（计算机系统结构专业论文）基于ice的tdscdma性能数据分析系统.pdf

摘要 中国自主知识产权的t d s c d m a 无线移动网络已在国内部分城市大规模建 设，网络规划优化质量影响到网络建设的成本和运营性能，而网络规划优化软件 的优劣与网络规划优化质量息息相关，各大厂商都非常重视t d s c d m a 网络规划 优化软件的设计与开发，论文正是以无线网络规划优化软件研发作为选题的来源。 网络通讯引擎i c e ( i n t e r n e tc o m m u n i c a t i o n se n g i n e ) 是新一代面向对象中间 件，和传统中间件相比具有高效、简单、跨平台、开源等优点，因此选用了i c e 作为系统底层架构。论文在i c e 架构的基础上分析了系统终端和服务器平台层的 设计，提出了平台层和业务模块分离的设计方法，使业务模块可以无缝加载到平 台上。详细讨论了性能数据分析模块的设计与实现，实现了小区组定制、性能指 标定制、查询模版定制以及查询功能，能够以多种方式呈现查询数据并可以和电 子地图进行联动。性能分析模块可以独立加载到网络规划优化平台上，实现了 t d s c d m a 性能数据分析系统，解决了系统平台层和业务模块的耦合问题。 作为一个t d s c d m a 网络规划优化软件初步研究结果，该系统具备了优化网 络的基本功能，但是该系统还很年轻，还得随着网络技术不断发展而不断改进。 关键词：中间件i c e 网络规划 网络优化 a b s t r a c t t d s c d m am o b i l en e t w o r kt h a tc h i n ah a v ei t so w ni n t e l l e c t u a lp r o p e r t yr i g h t s h a sb e e nc o n s t r u c t e do nal a r g es c a l ei nt h ec o u n t r y , t h eq u a l i t yo fn e t w o r kp l a n n i n ga n d o p t i m i z a t i o nd i r e c t l y a f f e c tt h ec o s to fb u i l d i n ga n do p e r a t i n gp e r f o r m a n c e ， t d s c d m an e t w o r kp l a n n i n ga n do p t i m i z a t i o nt o o l sd i r e c ti m p a c to nt h eq u a l i t yo f n e t w o r kp l a n n i n ga n do p t i m i z a t i o n ，c o m p a n i e sa t t a c hg r e a ti m p o r t a n c et ot h ed e s i g n a n dd e v e l o p m e n to ft d - s c d m an e t w o r kp l a n n i n ga n do p t i m i z a t i o ns o f t w a r e ，t h e p a p e ri s b a s e do nt h ed e v e l o p m e n to ft h et d - s c d m an e t w o r kp l a n n i n ga n d o p t i m i z a t i o nt 0 0 1 i c e ( i n t e m e tc o m m u n i c a t i o n se n g i n e ) i st h en e x tg e n e r a t i o no fo b j e c t - o r i e n t e d m i d d l e w a r e ，c o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a lm i d d l e w a r ei t h a sl o t so fa d v a n t a g e s ，s u c ha s e f f i c i e n t ，s i m p l e ，c r o s s p l a t f o r m ，o p e n - s o u r c e ，s ow es e l e c t e d i c ea st h em a i n a r c h i t e c t u r eo ft h es y s t e m t h ep a p e ra n a l y z e st h ed e s i g no fc l i e n tp l a t f o r ma n ds e r v e r p l a t f o r mb a s eo nt h ei c ea r c h i t e c t u r e ，p r o p o s e sa m e t h o dw h i c hc a ns e p a r a t ep l a t f o r m l a y e