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11.GSM移动通信网络优化的研究与实现,毕业设计
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GSM移动通信网络优化的研究与实现摘 要：随着中国加入 WTO 后运营商之间竞争的加剧，网络的质量已经成了决定移动通信运营商命运的根本要素。网络优化正成为移动通信运营商未来的工作重点。现在，运营商们关心的是，如何在现有网络基础上，通过优化与完善，从而最大限度地挖掘网络潜力。网络优化的目标是提高或保持网络质量，而网络质量是各种因素相互作用的结果，随着优化工作的深入开展和优化技术的提高，优化已经从当前的网络渗透到包括市场预测、网络规划、工程实施直至投入运营的整个循环过程的每个环节。本论文在深入研究 GSM 系统原理的基础上，结合成都联通 GSM 无线网络，对成都联通 GSM 网络目前反映突出的网络问题进行分析与排查，提出并实施了切合工程实际的无线网络优化方案，大幅度提升网络质量，并以此为基础进一步研究了用户话务行为，用户增长趋势，对下一期工程建设和网络扩容提出了指导性建议，完成了下一期网络规划设计的初步方案，预设方案已应用在新的工程设计建设中。关键词：GSM移动网；网络；优化AbstractAfter China entered the WTO, competition between service providers has intensified. Network quality has become a critical element for service providers.Network optimization will become an very important task in the future.Currently, service providers are keen to find out how network optimization can maximize the current network performance. The goal of network optimization is to improve and maintain network quality. Network quality is affected by various factors. Current network optimization includes coverage, traffic forecast, network planning, network implementation and engineering services. This article discusses and analyzes ChengDu GSM network current issues. It presents proposals that have been implemented, resulting in network quality improvements. It also analyzed the subscriber calling pattern and subscriber growth pattern. Based on these data, the article provides suggestions and network planning for the next phase of engineering and network expansion. Some of these suggestions are in progress. Keywords： GSM mobile network, network, optimization目 录第一章 绪论51.1 项目的背景与意义51.2 课题的具体工作6第二章 移动网络优化的现状与发展72.1 网络优化与规划72.2 网络故障排除72.3 无线优化72.4 有线优化72.5 网络优化的发展趋势72.6 成都 GSM 网络优化的必要性8第三章 GSM 系统接口原理93.1 移动环境中的电波传播93.2 工作频段的分配103.3 时分多址技术（TDMA）103.4 信令与协议103.5 参数调整与优化12第四章 GSM 交换系统的优化144.1 科学地建立话务统计文件144.2 合理分配信令、中继电路的负荷144.3 健全交换系统局数据库144.4 合理采用中继选线方式14第五章 GSM 无线网络的优化155.1 无线网络优化概述155.2 统计数据分析155.3 网络现存问题原因分析和建议165.3.1 网络容量和拥塞问题165.3.2 网络覆盖问题185.3.3 干扰问题185.4 优化总体思路21第六章 成都联通 GSM 网络优化方案及实施226.1 信令拥塞问题分析和解决226.1.1 初步分析和解决226.1.2 进一步分析226.2 切换问题分析和优化236.2.1 切换过于频繁236.2.2 质量原因紧急切换过多236.2.3 切换关系定义不足236.3 CDD 数据一致性检查246.3.1 BSC 核查246.3.2 MSC 核查246.3.3 MBCCH 检查246.3.4 单向相邻关系调整246.4 无线网络参数调整246.4.1 HCS 参数调整246.4.2 小区系统消息参数（MAXRET,NECI,NCCPERMIT）246.4.3 RLINKUP 和 RLINKT 参数修改256.4.4 BTS 发射功率调整256.5 优化前后主要网络性能指标及分析256.5.1 主要无线指标分析256.5.2 SDCCH 掉话率266.5.3 TCH 掉话率和话务掉话比分析276.5.4 切换成功率296.5.5 优化前、优化初和优化后全网主要的无线指标29第七章 成都联通 GSM 网络规划与设计317.1 成都联通 GSM 网络运行情况分析317.1.1 现网概述317.1.2 成都联通 GSM 无线网络结构分析317.2 成都联通 GSM 网络用户话务行为分析337.2.1 概述337.2.2 实际忙时分析347.2.3 用户话务行为波动性分析357.2.4 用户话务行为移动性分析357.2.5 用户话务行为地理性分布367.3 成都联通 GSM 网络无线话务发展趋势397.4 网络扩容设计方案407.4.1 不同配置话音信道负荷分析407.4.2 容量设计方案417.4.3 双频系统在分层网络中的运行417.5 现网设计方案427.5.1 网络容量解决建议427.5.2 网络性能提高建议43第八章 全文总结44致谢45参考文献46第一章 绪论1.1 项目的背景与意义对于移动通信运营商来说，随着中国加入 WTO 后运营商之间竞争的加剧，网络的质量已经成了决定其命运的根本要素。网络优化正成为移动通信运营商目前及未来的工作重中之重。运营商投入巨资进行大规模网络建设和扩容的时期已经过去，扩展规模较以往放缓。现在，运营商们关心的是，如何在现有网络基础上，通过优化与完善，从而最大限度地提高网络质量，挖掘潜力。