（计算机科学与技术专业论文）基于无线网络通话记录的cdma网络优化方法研究.pdf

基于无线网络通话记录的c d m a 网络优化方法研究 摘要 随着我国c d m a 网络建设规模不断扩大、应用逐步走向深入，如 何对网络资源进行合理调配、不断提高业务质量成为吸引客户和进一 步拓展业务的必要条件，相应的运行维护支撑工作、特别是网络优化 工作变得日益重要。优化所需数据的效能和采集代价是网络优化工作 的基础，网络优化是基于研究分析采集上来的各种数据而展开的。在 诸多的可以支持网络优化的数据中，无线网络通话记录因为能完整地 保存通话从发起到结束整个过程中的所有信息，不仅能很好地代表实 际客户行为，更能反映出通话时的网络性能，有着独特的优势；同时， 无线网络通话记录的采集方法比较简单。本论文基于无线网络通话记 录的研究，对网络优化中常见的覆盖优化、语音质量优化、接通优化 和切换优化这四个工作重点进行研究，找出解决问题的切入点并提出 切实可行的优化方案。 在对以上优化理论和方法研究的基础上，本论文重点实现了网优 覆盖区域算法和栅格算法，在无线网优平台上进行了实际应用，并对 相关试验结果进行了分析。 关键词：c d m a 网络优化无线通话记录覆盖优化语音质量优化 接通优化切换优化 r e s e a r c ho fc d m an e t w o r ko p t i m i z a t i o n b a s e do nw i r e l e s sn e t w o r kc a l ld e t a i ll o g a bs t r a c t a st h ec d m an e t w o r ki sb e i n gc o n s t r u c t e dl a r g e ra n dl a r g e r n o w a d a y s ，i ti su s e dw i d e l ya n dd e e p l y h o wt op r e p a r et h en e t w o r k r e s o u r c ea n dh o wt oi m p r o v et h eo p e r a t i o nq u a l i t ya ret h en e c e s s a r y c o n d i t i o n so fa t t r a c t i n gc l i e n t sa n de x t e n d i n gs e r v i c e s c o r r e s p o n d i n g w o r ko f o p e r a t i o n a lm a i n t e n a n c e ，e s p e c i a l l yt h en e t w o r ko p t i m i z a t i o n b e c o m e sm o r ea n dm o r ei m p o r t a n t t h ef o u n d a t i o no fn e t w o r k o p t i m i z a t i o ni st h ee f f i c i e n c yo fd a t an e e d e di no p t i m i z a t i o na n dt h ec o s t o fd a t aa c q u i s i t i o n ，b e c a u s et h ew o r ko fn e t w o r ko p t i m i z a t i o nc a nn o tb e d o n ew i t h o u ts t u d y i n ga n dr e s e a r c h i n gt h i sd a t a t h e r ea r em a n yk i n d so f d a t aw h i c hc a nb e u s e di nn e t w o r ko p t i m i z a t i o n ，a n dt h ew i r e l e s sn e t w o r k c a l ld e t a i ll o g ，w h i c hr e c o r d sa l lt h ei n f o r m a t i o no fac a l lf r o mt h ev e r y b e g i n n i n gt ot h ee n d ，c a nn o to n l yr e p r e s e n tt h eb e h a v i o r so fr e a lc l i e n t s ， b u ta l s or e p o r tt h ep e r f o r m a n c e so fn e t w o r kw h e nc a l l i n g ，i sv e r y i m p o r t a n ta n dh a su n i q u ea d v a n t a g e s ，a n di sn o t h a r dt oa c q u i r e t h i s p a p e rr e s e a r c h e st h ec o m m o na n di m p o