rf i o mb u s i n e s sm o d u l e s ，b u s i n e s sm o d u l ec a l l b es e a m l e s s l ya t t a c h e dt ot h e p l a t f o r m i td i s c u s s e st h ed e s i g na n di m p l e m e n t o fp e r f o r m a n c ed a t aa n a l y s i sm o d u l ei n d e t a i l ，a c h i e v e sm a n yo ft h ef u n c t i o n a l i t i e s ，s u c ha sc e l lg r o u pc u s t o m i z a t i o n ，t e m p l a t e c u s t o m i z a t i o n , k p ic u s t o m i z a t i o na n dq u e r y , s h o w i n gt h er e s u l ti nav a r i e t yo fw a y s a n dc a nb el i n k e dw i t he l e c t r o n i cm a p p e r f o r m a n c ea n a l y s i sm o d u l ec a nb el o a d e di n t o t h ep l a t f o r mo fn e t w o r kp l a n n i n ga n do p t i m i z a t i o ns y s t e mt oi m p l e m e n tt d s c d m a p e r f o r m a n c ed a t aa n a l y s i ss y s t e m ，s ot h ec o u p l i n gp r o b l e mo fp l a t f o r ma n db u s i n e s s m o d u l ei ss o l v e d a sap r e l i m i n a r yd e v e l o p m e n to fat d - s c d m an e t w o r kp l a n n i n ga n d o p t i m i z a t i o nt o o l ，t h es y s t e mh a sb a s i cf u n c t i o n st oo p t i m i z en e t w o r k ，b u ti t i ss t i l lv e r y y o u n g ，t h e r ew i l lb el o t so fi m p r o v e m e n tt od ow i t ht h ec o n t i n u o u sd e v e l o p m e n to f n e t w o r kt e c h n o l o g y k e y w o r d s ：m i d d l e w a r e i c en e t w o r kp l a n n i n gn e t w o r ko p t i m i z a t i o n 创新性声明 本人声明所呈交的论文是我个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 包含其它人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或 其它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 的任何贡献均己在论文中做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：日期型! 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技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西安电子科技大学。本人保证毕业 离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学 校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。 本人繇勘日期型：么 导师签名：日期型篷：兰 第一章绪论 第一章绪论帚一早珀了匕 无线网络规划优化系统在无线网络初期建设和后期网络性能调优、故障定位、 解决故障中有着重要的作用。它提高了网规网优工程师的工作效率，降低了网规 网优工程师的入职门槛。各大网络设备提供商和网规网优工具开发商都投入了巨 大的人力物力去开发功能全面、稳定、强大的网络规划优化系统。 1 1t d s c d m a 技术的发展与网络规划优化 第三代移动通信系统包括w i d e b a n dc o d ed i v i s i o nm u l t i p l e a c c e s s ( w c d m a ) 【1 1 、t i m ed i v i s i o n s y n c h r o n o u sc o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ( t d 。