网络优化工作是指对正式投入运行的网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络运行质量的原因，并且通过参数调整和采取某些技术手段，使网络达到最佳运行状态，使现有网络资源获得最佳效益，同时也对网络今后的维护及规划建设提出合理建议。网络优化包括对网络的分析和对网络配置与性能的改善。网络性能数据包括接通率、可靠性、掉话率、业务性能和业务分布统计等信息，可以从网管系统、路测数据、协议分析以及客户投诉中得到。优化工作可以根据这些数据进行分析，对现有的网络进行调整和优化。网络优化是一个改善全网质量、确保网络资源有效利用的过程，网络优化工作的目的就是保证和提高网络质量，提高企业的竞争能力和用户满意度。它是业务发展的有力后盾，其重要性不言而喻。从网络优化的发展趋势来看，网络优化工作经历了以下的转变，对运营商的网络优化工作提出了更高的要求。优化从工程建设型优化向网络优化的转变。工程建设型优化一般是在一期工程或一次大型割接后进行的优化。它主要处理基站、交换遗留问题，保持系统稳定；而真正意义上的网络优化则要解决超常规的网络建设速度和网络整体提供能力之间的矛盾，希望达到网络设备所能提供能力的最大化。优化从无线网络优化向全网网络优化的转变。无线网络设备是移动网投资最大、变化最复杂的部分，是体现网络质量的主要环节。它始终是网络优化的重点。而全网性网络优化则包括对无线网络、交换网络、传输网、数据网、信令网、同步网等在内的多网络的优化。优化从网络性能的指标性优化向网络资源的配置型优化的转变。网络优化一方面是在现有网络资源下，合理优化从网络质量型用户优化向终端用户感知型网络质量优化的转变。电信服务的内涵应同时包括网络服务和客户服务，网络投诉比、客户满意度、故障工单响应及时率和处理及时率，这些指标虽不能表明网络运行的性能，但更能体现客户对网络的主观感受。优化从单纯传统语音业务的质量优化向多元化业务网络优化的转变。网络业务的多元化意味着网络优化思路、技术手段、支撑系统的全面改进。网络优化的目标是提高或保持网络质量，而网络质量是各种因素相互作用的结果，随着优化工作的深入开展和优化技术的提高，优化的范围也在不断扩大。事实上优化的对象已不仅仅是当前的网络，它已经渗透到包括市场预测、网络规划、工程实施直至投入运营的整个循环过程的每个环节。1.2 课题的具体工作本项目的主要工作是在深入研究 GSM 系统原理的基础上，结合成都联通 GSM无线网络体系结构，对成都联通 GSM 网络目前反映突出的网络问题进行分析与排查，提出切合实际的无线网络优化方案及解决措施，大幅度提升网络质量，并以此为基础对下一期工程建设和网络扩容提出指导性建议。提出了下一期网络规划设计的初步方案。该项目研究、实施和设计的主要内容由以下章节介绍：第二章介绍移动网络优化的现状与发展。旨在对网络优化的概貌有整体了解，为进一步的研究做准备。第三章主要讨论 GSM 原理，本章是后续工作的重要理论依据。第四章阐述移动交换网络的优化。此部分的优化是一个整体网络优化过程中不可缺少的一部分，虽然此部分的优化不是本论文阐述的重点，但了解交换网络优化对更好地完成无线优化意义重大。第五章针对成都 GSM 无线网络的现网问题，进行分析与解决。准确定位成都联通现网网络故障突出的方面，为制定切合实际的现网优化方案做准备。第六章根据现网存在的问题，提出并实施了成都联通 GSM 现网优化工作，通过优化工作大幅度提升现网网络质量，取得良好效果。第七章在优化的基础上，深入分析了现网运行情况、现网用户话务行为、无线优化发展趋势，有针对性地提出了下一期网络扩容、规划预设计方案。目前，此方案已被采用并在实施过程中。网络优化是一项长期的持续性系统工程，需要我们在实践中不断探索，积累经验。第二章 移动网络优化的现状与发展2.1 网络优化与规划网络优化就是通过各种手段减少不必要的系统开销，增加系统有效容量或调整负荷分布，缓解阻塞，保障网络安全。网络的规化应深入地了解现有设备的实际使用情况，以便建立更准确的话务分布，根据给定的话务模型预测话务的流向及流量，使网络结构更为合理。网络规化的越合理，优化初级过程的工作量就会越小，就能使优化部门集中力量进行更深层次的优化工作。2.2 网络故障排除由于在网络建设期间扩容频繁，质量监控体系不完善，使得安装和开通过程中存在较多质量问题。通过对用户投诉强烈、指标较差的小区及地段进行上站检查和路测，发现并清除了安装开通差错和一些硬件问题，使网络质量得以改善。2.3 无线优化随着网络优化人员经验的积累和各种仪器设备的不断增加，网络优化进入了发展阶段。这个阶段是以降低掉话率和通话建立失败率等无线指标为主要目的，除了常用的设备检查和路测外，对频率规划进行优化也是主要的方法。随着无线优化技术逐渐成熟，优化的重点逐渐转移到以提高接通率为标志的交换机指标上来。2.4 有线优化接通率指标如交换机接通率或长途来话接通率，它反映一个地区的综合通信质量，与无线指标相比，接通率的提高需要更多的努力和时间，覆盖不好、话音、信令信道阻塞、频率干扰和硬件故障都是接通率不高的常见原因。所以，必须要以整体的眼光，综合无线和有线两方面的手段方能切实提高交换指标。2.5 网络优化的发展趋势从网络优化的发展趋势来看，网络优化工作经历了以下的转变，对运营商提出了更高的要求。优化从工程建设型优化向网络优化的转变。工程建设型优化一般是在一期工程或一次大型割接后进行的优化。它主要处理基站、交换遗留问题，保持系统稳定；而真正意义上的网络优化则要解决超常规的网络建设速度和网络整体提供能力的矛盾，希望达到网络设备提供能力的最大化。优化从无线网络优化向全网网络优化的转变。无线网络设备是移动网投资最大、变化最复杂的部分，是体现网络质量的主要环节。它始终是网络优化的重点。而全网性网络优化则包括对无线网络、交换网络、传输网、数据网、信令网、同步网等在内的多网络的优化。优化从网络性能指标性优化向网络资源的配置型优化的转变。网络优化一方面是在现有网络资源下，合理配置网络，提高设备利用率和优化网络运行质量。另一方面前一期的优化要对后期的规划形成一定的指导，真正做到网络的规划、建设、优化的闭环管理。优化从网络质量型用户优化向终端用户感知型网络质量优化的转变。电信服务的内涵应同时包括网络服务和客户服务，网络投诉比、客户满意度、故障工单响应及时率和处理及时率，这些指标虽不能表明网络运行的性能，但更能体现客户对网络的主观感受。优化从单纯传统语音业务的质量优化向多元化业务网络优化的转变。网络业务的多元化意味着网络优化思路、技术手段、支撑系统的全面改进。网络优化的目标是提高或保持网络质量，而网络质量是各种因素相互作用的结果，随着优化工作的深入开展和优化技术的提高，优化的范围也在不断扩大。事实上优化的对象已不仅仅是当前的网络，它已经渗透到包括市场预测、网络规划、工程实施直至投入运营的整个循环过程的每个环节，网络优化将在运营中扮演越来越重要的角色。2.6 成都 GSM 网络优化的必要性近年来，成都联通的 GSM 网络发展速度惊人，移动网络始终处于大规模建设状态，用户数量的增加往往超出了专家的预计。