r t a n tp r o b l e m si nc d m a n e t w o r k o p t i m i z a t i o n ，s u c ha sc o v e r a g eo p t i m i z a t i o n ，v o i c eq u a l i t yo p t i m i z a t i o n ， p u t t h r o u g ho p t i m i z a t i o na n ds w i t c h o v e ro p t i m i z a t i o n ，b a s e do nt h e r e s e a r c ho ft h ew i r e l e s sn e t w o r kc a l ld e t a i ll o g ，a n dt h e nf i n d st h ew a yo f s o l v i n gt h e s ep r o b l e m sa n dg i v e ss o m ep r a c t i c a lo p t i m i z a t i o np l a n s a f t e rr e s e a r c h i n gt h o s eo p t i m i z a t i o nt h e o r i e sa n dm e t h o d s ，t h i sp a p e r p l a c e ss p e c i a le m p h a s e so ni m p l e m e n t i n gt h ea r i t h m e t i co f n e t w o r k o p t i m i z a t i o nc o v e r a g ea r e aa n d t h eg r i da r i t h m e t i c ，u s e st h e mo nw i r e l e s s n e t w o r ko p t i m i z a t i o np l a t f o r m ，a n da n a l y s e st h er e l a t e dt e s tr e s u l t sa tl a s t k e yw o r d s ：c d m an e t w o r k o p t i m i z a t i o n ，w i r e l e s sn e t w o r k c a l ld e t a i l l o g ，c o v e r a g eo p t i m i z a t i o n ，v o i c eq u a l i t yo p t i m i z a t i o n ， p u t t h r o u g ho p t i m i z a t i o n ，s w i t c h o v e ro p t i m i z a t i o n 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 日期： 至业基：圣：三】 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在 校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校 可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段 保存、汇编学位论文。 本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 d 本人签名：生近：蕉： 日期： 三翌至：圣：兰 导师签名： ， 欠、带江 f vi 同期： 圣婴量：主：丕i 1 1 论文研究背景 第一章绪论 c d m a ( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) 于19 8 9 年发源于美国，是一种采用 先进无线扩频技术的数字信道多址接入方式，它能让用户在同一时间、同一频段 上、根据编码获得业务信道。其技术原理是基于扩频技术，将需传送的具有一定 信号带宽信息的数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原 数据信号的带宽被扩展，再经载波调制发送出去。接收端使用相同的伪随机码， 与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩， 以实现通信。由于拥有新颖的特点和优异的性能，c d m a 如今已发展成为一种 领先的数字无线通信标准。 我国作为世界上最具潜力的移动通信市场，c d m a 网络已经被得到广泛应 用。在c d m a 无线网络建设和运行过程中，c d m a 网络优化是一个不可缺少 的组成部分，它对于系统的长期、稳定运行具有至关重要的作用。维护优化的目 的是发现设备问题、发现并解决系统和网络问题、定位资源利用率问题等。对运 营商来说，网络优化要充分利用现有网络资源，提高设备的利用率和网络效益， 以良好的网络和业务性能争取更多的用户。对用户来说，网络优化则是要满足其 对业务质量的要求。 