s c d m a ) 【2 】和 c o d e d i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s2 0 0 0 ( c d m a 2 0 0 0 ) 三大标准。它能够将语音通信和 多媒体通信相结合，其可能的增值服务将包括图像、音乐、网页浏览、视频会议 以及其他一些信息服务。3 g 意味着全球适用的标准、新型业务、更大的覆盖面以 及更多的频谱资源，以支持更多用户。与现在的2 g 系统相比，3 g 将支持更多的用 户，实现更高的传输速率。 2 0 0 0 年5 月在土耳其国际电联会议上，中国大唐集团的t d s c d m a 系统被投票 采纳为国际三大3 g 标准之一，与欧洲的w c d m a 和美国的c d m a 2 0 0 0 并列。从此 我国有了自主知识产权的3 g 标准，在避免西方的技术壁垒，保障国家的通信安全， 拉动国内经济上有着重大的意义。 我国提出的t d s c d m a 标准在技术上有着巨大的优势：第一，t d s c d m a 有 最高的频谱利用率。因为t d s c d m a 是一种时分双工( t d d ) 【3 】的移动通信系统， 只用一段频率就可完成通信的收信和发信，而w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 采用的都是 频分双工( f d d ) 的移动通信系统，需要两段不同的频率才能完成通信的收信和 发信。t d s c d m a 采用了时分，频分，码分，空分这几种多址技术，其频率利用 率，系统容量得以大幅度的提高。第二，t d s c d m a 采用了世界领先的智能天线 技术【4 。基站天线可以自动追踪用户手机的方向，使通信效率更高，干扰更少，设 备成本更低。t d s c d m a 的时分、频分、码分结构如图1 1 所示。 基fi c e 的t d - s c d m a 性# * 统 氙 ， 酶 兹 图11t d s c d m a 的时分、频分、码分结构 t d s c d m a 中采用的关键技术主要有智能天线、联合检测和接力切换等技术 嘲。 智能天线 智能天线是一种全新的天线技术i ，是一种自适应的波束成形技术，将该技术 运用在移动通信中将会大大降低系统内部的干扰，提高系统的容量。智能天线采 用数字波束成型技术的自适应天线阵，从上行来看基站利用智能天线对来自移动 台的多径电波方向进行波到达方向估计，调整天线阵每个阵元的幅度和相位以达 到上行信号的最佳接受，从发送的角度来看，基站利用智能天线对发射信号下行 波束成型，使基站发射信号能够沿着移动台电波的来波方向发送回移动台，从而 降低了发射功率减少了对其他移动台的干扰。可见，智能天线可以给每一个万 位的用户提供较高的增益，降低用户间的干扰。 联合检测 联台检测技术是多用户检测技术的种”。由于c d m a 系统中多个用户的信号 在时域和频域上是混叠的，所以接收时需要在数字域上用定的信号分离方法把 各个用广的信号分离开来。联台检测在t d s c d m a 系统中，结合了系统的特点， 利用了训练码的冲激相应计算结果，利用了智能天线的算法结果，根据系统生成 矩阵，在一步之内通过矩阵算法就分离了互相之问存在干扰的用户信号。所以联 合检测和智能天线技术的结果，无疑会给整个系统的容量带来质的提高。 接力切换 接力切换适用于同步c d m a 移动通信系统，是t d s c d m a 移动通信系统的 核心技术之- - 1 8 。当用户终端从一个小区或扇区移动到另一个小区或扇区时，利 第一章绪论 3 用智能天线和上行同步等技术对手机终端的距离和方位进行定位，根据手机终端 方位和距离信息作为切换的辅助信息，如果手机终端进入切换区，则基站控制器 通知另一基站做好切换的准备，从而达到快速、可靠和高效切换的目的。这个过 程就象是田径比赛中的接力赛跑传递接力棒一样，因而我们称之为接力切换。接 力切换将软切换的高成功率和硬切换的高信道利用率综合到一起，使用该方法可 以在使用不同载频的基站之间，甚至在系统与其他移动通信系统的基站之间实现 不中断通信、不丢失信息的越区切换。 由于t d s c d m a 和其他的标准采用了不同的技术，故t d s c d m a 的网络规划 优化又有其特点。第一，系统容量大，频率利用率高。在相同的频谱宽度内， t d s c d m a 系统可以支持更多的用户数和更高速的数据传输。我国为t d d 模式规 划了5 5 m h z 的核心频段以及1 0 0 m h z 的补充频段。就t d s c d m a 技术而言， 由于 其在5 5 m h z 的核心频段可提供3 3 个频点，补充频带内可提供6 0 个频点，因此，其 组网方式灵活多样，不拘一格。第二，业务类似同径覆盖，呼吸效应弱。t d s c d m a 系统能同时保证各业务的连续覆盖。w c d m a 各业务的扩频因子不同，因而覆盖 为半径不同的同心圆，即“同心覆盖”，这给它的网络规划带来了很大的麻烦， 相互之间会存在严重的干扰。