移動通信網絡的合理測試與優化設計

2019-11-03 09:13:53

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供稿：網友

中京郵電通信設計院中京網佳科技有限公司刁兆坤

　　為適應移動通信網絡的迅速發展和用戶數及業務量的急劇增加，運營企業網絡優化部門應采用先進的技術手段及合理的測試方法，合理確定各網元設備的容量比例，提高網絡設備的利用率，實現網絡的科學規劃、優化和合理設計。同時，運營企業中原有的網絡規劃/優化設計工作中存在的弊端，必須盡快加以完善，以實現新業務的快速部署。現有的規劃/優化設計工作中的弊端主要體現為：

　　不能充分了解當地的社會人文狀況和用戶消費特性等現狀；

　　舊的數字地圖使模擬預測嚴重背離當地的地物地貌實際分布特點，造成預測的不準確性和不確定性；

　　傳播模型的參數校正有待完善；

　　對網絡覆蓋范圍和通話質量狀況不能進行充分的路測測試，難以進行分析和總結；

　　不能給出詳盡的網絡話務分布規律；

　　無法對現網的資源利用率進行實質分析，網絡設計與運營商的期望值不相符；

　　在立體覆蓋、室內深度覆蓋等方面無法進行重要場所的室內CQT測試，因此不能提出網絡覆蓋的詳細解決方案。

　　在移動通信網絡的無線網絡設計、規劃及優化工作中，優化人員需要利用仿真規劃軟件對系統的無線環境進行仿真模擬，以便于在整體上對系統進行分析，包括對初定站址的覆蓋范圍預測、對周圍基站話務分擔的合理性分析等。

一、數字地圖的精確化

　　用于移動通信網絡狀況分析的數字地圖包括地形高度、地面用途種類等對移動通信電波傳播有影響的地理信息，是優化人員利用規劃軟件進行覆蓋預測、干擾分析以及頻率規劃的重要基礎數據。數字地圖的采樣間隔與傳播環境的復雜程度有關，不同的傳播環境往往具有不同的復雜程度，傳播環境越復雜，對數字地圖采樣間隔的要求就越高。在選擇合適的數字地圖時，應結合該地區的實際情況，折衷考慮精度與成本的問題。采用“混合精度”的數字地圖是較為合理的一種選擇，混合精度即在話務密度高的大城市市區采用高精度規格，郊區及中小城市采用較低精度規格，廣大的農村及偏遠地區可以采用更低的精度規格（不同的采樣間隔標準有5m、20m、50m、100m等）。

二、傳播模型校正

　　在實際的測試優化工程中，優化人員需要針對各個地區不同的地理環境進行測試，通過分析與計算等手段對傳播模型的參數進行修正。通過實際架設發射機進行CW測試，優化人員可獲得最準確的無線信號路徑損耗值，與仿真模擬的結果進行反復修正，最終得出最能反映當地無線傳播環境的、最具有理論可靠性的傳播模型。

　　我們身邊的無線環境不是一成不變的，尤其在城市中，高大建筑、密集居民區的增多都會引起無線傳播環境的變化，當這種變化達到一定程度時，就需要對傳播模型參數進行修正，提高無線仿真模擬的真實性。傳播模型參數修正的主要步驟如圖1所示。

圖1 模型修正工作流程圖

三、網絡覆蓋、話務分布等性能分析

　　1．網絡覆蓋現狀分析

　　覆蓋廣度分析

重點包括縣城覆蓋率、鄉鎮覆蓋率、交通干線覆蓋率、旅游景點覆蓋率等方面的分析。

　　覆蓋深度分析

　　通過對大型寫字樓、商業中心、飯店及高層建筑物的重點CQT測試，分析總結網絡覆蓋狀況。其中，室內信號測試是從“點”的層面對現有網絡進行的測試分析，室內信號測試可集中在城市市區進行，主要針對目前室內網絡覆蓋不太完善的大中型建筑，一般包括三星級以上酒店、高檔寫字樓、重要交通樞紐、大型會所場館等，室內信號測試點由設計方、建設方共同確定，明確至具體建筑內。室內測試應保證足夠的測試點數量，以加強分析結果的普遍性。

　　場強測試

　　場強測試的目的是獲得各地區信號的傳播特點，借以對規劃軟件的預測模型進行校正。根據地理地貌的相似性，模擬測試可在省內分類型進行，大城市至少應分為密集市區、一般市區、郊區三類，對城市地理地貌特征相近的城市可選擇其中之一進行模擬測試，以分別獲得適合不同類型區域的傳播模型。

　　現有網絡模擬預測

　　運營商應合理選擇網絡優化工程使用的模擬規劃軟件，利用該軟件可基于三維數字化電子地圖進行GSM/CDMA無線網絡覆蓋、業務分布、質量等方面的預測分析。經過模型校正，優化人員所使用的模型預測值與場強測試結果間的總標準偏差應不大于9dB，平均偏差應為0dB。

　　2．分區分類統計分析

　　在規劃設計新一期網絡擴容建設前，優化人員應對現網狀況進行有效的普查分析，準確了解和掌握現網的資源狀況，使規劃設計的基礎更加準確和精確。

　　分區分類統計分析主要是對現有網絡話務分布情況進行話務分布的分析。在話務分析中，優化人員應對近期的OMCR 資料（說明提取時間和當時網上用戶數）進行分析，包括忙時話務量、阻塞率、扇區資源利用率等，同時對各地區分類型進行統計，對設計話務分布比例和實際話務分布比例進行比較和分析。