无线网络优化主要通过对从无线网络中采集的数据进行分析和研究，及时定 位并解决问题，全面提升网络性能。因此，对什么数据进行分析，应该如何分析 这两个问题对于网络优化方案的提出和实践具体举足轻重的意义。在网优技术的 发展历程中出现了很多种网优方法，但它们大多有这样或那样的不足，不能很好 地满足日益增长的网优需求。诸如流行的路测( d r i v et e s t ) 方法，它虽然可以 提供网络性能指标数据，但是它并不能代表真正的用户行为。由于该方法所提供 数据的零散性和周期性，再加上整个过程费时费力，导致其实际应用十分困难。 另一种常用的优化方法是性能管理数据( p ms t a t i s t i c s ) ，它可以很好地描述网络 的性能，能用来评估设备使用情况，并指导容量计划，但当网络出现问题时，它 通常不能给出问题产生的原因。 那么，如何找到一种网优方法，使它既可以轻松地代表用户行为，又可以帮 助快速地定位问题并分析问题的成因，这就是本论文所研究的内容。 1 2 论文研究意义 现有的网络性能分析技术主要有d t a t 分析、m r 分析、信令检测、无线通 话记录分析、c o u n t e r 分析和网管性能统计等。它们的优缺点参见表1 1 。 表1 - 1 各种网络性能分析技术比较 分析手段优点缺点 在指定地点解决r f 覆盖问题 耗时、耗力：样例少；解决点 趴| 缸分辑和面的问题。仅从空口侧了解 的最好办法 信息，缺乏网络侧信息。 对设备影响负荷人，不能人规 获取终端侧对网络感知的模开启；缺乏网络侧的数据支 m r 分析 较全面的数据来源 持：c 网的m r 测量报告上报 不全。 针对指定设备解决无线侧 耗时、耗力；样例少；解决点 信令监测和面的问题。仅从网络侧了解 网络问题的办法 信息，缺乏空口侧信息。 数据鼍大，计算复杂，信息没 反应问题实时准确，可以实时发现和解 有d t 详细，缺乏部分空口才 无线网络通话记录能获取到信息；不是所有设备 决网络很多问题，方便处理投诉等等。 厂商都可以提供无线网络通 话记录。 厂商特有的设备细粒度的c o u n t e r ，有 不针对呼叫，只针对设备。无 c o u n t e r 法从用户侧发现问题。缺乏无 助丁从设备角度细化分析问题。 线空口的信息。 系统级别的性能分析，知道和发现问题，但是很难知 网管性能统计 评估系统使用率和规划。 道问题出现在哪里。 在表1 1 中可以发现，基于无线网络通话记录( c a l ld e t a i lr e c o r d s ) 优化分 析方法，从传统的关注网络转向关注用户，它主要记录了以下四个方面的信息： ( 1 ) 针对每次呼叫定量记录了这次呼叫过程； ( 2 ) 呼叫过程中用户感受特征( 包括与服务小区距离、电平、语音质量等 信息) ； ( 3 ) 呼叫过程所经历的设备路径特征( 包括所占用的空口时隙、传输路由、 b s c 内部a 口时隙等) ； ( 4 ) 用户终端特征( 包括主被叫号码、移动终端类型、移动终端业务能力 等) 。 因此，无线网络通话记录不仅可以详细记录异常呼叫的全部特征，为分析、 定位用户投诉，处理网络问题提供了丰富的信息，使得处理单个用户投诉成为可 能；而且可以通过对不同用户产生的异常呼叫分析来细粒度地改善网络性能。但 是，由于种种原因，现在基于这一数据来源的网络优化研究并不多，更谈不上成 熟，因此，研究无线网络通话记录，使之在网络优化中发挥应有的作用，并能在 实践中应用，就是本论文研究的意义。 2 1 3 论文结构 本论文从c d m a 网络优化的现状入手，分析了c d m a 的网络现状及对其进 行无线网络优化的常用方法，比较了网络优化所要用到的各种数据来源。在此基 础上，研究了无线网络通话记录的独特优势，试图找到一种基于无线网络通话记 录、针对客户感知的网络优化方法。 然后，论文从理论和实践角度研究了如何用通话记录来进行网络优化。理论 方面，论文从覆盖、语音质量、接通和切换这四个方面入手进行详细分析，从理 论上加以阐明；实践方面，论文从无线网络优化平台设计、功能需求分析、相关 算法设计和软件开发角度完成了系统的实现。由于这个网优平台已经实现并投入 正式运用，本文会结合具体应用实例进行详细分析，证明本论文研究的实践意义。 论文最后是对已做工作的总结，遗留问题的说明和对未来工作的展望。 1 4 论文期间工作总结 在硕士研究生的学习期间，本人的研究方向是网络管理与软件开发，因此一 直进行网络优化工作的研究，对移动网有实际的优化工作经验，参与了移动网络 优化平台的开发，积累了宝贵的理论知识和实践经验。 一 在论文准备期间，本人从c d m a 网络的架构和主要技术入手进行研究，对 c d m a 网络的发展历史、应用现状进行分析，试图发现其优点与不足，从网络 管理功能和用途角度深入地理解网络优化的重要性。网络优化工作需要基于对所 采集的大量网络数据进行分析和研究，这些数据根据其来源的不同可分为路测数 据、话务统计、c q t 测试、无线网络通话记录等。通过对这些数据的来源、网 络运行情况的体现能力和对优化的用处等方面的比较分析，发现无线网络通话记 录有着明显的优势，它能清楚详细地记录c d m a 网络中通话的全过程，能更具 体地反映网络的现状。