t d s c d m a 的系统设计使得其各业务的覆盖半径基 本相同，即“同径覆盖 ，因此能同时保证各业务的连续覆盖。t d s c d m a 不再 是一个干扰受限系统，而是一个码道受限系统，覆盖半径基本不随用户数的增加 而变化，即呼吸效应不明显。 1 2t d s c d m a 网络规划优化系统现状 由于无线网络的复杂特点，无论是在网络建设的初期，还是在网络运维过程 中，网络规划优化都是无线系统工作的一个重要环节 1 0 , 1 1 , 1 2 】，是一个持续工作的过 程。经过网络规划优化工程师多年的工作实践积累，同时借助一些分散的第三方 工具，如路测分析工具、扫频仪、网规工具、以及无线操作维护中心中的性能管 理、无线操作维护中心中的信令分析等，逐渐形成了综合性的网络规划优化系统 的需求。通过网络规划优化综合系统，可以把网规网优人员从原始的数据处理工 作中解放出来，将专家经验进行积累并充分运用，从而大大的提供了工作效率。 在无线网络规划优化工具市场中，凭借专业的设计开发和丰富的实用经验， 爱立信、a i r c o m 等国外大公司的产品在网络规划和优化工具方面一直处于业界的 领先地位。先进的工具能够有效地提高效率，是高质量地执行网络规划和优化项 目的坚实基础。国内公司由于起步晚，经验不足等原因，产品一直处于劣势地位。 t d s c d m a 是一种新的标准，目前世界上还没有建成的t d s c d m a 无线网络。我 国拥有该标准的自主知识产权，并且正在建设世界上第一个t d s c d m a 无线网络。 4 基于i c e 的t d s c d m a 性能数据分析系统 国内企业中兴、大唐、华为获得了中国移动t d s c d m a 设备招标中的绝大部分订 单，从设备的生产、网络规划、网络建设，到后期的设备维护、网络优化都将有 国内厂家来完成。 t d s c d m a 是一种新的技术，国外的大公司并不看好t d s c d m a 的前景，并 没有投入精力到t d s c d m a 产品的研发中，其中包括网络规划优化工具。专业的 t d s c d m a 网络规划优化工具的开发任务落入到国内设备供应商的头上，这是一 项艰巨的任务，同时充满了机遇。 目前随着中国t d s c d m a 牌照的发放以及2 0 0 8 年北京奥运会巨大商机的即将 来领，t d s c d m a 建网工作在紧张激烈的进行中，网络规划优化系统的开发任务 十分紧急，很多都是边开发边到现场使用。 1 3 本文主要内容 本课题以t d s c d m a 网络规划优化系统的研发为背景，不仅介绍了计算机领 域的研究结果，同时也介绍了一种新兴的无线通讯管理工具。针对无线网络规划 优化系统，讨论并解决了在使用分布式中间件的情况下，如何有效、合理的组织 并管理各功能模块，使其能够有效的协同工作的问题。首先介绍网络规划优化的 概念以及网络规划优化工具的作用和功能；然后介绍该系统所采用的网络通讯引 擎i c e 的基本概念和在系统中使用方式；接着对系统平台层的总体设计方案进行 分析；最后阐述在平台层上的性能分析模块的设计和实现以及如何将性能分析模 块无缝加入到整个系统中的技术实现。 论文结构如下： 第一章绪论。主要介绍课题的研究背景，t d s c d m a 网络规划优化工具的现 状。 第二章网络规划优化系统。首先介绍网络规划优化的基本流程，接下来介绍 网络规划优化系统。 第三章网络通讯引擎i c e ( i n t e m e tc o m m u n i c a t i o n se n g i n e ) 。首先介绍i c e 的 基本概念和基本组成结构，然后以系统的实现来讲述i c e 的应用。 第四章系统平台的设计。主要介绍系统平台的设计的原则以及实现方案。 第五章性能分析模块的设计与实现。本章以具体的性能分析模块为例，讲述 业务模块的设计与实现。 第二章网络规划优化系统 第二章网络规划优化系统 传统的网络规划与优化工具在网络范围不断扩张的背景下，已经不能够满足 现代网络的需要。随着3 g 时代的来临，通讯网络需要承担像多媒体这样的大量数 据的稳定传输，而传统的网规网优方法很难满足它的需求。网络规划优化系统需 要将所有的需求整合到一起，组成一个功能强大、使用简单、执行高效的系统。 该系统除具备上述所有功能外，同时具有自动报警、数据自动分析、规划手册的 自动生成等功能，使得网规网优工程师在工程现场只需维护一套系统，就能够强 有力的对负责区域进行网络规划与优化。如此强大的功能使得各大厂商非常重视 对它的研发，通过它能够有效地解决工作效率低、维护成本高、维护质量不高等 问题。本文所介绍网络规划优化系统作为一个系统化的网规网优工具，具有功能 齐全、结构统一、使用方便等特点。在未来的发展中，会不断的在它现有功能的 基础上，不断实现新的需求，最终实现厂商以及用户所理想化的网络规划优化工 具。 2 1 网络规划流程 网络规划【l 习必须要达到服务区内最大程度的时间、地点的无线覆盖，最大程 度减少干扰，达到所要求的服务质量，最优化设置无线参数，最大发挥系统服务 质量，在满足容量和服务质量前提下，尽量减少系统设备单元，降低成本。网络 规划是覆盖、服务和成本三要素的一个整合过程，如何做到这三要素的和谐统一， 是我们网络规划必须面对的问题。