移動通信網：GSM網絡規劃與網絡優化

2019-11-05 02:15:35

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供稿：網友

快速增長的移動通信網絡容量需求與有限的頻率資源之間的矛盾正嚴重困擾著移動通信運營商，網絡規劃和網絡優化日益受到重視。網絡規劃是移動通信網絡建設中的重要環節，它對于網絡的建設成本和運行質量都存在著很重要的影響。在國外，大多數GSM網絡營運商對網絡建設都非常重視，在網絡規劃與優化上投入了大量的人力、物力和財力。目前，國內各省移動通信公司和聯通公司在其移動通信設備招標過程中也把設備供給商的網絡規劃與優化技術作為一項重要的考核指標對象，由此可看出網絡規劃與優化在移動通信網絡建設中的重要意義。
　　
　　一、網絡規劃的重點內容
　　首先是對規劃區域的前期勘測，包括對地形、地貌、建筑物分布、交通和商業發展情況、居民的生活水平以及他們的生活習慣等各方面情況進行綜合分析，從而猜測目前及未來當地潛在的用戶群數目。根據營運商的服務等級，從而確定整個區域內主要部分的話務量分布和布站策略、站型的配置、站點數目、投資規模等，充分考慮到當地高層建筑物及塔的分布，基本確定站點分布和數目。對于站點位置的選擇及覆蓋半徑，必須考慮到話務需求量、傳播環境、上下行信號平衡等對基站覆蓋半徑的限制以及建站的綜合成本等諸多因素。
　　
　　網絡規劃的目的是以最低的成本建造成符合近期和遠期話務需求、具有一定服務等級的移動通信網絡，從而為業務的發展提供強大的支撐。
　　
　　網絡規劃是個較為復雜的工程，它受到多方面因素的制約，因此，它不僅僅是簡單的技術問題。在這里需非凡指出的是電波傳播性能的測試，它是網絡規劃過程中一個不容忽視的重要方面。它將被用于電波傳播模型的校正，從而猜測站點覆蓋半徑。對站點覆蓋半徑的猜測是否準確，將直接影響到網絡建設的質量與成本，所以，國外的GSM營運商對網絡傳播性能測試都很重視。
　　
　　二、網絡優化的故障分析及對策
　　當網絡一旦建成以后，由于前期規劃與實際用戶發展存在一定的偏差，造成忙區資源緊張而閑區資源過剩的情況，以及用戶在通話過程當中所碰到的如話音斷續、擁塞、無線掉話等諸多現象，這些都不利于業務的發展。針對這些情況，GSM工程師們必須對網絡進行優化，在滿足廣大消費者需求的同時，使現有的網絡獲得最佳經濟效益，它是一項重要而且長期的工作。由于網絡優化比規劃更加復雜，在這一方面，我們的移動通信營運商們，非凡是從事網絡優化的工程師們都有深刻的體會與教訓，而且網絡優化與網絡規劃密切相關，所以許多營運商在對已有系統擴容或是新建系統時，都無一例外地把優化與規劃兩部分作為網絡建設重要環節而在進行設備招標時把它單獨列出，由此可見網絡優化與網絡規劃同樣重要。
　　
　　1．故障分析
　　（1）對規劃區的覆蓋、同頻鄰頻干擾小區進行測量與分析，從而提出對小區的天線方向、天線的俯仰角、基站系統的最大發射功率（MAX_TX_BTS）、最大的手機發射功率(MAX_TX_MS)以及手機答應接入系統時的最低接入電平(RXLEV_access_MIN)等網絡參數的調整方案。
　　
　　（2）對規劃區的話音質量、小區切換、小區選擇、小區重選、擁塞、掉話等進行測量與分析，找出問題，提出解決方案。
　　
　　（3）根據規劃區內各個基站的話務統計、切換與掉話等情況進行綜合分析，對小區的射頻參數及網絡參數進行調整，從而適當調整各個小區的定向重選邊界；對小區切換邊界進行調整，使得網絡各小區的話務負荷盡量均衡，并且使得網絡的覆蓋與干擾情況得以改善。
　　
　　網絡優化的目的是分析系統的實際運行情況，找出現有網絡可能存在的問題，確定解決方案，提高網絡性能，保證網絡穩定、良好運行。
　　
　　2．系統優化數據來源
　　（1）OMC話務統計分析
　　
　　網絡中各網元的網絡性能統計數據，可以通過OMC_R終端進行采集。OMC話務統計是了解網絡性能指標的重要途徑，它具有全面的網絡運行數據，通過話務統計，可以了解各個小區的話務量、信道可用率、TCH掉話率、TCH擁塞率、切換成功率、接通率等各項指標，從而了解到各小區TCH、SDCCH、RACH等的信道占用和信令承載情況，把握全網的話務和信令流量，對存在的問題和潛在的問題進行分析，為網絡優化提供重要依據。OMC話務統計結果一般都具有原始數據結果、統計分析結果、圖表形式等幾種顯示方式，優化工作一般應根據所需檢查的指標項及分析需求，選擇合適的數據顯示方式，對各項指標進行統計與分析。
　　
　　（2）CQT，DT測試
　　
　　用測試手機對各小區的覆蓋場強進行測試，并定期地做CQT測試；而對小區的擁塞、切換、掉話、話音質量等進行測試時，則有一部分優秀的測試后臺分析軟件會提供對測試數據的顯示、標注、統計分析等。在MOTOROLA系統中主要是應用TEMS軟件來完成這一進程，也就是數據采集的過程。路測（DRIVE TEST）的目的在于評估網絡整體服務質量，了解各小區的場強分布、通話質量是否滿足要求。測試時，路測設備報告用戶所在位置、基站距離、接收信號強度、接收信號質量、切換點、相鄰小區的基本狀況、整個頻段的掃描結果等，并可完整地記錄各項測試數據，便于進行后臺分析。測試數據可按地圖統計分布，有效地反映無線小區的覆蓋范圍、RXLEV、RXQUAL和干擾區，便于分析干擾源的位置，確定頻率配置是否合理，檢查鄰區關系和觀察切換、掉話事件的發生。此外，還能檢查天饋系統的實際安裝和性能是否達到預期的設計要求。根據測試結果，對系統參數、天線狀態進行相應的調整，其中系統參數的調整主要包括：調整基站的發射功率、改變頻率的配置方案、切換電平的調整、相鄰小區參數設置調整、話務負荷調整以及SDCCH和TCH的配置數目和調整等，調整天線狀態對改善覆蓋、降低干擾具有重要作用。
　　
　　（3）對用戶的投訴加以仔細分析
　　
　　由于手機用戶分布的隨機性，可能遍及了網絡的每一個角落單元。手機能否正常呼入與呼出，他們往往是網絡質量好壞的最先感受者。諸如上行鏈路的隨機接入信道RACH數目的配置，下行鏈路的尋呼信道PCH和接入準許信道AGCH數目的配置，獨立專用控制信道SDCCH數目的配置，小區話務是否有擁塞，是否存在盲區，小區之間是否有越區覆蓋等等，我們都可以從用戶的投訴上獲取第一手資料。
　　
　　三、GSM系統掉話故障排除
　　1．由于天饋線系統原因而導致的掉話
　　
　　（1）由于兩副天線俯仰角不同而產生的掉話
　　在基站安裝過程中，假如采用的是單極化天線，當小區的DATABASE中參數CCCH-CONF=0時，小區的SDCCH和BCCH采用NO-COMBINED MODE，這樣一來，該小區的BCCH和SDCCH就有可能分別從兩副不同的天線發出。當它們的俯仰角不同時，就會造成兩副天線的覆蓋范圍不同，用戶在某一區域中能收到BCCH信號，但產生呼叫時卻可能無法占用SDCCH而掉話。此外，俯仰角過小，會造成對四周同頻站的干擾；過大則會造成對相鄰站的鄰頻干擾。

