号强度设有最低门限,当低于此值时,手机无法建立呼叫。
  (2) 目标基站无切换信道
  有一些小区由于相邻小区都很繁忙,造成目标基站无切换信道或在拓扑关系中漏定义切换条件(含BSC间切换和越局切换),致使手机在响应切换动作时无法占用相邻小区的空闲话音信道,此时BSC将对此进行呼叫重建(DIRECT RETRY),若主叫基站的信号此时不能满足最低工作门限或无空闲话音信道,则呼叫重建失败导致掉话。小区之间存在漏覆盖或盲区时也会导致切换失败而掉话。
  (3) 小岛效应
  如果服务小区A由于地形的原因产生的场强覆盖小岛C,而在小岛C周围某些位置是小区B的覆盖范围,如在A的邻近小区的拓扑结构中未添加小区B,那么用户在C中建立呼叫后一走出小岛,由于无处可切换将产生掉话。
  引发切换的原因主要有上下行接收质量RX-QUAL、上下行接收电平RX-LEVEL、上下行干扰(INTERFERENCE)、功率预算(PBGT BUDGET)、距离(MS-DISTANCE)等。如果掉话涉及到切换问题,可先用测试车进行大范围的测试,因为切换是在小区及基站之间发生的,本小区的掉话有可能是因为其与相邻小区之间的切换设置不合理造成的。应选择那些与该小区有切换拓扑关系而拥塞率又较高的小区作为测试的重点,并需要检查小区周围是否有盲区存在,如果是这种原因应及时修改有关频率并增加新的基站或扩大原有基站的覆盖范围。对于因切换设置不合理而造成的掉话可根据实际测试情况适当修改切换参数(HO-MARGIN-CELL、HO-MARGIN-RXLEV、HO-MARGIN-RXQUAL等