一个出色的组网方案应该是在网络建设的各个 时期以最低代价来满足运营要求。网络规划必须符合国家和当地的实际情况；必 须适应网络规模滚动发展，系统容量以满足用户增长为衡量；要充分利用已有资 源，应平滑过度；注重网络质量的控制，保证网络安全、可靠；综合考虑网络规 模、技术手段的未来发展和演进方向。 t d s c d m a 频率资源丰富，充分考虑以上原则，提出了“一次规划，分期建 设”的组网理念【l4 1 ，其各次规划互不相干，各种业务联系覆盖。在满足运营商提 出的覆盖范围、容量要求、服务质量的情况下，给出网络规模估算结果，使投资 最小化，并仿真工具软件验证。网络规划要对网络发展趋势做出预测，并为未来 的建设作好准备。 网络规划前需求分析 项目预研的过程中需要了解客户对将要组建网络的要求。了解现有网络运行 状况及发展计划，调查当地电波传播环境，调查服务区内话务需求分布情况，对 6 基于i c e 的t d s c d m a 性能数据分析系统 服务区内近期和远期的话务需求作合理预测。需求分析阶段要根据客户要求的业 务区，确定规划区的覆盖区域划分，以及与之相对应的用户密度分布，确定业务 区域划分，以规划设计所要达到的目标。就客户提出的规划要求做客户需求分析。 了解规划区的地物、地貌，研究话务量的分布，了解规划区的人口分布和人均收 入，了解规划区的现网信息。提出满足客户提出的覆盖、容量等要求的规划策略。 对客户要求覆盖的重点区域实地勘察。利用卫星定位了解覆盖区的位置，覆盖区 的面积。通过现网话务量分布的数据，指导待建网络的规划。根据提供的现网基 站基站信息，作好仿真前的准备工作。 网络规模估算 在做网络规划前，可以预先估计网络的规模，如整个网络需要多少基站，多 少小区等。网络规模估算就是通过链路预算容量估算之后，大致确定基站数量和 基站密度。再根据覆盖确定需要的基站数量的时候，计算反向覆盖可以得到小区 覆盖半径。根据各个业务区的面积可以粗略计算需要的基站数量。然后根据用户 容量确定需要的基站数量。二者之间取大即为所需要的基站数量。网络规模直接 由两个方面决定，一是由于覆盖受限而需要的小区数目，二是由于小区容量受限 而需要的小区数目。网络规模估算包括两部分，一部分是基于覆盖的规模估算， 一部分是基于容量的规模估算。 基站布点与基站选址【j 副 基站布点是指根据规模估算，在电子地图上，进行模拟布点。站址选择在整 个网络规划过程中是非常关键的工作。站址选择合理，规划时只需要对参数进行 微调就可以满足要求；反之如果站址选择不合理，常常导致规划性能不佳，甚至 重新选择站址，使前一阶段的规划工作的作废。站点布局阶段的任务是从运营商 可提供站点或候选站址选择合适的站点，确定站点的站型、网络整体结构。根据 覆盖和容量的需要确定站点的站型，在此基站上搭建合理的网络拓扑结构。在站 点分布规划中，根据综合的因素选择网络单元，这些因素包括：地形、地貌、覆 盖、容量、机房条件等，组网中常见的网元有宏蜂窝、微蜂窝、射频拉远、直放 站等。把他们灵活运用到网络建设当中，以取得良好的效果。 预规划输出 预规划输出是通过进行规划预仿真实现的。所谓规划预仿真就是利用仿真软 件做网络规模估算结果的验证工作。通过仿真来验证估算的基站数量和基站密度 能否满足规划区对系统的覆盖和容量要求，以及混合业务可以达到的服务质量， 大体上给出基站的布局和基站预选站址的大致区域和位置，为勘察工作供勘察的 指导方向。规划仿真的最终目的主要是通过仿真运算实现对于一个实际网络建设 方案的检验，并且提供工具方便对于网络结构和设备重要参数的调整以优化网络。 无线网络勘察 第二章网络规划优化系统 进行无线网络堪察的目的是确认预规划所选站址是否满足建站要求。具体要 求包括无线方面的准则和非无线方面的准则。 基站调整 根据仿真得到的基站数量和基站密度等结果，以及对基站情况的勘察结果， 进行基站调整。基站调整包括：调整发射功率、改变下倾角、改变扇区方向角、 降低天线高度、更换天线类型、增加基站、改变站址。 工勘输出 根据无线网络勘察的结果，进行网络仿真和基站调整，将仿真结果输出。 详细规划 详细规划的主要内容主要包括两方面：网络仿真和无线参数规划。网络仿真 将按照工勘输出的站点，重新进行仿真分析，调整方案。目的是便于后续的无线 参数规划。此时要考虑邻小区等。无线参数规划包括三步：邻小区规划、频点规 划、码资源规划。 规划输出 网络规划输出t d s c d m a 无线网络规划报告。无线网络规划报告是无线网络 规划成果的直接表现，是规划水平的反映。主要包括：规划区域类型划分、规划 区域用户预测、规划区域业务分布、网络规划目标、网络规划规模估算、无线网 络规划方案、无线网络仿真分析、无线网络建议。从客户的角度来看，规划报告 的质量高低直接反映了规划水平的高低。因此作为规划输出要完全体现在规划报 告中。无线网络规划报告的内容要详尽，客观、真实，如实的反映该区的各种需 求，面临的问题和解决方案。要展现产品的最优性能，满足客户的最大期望。 2 2 网络优化流程 网络优化【1 6 , 1 7 堑j - - 作是指对正式投入运行的网络进行数据采集、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和采取某些技术手段，使网络达 到最佳的运行状态，使现有网络资源获得最佳效益，同时也对网络以后的维护及 规划建设提出合理建议。 