论文—IPAS无线网络优化方法浅析.doc

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颖中国网通（集团）有限公司石家庄市分公司设备维护中心摘要：随着无线市话在国内的广泛应用，无线市话用户数量的迅猛增长，大部分地区的网络已经由工程建设期进入到网络优化期。由于无线市话用户的不固定性使得在建设、维护、优化和运营上都不同于固定电话网，无法在建设阶段建设好网络，而需随着用户数量的变更、用户的流动、无线环境的变化、网络负荷的增长，及时通过网络优化来保证网络的质量。而且网络的优化和改造是一件长期的工作，要周期性地进行，只要网络存在，只有开始没有结束。只有不断提高无线网络的质量，才能获得用户的满意，吸引和发展更多的用户。所以，网络优化工作已经成为目前无线市话网络维护工作的重中之重。本文主要讲述了如何对投入运行的小灵通无线网络进行参数采集和数据分析，从中找出影响网络质量的因素，将目前小灵通网络分成为欠覆盖、过覆盖；资源不足、资源过剩几种情况，并对不同情况的网络进行了专题分析，提出了具体优化措施，使无线网络达到最佳运行状态的方法。关键词：无线市话网络优化分析1. 小灵通系统概述1.1. 小灵通的特点小灵通采用了PHS空中接口，其特点：低辐射、微峰窝和优音质。目前普遍采用的小灵通基站的发射功率为500mW，小灵通手机的平均发射功率只有10mW。由于小灵通基站的发射功率低，自然覆盖半径小，目前每个基站的蜂窝半径只能达到百米级，采有的是微蜂窝甚至微微蜂窝的方式，优点是同样的单位面积内基站数量多，相对容易吸收业务，缺点在于增加了终端的切换频率。针对小灵通的这一特点，有两种解决思路：其一，强调小灵通适合慢速移动，如步行时使用，这时的切换频率还可以接受；其二，在终端上加以改进。小灵通语音编码采用了32kbit/s ADPCM(自适应差分脉冲编码调制)技术，该技术是传统64kbit/s PCM技术的改进，数据量降低了一倍，效果却不相上下。因此小灵通的音质与固定电话没有太大差别。1.2 小灵通系统结构小灵通从结构上可以分成两大部分：核心网络和无线网络。核心网络负责与上层网络或其他业务网络联系，无线网络负责业务覆盖。2. 无线网络优化2.1 无线网络优化流程无线网络优化是一项长期的工作，它贯穿于无线网络运行的全过程。只有不断提高无线网络的质量，才能获得用户的满意，吸引和发展更多的用户。在日常网络优化过程中，工作人员可以通过话务统计数据和路测发现问题，最普遍的还是用户的反映和投诉。在网络性能经常性的跟踪检查中一旦发现话务统计指标达不到要求、无线网络质量明显下降或接到来自用户的反映以及网络扩容时，都应及时对无线网络进行优化。无线网络优化流程如图1.1所示。从图中可以看到，无线网络优化需经过若干步骤，其中的关键步骤是进行网络性能分析与问题定位，而进行网络性能分析的前提是做好数据的采集工作。一般而言，采集工作分为话务数据采集、路测数据采集和设备运行数据采集三部分。图1.1网络优化流程话务数据采集可以得到无线网络的整体性能及各个设备的性能指标，这些主要指标包括网络性能数据、信道可用率、掉话率、接通率、拥塞率、话务量和切换成功率以及话统报告图表等，话统数据采集相当于无线网络优化的初选工作，从话统数据中可以找出性通指标异常的设备，为进一步的网络优化确定工作目标。路测类似于客观性测试， 由无线网络优化人员根据话务统计分析的结果和用户投诉情况，利用测试仪器记录一定区域内的无线环境。路测采集的数据包括：测试路线区域内各个基站的位置、基站间的距离、各频点的场强分布、接收信号电平及质量、覆盖及切换情况和测试路线的地理位置信息等。通过路测数据可以判断基站的实际覆盖范围及干扰区域，分析干扰源；观察信令接续过程，检查切换参数；验证天馈线系统实际安装情况等。这样，应能正确定位掉话、切换等事件发生的主要原因和场所。设备运行数据采集类似于主观性测试，主要采集基站和基站控制器的运行数据。利用这些数据可以协助优化人员判断设备的运行状态和运行环境，结合话统数据和路测数据，以便更准确地对各种现象进行分析和判断。由此可见，通过分析话务统计数据，不仅能获得各基站的参数配置和网络各项质量指标，还可以找出网络大致存在的问题，在进行有计划的路测和检查设备运行数据后，就可以得出各种问题的解决方法及相应的优化方案。