因此，本论文的c d m a 网络优化研究都是基于无线网络 通话记录进行的。 本文采用从整体到局部的研究方法，先对c d m a 网络及其优化方法进行整 体的把握，对网络优化的常用方法、数据来源及分析方法进行全面系统地研究， 确定了论文的主要研究方向，明确了此研究的理论意义和现实意义。 覆盖优化、语音质量优化、接通优化和切换优化是c d m a 网络中最影响用 户感知的优化需求。通过对无线网络通话记录进行分析整理，可以进行上述四个 方面的优化。所以，在论文准备的中期，本人主要对无线网络通话记录的各个数 据和参数进行深入仔细地研究，分析它们的含义和用处，再结合网优的四个方面， 进行对照分析，研究如何通过对无线网络通话记录的分析了解c d m a 网络运行 的现状，找出问题，并进行优化。 在参与对c d m a 网络优化平台的开发过程中，本人主要负责设计和实现小 区基站的覆盖算法，该方法能够使网优工作人员更清楚直观地了解网络覆盖现 状，对解决上述网优四大方面的问题都有着直接的帮助。此算法运用了多门学科 的知识，包括地理信息、几何数学、复变函数等等。通过输入基站的数据( 经纬 度、功率、天线角度等) ，经过一系列的运算，最后输出的是一个点的集合，将 这些点依次连接，构成小区的覆盖平面区域。除了以小区为单位进行全网分析， 还可以以栅格为单位研究网络性能。在本论文中，采用把一个地区分成许多如长 宽均为2 0 0 米的j 下方形小区域，通过研究每个栅格中所有移动终端的无线网络通 话记录，可以得知该栅格区域的网络性能，当每个栅格区域的性能均被得知，就 可以得到整个网络的性能。 4 第二章c d m a 网络优化基本概念 2 1c d m a 网络结构 由于c d m a 移动通信网包含了扩频、多址接入、蜂窝组网和频率复用等技 术，因此具有抗干扰、抗多径衰落、同频率可复用等优点，它与同时期的g s m 相比，有许多独到的优势，下面暂列几点： ( 1 ) 在相同频谱利用度情况下，c d m a 容量是g s m 的4 5 倍； ( 2 ) 在相同覆盖条件下，基站数量大大减少； ( 3 ) 能灵活配置系统容量； ( 4 ) 支持1 3 k b 的语音编码器，能提供更好的通话质量； ( 5 ) 采用软切换技术，能在一定程度上减少掉话； ( 6 ) 频率规划简单，建网成本低。 从1 9 9 0 年9 月高通发布了c d m a 空中接口规范的第一个版本后到现在的 c d m a 2 0 0 l x e v ，c d m a 已经历了好几个阶段，发展过程见图2 1 。 图2 - 1c o m a 技术的发展演进 要想对c d m a 网络有个整体直观的认识，研究其网络参考模型是必不可少 的。c d m a 网络参考模型定义了网中的功能实体和相互间的接口，功能实体主 要有m s c ( 移动交换中心) 、h l r ( 归属位置寄存器) 、m s ( 移动台) 等等，接 口主要分为a 接口、b 接口、c 接口和u m 接口等等。具体情况如图2 2 所示。 m s c 移动交换巾心h l r 归属位置寄存器v l r 拜访位置寄存器a c 鉴权中心s s p 业务交换点 m c 短消息巾心s m e 短消息实体p s t n 公用交换电话网m s 移动台b s 基站系统 e i r 设备谚 别寄存器s c p 业务控制点 i s d n 综合业务数，网 图2 - 2c d m a 网络参考模型 a 接口定义为网络子系统( n s s ) 与基站子系统( b s s ) 之间的通信接口， 从系统的物理实体来说，就是移动交换中心( m s c ) 与基站控制器( b s c ) 之间 的互连接口，其物理链接通过采用标准的2 0 4 8 m b i t sp c m 数字传输链路来实现。 此接口传递的管理信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。 u m 接口( 空中接口) 定义为移动台与基站收发信台( b t s ) 之间的通信接 口，用于移动台与c d m a 系统的固定部分之间的互通，其物理链接通过无线链 路实现。此接口传递的管理信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等。 b 接口定义为拜访位置寄存器( v l r ) 与移动交换中心( m s c ) 之间的内部 接口。用于移动交换中心( m s c ) 向拜访位置寄存器( v l r ) 询问有关移动台 ( m s ) 当i j 位置信息或者通知拜访位置寄存器( v l r ) 有关移动台( m s ) 的位 置更新信息等。 c 接口定义为归属位置寄存器( h l r ) 与移动交换中心( m s c ) 之间的接口。 用于传递路由选择和管理信息。如果采用归属位置寄存器( h l r ) 作为计费中心， 呼叫结束后建立或接收此呼叫的移动台( m s ) 所在的移动交换中心( m s c ) 应 把计费信息传送给该移动用户当前归属的归属位置寄存器( h l r ) ，一旦要建立 6 一个至移动用户的呼叫时，入口移动交换中心( g m s c ) 应向被叫用户所属的归 属位置寄存器( h l r ) 询问被叫移动台的漫游号码。c 接口的物理链接方式与d 接口相同。 