无线通讯系统的无线部分具有诸多的不确定因素，它对无线网络的影响很大， 其性能优劣常常成为决定通信网好坏的决定性因素。当然，无线网络规划阶段考 虑不到的问题如无线电波传播的不确定性、基础设施变化、取决于地点和时间的 话务负荷、话务要求、用户对服务质量的要求的增加、都涉及到网络优化工作。 网络优化是一个长期的过程，它贯穿于网络发展的全过程。只有不断提高网 络质量，才能获得移动用户的满意，吸引和发展更多的用户。在日常网络优化过 程中，可以通过无线网络操作维护中心统计和路测来发现问题，当然最常用的还 基于i c e 的t d s c d m a 性能数据分析系统 是用户的反映。在网络性能经常性的跟踪检查中发现话务统计指标达不到要求、 网络质量明显下降或用户的反映强烈、用户群改变或发生突发事件并对网络质量 造成很大影响时、以及网络扩容应对小区频率规划及容量进行核查等情形发生时， 都要及时对网络进行优化。 网络性能评估 工程型优化应在每次工程结束后立即进行，以确保系统的各个部分能够正常 的运转。而维护型优化则需要在对系统当前的运行状态进行充分了解后进行。系 统评估的目的主要是对系统当前的运行状态进行一些定量的测试，考察系统的各 项运行指标，以决定何时进行何种程度的优化。一个移动通信系统的运行状态可 以通过很多途径反映出来，不同的交换机的表达方式也不一样。邮电部移动通信 局针对不同的机型给出了相应的考核指标，可以通过这些指标横向和纵向的比较， 了解系统运行状态的优劣。另外由于移动系统的分布范围比较广，还应该考虑许 多局部的指标，如每个基站或小区的运行状况等。 数据采集 数据采集足对系统进行优化的第一步。通过对系统各个相关部分的静态和动 态数据的了解，为优化提供所必须的数据依据。 频率分配核查：通常在系统进行扩容时，不会改变原有基站的位置，而是在 高话务量地区引入新的基站，这些新加入的基站导致了原有的频率分布的改变， 并可能对系统的运行产生负面的影响。因此，在进行系统的优化之前，必须认真 检查核对在现有站点条件下的频率分配方案，这也是优化过程中交换机数据的检 查和修正的依据之一。频率分配核查主要包括两个方面：一是检查设计文件的频 率分配计划是否符合规定；二是具体检查交换机中相应的参数的实际设置情况， 避免人为的错误，并配合对应小区的话务量数据和场强测试数据考察每个小区的 覆盖情况。 基站设备检查：在移动系统中，基站数量大、分布地域广、施工条件差，其 工程量在整个系统建设中所占比重相对较大，所以涉及到的人为因素也比较多， 且通常处于无人值守状态。在正常运行状态下，设备运行时的故障情况可以通过 系统的告警设备反映出来，但设备的非故障无效或低效运行状态，则无法通过比 较直观的途径得到。因此，基站设备的检查是工程型优化工作中的重点，工作人 员应参照初始设计文件，检查各部分设备安装情况，寻找工程中可能存在的问题。 场强测试数据 场强测试是网络维护过程中必不可少的步骤之一。通常交换机能提供的数据 大致可以反映无线信道中的上行信号情况，对下行信号只能得到简单的不全面的 一些数据，但要全面了解每个基站或无线信道的覆盖范围等下行测量数据，只靠 交换机或信令仪是做不到的。无线信号在空中传播，由于地形、地貌、地物及其 第二章网络规划优化系统 9 他一些环境因素的影响，通过理论模型预测得到的基站场强覆盖范围与实际情况 还是会有很大的差别。而且在系统投入运行后，基站的覆盖范围还会因为周围环 境情况的改变而发生改变。场强测试利用高精度的测量仪表，专业的分析软件， 可以比较精确的了解系统服务范围内的无线覆盖及无线信道的工作状况。场强测 试数据可以为修正有关基站发信机的发射功率电平、调整天线、修改越区切换的 电平、减少同邻频干扰等提供参考依据。 数据分析 将采集到的数据进行汇总统计并进行具体分析，寻找出现问题的具体原因。 关于处理机的处理能力，对于采用主备用方式的处理机，其忙时负荷一般不超过 其实际处理能力的7 5 ；对于采用负荷分担方式的处理机，其忙时负荷一般不应 超过其处理能力的5 0 。对于处理能力不足的处理机应当及时升级或增加新的处 理机。移动系统优化中地位最重要的部分是无线部分的分析与调整，其牵涉的范 围也比较广，出现的每一个问题都可能是很多的相关因素所引发，因此，必须结 合信令分析和场强测试分析，具体定位引发问题的原因。 参数调整 无线参数优化调整是指对正在运行的系统，根据实际无线信道特性、话务量 特性和信令流量承载情况，通过调整网络中局部或全局的无线参数来提高通信质 量，改善网络平均的服务性能和提高设备的利用率的过程。实际上，无线参数调 整的基本原则是充分利用已有的无线资源，通过业务量分担的方式使全网的业务 量和信令流量尽可能均匀，以达到提高网络平均服务水平的目标。 2 3 网络规划和优化系统 本节将简单介绍网络规划优化系统，本系统是一款无线网络规划和优化平台， 它提供高度集成化的网络规划和优化工具，满足网规网优工程师各种无线网络规 划优化需求。系统可以从无线操作维护中心获取数据，从而实现对多个基站控制 器下的多个基站和小区进行规划和优化，同时可以实现从文本导入各种网络规划 优化数据并进行备份。系统在网络规划优化过程中的位置如图2 1 所示。 