在市场竞争的驱动下，移动网络不断扩容，网络规划不断调整，一期工程建设还未完成，新的一期建设又已启动，导致工程存在重叠现象。存在从建设到投入运营的速度很快、周期很短以及用户数量增长得很快的特点。由于网络始终处于建设阶段，而没有一个相对稳定的时间进行优化，改进网络的规划和管理工作，从而影响到网络的运营质量、工作效率和服务水平。现有的网络结构迫切需要优化和调整。因此，改善网络通信质量，保证网络的正常运行和安全，成为一项重要的课题。第三章 GSM 系统接口原理3.1 移动环境中的电波传播由于传播路径总是受到地形及人为环境的影响，移动台的天线又总是处在各种地形和复杂的人为建筑、树林增长等环境中，这使得移动台接收到的信号为大量的散射、反射信号的叠加。移动台总是在移动，而且即使移动台不移动，周围环境也一直在变化，这就导致信号电平的起伏。信号电平随时间和位置的变化而变化，只能用随机过程的概率分布来描述。信号在传播过程中还会受到各种干扰，通常有同频干扰、邻频干扰、互调干扰、近端对远端比干扰等。随着频率复用系数的提高，同频及邻频干扰将成为主要因素。当移动台和基站的距离逐渐增加时，所收到的信号会越来越弱，原因是发生了路径损耗，路径损耗不仅与载频频率、移动速度有关，而且还与传播地形和地貌有关。传播模型分为统计模型和决定模型。统计模型是利用测试数据，进行统计分析得到的传播模型，一般计算量较小，对电子地图的精度要求也较低，统计型模型一般可以利用测试数据加以修正。决定型模型是根据传播路径上的地物、建筑物的几何信息，利用波的绕射、反射的理论来得到的模型。一般计算量大，对电子地图要求也较高，它需要建筑物的信息，一般不能利用测试数据加以修正。统计模型在1km到35km预测准确性较高而决定型模型在1km内预测准确性较高。在工程实际中，我们常用的统计型模型有Okumura-Hata模型，决定型模型有COST-231模型。常常在移动台和基站之间有高大建筑物、树林和高低起伏的地势地貌，这些障碍物的阻挡造成电磁场的阴影而产生阴影效应，致使接收信号强度下降。经过大量的野外测试表明，这种衰落服从对数正态衰落，它的接收信号的中值场强与基站和移动台的距离的四次方成反比。由于这种场强的变化随着地理位置的改变而缓慢变化，故称为长期衰落或慢衰落。又因为其接收场强中值受电磁场阴影影响而变化，所以又称为阴影衰落。其次，大气折射条件的变化使多径信号相对时延变化，造成同一地点场强中值随时间慢变化，但这种变化远小于地形因素的影响，这也是产生慢衰落的一种原因，因此由于季节不同、气候不同等对无线信号的影响也就不同。移动通信信道是一种随机时变信道，发射的信号在城市中常常会受到建筑物到达接收端，而且或地形的阻挡，要经过直射、反射、散射等多种传播路径才能到达接收端，而且随着移动台的移动，各条传播路径上的信号幅度、时延、相位也在随时随地发生变化，所以接收到的信号是起伏不稳定的。这些多径信号相互叠加产生的矢量和就会形成一个严重的衰落谷点，使其矢量和非常接近零。叠加后的信号幅度变化符合瑞利分布，因而又被称为瑞利衰落。瑞利衰落随时间而急剧变化，又常常被称为短期衰落，其在开阔地带对通信影响要小些。实验数据表明，即使对于处于慢速移动状态下的移动台，如时速为 5km/h 时，仍可以通过分集增益，补偿瑞利衰落使信号接近平均值，且均方差不大于 2.5dB。3.2 工作频段的分配在我国 GSM900 使用的频段为：905915MHz 上行频率950960MHz 下行频率中国联通公司使用：909915 MHz（上行），954960 MHz（下行），共 6M带宽，29 个频道，频道号为 96124。载波干扰比（C/I）是指接收到的希望信号电平与非希望电平的比值，此比值与移动台的瞬间位置有关。这是由于地形不规则性基于本地散射体的形状、类型及数量不同，以及其他一些因素如天线的类型、方向性及高度，站址的标高及位置，当地的干扰源数目等造成的，因此，提出了同频保护比：C/I 要大于或等于9dB；邻频干扰保护比要大于或等于9dB。在工程中还要考虑 3dB 余量。3.3 时分多址技术（TDMA）多址技术就是要使众多的客户公用公共信道所采用的一种技术，GSM 的多址方式为时分多址 TDMA 和频分多址 FDMA 相结合并采用跳频的方式，载波间隔为200k,每个载波有 8 个基本的物理信道。一个物理信道由 TDMA 的帧号、时隙号和跳频序列号来定义。它的一个时隙的长度为 0.577ms,每个时隙的间隔包含156.25bit,GSM 的调制方式为 GMSK,调制速率为 270.833kbit/s。在 GSM 中的信道可分为物理信道和逻辑信道。一个物理信道就是一个时隙，通常被定义为给定 TDMA 帧上的固定位置上的时隙（TS）。而逻辑信道是根据 BTS与 MS 之间的消息种类不同而定义的不同逻辑信道。这些逻辑信道是通过 BTS 来影射到不同的物理信道上来传送。逻辑信道又可分为业务信道和控制信道。业务信道用于携带语音或用户数据，可分为话音业务信道和数据业务信道。控制信道用于携带信令或同步数据，可分为广播信道、公共控制信道和专用控制信道。3.4 信令与协议移动通信系统是由许多功能单元通过接口互连构成的，接口是指各组成单元之间的物理上和逻辑上的连接。NSS 部分的 B、C、D、E、F、G 接口定义了相应功能单元之间的互连标准，各接口都采用了 7 号信令系统，以便于实现国际漫游和通信网互连。BSS 和 MS 两部分有 A、Um、Abis接口以及Ater接口等，其中 A 接口具有统一和公开的标准，以便于设备生产和组网，也有利于各种 ISDN 业务的引入和功能扩展。GSM 系统接口示意图，如图 3-1 所示：图3-1 GSM接口图GSM 系统有四个主要接口：MSC 与公众网接口-ISUP 和 TUP。MSC 通过 ISUP 和 TUP,可分别与综合业务数字网（ISDN）和公众电话交换网（PSTN）连接，因而，GSM 系统具有广泛的联网能力。MSC 与 BSC 接口A 接口：该接口采用 N0.7 信令系统的信号接续控制部份（SCCP），去完成通信接续控制功能。BSC 与 BTS 间的接口ABIS 接口：ABIS 接口采用 D 通路链路接入程序（LAPD）功能级（二层）。BTS 与移动台（MS）之间接口-UM 接口：UM 接口是 GSM 系统接口中最重要的接口，UM 接口的物理层（一层）。连接内容包括：工作频段：890MHZ915MHZ（移动台发），935MHZ960MHZ（基地台发）；射频载波：124 个；载波间隔：200KHZ；多址方式：TDMA；基本帧：每载波 8 时隙；信道速率：27083KBS，码元宽度 3.7S；调制方式：GMSK，调制指数：0.30；除上述四处接口外，MSC 和 BSC 还将通过 N0.7 信令系统与 HLR 和操作管理中心 (OMC)互连，从而实现完整的 GSM 系统连接。3.5 参数调整与优化900/1800MHzTDMA 数字蜂窝移动通信系统（GSM）是一个集网络技术、数字程控交换技术、各种传输技术和无线技术等领域的综合性系统。从网络的物理结构分析，GSM 系统一般可分为三个部分，即网络分系统（NSS）、基站分系统（BSS）和移动台（MS）。