在实施网络优化方案后，肯定会改变相关设备和整个无线网络的性能指标。因此需要对比网络优化前后的话务统计数据，一方面验证网络优化方案的有效性，另一方面也可以为调整网络优化方案提供指导。2.2无线网络性能分析无线网络性能分析主要是依靠基站网管收集的话务数据来进行。PAS网络采用微蜂窝和微微蜂窝结构，同一区域中的基站协同为该区域提供服务，例如当PS（PHS终端）向一个CS（基站）进行链路信道请求失败时，PS会向另外一个基站重新发起请求。因此考察应首先以寻呼区（PA）为单位，并且统计须以忙时为准。而对寻呼区内的局部情况，可按单个基站要求进行优化。要尽可能结合电子地图进行分析，会得到事半功倍的效果。在进行网络优化时要注意综合考虑达到的目标，片面地追求单一指标可能会造成网络整体性能的下降。因此对全局指标要统筹考虑。不同的网络在不同的时期有不同的指标要求，在具体操作时，还要结合当地具体情况。在目前的PHS系统网络优化中建议考虑的指标主要有如下几下：l 无线来话渗透率：该参数表征了无线网络侧的呼入成功率，体现了无线网络的整体性能，是一个反映网络质量的综合性指标。l 无线链路异常中止发生率：该参数类似于掉话率，表征了网络服务质量的好坏。l LCH建链过程中的无线频率阻塞率（频率忙拒绝率）：该参数表征了无线网络侧频率干扰的状况。l TCH建链失败率：如果TCH建链失败率过高，说明TCH下行干扰严重。l 无线话音信道可用率：该参数表征了无线网络侧物理信道的维护状况。l 干扰规避发生率（TCH切换发生率）：该参数表征了无线网络侧频率干扰的状况，体现了语音质量的好坏。l 基站间切换发生率l 基站话务达标率系统应能对不同信道数的基站设置一个标准话务门限，同时计算处于运营状态基站的三个或六个时段的平均话务量，将平均话务量高于该标准话务门限的基站确定为话务达标基站。考核此项指标可以促进各地在网络优化中做好基站话务的均衡工作，提高基站的投资效益。通过这些指标，可以分析出网络的状况并指导网络优化的进行。2.3无线网络优化方案2.3.1 欠覆盖的对策欠覆盖是指网络中存在覆盖盲区或信号覆盖较弱的区域，因此欠覆盖的现象就是掉话和频繁出现重新呼叫型切换。因此对存在覆盖盲区或信号覆盖较弱的区域，如果是人员活动密集区，有较多的业务需求的话，需要尽快加以解决。一般解决方案是通过调整天线高度、下倾角来避免盲区以及通过增加基站来解决。覆盖盲区往往会在一些密集的住宅区出现，出现的覆盖盲区小且少，这时可以采用小功率的基站RP来补盲。我们也可以调节大功率基站的天线高度或角度，让基站电波发身的主波瓣向覆盖盲区方向靠近。例如，对出现在基站附近的盲区，可以通过改变天线的下倾角来改善；而对出现在基站无端的盲区，可以通过增加天线高度、增益来增加基站覆盖范围。以上两种方法的主要区别在于成本的多少，可根据实际情况做出选择。欠覆盖还有一种情况，就是某些区域正好处在若干基站的覆盖边缘。终端在这里能接收到多个基站较弱的信号，会频繁地出现重新呼叫型切换，而且容易掉话。解决这种情况的最好办法是在此处增加一个基站，用较强的信号覆盖此区域。解决欠覆盖首先排除由于基站不能正常工作，造成原本应该有覆盖的区域失去覆盖，形成新的覆盖盲区的情况。2.3.2 过覆盖的对策过覆盖是指网络中存在过度的覆盖重叠，过覆盖的现象就是信令拥塞以及由于干扰带来的掉话和TCH切换型切换频繁。另外，基站无可用LCCH也是过覆盖的一种现象，相对出现几率不高。在解决过覆盖之前，首先要检查无线网络的同步情况，因为基站不同步会造成更多的同频干扰，因此小灵通无线网络对基站同步要求很高。一般500mW基站都施空中帧同步，不同的同步系统间利用GPS同步。解决过覆盖的第一步是检查基站密度，判断是否是由于基站规划不合理，造成基站密度过高，引起同频干扰。因为小灵通在19001915MHz之间，基站的控制信道共用同一个频点，控制信道以100ms为一个超帧，每个超帧中包含20个单帧，因此在系统同步之后在一个复用范围内最多可以容纳80个基站，也就是说，这80个基站因为使用一个超帧里的不同的时隙而不会相互干扰，使用同一个时隙的基站的间隔距离只有大于复用距离才不会发生相互干扰。需要注意的是，基站的密度与区域内话务容量有直接关系，如果是话务密集区，调整基站的密度要非常小心。