d 接口定义为归属位置寄存器( h l r ) 与拜访位置寄存器( v l r ) 之间的接 口。用于交换有关移动台位置和用户管理的信息，为移动用户提供的主要服务是 保证移动台在整个服务区内能建立和接收呼叫。实用化的c d m a 系统结构一般 把v l r 综合于移动交换中心( m s c ) 中，而把归属位置寄存器( h l r ) 与鉴权 中心( a c ) 综合在同一个物理实体内。因此d 接口的物理链接是通过移动交换 中心( m s c ) 与归属位置寄存器( h l r ) 之间的标准2 0 4 8 m b i t s 的p c m 数字 传输链路实现的。 e 接口定义为控制相邻区域的不同移动交换中心( m s c ) 之间的接口。当移 动台( m s ) 在一个呼叫进行过程中，从一个移动交换中心( m s c ) 控制的区域 移动到相邻的另一个移动交换中心( m s c ) 控制的区域时，为不中断通信需完 成越区信道切换过程，此接口用于切换过程中交换有关切换信息以启动和完成切 换。e 接口的物理链接方式是通过移动交换中心( m s c ) 之间的标准2 0 4 8 m b i t s p c m 数字传输链路实现的。 q 接口定义为移动交换中心( m s c ) 与短消息中心( m c ) 的接口。当1 3 3 用户发送接受短消息时，主被叫m s c 要和主被叫的m c 进行短消息信令交互。 n 接口定义为归属位置寄存器( h l r ) 与短消息中心( m c ) 的接口。当1 3 3 用户接受短消息时，被叫的m c 要向被叫归属的h l r 进行用户位置查询，以获 取被叫用户所在的m s c 地址信息。 m 接口定义为短消息中心( m c ) 与短消息实体( s m e ) 的接口，或主被叫 m c 间的接口。短消息从主叫m c 送到被叫m c ，n 接口定义为归属位置寄存器 ( h l r ) 与短消息中心( m c ) 的接口。当1 3 3 用户接受短消息时，被叫的m c 要向被叫归属的h l r 进行用户位置查询，以获取被叫用户所在的m s c 地址信 息，由被叫m c 到被叫h l r 取被叫1 3 3 用户的地址信息。 a i 接口、d i 接口分别为与公用电话网( p s t n ) ，综合业务数字网( i s d n ) 的接口。 t l 接口：业务控制点( s c p ) 与业务交换点( m s c s s p ) 之间的接口；1 2 接口：业务控制点( s c p ) 与归属位置寄存器( h l r ) 之间的接口。 2 2c d m a 网络优化的重要性 随着移动用户数量的剧增、业务种类复杂多样和灵活多变以及各运营商网络 7 之间互连互通复杂性的增加，移动通信网络在规模上、结构上不断地向多协议功 能、多层面平台演进。随着通信市场竞争加剧，广大用户对网络和业务质量要求 越来越高，如何改善网络运行性能，提高网络服务质量，已成为移动通信市场企 业掌握主动权和增强核心竞争力的基本前提。若能充分利用好现有网络的设备资 源和频率资源，可降低网络运营成本，提高设备利用率，帮助企业获得最佳效益。 同时，多变的外界因素( 如业务发展、网络扩容、城市基础设施的建设等) 也时 刻影响着移动网络的无线环境，而使得c d m a 网络局部区域覆盖变差。 目前所运行的c d m a 蜂窝移动系统都会经过系统设计、设备安装、网络组 织、优化、系统扩容、再优化和再扩容等循环往复的过程。特别是由于c d m a 网络的语音和数据用户数量增长得很快，导致现有网络负荷增强，因此就要不断 地优化和调整，从而达到均衡话务量、提供话音质量、提供数据吞吐量、减小掉 话率、提高覆盖率和最佳发挥系统性能的目的。 2 3 无线网络优化的常用方法 网络优化工作是一项复杂、艰巨的系统工程，贯穿于规划、设计、工程建设 和维护管理的全过程，各方面的调整相互牵连、影响。c d m a 网络优化工作是 指对正式投入运行的c d m a 网络进行参数采集、数据分析、找出影响网络运行 质量的原因，并且通过参数调整或采取某些技术手段使网络达到最佳运行状态， 使现有网络资源达到效益最大化，同时也对c d m a 网络今后的维护及规划建设 提出合理化建议。c d m a 的优化流程通常如图2 3 所示。 图2 - 3c d m a 优化流程 除了上面的总体介绍，从网络优化使用方法角度分类，c d m a 网络优化还可 以细分为同常优化、基础优化和深度优化。 日常优化是最常见的优化形式，它主要包括设备的监控、话务分析、无线网 络通话记录分析和t o pn 小区分析等。具体情况如下表2 1 所示。 表2 - 1 日常优化工作 优化名次优化内容 ( 1 ) 硬件呼叫异常监控 ( 2 ) 干扰监控 设备监控 ( 3 ) 无话务监控 ( 4 ) 话务突变监控 ( 1 )针对不同硬件设备的实时话务统计。