从信令结构分析，GSM 系统中主要包含了 MAP 接口、A 接口（MSC与 BSC 间的接口）、Abis 接口（BSC 与 BTS 间的接口）和 Um 接口（BTS 与 MS 间的接口，通常也称作空中接口）。所有这些实体和接口中都有大量的配置参数和性能参数。其中的一些参数在设备的开发和生产过程中已经确定，但更多的参数是由网络运营部门根据网络的实际需求和实际运作情况来确定。而这些参数的设置和调整对整个 GSM 网的运作具有相当的影响。因此，GSM 网络的优化在某种意义上是网络中各种参数的优化设置和调整的过程。作为移动通信系统，GSM 网络中与无线设备和接口有关的参数对网络的服务性能的影响最为敏感。GSM 网络中的无线参数是指与无线设备和无线资源有关的参数。这些参数对网络中小区的覆盖、信令流量的分布、网络的业务性能等具有至关重要的影响，因此合理调整无线参数是 GSM 网络优化的重要组成部分。根据无线参数在网络中的服务对象，GSM 无线参数一般可以分为二类，一类为工程参数，另一类为资源参数。工程参数是指与工程设计、安装和开通有关的参数，如天线增益、电缆损耗等，这些参数一般在网络设计中必须确定，在网络的运行过程中一般不易更改。资源参数是指与无线资源的配置、利用有关的参数，这类参数通常会在无线接口（Um）上传送，以保持基站与移动台之间的一致。资源参数的另一个重要特点是：大多数资源参数在网络运行过程中可以通过一定的人机界面进行动态调整。当营运者准备建设一个移动通信网络时，首先必须根据特定地区的地理环境、业务量预测和测试得到的无线信道的特性等参数进行系统的工程设计，包括网络拓扑设计，基站选址和频率规划等等。然而与固定系统相比，由于移动通信中用户终端是移动的，因此无论是业务量还是信令流量或其它一些网络特性参数，都具有较强的流动性、突发性和随机性。这些特性决定了移动通信系统设计与实际情况在话务模型、信令流量等方面一般存在较大的差异。所以，当网络运行以后，营运者需要对网络的各种结构、配置和参数进行调整，以使网络更合理地工作。这是整个网络优化工作中的重要部分。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。根据无线参数调整需解决问题的性质可以将其分为两类。第一类是为了解决静态问题。即通过实测网络各个地区的平均话务量和信令流量，对系统设计中采用的话务模型进行修正，解决长期存在的普遍现象。另一类调整用于解决由于一些突发事件或随机事件造成在某个时间段中，局部地区发生的话务量过载、信道拥塞的现象。对于第一类调整，营运者仅需定期地对网络的实际运行情况进行测量和总结，并在此基础上对网络全局或局部的参数和配置进行适当调整。而第二类调整则是网络操作员根据测量人员即时得到的数据，实时地调整部分无线参数。无论无线参数调整是哪种类型，对参数自身而言其意义是相同的。因此在本文的描述中从参数的意义着手，对参数的调整范围和调整结果对网络的影响进行了分析。文章中没有涉及调整的实时性问题。网络操作员必须首先对各个无线参数的意义、调整方式和调整的结果有深刻的了解，对网络中出现问题所涉及的无线参数类型有相当的经验。这是作有效的无线参数调整的必要条件。另一方面，无线参数的调整将依赖于实际网络运行过程中的大量实测数据。一般地，这些参数可以由两种手段获得，一是在网络的操作维护中心（OMC）或无线段的操作维护中心（OMCR）上获取的统计参数，如CCCH 信道的承载情况、RACH 信道的承载情况以及其它信道（包括有线和无线信道）的信令承载情况等等；另一些参数，如小区覆盖情况、移动台通信质量等等，需通过实际的路测和试验获得。因此营运者欲有效地调整无线参数必须对网络的各种特性进行长期的、经常性的测量。在 GSM 系统中，大量的无线参数是基于小区或局部区域设置的，而区域间的参数通常有很强的相关性，因此在作参数调整时必须考虑到区域的参数调整对其它区域尤其是相邻区域的影响，否则参数的调整会发生很强的负面影响，这是优化工作中要特别注意的。第四章 GSM 交换系统的优化4.1 科学地建立话务统计文件GSM 交换系统话务统计对象分为两大部分，一部分是通信网共有的，如中继群、CP 处理器、NO.7 LOAD 信令负荷等；另一部分是移动网特有的，如 MSC、HLR、VLR 等。通过这些统计文件可以获得网络运行数据，并对网络优化提供依据。4.2 合理分配信令、中继电路的负荷这种网络结构可采用的路由选择方式主要有两种：一种是主次选择法，即把某一路由作为主路由，另一路由作为备份路由。当主路由故障时，由备份路由承担全部工作。另一种方法是负荷分担，每个路由都承担负荷。当某一路由故障时，全部负荷转至另一路由。根据统计结果及现有网络结构，负荷分担是比较科学与合理的。4.3 健全交换系统局数据库局数据的制作和管理是一项重要工作，漏做、错做局数据会引起一系列的网络问题。以相邻 MSC 间的切换数据为例，如若相邻两 MSC 之间的地址信息互相都未做全，那么用户是不可能切换成功的。因此，局数据的制作一定要准确、规范、完整。4.4 合理采用中继选线方式中继的选线方式大致有两种：第一种是两端交换机根据信令点编码 SPC 大小对话路采用反顺序选择，第二种是主控选择法，即将中继电路分为两部分，两端交换机各控制一部分，这种方法主要采用奇偶选择方式。由于 NO7 信令控的电路一般采用双向工作方式，所以容易产生同抢现象。通过对信令追踪发现第二种方法的电路利用比较科学，发生同抢的可能性很小，因此，中继电路的选线可尽量采用第二种方法，以使电路合理、可靠地工作。第五章 GSM 无线网络的优化5.1 无线网络优化概述我们这里所说的无线网络的优化实际上就是 GSM 网络无线环境的优化，因为这是网络质量的最终反应，而进行网络优化的手段和途径，主要有以下几个方面：1.GSM网络的频率复用用户投诉的汇总及处理；2.网络各统计单元的统计与分析；3.对整网或局部网进行 DT(DT DRIVE)测试和 CQT(CALL QUALITY TEST)测试；4.网络软、硬件的检查与调整。这几个方面在网优工作中相辅相成，缺一不可。只有把这几个处理手段有机地结合起来，方能使网优工作至臻完美。本章拟通过对成都联通 GSM 无线优化案例分析和统计信息的分析，准确定位成都联通现网网络故障突出的方面，制定出切合实际的现网优化方案。5.2 统计数据分析成都市联通 GSM 网络现有 3 个 MSC，5 个 BSC，共有 1529 个小区，3214 个 TRX。其中 BSC3 及 BSC3B 覆盖成都郊县。全网采用 1/3 复用的频率规划，实际统计数据如表 5-1 所示：频段频点总数BCCH 频点96-1242996-109TCH 频点110-124NCC 码段0，1，2, 3BSIC 码段00-07， 10-17，20-27表5-1 成都联通移动网络基础数据统计指标如表 5-2 所示：表5-2 现网统计指标从统计数据可以看出，成都 GSM 网络的掉话率和接入成功率都较差，尤其是话务掉话比最差的 BSC 还不足 50 分钟，距总部的要求（80 分钟）差距很大。在历次的总部检查评比中，DT 测试时无线接通率要大于 99.5此项才能得满分，而小于 94为零分；掉话率小于 0.25得满分。