从基站覆盖范围入手也可以解决过覆盖问题。如适当地调整天线角度来调整基站的覆盖范围，使基站覆盖趋向更加理想的设计指标。但调整基站覆盖范围也要很仔细，因为无线网络也要适度的覆盖重叠来避免产生欠覆盖区域。在实际工作中还需要用测试议对过覆盖区进行实际覆盖范围的测试，确定目标基站及相邻基站的覆盖范围，验证是否是由于目标基站覆盖范围不合理而造成过覆盖。调整基站覆盖范围主要有四种途径：l 改变基站位置：一般情况不推荐此方法，因500mW基站安装复杂，加上选点涉及多种因素，需要相当多的协调工作，在其他方法无效的情况下才做考虑。l 调整基站天线高度：基站的天线越高，基站的覆盖范围越大。因此适当降低过覆盖基站的天线高度，可以缩小基站的覆盖范围，过覆盖的情况会得到相当程度的缓解。l 调整基站天线的下倾角：在同高度的基站下，基站天线的下倾角越小，基站覆盖范围越大。因此对于过覆盖的基站，适当加大基站天线的下倾角，可以起到缩小基站覆盖范围，缓解过覆盖的效果。l 调整基站天线的类型：定向天线与全向天线相比，覆盖范围更加集中。因此在一些场合，可以用定向天线替换全向天线，达到缓解过覆盖的效果。总之，通过调整基站覆盖范围，可以使无线网络覆盖合理，改善通信环境，减少干扰。但在实际工作中，一定要根据具体情况进行调整。2.3.3 资源不足的对策PHS系统的无线资源分为CCH资源和TCH资源两类，以下分别讨论两种资源不足的对策。2.3.3.1 CCH资源不足CCH资源不足最明显的现象是出现了信令拥塞，如PCH过载或SCCH过载现象。PCH过载是当寻呼区内的寻呼消息数过多时产生的。当产生这两种情况后，就必须考虑重新划分寻呼区，将寻呼区的范围缩小，以减少寻呼消息数。但这里要注意寻呼区过小将导致位置登记请求过多，加大SCCH负荷，因此需要求得PCH和SCCH负荷的平衡。在寻呼区划分时，必须注意寻呼区的大小与话务量的关系。因为PHS空中接口规定，终端被叫时只能由其所在寻呼区的基站寻呼，并向所在寻呼区的基站申请接入。而在设计不良的寻呼区有可能出现因终端可用的基站过少而导致接入失败的情况，从而造成被叫方向的话务阻塞。2.3.3.2 TCH资源不足TCH资源不足最明显的现象是出现了TCH拥塞，值得注意的是TCH阻塞有信道阻塞和频率阻塞两个方面的原因，信道阻塞反映了TCH物理信道资源的不足，频率阻塞反映了TCH频率复用不够。减少TCH拥塞率可以通过话务均衡来改善。这些基站的地理位置处于人员活动密集区域，覆盖区域内终端用户多，而造成基站话务量偏高。这里物理信道阻塞可以通过增加组控基站，即增加信道数来解决无线信道资源不足的问题。如果增加组控基站还不能解决问题，应需要在该区域增加基站。当然增加的基站必须避免出现过覆盖的情况，这时可以考虑采用多扇区的基站。2.3.4 资源过剩的对策资源过剩对系统的运行没有任何影响，从用户的角度也感觉不到。但对运营商来说，资源过剩意味着设备闲置，因此还是应该减少资源过剩的情况，提高设备利用率。网络优化人员往往通过话务量指标发现资源过剩，话务量极低的基站也许是资源过剩的基站。在判断资源过剩的基站时，还需要排除由于基站故障或者基站无可用LCCH导致话务量偏低的情况。对那些过剩的基站可以实施改变位置等方法，发挥其功能。当然，任何网络都应该有合理的剩余资源。尤其是在经济快速发展的地区，更加应该有一个长远的规划，对一些重要的位置，早一点布设基站也是必须的。3结束语无线网络优化是对投入运行的小灵通无线网络进行参数采集和数据分析，从中找出影响网络质量的因素，通过技术手段或参数调整使得无线网络达到最佳运行状态的过程。无线网络优化在使用网络资源获得最佳效益的同时，还可以帮助工作人员了解网络的增长趋势，为系统扩容提供依据。作者简介：李颖1969.11.16出生，工程师，毕业于北京邮电大学通信工程专业，现在中国网通（集团）有限公司石家庄市分公司设备维护中心工作。该同志2004年参与了石家庄本地网小灵通网络性能数据报表统计系统、小灵通网络性能报表分析系统、综合网络优化系统的开发及完善工作，参与了小灵通网络三期优化工程的先期网络优化分析及优化方案的制订实施等工作。2005年10月参与了2006年小灵通优化方案的制订和实施等工作。 8啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