高话务密度区的网络优化技术.doc

移动通信网络运行状况动态变化较大，受外界客观环境影响因素较多。用户市场不断扩大，网络不停扩容。因此，网络优化是移动通信网络运行维护工作中的一个重要组成部分，其目的就是提高网络通信质量，改善服务形象，充分挖掘网络资源，使投资得到应有回报。目前随着技术进步，GSM网络上开通的业务种类越来越多，不仅包括话音，还会开通数据、图象等，向多媒体方向发展。这样，网络的维护质量要求也就越来越高，网络优化的任务越来越重。网络优化是在充分了解网络运行状态的前提下，通过各种技术手段，对网络中不合理的部分进行必要的调整，使网络达到最佳运行状态的过程。 高话务密度区的网络优化是各地区网络优化的重点，主要可以采取以下手段：1 站址及设备优化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偏远郊区及市区的高楼大厦之间、地下室、大楼内部等地方，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。由于目前一般市中心区域基站间距仅400m左右，其中有相当一部分基站为早期建设所设，天线高度、发射功率、站址位置等不能符合现在网络需求，需要根据具体地形大力寻找新站，对于部分大厦、娱乐场所及商业街则可通过增加微蜂窝来解决。 2 设备优化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。在优化过程中需注意以下设备问题：(1)基站经纬度有误在网络中经常发现部分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，最后更改站址，但规划数据库中未能到得及时更新，仍按原规划方案设计邻区关系及进行频率规划，因而造成很多频率干扰、盲区及邻区参数不合理问题，对移动网络基础结构产生较大影响。 (2)天线水平角及方位角有误此种问题在设备优化中经常发现，由于工程施工检验不严格或长时间工作后外部环境影响，造成天线方向角与规划设计不一致（具体现象：天线为0度角或反向发射、下倾角大于15度、水平角与设计偏差10度以上等）。再加上多次扩容后未及时进行后期网络优化，容易由此导致频率干扰、越区覆盖、盲区、覆盖区重叠而无主控小区等现象。(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2m5m时，则可达到理想效果，获得3dB左右增益。而有些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，影响接收质量。此外，由于收发天线不平行，将导致上下行接收质量差别较大，严重影响通话质量、切换成功率等指标。(4)天线阻挡很多天线在架设后，由于后期广告牌的设立、周围新建筑物的产生，造成部分扇区难以吸收应有话务量，虽然处在高话务区，但话务量却很低。通过对天线位置的重新调整，保证天线覆盖的合理性，以缓解周围小区的话务负荷，确保无线资源充分合理的利用。(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，使用高铁塔，以增加覆盖范围。但在经过数期扩容后，特别市区基站密度较大，需进行从新天线优化，特别是天线的高度应下降，否则会对周围多个基站造成干扰，同时也造成越区覆盖、切换成功率下降、掉话率上升等现象。3 频率优化根据现有网络高话务高密度的特点，原有的各类频率规划方案（一般4*3、5*3频率复用方式）已不能适用，由于频率资源对移动通信发展制约很大，因此，如何开发新的频率资源以及进一步提高现有频率资源利用率，尽可能增加系统容量，已成为网络规划与优化中的重点。跳频技术可以实现GSM系统频率的紧密复用，从而为大幅度提升网络容量提供了便利条件。跳频的频率分集效果改善了网络质量和话音质量，虽然跳频技术使小区间同频或邻频干扰源可能增加，但来自不同小区或频率时隙干扰的相关性很小，干扰能得到均化或克服。跳频的干扰分集使系统的干扰分散和平均，可方便地实现MRP、13、11等紧密频率复用方案。现在网络中较多使用MRP技术进行新的频率规划，提高系统频率利用率。