5.3 网络现存问题原因分析和建议经过对网络各方面的调查和分析，对成都联通 GSM 网络的现存问题有了一定了解，总的来说，成都联通 GSM 网络中存在的问题较多，如掉话多，信号质量差，接通率低等等，经过详细分析，网络质量差的根本问题在于四个方面：1.网络容量和拥塞问题2.覆盖问题3.干扰问题4.相邻小区和测量频点无线参数定义这四个方面是保证和提高一个 GSM 网络质量（包括话务统计指标和现场测试效果）的根本所在，网络建设和网络优化调整的各项措施都需要围绕这几个方面详细展开。下面对以上几个问题详细分析并提出长期发展调整的建议。5.3.1 网络容量和拥塞问题随着手机用户的不断增长和手机资费水平的逐渐下降，成都联通 GSM 网络的话务增长十分迅速，各个 BSC 和全网话务增长情况如下, 现网话务量从 2003 年 6月 30 日的 5434 爱尔兰提升至 2004 年三月（3 月 12 日3 月 17 日）平均 8128爱尔兰，增幅达 50，全网平均每信道话务量为 0.33 爱尔兰，其中 BSC2B 达到了 0.40 爱尔兰。在此期间，因现网频率资源未增加，网络扩容规模在 100 个载频以下，远远没有跟上网络话务量增加，网络性能受到较大影响。下面以 2003 年 6月底网络性能指标与 2004 年二月和三月指标做对比（见表 5-3），给出网络拥塞情况分析和建议。表5-3 03/04年指标对比各 BSC 话务变化趋势图如图 5-1 所示：图5-1 BSC话务变化趋势从网络的各项统计数据和路测情况来看，拥塞问题是影响到无线接通率，掉话率和路测的接通率，信号质量等多项指标。对于用户感受来讲，网络拥塞是非常差的使用感觉，降低客户的满意度，从联通公司收益来说，网络拥塞使得有大量话务流失没有被吸收进来，直接造成较大的经济损失。从话务统计上看，各个 BSC 话务都有增长，相对来说是市区 BSC 话务增长明显，特别是市中心区域和沿二环周边区域，而城郊结合部的开发区和城镇，原有基站数较少，话务增加后，拥塞非常严重。高配置拥塞小区解决建议：由于这些小区已无法扩容，对于在市中心覆盖良好区域，建议增加同站 1800M 小区以吸收话务，减少拥塞。对于郊区覆盖不足区域，增加新的 900M 的基站。低配置拥塞小区解决建议：这些小区可以扩容，主要位于城郊结合部和郊区，因为这些区域信号覆盖比较差，建议首先考虑增加新站，以吸收话务，减少拥塞。如果周围覆盖良好，可考虑扩容。5.3.2 网络覆盖问题对一个移动网络来说，网络的无线信号覆盖是网络提供服务的重要基础之一，是保证网络质量的关键。统计中成都联通 GSM 全网平均有 30以上的掉话来自于弱信号掉话，说明联通 GSM 网络的覆盖还存在比较大的问题，路测结果也显示网络覆盖离优秀网络还有较大差距。基于本次调查的情况来看，成都联通 GSM 网络的覆盖问题主要集中在郊县和城郊结合部，即二环以外；市中心也存在某些区域信号比较差。由于城市建设不断发展，城市不断向外扩展，许多新建居民小区和开发区等出现在二环和三环之间，甚至在三环之外，这些区域信号覆盖很差，但有一定的话务增长空间，是增加新站的重点考虑地区。郊县主要需增加覆盖各条高速公路和乡镇的覆盖。本次调查中通过路测发现了一些信号比较差的区域，同时也发现，市中心某些区域的信号覆盖比较差，不是因为缺少基站，而是因为基站小区天线方向错误，或天线接反，或小区被阻挡等各种原因造成信号覆盖差。由于覆盖问题已经严重影响网络质量，建议在需要区域尽快增加新站。利用现有资源，合理调整，以取得最好覆盖。比如天线位置搬迁避开阻挡，天线升高，小区接反问题解决等。5.3.3 干扰问题1干扰问题的查找及其对网络的影响分析干扰是影响通话质量及掉话率、接通率等网络系统指标的重要因素。由于无线电波传播的特性，决定其在通信过程中必然受到外界多种因素的影响。但是由于网络内部原因，它还在一定程度上受到网络内部其它因素的影响，如同频干扰、邻道干扰，以及其它因网络某些参数设定不当而造成的干扰。这些干扰的存在给我们网络的正常运行带来了一定的不良影响。干扰分为内部干扰和外界干扰，内部干扰：主要是基站硬件损坏或因运行时间较长而导致的硬件性能下降（如：隐性故障如 TRU、CDU 等的接受性能下降、自激；天线性能下降等，并不能上报告警信息）。外界干扰主要是 CDMA 干扰、直放站干扰、通讯阻断器干扰，其中通讯阻断器的干扰尤为严重。查干扰首先要排除系统内部硬件故障、同频、邻频干扰。然后再确定外界干扰的种类。确定外界干扰种类后，再与相关的运营商或厂家协调解决。成都联通 GSM 网络的干扰比较严重，从上行干扰情况可以了解干扰情况，如表 5-4 所示：表5-4 干扰统计表其中 ICH 为干扰等级，出现 4、5 级干扰属非常严重的告警等级，通常基站已不能正常工作；1、2 级干扰属较轻告警等级，但有干扰告警就应引起注意了。从上表可以看出，CDBSC1,CDBSC2 和 CDBSC3B 干扰特别严重，相应的掉话原因分布如表 5-5 所示：表5-5 掉话原因以上 BSC 的质量原因产生的掉话比例比较高，由此可见干扰问题是影响网络质量的一个重要因素。2 .内部干扰问题分析和解决1）硬件问题硬件的故障分为：显性故障和隐性故障。因硬件的显性故障（特别是 TRU 故障）会导致硬件的告警，比较容易发现问题并解决；硬件的隐性故障：如 TRU 的隐性故障一般没有告警，但在 OSS 上查看该受干扰小区的干扰时，可以从上行干扰情况来确定哪块 TRU 出现问题。解决建议：定期检查上行干扰情况。上行干扰如果是集中在某一块 TRU 上，并且干扰等级较大，而不是均匀分布在各个 TRU，可以检查 TRU 硬件，判断是否出现隐性问题，是否需要更换。2）同频,邻频干扰同频,邻频干扰是指同一区域多个覆盖的小区使用相同或相邻频点而造成的干扰。由于联通 900M 频段频点只有 29 对，相对成都城区网络站址密度，频率复用度已经很高，采用 13 复用的射频跳频方式，小区间频率干扰严重。网络的总体干扰和话务量和话务负荷有关，在用户通话较多时网络总体发射功率较大，因此这种干扰通常表现出跟随话务量变化的趋势，即话务量较大时干扰也较大，反之较小。所以在成都联通网络现网话务量迅速增加，话务负荷过高的情况下，干扰明显高于其他城市网络，相应的网络质量也会比较差。解决建议：由于 900M 频率资源有限,在市中心地区，目前已无法避开邻频的使用，频率再过紧复用的话，网络质量无法保证，现网 CDBSC1 的质量原因掉话已在 40以上，所以需要采用新的频段资源，如使用 1800M 频段，可以在不引入新的干扰的情况下，扩充网络容量，来同时满足话务增长和保证网络质量的需求。3.外部干扰影响分析和建议1）直放站的影响宽频直放站对网络干扰有比较大的影响，现网中已经发现数例问题。解决建议：定期检查上行干扰情况。发现有均匀分布在所有频点上的较强干扰，并且影响周边几个小区，可以检查是否有直放站的影响。直放站的工程安装质量对产生干扰非常重要，需保证工程质量。2）通信阻断器等外部干扰网络中时有发生较强的上行干扰，此类干扰往往影响到多个小区，干扰等级在 4 级和 5 级之间，掉话明显增加，这种比较强的外部干扰主要是通信阻断器或其他干扰设备。