　　
　　（2）由于兩副天線方位角的不同而產生的掉話
　　
　　方位角的偏差也會造成一些意想不到的同頻和鄰頻干擾。
　　
　　（3）由于兩副天線之間的距離原因而產生的掉話
　　
　　兩副天線之間應保持一定的水平距離以實現分集接收，否則會降低收信靈敏度產生掉話，兩副天線之間的水平距離（經驗值）應為垂直距離的十分之一，至少應大于3米。
　　
　　（4）由于天饋線自身原因而產生的掉話
　　
　　天饋線損傷、進水、彎曲半徑過少或接頭處接觸不良，都會降低發射功率和收信靈敏度，從而產生嚴重的掉話。
　　
　　對于由以上原因所引發的掉話，首先應該到基站現場進行觀測，如不能發現問題則可以通過對故障小區的手機撥打測試（CQT）或通過分析從OMC中得到的有關統計參數（RF-LOSS-RATE、SDCCH-CONGESTION-KEY、TCH-CONGESTION-KEY等），來發現故障原因，并及時調整天線俯仰角及方位角以降低掉話率；或采用天饋線測試儀SITEMASTER來判定故障原因及故障點，并及時更換故障天線和接頭。
　　
　　2．由于切換原因而導致的掉話
　　
　　（1）信號覆蓋差，RXLEV值太低
　　
　　在基站做分擔話務量的切換時，一些切換請求會因為切入小區的信號強度太弱而失敗，既使切換成功也經常會因為信號強度太弱而掉話。這是因為在BSC中我們對手機用戶的接收信號強度設有最低門限，當低于此值時，手機無法建立呼叫。
　　
　　（2）目標基站無切換信道
　　
　　有一些小區由于相鄰小區都很繁忙，造成目標基站無切換信道或在拓撲關系中漏定義切換條件（含BSC間切換和越局切換），致使手機在響應切換動作時無法占用相鄰小區的空閑話音信道，此時BSC將對此進行呼叫重建（DIRECT RETRY），若主叫基站的信號此時不能滿足最低工作門限或無空閑話音信道，則呼叫重建失敗導致掉話。小區之間存在漏覆蓋或盲區時也會導致切換失敗而掉話。
　　
　　（3）小島效應
　　
　　假如服務小區A由于地形的原因產生的場強覆蓋小島C，而在小島C四周某些位置是小區B的覆蓋范圍，如在A的鄰近小區的拓撲結構中未添加小區B，那么用戶在C中建立呼叫后一走出小島，由于無處可切換將產生掉話。
　　
　　引發切換的原因主要有上下行接收質量RX-QUAL、上下行接收電平RX-LEVEL、上下行干擾（INTERFERENCE）、功率預算（PBGT BUDGET）、距離（MS-DISTANCE）等。假如掉話涉及到切換問題，可先用測試車進行大范圍的測試，因為切換是在小區及基站之間發生的，本小區的掉話有可能是因為其與相鄰小區之間的切換設置不合理造成的。應選擇那些與該小區有切換拓撲關系而擁塞率又較高的小區作為測試的重點，并需要檢查小區四周是否有盲區存在，假如是這種原因應及時修改有關頻率并增加新的基站或擴大原有基站的覆蓋范圍。對于因切換設置不合理而造成的掉話可根據實際測試情況適當修改切換參數（HO-MARGIN-CELL、HO-MARGIN-RXLEV、HO-MARGIN-RXQUAL等

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