l o 基于i c e 的t d s c d m a 性能数据分析系统 网 图2 1 系统在网络规划优化的位置关系图 系统功能 集成系统管理、数据管理、网络规划、性能分析、路测分析、专家报告等功 能，提供数据导出、链路预算等相关工具。支持对网规网优报告的自动生成和调 整通知单的生成，可以导出系统中的多种数据，包括无线配置数据、性能数据和 模版数据等。提供远程、本地的访问方式，可以分析多个本地无线网络。 网络规划优化中的应用 可以满足网络质量评估、设备故障查找、系统容量分析、干扰分析、覆盖分 析、无线参数优化、工程参数优化、频率优化、关键事件分析、相邻小区优化等 网络优化工作各个方面的实际需要。 电子地图显示 支持全面的电子地图显示，直观清晰的反映移动通信网络的各种状况。 操作界面 提供通用的w i n d o w s 操作界面，同时提供了符合用户系统的友好操作模式。 提供内容丰富的目录式、索引式在线帮助。 数据分析能力 提供基于数据仓库技术的数据分析功能，提供功能强大，使用灵活的性能分 析。各种指标、统计粒度、筛选条件、报表格式等均可以进行灵活的定制，并生 成常用模版。支持数据表格输出和图形分析，如折线图、柱状图、饼状图等。 安全可靠 企业版服务器支持双网双平面，系统可靠性高。采用i c e 面向对象中间件技 术，支持防火墙穿越，并支持客户认证以及客户请求过滤，提供了即非侵入式、 又易于配置的强大的安全解决方案。 第= 章月络规划优化系统 23 1 数据管理功能 数据管理功能主要用于获取网络优化所需的各种数据，主要包括如下功能： 导a 无线参数数据、导入工程参数数据、导入无线操作控制中心性能数据、导入 路测数据、数据导出、数据存储和采集策略管理。数据管理功能图如图2 2 所示。 “+ ”_ i _ ! _ 图2 2 数据管理功能图 无线操作控制中心数据导入 将无线操作控制中心数据库中的配置、性能数据导入到系统中。支持三种数 据采集方式：设置自动采集任务，以数据库连接的方式从无线操作控制中心定期 自动采集性能数据和配置数据；设置手工采集任务，以数据库连接的方式从无线 操作控制中心一次性补采指定时间段内的性能数据和配置数据：使用无线操作控 制中心数据导出工具从无线操作控制中心导出性能数据、忙时表数据，以文件的 方式导入系统。 工程参数管理 工程参数管理的主要功能是从工程参数数据文件中导入工程参数，在导入工 程参数时，可以将待导入数据和系统中的已有数据进行比较，井显示比较结果， 提供给用户参考，用户可以选择是否导入某条记录。 路测数据管理 将路测数据导入到系统中，支持多种路测数据文件格式导入，一次可以导入 多个路测文件。 数据导出 将系统中处理后的工程参数、无线配置参数、忙时性能数据导出，导出后的 数据既可以给其他系统使用，也可以给第三方网优工具使用，也可以按照按照第 基于i c e 的t d s c d m a t 能数# 分析系统 三方模板导出数据后，直接提供给第三方网优工具使用。数据导出包括如下内容： 工程参数导出、无线配置参数导出和无线操作控制中心忙时性能数据导出。 配置管理功能 配置管理功能主要包括本地网配置、无线操作控制中心连接配置、基站控制 器配置等功能。系统支持对多个本地网进行管理，为区分不同本地网的数据，需 要对本地网进行配置管理，包括本地网的增加、删除、修改以及列表显示等功能。 为了从无线操作控制中心获取数据系统需要对无线操作控制中心的数据库连接 参数进行配置。同时，也需要配置本地网与无线操作控制中心的对应关系，每个 本地网可能有多个无线操作控制中心。基站控制器配置指配置本地网和基站控制 器之间的对应关系，包括为本地网添加基站控制器和为本地网删除基站控制器。 23 2 网络规划功能 网络规划功能主要是基于频率的检查修改以及基站的扩容减容。根据网络优 化的结果对网络参数( 包括工程参数和无线参数) 进行调整，将调整后的无线 参数和无线工程参数保存到系统中，可以生成调整通知单，主要功能包括：电子 地图显示、基站小区杳找、无线配置数据检查、站点规划优化、频率规划优化、 邻区规划优化、无线配置工程参数规划和生成调整通知孽。功能图如图23 所示。 遘蔷 n o f 硝绍 坦划功能 翔 3 i 成整t 图2 3 网络规划功能图 电子地图显示 加载基站小区数据后，系统将基站小区的常用属性和位置信息在电子地图上 紫 # = 月络m 划优* 系 呈现，通过查询界面显示详细信息。如果存在异常坐标基站或异常方向角小区， 系统将会以异常列表列出。地理化显示的信息主要包括基站的经纬度、小区号、 基站名、基站号、频点，色码、寻呼区等。实际效果如图2 4 所示， 口e i = i 五口= 口= e 目g 目口8 醯疆：匿i x t 譬 止瞒 j ：f + g ：。t - e e “j t e m t = ! 一 j ! _ 、bg t 口 oe 2 = 嘶i 面f 面丽in 叵延矿一 r 一 一目i 6 一自而* i ；j i r 一一 国24 网络规划地图可视化操作效果图 基站小区查找 提供基站查找定位功能，可根据小区编号、基站名、基站编号和基站经纬度 查找基站，并将查找到的基站小区在电子地图上突出显示。方便用户定位基站位 置。 无线配置数据检查 对外部小区中的数据进行检查，找出并删除孤独外部小区，同时生成调整通 知单。