如 3 月 17 日，CD0420B（总参 57 所）附近发生强干扰，周围小区掉话比平时增加了 400 次以上，严重影响了网络指标。该干扰区域处于军队院校附近，怀疑是部队开会，打开了通信干扰设备。解决建议：定期检查上行干扰情况。对于确认的干扰，向市委提出协调解决的请求，尽量使外部干扰降到最少。对于没有确认的干扰，建议使用仪表进行扫频测试，找到干扰源并采取相应措施。5.4 优化总体思路针对此次调查和统计分析，拟将优化工作分两部分进行，第一阶段进行初步优化，其目的是核查现网数据、纠正明显的网络错误、对反映突出的网络问题作为重点解决对象，做宏观的调整。第二阶段进行深入细致的网络优化，围绕重要的网络指标参数来进行，旨在提高网络性能。第六章 成都联通 GSM 网络优化方案及实施6.1 信令拥塞问题分析和解决6.1.1 初步分析和解决针对联通提供的 2004-3-2 的信令拥塞统计数据和2004-3月8日至15日的小区话务统计数据情况，对成都联通的信令拥塞问题进行分析和采取一定措施，信令拥塞有明显缓解，信令拥塞次数从 3 月 8 日的 42206 次下降为3月 15日的 20609 次，明显减少，拥塞率也下降到 1.18以下。试呼次数超高（数万次甚至 10 万次），长时间里甚至长达 24 小时统计的信令拥塞率都非常高（50%以上甚至 87%），但是观察其小区的资源情况并不是很紧张。这种小区很少，是由于基站因软件的原因造成 SDCCH 拥塞，通过对基站软件进行升级，问题得到解决。对于呼次数非常高，通常是 1 万次左右，每天有数小时（6-8 小时）统计的信令拥塞率都非常高。该类小区主要由于信令话务和话音话务负荷都非常高，每信道话务量大于 0.65 爱尔兰，SDCCH 信道数不能满足信令处理需求。对该类小区扩容，同时增加信令信道和话音信道个数。无法扩容的小区建议在周边增加新站。有该类问题的小区主要集中在城郊结合部的镇上和市区话务繁忙地区。每天信令拥塞率有几个小时的统计比较高，大约达到或超过 20%，其余时间的拥塞率都比较正常，试呼次数正常。对于铁路沿线小区信令拥塞问题，在话音话务低于每信道话务量 0.5 爱尔兰时，调整该类小区的信令信道配置数为最大配置，以应对突发的信令话务，可以在一定程度上缓解SDCCH 拥塞，但由于铁路沿线的突发信令请求过大，SDCCH 拥塞次数仍会很多。对由于持续有多个小时有一定拥塞，信令信道配置数没有满配，话音话务负荷不高。是由于信令信道配置数过少，导致拥塞，当在话音话务低于每信道话务量 0.5 爱尔兰时，相应增大信令信道配置数。由于大型会议，展览会和其他大型活动的召开，话务增加明显，原有信道配置数无法满足需求造成突发信令拥塞较高。时时监控网络拥塞情况，必要时做话务平衡或紧急扩容，以保证吸收话务量和满足客户的需求。针对上述问题，调整了一些小区的信令信道配置情况，我们将继续关注SDCCH 拥塞问题，进一步降低 SDCCH 拥塞，根据不同情况采取相应措施。6.1.2 进一步分析3月15日至3月18日，由于成都糖酒会等大型活动的召开，话务量进一步上涨，信令拥塞次再次增加。在对信令信道做全面调整之后，影响现网信令拥塞的主要问题如下：1.信令信道已满配，但由于高话务产生的信令拥塞，这类拥塞占了总拥塞次数的 80以上，由于大部分小区已无法扩容，需要增加新站来满足用户需求。主要要解决此类拥塞。2.铁路沿线小区信令拥塞问题, 这类拥塞占了总拥塞次数的 15以上，在信道资源容量充裕的情况下，满配置该类小区 SDCCH 信道数，并用多个小区来覆盖此处，可分担信令话务。3.突发信令拥塞较高，这类拥塞占了总拥塞次数的 5左右，需要时时关注，根据实际情况调整参数来减少拥塞。6.2 切换问题分析和优化切换问题是影响路测指标性能的一个主要方面，同时对话务统计的掉话指标也有很大影响，所以本次优化中对路测问题进行了详细分析和优化。根据路测和网络话务统计，成都联通网络中的切换问题较多，主要问题是：切换过于频繁，回切次数非常多，占总切换次数的 22；质量原因紧急切换过多，占总切换次数的 31，导致切换混乱，掉话增多；切换关系定义不足，路测中出现无法切换出去的现象。6.2.1 切换过于频繁切换过于频繁问题在市区出现较多，分析 LOCATING 参数设置发现，SSLENSD 设置为 4，说明只要 2 秒钟邻小区信号强度高于本小区 3dB，就满足切换发生的条件，对于信号有一定波动的无线网络来说，设置过小，建议将 SSLENSD 从 4 改为 8，延长切换判断时间，让切换发生在真正需要的时刻，同时对于切换话务统计中回切次数大于 20 次相邻关系，将切换参数KHYST 从 3 改为 5。减少不必要的切换，也可以减少因为过多切换而产生的掉话。6.2.2 质量原因紧急切换过多路测中信号质量较差的地域很多，经常发生质量原因紧急切换，分析原因，一方面是网络频率资源少，采用 13 跳频，加上基站分布并不是完全蜂窝结构，容易产生同频干扰，导致信号质量差；另一方面：质量紧急切换门限设置过低，有些小区设为 40 或 45，导致质量紧急切换比较容易发生。优化措施为，合理调整小区覆盖范围，减少同一方向上小区的重叠覆盖范围，在某些重要路段附近，适当调整频点，减少同频碰撞的概率。调整质量紧急切换门限从 40 或 45 调整到 55，保持 QLENSD 不变。6.2.3 切换关系定义不足路测中切换关系定义不足，这会导致手机无法切入到当前最好小区中，质量持续变差，极可能发生掉话。本次路测发现并增定 53 个小区的切换关系。6.3 CDD 数据一致性检查成都联通网络经过数次割接、扩容后，在 BSC 和 MSC 中均存在一些错误数据，这些数据的存在会影响网络性能。所以本次优化中对成都联通所有 MSC、BSC 的 EXTERNAL CELLS 和 INTERNAL CELLS 的参数进行了一致性检查。6.3.1 BSC 核查主要包括 CGI、BCCH、 BSIC、LOCATING、LAYER 等参数的检查。 CGI、BSIC、BCCH INTERNAL CELLS 和 EXTERNAL CELLS 等参数的定义不一致，将会导致正常切换无法进行，严重影响通话质量。6.3.2 MSC 核查主要包括 MSC 内外部小区数据检查，统一局间数据。成都交换机中数据错误主要是漏定义外部小区，现予以增加定义。6.3.3 MBCCH 检查通过检查添加遗漏测量频点和删除不必要测量频点。在 CDD 一致检查中发现的一些小区漏定义测量频点，建议予以添加；在郊区 BSC 中，考虑到高速公路沿线手机移动快，要求测量精确，建议对小区 BA LIST 中冗余过大的测量频点进行删除，以改善网络的小区重选和切换的性能。6.3.4 单向相邻关系调整从 CDD 数据检查中发现，BSC 中有一定数量单向相邻关系定义，经过分析和移动公司工程师交流，其中大部分单向相邻关系没有特定含义。考虑到整个网络的双向性，建议将所有单向相邻关系改为双向。6.4 无线网络参数调整6.4.1 HCS 参数调整成都联通网络中没有分层结构，但其中 CDBSC2B 中打开了 HCS，大部分小区都被定义为 LAYER=1,只有个别微蜂窝小区被误定义为 LAYER=2，导致手机在该类小区上信号很强时，一打电话就切换至宏蜂窝小区上。