其基本原理就是把所有可用载频分成几种不同的组合，每一组合作为独立的一层，代表不同的复用组。做频率规划时逐层分配载频，不同层的频率采用不同的复用方式，频率复用逐层紧密，也就是说在整个网络中采用不同的复用类型。 采用MRP技术必须采用跳频、动态功率控制、不连续发射等技术处理干扰，这是MRP技术应用的前提条件。在实际频率规划时，对于BCCH，由于控制信道不使用DTX和跳频，发射功率大，干扰特性与TCH不同，一般在BCCH载频使用4*3复用方式，且BCCH频段单独划分，不与TCH混用，从而能保证BCCH载频的受到干扰最小，单独频段便于减少以后系统扩容时网络规划的工作量。 TCH载频分组遵循：在所规划的区域内，某小区需要最大的载频数为TCH载频的分组数；各层TCH载频尽量采用不同复用方式；如有与BCCH相邻的频点，设置在频率组最后，以最大限度减少对BCCH的干扰。4 系统参数优化1） 小区选择/小区重选参数设置小区选择：移动台在小区选择过程中，以参数C1为标准。移动台在作小区选择时，将选择C1值最大的小区。根据GSM规范：C1=(RXLEV- RXLEV_ACCESS_MIN) - Max(MS_TXPWR_CCH-P,0)RXLEV：手机接收信号电平；P为同级手机最大接收功率；ACCESS-MIN：手机接入最小接收电平；MS-TXPWR-CCH：手机接入控制信道允许的最大发射功率；C1值反映了手机接收电平的好坏,组网方式对C1的值没有影响。图2 小区选择例图在通常情况下,所有的小区应设优先级为正常，即CBQ=0。在某些情况下,如:微蜂窝应用、双频组网、多层组网等，运营者可能希望移动台优先进入某种类型的小区，此时可将这类小区优先级设为正常，而将其他小区优先级设为低。或在某些高话务区，为减少小区负荷，可相应设置小区选择优先级为低。CBQ仅影响小区选择，对小区重选不起作用。优化时必须结合使用CBQ和C2。根据组网的原则，我们按下列方式设置参数小区禁止（CB）和小区禁止限制（ CBQ）： 一般小区：CB0；CBQ1； 优先小区：CB0；CBQ0；小区重选： 移动台在小区重选过程中，以参数C2为标准。移动台在作小区重选时，将选择C2值最大的小区。根据GSM规范：C2C1CROTOH（PTT） 当PT131时；C2C1CRO 当PT=31时。CRO：小区重选偏置；TO：临时偏置；PT：惩罚时间；T：当移动台测量到该小区为电平值最大的邻小区时，从0开始计算。其中C1反映无线信道的质量，C1越大说明信道质量越好，而CRO则是用于人为修正C2的参数。 图3 小区重选例图（C2小区A(10)C2小区B(18)）举例：假设同一地区存在900与1800两小区同时覆盖，两小区接入优先级相同，1800小区CRO=20，900小区CRO=0，PT与TO两小区都为0。移动台接收900小区信号强度为-68dBm，移动台接收1800小区信号强度为-78dBm，两小区最小接入电平都为-104dBm。则C1（900）=-68-(-104)=36，C1（1800）=-78-(-104)=26。移动台开机时选则900小区。过一段时间进行小区重选时，因为C2（900）=-68-(-104)+0-0=36，C2（1800）=-78-(-104)+20-0=46，所以移动台驻留在1800小区上。在进行小区重选时，当需要某些空闲小区吸收部分高话务量小区业务，则可提高该空闲小区CRO；反之，当有个别小区SDCCH有高拥塞时，可通过PT=31的设置，人为减少服务小区C2的值，从而?quot;走部分话务量，以减少信令信道负荷。在使用C2时须注意不可无限度使用CRO，CRO设置最大不要超过20dB。注意：小区选择与小区重选参数仅在空闲状态下有效。2） 小区参数设置TA值的使用TA值反应移动台与服务小区的间传播距离，每1级代表500米。在市区各高话务密度区域，基站分布较为密集，且有微蜂窝分布其间。由于这些地区电平连续覆盖较好，为使移动台始终处于最佳服务状态，可对部分小区设置最大接入TA值及切换TA值。这些地区由于基站密布，虽然移动台接收各小区下行电平近似，但由于TA值不同，就能根据控制原则，选择一条较短的服务路径，保证服务质量。