用户可以利用键盘上下键依次去查看每个小区，根据选择小区的改变，地 图上的信息相应的自动进行更新。且可以选择是正向邻区显示还是反向邻区显示。 在网络规划完成后，对全网范围内的规划数据进行一次详细、全面的核查。核查 后可自动对单配邻区和跳频设置错误进行纠正。 站点规划优化 系统支持对新建网络的撤点、站点小区的工程信息规划以及工程搬迁的实施。 系统中无工程数据时，允许新建一个空白网络，增加网元。其中站点、小区支持 地理化操作，即在地图中增加、删除站点和小区。允许对一个已经导入系统的工 程项目进行站点、小区的增加、删除。支持在地图上增加新的基站，同时这些基 1 4 基于i c e 的t d s c d m a 性能数据分析系统 站的参数设置按照默认值来设置。更改站点属性中的基站控制器编号、基站编号 来完成站点的搬迁。对于新站点的地理化增加过程中，系统支持以模板形式来批 量增加。 频率规划优化 支持对于全网的频率查找，结果在地图中用不同的颜色显示，显示的颜色可 修改，频率查找支持快捷键。支持同邻频显示，以不同颜色渲染相关小区。支持 网络中同频同色检查，支持增删跳频、增删载频功能。 邻区规划优化 系统依据基本测量数据根据一定的算法进行邻区自动优化，判断哪些小区应 该设置为邻区，哪些邻小区设置多余。在邻区自动规划优化完成后，显示邻区结 果和网络现有邻区的差异，并且支持对有差异小区的选择，对选择小区在地图上 以不同的颜色显示规划前后差异，显示的内容有：原有的切换邻区、原有的重选 邻区、原有的切换并重选邻区、增加的邻区、删除的邻区。支持根据差异结果稽 核后进行二次手工规划。 无线配置工程参数规划 系统支持小区无线参数和工程参数的单修改、批修改。常用无线参数的快捷 修改，修改后的参数可以保存和取消。系统支持在逻辑对象树上点选小区修改无 线参数，在电子地图上点选小区修改无线参数和工程参数。支持对小区常用无线 参数的快捷修改。支持对多个小区参数的批修改。 2 3 3 性能分析功能 性能分析功能对无线操作控制中心导入的性能数据进行数据分析，可实现定 制指标、模版功能，并可以根据定制邀请查询数据，得到分析报告，以表格或图 形的方式展现，并可以将结果保存到e x c e l 文件中。 性能分析功能提供了对系统数据的筛选过滤分析以及对查询结果进行分析的 功能。对系统数据的筛选过滤分析是指按一定的筛选条件对数据进行过滤得到符 合条件的结果。对查询结果进行分析包括：同一对象查询结果趋势分析、不同对 象查询结果对比分析、查询结果二次处理。同一对象查询结果趋势分析根据查询 结果集的图形方差查看多项指标的趋势；不同对象对比分析可以通过同时间、不 同对象、同指标的对比曲线图或柱状图进行分析。对查询结果的二次处理包括： 结果集支持相加、平均化、筛选、多列排序功能。所有分析得到的表格和图形均 能保存到文件中。数据呈现效果如图2 5 所示。 第= 章月络规划优化系统 2 3 4 路洲分析功能 图2 5 性能分析数据呈现 路测分析功能对路测的数据进行分析，可以在电子地图上显示路测轨迹图、 路测事件图，并输出路删统计报告。使用电子地图直观显示路测轨迹图效果如下 图，显示的路测事件包括：切换成功、切换失败、位置更新成功、位置更新失败、 小区重选、话务拥塞、接入失败、掉话。路测轨迹圈如图2 6 所示。 t i c e 白勺t o s c d m a 性数h 折系统 2 35 专家系统功能 国2 6 路测轨迹图 专家系统根据数据分析结果输出网络优化报告，网络评估报告，分析网优无 效果小区，为网络规划优化工程师提供辅助。 网络优化报告 网络规划优化工程师在进行网络优化后，可使用刚络优化报告功能按照预设 的网络优化报告模板快速地生成网络优化报告。系统自动将网络优化前后的网络 对比情况输出到报告，并输出网络优化期间对网络的调整通知单自动计算出拥 塞小区的扩容建议。生成网络优化报告需要选择如下条件：报告粒度、报告指标、 网络优化前后的路测数据、网络优化前后的时间范围、忙时定义、报告语言。 网络评佶报告 网络评估报告可以自动将评估日期内对网络指标进行评分，并将网络的性能 情况、路测情况输出到报告。生成网络评估报告需要选择如下条件：报告粒度、 报告指标、路测数据、性能数据、忙时定义、报告语言。 网络优化无效果小区 专家系统提供对网络优化无效果小区查询功能，网优工程师可以选择某个指 标指标，根据网优前后该指标升高还是降低来查询哪些小区在本次网优后没有改 善或进一步恶化。 第三章网络通讯引擎i c e 在系统中的应用 1 7 第三章网络通讯引擎i c e 在系统中的应用 随着计算机技术的发展，计算机和互联网所带来的这场信息技术革命在继续 为人类文明带来巨大影响的同时，也已经变成了越来越多新兴技术的底蕴和基础。 尤其在最近十多年，普适计算和网格计算等新技术的提出和不断发展，使它们已 经被看作计算革命浪潮的风向标【1 8 】。网络通讯引擎i c e ( i n t e m e tc o m m u n i c a t i o n s e n g i n e ) 是由z e r o c 公司的分布式系统开发专家实现的一种新的高性能面向对象中 间件平台。i c e 中借鉴了许多公用对象请求代管者体系结构c o r b a ( c o m m o n o b j e c tr e q u e s tb r o