系统可以针对m s c ，b s c ，b t s ， s e c t o r 等，做到每5 分钟不同的呼叫类型( 主叫、被叫等) ，不同 的载频，统计其各种呼叫指标和话务量 话务统计 ( 2 ) 不同区域话务量统计 ( 3 ) 自定义统计 ( 4 )话务量分布统计提供不同的报表存储类型，如e x c e l ，w o r d ， h t m l ，t x t 等 无线网络通 ( 1 ) 实时无线网络通话记录 话记录分布 ( 2 )历史分析：接入c e l l 、终止c e l l 、c p p 、x c d r 、m c c 等 ( 3 )全网统计：m s c 、b s c 、b t s 、s e c t o r 等 统计 ( 4 ) c f c 自定义分析：用户和小区t o p nc f c 每小时统计t o p n 小区 ( 1 ) t o p n 接入失败比例最高小区 t o p n 小区( 2 ) t o p n 呼叫掉话比例最大小区 ( 3 )t o p n 发射功率最人小区 ( 4 )等等 基础优化的工作流程如图2 - 4 所示。 图2 - 4 基础优化的工作流程 深度优化工作般指经基础优化后仍然存在某些疑难问题、网络隐患或者系 统网元出现容量负荷瓶颈问题等情况时所采取的专项优化工作。 随着网优工作经验得不断积累，很多网络问题的解决方法已经被固化下来， 因此在实际应用中此流程已经被简化，本论文研究的网络优化实际上是从频谱扫 描到全网优化即优化后网络评估这个阶段，在实际应用中，也可说成是系统调查、 数据分析、制定和实施优化方案这几个过程。 9 ( 1 ) 系统调查 了解整个c d m a 网络的运行情况，分析运行是否j 下常，以找出异常情况及 其区域。 ( 2 ) 数据分析 对采集上来的数据进行分析( 主要研究对无线网络通话记录的分析) ，根据 分析结果找出异常出现原因。 ( 3 ) 制定优化方案 根据第( 2 ) 步分析出的异常原因，结合实际情况制定有效可行的优化方案。 ( 4 ) 实施优化方案 包括优化工作实施后的验收，判断异常是否清除，评估网络运行性能是否得 到预期的改善。否则，回到第( 2 ) 步进行重复，直到达到优化目的为止。 2 4 无线网络优化的数据来源 网络优化是在充分了解网络运行状态的前提下进行的，为了充分了解网络运 行的状态，在进行优化前的数据采集是一个非常重要且必不可少的环节。无线网 优中的数据采集包括o m c 话务量采集、路测数据采集、c q t 测试数据采集、无 线网络通话记录采集、用户投诉情况收集及其它仪表的测试结果等等。 ( 1 ) 话务统计( o m c 统计) 话务统计的作用是通过网管系统收集和统计无线网络运行质量的关键指标 ( 1 0 i ) 来反映网络质量。话务统计通常针对有实际在网用户的网络，并需要一 定时间周期的数据作为网络质量指标统计的基础。话务统计是整个网络优化过程 中最基本的优化工具，运营商通常就是通过话务统计获取网络k p i ，来掌握无线 网络的基本运行状况。 话务统计提供大量、不间断的网络性能数据，为网络性能评估提供了完备的 数据源，是最方便、消耗资源最少的性能统计方法。话务统计可以对容量、q o s 、 呼叫建立时间、呼叫成功率、掉话率和呼叫质量等参量进行统计。 ( 2 ) 路测( d t ) 路测是借助仪表、测试终端及测试车辆等工具，沿特定路线进行网络参数和 通话质量测定的测试形式，从实际用户的角度去感受和了解网络质量。具体方法 是测试设备装载在一辆专用汽车( 测试车) 上，沿途软件按要求自动( 或测试人 员手动) 拨打通话，并做数据记录。记录数据包括用户所在位置、基站距离、接 收信号强度、接收信号质量、越区切换地点以及邻小区状况等。在做网络整体性 能评估时，路测的范围应包括网内所有蜂窝小区和扇区，所选的测试路线要尽量 1 0 多。大规模的中心城市网络可以选取有代表性的区域和环境进行测试，对有问题 的区域进行重点测试。通过路测工具的测试，可以发现和定位网络问题，给出优 化建议。 路测时间通常安排在话务忙时，话务忙时的时间确定可以参考网管话务统 计。路测的路线应包括市中心密集区，路线应尽量避免重复，全面合理，对于用 户投诉多的地方应该重点测试，在测试路线上做出标记，必要时可重复测试。 测试内容包括无线覆盖率、接通率、接入时间、掉话率、切换成功率、位置 更新成功率、话音质量和f t p 下载平均速率等指标。 ( 3 ) c q t 测试 c q t ( c a l lq u a l i t y t e s t ) 测试是在城市中选择多个测试点，在每个点进行一 定数量的呼叫，通过呼叫接通情况及测试者对业务质量的评估，分析网络运行质 量和存在的问题。具体方法是利用测试终端或数据终端在指定地点进行业务呼叫 测试，并记录呼叫接通情况、通话的话音质量情况、数据业务的吞吐量、接收电 平的高低、切换及掉话情况等。 测试时间通常安排在话务忙时。定点c q t 测试人员在每个测试点的不同位 置做主叫1 0 次，每次通话时长不得少于3 0 s ，呼叫间隔大约掌握在1 0 s 左右。出 现未接通的现象，下次呼叫间隔1 5 s 以后开始测试。在主叫拨测前，要求查看终 端空闲状态下的信号强度，若信号强度平均值小于- 9 5 d b m ，则判定在该测试位 置覆盖不符合测试要求，不再作拨测。 相对于o m c 统计和d t ，c q t 最接近终端用户的感受，并且可以在不同系 统、不同厂家设备之间采用同样的测试准则，进行横向评估。 ( 4 ) 无线网络通话记录 无线网络通话记录中记录了全网每一个电话的通话全过程信息，包括用户接 入时间、接入距离、接入信号强度、接入时占用的物理和逻辑设备、接入过程中 所发生的事件、结束时间、结束时释放的物理和逻辑设备、结束时各信号的强度 和相位、结束原因以及第一次切换、最后一次切换时所有信号的来源、强度、主 用信号、占用设备等数百项详细信息( 各设备厂家提供的指标不尽相同) 。 无线网络通话记录包含了无线设备产生的单个呼叫内部处理的完整信令( 含 信令内容) 记录，通过对无线网络通话记录的研究和实验，建立相关的网优模型 以及关键的技术指标，完全可以实现网优的常用工具功能。 ( 5 ) 分析用户投诉记录 通过征求运营商的意见、现场工程师的主观感觉，以及分析用户投诉信息等 方法，也可了解网络中可能存在的问题。 2 5 各类无线网络优化方法的比较 c d m a 网络中通话全过程能完整地记录在无线网络通话记录中，通过对这 整个过程所记录的数据和指标进行分析，能全面地获知用户行为，有效地掌握网 络的性能和运行情况，从而建立相关的网优模型以及关键的技术指标，实现网优 的常用工具及常用功能。 o m c 统计是从信令流程出发，通过配置相关的计数器，得到网络统计性能， 因此不能反映用户行为；d t 虽然是通过模拟用户行为获得数据，但是只能代表 某类特殊用户，不能反映普遍情况；c q t 与前两者相比最接近用户感受，但是 由于其只是对一部分信息进行记录，不能包含整个通话过程的完整信息，在详细 方面不如无线网络通话记录( c d l ) 。只有无线网络通话记录才能完整地保存通 话从发起到结束整个过程中的所有信息，对这些信息进行分析，不仅能很好地代 表实际客户行为，更能反映出通话时的网络性能。 1 2 第三章基于无线网络通话记录的c d m a 网络优化分析方法 由于c d m a 网络的复杂性，优化必须从多方面采集运行数据，以分析网络性 能。一般来讲，c d m a 网络优化的内容应该至少包括如下四个方面： ( 1 ) 覆盖( c o v e r a g e ) ( 2 ) 呼叫质量( c a l lq u a l i t y ) ( 3 ) 呼叫接入( c a l l a c c e s s ) ( 4 ) 切换( s w i t c h ) 这四个方面既各有不同侧重又相互联系。在c d 撇网络中，要成功实现一次 呼叫( 也叫通话) ，需要动态和静态条件都符合。首先，网络必须在该移动终端 所处的位置有良好的覆盖性，然后移动终端要能够迅速和可靠地接入网络，此时， 就可以进行通话了。同时，在实际的c d m a 网络中有各种的干扰，它们会严重影 响通话的质量，因此保持良好的呼叫质量意义重大。其次，移动终端由于具有移 动性，其在网络中所处的位置不断变化，会在不同的小区之间切换。在同一个通 话中可能会涉及到多个小区，如何在切换中不掉话并且保持良好的通话质量，这 个就是切换优化所研究的内容。显然，覆盖和呼叫质量属于静态条件( 虽然覆盖 的区域会因为网络容量或干扰等因素产生变化，但其变化不属于本论文研究的范 围) ，接入和切换则属于动态条件。要想完成一次完整的成功呼叫，这四个条件 缺一不可。 无线网络通话记录在上一章的2 4 和2 5 已经有了详细的介绍和研究，它与 其它数据来源相比具备独特的优势，因此本章就基于无线网络通话记录，从这四 个方面对c d m a 网络的优化进行研究。 3 1 覆盖优化分析 c d m a 信号必须有足够功率在目的接收机端达到需要的信噪比e c i o ，因此 c d m a 网络可覆盖的区域由必须克服的干扰电平决定。c d m a 是自干扰系统， 其干扰除了来自使用同c d m a 无线频带的移动台和基站，也来自其相邻频带 或其它系统。c d m a 系统覆盖面积的范围也依赖于接收机和干扰源之间的距离， 以及发射机与接收机之间的路径损耗。此外，系统的前、反向链路对覆盖的影响 也很大，系统最好是前、反向链路平衡。c d m a 网络覆盖可以看成是由一个个 蜂窝状小区构成的，其覆盖问题主要有边缘覆盖覆盖盲区，越区覆盖和前反向 链路不平衡。本论文主要研究基于无线网络通话记录解决上述三种覆盖问题，从 1 3 而进行网络优化。 进行c d m a 网络覆盖优化时的主要考虑的参考指标包括前向f e r ( 前向误 帧率) 、e c i o ( 导频信噪比) 、t x ( 移动台发射功率) 和p , x ( 移动台接收功率) 。 3 1 1 前、反向链路不平衡分析 由于覆盖范围是由前向覆盖范围和反向覆盖范围共同决定的，主导频的e c i o 是定义系统前向覆盖范围的尺度，移动台的发射功率t x 通常用于衡量反向覆盖 的范围。在实际应用中，通常要求9 0 的预期覆盖区域内的主导频的强度e c i o 不小于1 2 d b ，移动台发射功率t xp o w e r 不大于2 0 d b m 。 对于r x 和e c i o ，无线网络通话记录中的l a s tp o s ts h o 参数与之有_agst 关，当发生掉话时，通常需要检查这个参数。这是一个非常重要的参数，它表明 在上次软切换( 软切换相关内容见论文3 4 2 ) 完成后移动终端所获得的下行链 路的信号质量( a g g r e g a t es t r e n g t h ) 。