　　表1為GSM網絡每小區話務與不同網絡利用率的分析（截選），以此為參考，優化人員經過實際測試與統計將統計結果與該表對比，當每信道實際話務量達到擴容每線話務量時，就說明需要申請網絡擴容了。

　　3．網絡改造方案

　　利用規劃軟件，優化人員應在分析總結現網基站設置情況的基礎上，提出天饋線整改、非合理站址的搬遷改造、基站分裂擴容等方面的具體優化方案，例如表2是聯通某地市的優化人員利用規劃軟件對該地市CDMA一期基站設置提出的優化方案。

四、路測數據的充分利用

　　1．CQT測試

　　CQT測試以用戶為測試主體，主要評估通話過程中的話音質量。根據網絡規模和地域范圍選擇一定的測試點（一般要求室內），在這些點上，測試人員持普通手機以普通用戶撥打方式定量撥打，對每次的通話現象進行歸類，測試結果在一定程度上能夠反映出用戶對網絡的滿意程度。

以CDMA網絡測試為例，其具體測試內容包括：

導頻信號強度Ec/Io；

手機發射功率；

手機接收功率；

通話的建立情況（接通、失敗等信息）；

通話的持續情況（回音、串話、話音斷續、背景噪聲等信息）；

通話的完成情況（單通、掉話、正常通話完成等信息）。

　　以上內容的測試采用兩組定點CQT的測試人員在規定時間內用規定時長互相撥打對方測試手機的方法完成。聯通新時空某分公司某次CQT主觀測試結果如表3所示。

　　2．DT測試

　　DT測試以網絡終端（移動臺）為測試主體，根據網絡規模和地域范圍，選擇一定的測試路線，運用測試設備如測試手機、GPS、筆記本電腦和相應的測試軟件等進行動態測試，測試結果用于評估網絡的覆蓋情況。合理的測試軟件對數據采集和數據分析非常重要。在行進過程中，測試手機在測試軟件的控制下，仿真普通用戶進行連續地自動撥打，測試手機把其接收到的各種系統信息和指令、測量報告和所遭遇的事件如實地匯報給測試軟件，測試軟件再對其進行相應的顯示、歸類、處理和存放。測試結果能夠在一定程度上反映出網絡的覆蓋情況和服務質量。

五、立體覆蓋與深度覆蓋規劃

　　無線電波傳播環境的復雜性、地形地物的影響以及城市規劃和經濟的發展，給網絡覆蓋造成了一定程度的阻礙，例如建筑物材料固有的屏蔽作用，增加了無線信號的穿透損耗，影響了網絡的信號接收和通話質量；為提高網絡容量增加頻率復用而采取縮小基站覆蓋半徑的方式，限制了基站架設高度，造成高層建筑物區域無線信號來自多個小區或地面、墻面的不穩定反射信號等情況；地鐵和隧道沿線由于地面屏蔽、彎道、車廂阻擋等因素，阻礙了電波的傳播。

　　目前實現無縫覆蓋主要解決三種特殊區域的無縫覆蓋：建筑物室內覆蓋（包括高樓、賓館、大型購物商場、停車場等建筑物內）、地鐵和隧道的室內覆蓋、高速公路和鐵路沿線的覆蓋。無縫覆蓋實現方式主要分為宏蜂窩直接覆蓋、微蜂窩直接覆蓋、信號源+分布式天線系統等。

　　地鐵和隧道的無縫覆蓋由于彎道多、環境封閉等因素的影響，主要通過信號源+分布式天線系統來實現，根據信號源的不同，優化人員應選擇具有針對性的覆蓋方式：微蜂窩方式或宏蜂窩+直放站方式。根據站廳、站臺和隧道等覆蓋區域的不同，分布式天線系統可以根據不同情況采用同軸分布式天線系統、泄漏電纜等方式。

　　針對高速公路和鐵路沿線的無縫覆蓋一般應遵循以下幾個基本原則：

站距考慮；

天線考慮；

饋線系統；

傳輸考慮；

電源考慮；

組網配置考慮。

六、移動數據業務的測試與優化

數據業務模型與話音業務模型有著很大的差別，數據呼叫有以下4個特點：

休眠狀態和激活狀態的轉換；

用戶的每一次會話，可以包含多次分組呼叫；

數據以突發方式傳輸；

分組呼叫所占用的資源隨著數據的突發傳輸而隨時變化。

由于數據業務模型比較復雜，移動數據網絡的測試與優化應著重于以下幾個方面：

服務內容及不同業務的特點；

運營策略，包括數據用戶的比例、用戶的平均傳輸速率等；

用戶行為，如業務申請比例、每天每用戶的使用數據業務的次數、忙時數據業務量等；

　　移動數據網的規劃設計人員應針對數據用戶的特點進行有效的規劃設計，設計方案質量可根據信道資源利用率和能否滿足數據業務的平均需求等方面來衡量。

　　移動通信網絡是在循環反復的規劃、測試、優化的過程中不斷完善的，無線網絡的優化應按照階梯式循環往復的過程不斷進行，以保證網絡質量的逐漸完善。

----《通信世界》