将 LAYER统一定为 1 后，问题解决。6.4.2 小区系统消息参数（MAXRET,NECI,NCCPERMIT）将信道试呼最大重发次数 MAXRET 从 7 改为 5，减少系统随机接入的负荷。扩展网络建立原因种类，建议将 NECI 参数从 0 改为 1，以支持 phase2 建议的业务建立原因，可以增加对不同业务种类的统计，如主叫，被叫，短信和位置更新等。建议将不一致的 NCCPERMIT 参数值统一改为 0，1，2，3；如表 6-1 所示。表6-1 小区系统消息参数的调整6.4.3 RLINKUP 和 RLINKT 参数修改RLINKUP 和 RLINKT 参数设置各不相同，现统一将低于 64 的小区改为64。6.4.4 BTS 发射功率调整由于郊区信号覆盖普遍较差，调整了高速公路沿线小区的发射功率从45 或 43 到 47，以改善覆盖。6.5 优化前后主要网络性能指标及分析6.5.1 主要无线指标分析1无线接通率无线接通率（1话音信道拥塞率）（1控制信道拥塞率）100由以上公式可以看出，只有降低话音信道（TCH）和控制信道的拥塞率(SDCCH)，才能有效提高无线接通率，并进一步提高整网话音接通率。无线接通率主要受 SDCCH 拥塞、TCH 拥塞影响。目前影响 SDCCH 拥塞的小区主要是 TCH 话务量较大的小区，如 CD3839A、CD3814A、CD3832A 等新建站。在 A 小区扩容后，2004 年 4 月 10 日话务量达到 12ERL，拥塞得到缓解，但仍存在拥塞。目前影响网络无线接通率的主要原因是话务量过大，全网超过 8300Erl，平均每线话务量超过 0.37Erl，BSC2B 的每线话务量接近0.43Erl。统计表明，经过扩容后，全网平均每线话务量由 0.39 Erl 降到0.37 Erl，无线接通率也从 90%左右提高到 95%-97%。因此解决网络的接通率的根本方法是继续进行网络扩容。此外，通过调整部分小区参数缓解了网络的拥塞程度，提高了无线接通率，图 6-1 所示出优化期间全网无线接通率变化情况。图6-1 无线接通率变化曲线6.5.2 SDCCH 掉话率无线掉话也主要包括话音信道掉话及控制信道掉话两种。造成话音信25道掉话的原因有很多，如基站的软硬件问题，切换问题及干扰等。其相关的统计项也有许多，下面略举几个对掉话影响较大的统计项。PATHBALANCE这个统计主要考察基站收发信系统接收部分性能，其计算公式为：PATHBALANCEUPLINKPATHLOSSDOWNLINKPATHLOSS其中：UPLINKPASSLOSSMSTXPWRBSRXLEVDOWNLINK_PASS_LOSSBTSTXPWRMSRXLEV（SERVING CELL）DOWNLINKPASSLOSSBSPWRMSRXLEV（NEIGHBOURING CELL）RF_LOSSES_TCH此项统计将小区的掉话次数具体到了某个的所有个时隙TCH上，因此我们可以根据这个统计对小区 RF 的掉话情况了如指掌，及时采取相应措施减少掉话。INTERFERENCE_ON_IDLE ICMBAND这项统计表明某的所有突发受到的干扰值。干扰的大小，直接影响到通话质量 QUALITY，甚至引起系统掉话。根据此统计，及时找出干扰源并消除之，则网络质量将得到很大提高。分析显示引起 SDCCH 掉话的主要原因有 TCH 话务量过大导致 SDCCH 掉话如 CD3811、CD3809、CD3814 等；基站故障引起如 CD3708B、C（天线串接）；外部干扰引起如 CD0420A、B、C、CD3809B；频率干扰引起等。经过频率调整和拥塞的缓解，SDCCH 掉话率从换频后的 1.70%左右降到1.40%左右，如图 6-2 所示。图6-2 SDCCH掉话率变化曲线6.5.3 TCH 掉话率和话务掉话比分析优化期间 TCH 掉话率和话务掉话比变化情况如图 6-3 所示。图 6-3 TCH 掉话率和话务掉话比变化曲线统计表明，优化后 TCH 掉话率明显降低，话务掉话比提高。同时显示出话务掉话比和话务量密切相关，如 4 月 10、11 为周六和周日，话务量较低，因此话务掉话比较高，周日达到 82.5，如图 6-4 所示。图 6-4 TCH 话务量和话务掉话比变化曲线分析发现影响成都 GSM 网络 TCH 掉话的因素主要包括：外部干扰：统计表明多个基站存在外部干扰，占掉话的比例 10%-14%，目前对网络影响较大的外部干扰位于 CD0420（总参 57 所）、CD2333（军区干休所）、CD0316（东华电脑）、CD3813（射击场）、CD2519（东华工贸）、CD2343（武警水电）、CD4633（温江惠宾）等。此外，还引起切换问题，从而也会引起其他原因掉话，如信号强度掉话。网内频率干扰：占掉话的 18%。主要原因是频率规划、切换规划（因为部分基站的实际位置与规划不一致）、话务量较大（全网平均每线话务量大于 0.37Erl，部分小区拥塞严重）。信号强度掉话：由于部分小区拥塞严重，采取降低该小区的发射功率来缓解，但同时导致该小区覆盖范围内的室内覆盖变差导致弱信号掉话。此外，基站天线串接也是导致掉话的因素之一，如 CD2141、CD2560、CD3352、CD3708 等。天线高度过高，越区覆盖严重，导致频率干扰，引起大量信号质量掉话和切换问题，如 CD3829、CD2560、CD3837。TCH 掉话原因分布图如图 6-5 所示。图 6-5 TCH 掉话原因分布6.5.4 切换成功率切换成功率（HO_SUCCESS_RATE）切换成功率是衡量一个网络覆盖情况好坏的主要参考指标。切换成功率降低，将直接导致掉话的增加。如果是由于相邻小区不能做到无缝覆盖而使该小区切换成功率低，则须建议在其周围增加新基站了。但如果已做到无缝覆盖，切换成功率依然较低，则须检查该小区的 NEIGHBOUR_LIST。另外还应该检查天馈线安装，相邻小区干扰等情况，还可根据各项切换进程统计，把切换失败原因具体到某种切换方式上，如 POWERBUDGET，Uplink、 Downlink_QUALITY 等。优化后引起切换成功率较差的因素目前主要由于外部干扰引起和拥塞导致。经过 BCCH、BSIC 调整，网络的切换成功率从 92%提高到 95%左右，图 6-6 示出了切换成功率变化情况。图 6-6 切换成功率变化情况6.5.5 优化前、优化初和优化后全网主要的无线指标优化前、优化初和优化后全网主要的无线指标如表 6-2 所示：表 6-2 全网主要无线指标统计从主要的无线指标分析，网络在经过三周调整后明显改善：1)信令信道掉话率降到 1.4%以下,下一步的目标是将其降到 1%以下；2)话务掉话比明显改善，自 10 日以来全网保持在 70 以上，18 日达到 87.5；3)TCH 掉话率降至 0.6%-0.7%；4)切换成功率提高 95%以上；5)无线接通率提高到 95%以上；6)随机接入成功率提高到 99%以上。第七章 成都联通 GSM 网络规划与设计7.1 成都联通 GSM 网络运行情况分析7.1.1 现网概述成都联通 GSM 网络经过多年的建设，已经成为拥有完善的话路网、信令网及智能网平台的大型网络。