接入参数使用在高话务高密度区，为减少RACH信道、CCH信道和SDCCH信道的负荷，避免无线信道的过载和拥塞，从而使接通率和无线资源利用率大大降低。建议小区的最大重发次数设置在1-2次，寻呼复帧数设置在7-9，接入允许保留块数设置在1-2，确保系统尽可能在最合理情况下利用无线资源。由于话务密度过高而引起PAGING消息丢失的情况下，可通过公共控制信道配置参数增加各小区的CCCH消息块数，以增加寻呼块数，避免无线资源的匮乏导致PCH或AGCH的丢失。3） 切换参数设置各类切换算法基本内容为：1 电平原因切换。当对预处理测量报告分析发现，测量到的信号质量值高于设定的质量门限时，而信号电平却低于电平门限，可认为此信道遇到了比较大的干扰，将引起切换请求。2 质量原因切换。当对预处理测量报告分析发现，测量到的信号电平值高于设定的电平门限时，而信号质量却低于质量门限，可认为此信道遇到了比较大的干扰，将引起切换请求。3 距离原因切换。当移动台离为它服务的基站距离超过某一门限（一般根据测量到的TA值判断），虽然还能进行通话，但通话往往会中断，通话的继续会降低网络的平均服务质量，因此将启动距离原因的切换。 4 快速移动原因切换。当移动台通话处于多层网覆盖，服务区为微小区时，为了避免由于移动速度过快而引起的频繁越区切换，将启动快速原因切换，把移动台切换入宏蜂窝小区进行通话。 5 慢速原因切换。当移动台由于快速原因切换驻留在宏蜂窝小区通话时，为了避免引起宏蜂窝小区的拥塞，当移动台通话过程其移动速度低于一定门限时，启动慢速原因切换，把移动台切换入微小区进行通话。6 功率预算原因切换。为了尽可能减少空间干扰水平，提高通话质量和达到省电的目的，当系统通过检测发现在另一小区进行通话的功率开销小于当前小区时，将启动功率预算原因切换。 各个相邻小区的PBGT可计算如下：PBGT(n)=(Min(MS_TXPWR_MAX,P)-AV_RXLEV_DL_HO-(BS_TXPWR_MAX-BS_TXPWR)-(Min(MS_TXPWR_MAX(n),P)-AV_RXLEV_NCELL(n)其中MS_TXLEV_MAX是服务小区允许的移动站最大发射功率。P是移动站最大的功率发射能力，双频手机对应于GSM900和GSM1800而各自定义，在CLASSMARK3中传送(在双频网络中认为EARLY CLASSMARK SEND已经设置)。对双频网络PBGT计算，相应的移动站最大发射功率P由与之比较的小区类型决定，与之比较的小区是GSM900小区，则使用相应于GSM900的P，与之比较的小区是GSM1800小区，则使用相应于GSM1800的P，始终保持一致。BS_TXPWR_MAX是服务小区BTS最大的下行发射功率，BS_TXPWR是服务小区BTS实际的下行发射功率。7 优先级切换。通过给不同的小区设置不同的优先级（一般对低优先级小区人为增加一些电平偏值），使移动台优先切换入你所希望的小区。在双频网中，可根据网络的实际情况，给900和1800网络设不同的优先级，达到话务控制的目的。8 网络负载原因切换。根据网络设备的负载情况及时调整话务量流.当负载指数LOAN_IND大于门限LOAN_IND_HO时,启动网络负载原因的切换,对新上来的TCH请求,寻求合适的邻近小区,进行类似定向重试的切换过程。在高话务高密度区一般采用功率预算、距离原因、质量、负载原因、快速、慢速、优先级等切换方式。其中快速、慢速、优先级切换主要针对双频及多层网络之间使用。低层网络开启快速原因切换、高层网络开启慢速原因切换使移动台能在不同层次的网络中正常切换，保证网络资源的最佳运用。优先级切换可在双频网络或不同话务情况的小区间，使移动台在保证话音质量的前提下，尽量驻留在1800网络或话务空闲小区，以保持各小区的话务均衡。通过功率预算、距离原因、质量、负载原因等原因切换而避免电平原因切换，则可根据优选最佳服务小区原则进行合理切换，避免高密度区由于电平接近，在电平原因切换时无相应邻区存在。 由于高话务密度区电平覆盖较为平均，会造成频繁切换。避免频繁切换可以采用的方法有： 1) 使用改进的滤波