它们三者的关系如下面的公式3 1 所示： 式( 3 一1 ) m o b i l er xe c i o = 一( l a s t _ p o s t s h o _ a g s t 2 ) l a s tp o s ts h oa g s t 大小的含义分别为： l a s t _ p o s t _ s h o _ a g s t 0 x le ( - 15 d b ) ：p o o rd o w n l i n k 对于t x ，无线网络通话记录中的l a s tr fh i g a ni n t e r v a l s ( n = 1 3 ) 参数与之 有关。l a s tr fh i g a n ! n t e r v a l s ( n = 1 3 ) 参数表示在通话产生时h i g a ( 高增益) 事件发生的次数。如果这个参数值很高，就有可能是由于不良的t x 覆盖( b a d t x c o v e r a g e ) 造成。如果是，则应检查无线通话记录中相关的b t s 或s e c t o r ，看是 否一直都有很多次的h i g a 事件。除此之外，反向功率控制参数( r e v e r s ep o w e r c o n t r 0 1 ) 也与t x 有关，基站给移动台发送功率控制比特p c b ( p o w e rc o n t r o lb i t ) 增加或减少移动台的发射功率t x ：如果r e v e r s ee l t o r 处于低位，基站可能会停止 增加移动台的发射功率，避免移动台使用额外的反向链路的容量。 如果移动台接收到的导频强度很高，意味着前向链路很好，但移动台的发射 功率却已经调整到了最大，这说明反向链路很差，这两项指标说明存在着前、反 向链路的不平衡。各指标显示通常为：前向f e r 高( 大于5 ) ；e c i o 高( 大于 1 2 d b ) ；t x 较高( 大于1 5 d b ) ：r x 较高( 大于9 5 d b m ) 。 解决前、反向链路不平衡的主要方法有： ( 1 ) 降低导频发射功率，使导频信道和业务信道覆盖平衡； ( 2 ) 减小天线增益或调整天线方向角，缩小覆盖区，从而减小反向干扰， 但是可能造成其它区域的覆盖问题； 1 4 ( 3 ) 增加新的基站或直放站。 3 1 2 覆盖盲区边缘覆盖分析 c d m a 网络覆盖可以看成是由一个个蜂窝状小区构成的，在蜂窝小区的边 缘，由于基站的功率不够大或有较强的干扰等情况，往往会使小区的边缘处的信 号变差，通话困难，甚至造成掉话。如果两个小区的覆盖区域不交叠或障碍物的 影响，则可能产生信号覆盖盲区。诸如在凹地或山坡背面形成的盲区，或者在隧 道、地下车库和高大的建筑物内部都可能会形成盲区。而在这种多小区系统中， 由于频率复用，在下行链路中，位于小区边缘处的移动终端将受到相邻小区的较 大的干扰，通信质量会迅速下降，甚至中断通信，这种情况就是边缘覆盖，或称 为“边缘效应 【5 l 。 当移动终端处于小区边缘覆盖范围时，各指标通常显示：前向f e r 高( 大于 5 ) ，f f e r 好也可能掉话，因为反向链路受限；e c i o 好( 大于1 2 d b m ) ；t x 高( 大于1 5 d b m ) ；r x 差( 小于9 5 d b ) 。由于该区域噪声电平i o 通常很低，因 此即使信号很弱e c i o 仍然很好。因为服务小区通常在网络的边缘，而且为了增 大覆盖，这些基站多半较高。 针对边缘覆盖问题的优化措施可以从基站侧和移动终端侧来考虑。从基站 侧，如果小区覆盖范围过大，可以通过加大天线下倾角、减小导频信道功率等方 式；如果小区覆盖过小，可以增加导频信道功率或者更换高增益天线等方式来解 决。从移动终端侧，可以通过调整定向天线方向等方式使通话性能得到改善。 在边缘地区，如果移动台接收电平较低，会导致前向e c i o 较差，前向链路 的质量严重下降，此时t x 会更加加大，f e r 加大，直至产生覆盖盲区，此时各 指标通常显示为：前向f e r 高( 大于5 ) ，e c i o 低( 小于1 2 ) ，t x 高( 大于 1 5 d b ) ，r x 低( 小于9 5 d b m ) 。覆盖盲区是由于覆盖不够引起的，主要原因有： 移动终端距服务基站的距离太远或天线高低过低。针对盲区的解决方案主要有： 增加某扇区的导频功率使之有主导频；调整该扇区天线的物理参数( 天线方位角、 下倾角及天线类型) ；根据情况增加直放站、射频拉远、基站加强覆盖等。 3 1 3 越区覆盖分析 由于天线架设过高或功率过大等原因，c d m a 网络经过数次扩容后，容易出 现越区覆盖。越区覆盖指一个扇区的信号出现在规划之外的区域，这个区域和信 号源位置有相当远的距离，甚至越过数个扇区。被越区覆盖的区域也被称为“孤 岛。当移动终端处于“孤岛 区域进行呼叫通话时，由于“孤岛 周围的基站 没有加入到其邻区列表，当移动终端离开该“孤岛”时，没有合适的切换目标小 区，会立即发生掉话。 1 5 如果f e r 高( 大于5 ) 、t x 高( 大于1 5 d b ) 、r x 通常不好、e c i o 可好可 坏，则很可能出现了越区覆盖。引起越区覆盖的原因一般包括高站越区、由于无 线环境导致的越区和相邻扇区间越区等。从基站侧一般需要调整天线，比如适当 降低天线的挂高，或者