到 8 期工程结束为止，成都联通 GSM网络共建成 3 个 MSC，5 个 BSC，672 个基站（577 个宏蜂窝，95 个微蜂窝），3270 个载频。其中 MSC1 以及所连接的 BSC1 覆盖市中心密集区域，边界处于一、二环路之间，话务密度最高。MSC2 主要覆盖二环以外的近郊以及许多新建居民小区，也是目前话务增长最快的地区，MSC2 下所连接的 BSC2A 和 BSC2B 分别覆盖东西两边。MSC3 主要覆盖郊区，总体而言话务密度较低，但在一些重要乡镇也存在话务热点和网络拥塞情况。7.1.2 成都联通 GSM 无线网络结构分析成都市 GSM 网共有 3 个 MSC，5 个 BSC。其中，市区为 2 个 MSC、3 个BSC，郊区 1 个 MSC、2 个 BSC。其中话务量的单位是 ERL。如表 7-1 所示。表 7-1成都市 GSM 网的分类现网分区如图 7-1 和图 7-2 所示：图 7-1 郊区 BSC 分区图图 7-2 市区 BSC 分区图7.2 成都联通 GSM 网络用户话务行为分析7.2.1 概述由于网络中用户通常处于移动状态且话务行为也在不断的变化中，导致每天的忙时与真正网络承载的话务峰值不一致及不同天系统忙时话务波动较大。为了合理准确的设计成都联通 GSM 网络，本论文引入五个不同的话务量统计概念，对全网的话务特点和用户的话务行为进行分析。统计忙时系统话务量：工作日 10：00-11：00 的系统话务量，对于不同城市，由于用户话务行为不同，10：00-11：00 不一定是一天中的实际忙时。这个概念反映了在 10：00-11：00 统计时段网络话务量的平均水平。实际忙时系统话务量：工作日全天 24 小时中网络话务量最高时段的话务量，这个概念反映了网络一天中话务量最高的水平。实际忙时不一定发生在统计忙时 10：00-11：00，但实际忙时更能体现网络真正的话务拥塞情况。实际忙时一周系统话务量峰值：计算一周五天（工作日）实际忙时每个小区的话务峰值，所得到的全网话务量。由于用户行为的波动性及移动性，每个小区在五天（工作日）实际忙时的话务量都不一样，这个概念反映了在实际忙时中网络话务量的最高水平。全天 24 小时系统话务量峰值：计算一天（工作日）24 小时每个小区的话务峰值，所得到的全网话务量。这个概念反映了在一天中网络话务量的最高水平, 但没有完全考虑话务行为波动性的因素.一周五天（工作日）24 小时系统话务量峰值：计算一周五天（工作日）24 小时每个小区的话务峰值，所得到的全网话务量。这个概念反映了网络全时段话务量的最高水平。7.2.2 实际忙时分析首先我们提取 2003 年 12 月 22 日一天 24 小时的全网话务量，考察成都联通网络的实际忙时：图 7-3 考察成都联通网络的实际忙时从图 7-3 可见，成都联通 GSM 网络（2003 年 12 月 22 日数据）实际忙时应该是在 1800-1900，话务量为 7531.29Erl；同时我们也可以计算出全天 24 小时系统峰值话务量 8723.63Erl。而统计忙时(1000-1100) 仅为 6587.18Erl， 与实际忙时话务量相差约 14%，与 24 小时峰值话务量相差约 32.4%。可见如果采用统计忙时(1000-1100)话务量作为网络设计基础是不能满足系统话务的真正需求的，因此在设计网络时建议以系统实际忙时话务量做为设计的基础。以下对用户话务行为波动性和移动性进行分析。7.2.3 用户话务行为波动性分析我们提取成都联通 GSM 网的统计数据，在 Dec.12 至 Dec.26 一周时间内，实际忙时话音信道话务量从 7180.62Er 到 8528.31Er，实际忙时平均话务量为 7675.69Er，而实际忙时一周系统峰值话务量为 9530.25Er，波动系数如采用峰值/均值=9530.25/7675.69*100%=124.2%。几种话务量的计算结果如图 7-4 所示：图7-4 几种话务量的计算结果7.2.4 用户话务行为移动性分析由于移动用户始终处于移动状态而造成各小区的实际忙时以及忙日并不一致。小区的配置应以实际忙时为准，因此网络实际所配置的无线容量应大于系统忙时的容量需求。移动用户短期的移动性包括以一天为周期的移动性和以一周为周期的移动性。由于用户话务行为的波动性和移动性表征在话务量的变化上相互参杂，都对一天或一周的话务量有影响，我们建议考虑连续一周 24 小时峰值话务量作为设计参考，以确保网络容量及运行质量的安全性。因为它既包括了以一周为周期的用户话务行为的波动性，也包括了一天和一周为周期的用户话务行为的移动性。根据计算，成都联通 GSM 网一周 24 小时（Dec.22-26）的峰值话务量为 10818.57Erl。图 7-5 为不同标准的话务量比较：图7-5 不同标准的话务量的比较可见，不同的话务量值反映了系统话务需求的不同状态；在进行网络设计时，既要参考网络话务的实际需求，同时也应考虑到网络建设投资的经济性，采用合理的话务量作为设计基础。本论文建议采用系统实际忙时作为设计基础。7.2.5 用户话务行为地理性分布成都联通市 GSM 网从地理区域上分类包括繁荣市区，郊区，风景区，工业区及偏远农村地区等不同话务特点的区域，从移动用户的话务行为上也存在不同的特征。我们将对统计忙时每用户话务量在成都联通全网的地理分布进行考察，作为今后网络设计的依据之一。图 7-6 为各 MSC忙时话务量和每用户话务量分布（数据为 Jan.26 统计忙时 10：0011：00）：图7-6 MSC 忙时话务量和每用户话务量的分布可见各MSC每用户统计忙时话务量从8mEr/sub到10.5mEr/sub分布，全网的平均值为 9.5mErl。可见，在全网中个 MSC 用户话务模型相差不大。我们将成都联通 GSM 基站按地理位置划分成三部分：二环路内、二三环路间和三环路外，如表 7-2 所示。我们对这三个区域分别进行了话务密度的分析，如图 7-7 所示：表 7-2 成都联通 GSM 基站按地理位置的划分图 7-7不同地区话务量和话务密度的分析可以看出二环路以内为高话务密度区，话务密度达到 39.65Erl/Km2，小区平均配置为 2.56 个载波。而二三环路间为中等话务密度区，话务密度为 12.79Erl/Km2，小区平均配置为 2.28 个载波。三环外为低话务密度区，话务密度为 0.27Erl/Km2，小区平均配置为 1.55 个载波，但在三环外的部分重要县城和风景区仍然存在着部分话务热点区域，吸收了大量的话务量，如崇州县城的崇州酒店基站（CD3120）现网配置为3/4/4，而它的第二小区的话务量已经高达 26.47Erl，拥塞率为 18.25%，丝毫不亚于市区热点区域的高话务基站。经过对成都联通 GSM 网络话务的进一步分析，发现尽管二环路内话务密度最高，但通过小区分裂，已经均匀分担了话务。二三环路间的地区，虽然话务密度处于中等，但由于近期话务增长较快，超过了系统容量增长的速度，其小区平均每线话务量最高，达到了 0.42，属于急需扩容的地区。而三环路以外的区域，尽管话务密度最低，但在部分重要县城和风景点话务量极高，根据统计在全网小区话务量前 20 的排名中三环外的基站最多，占了 9 个。而在全网小区拥塞率前 20 的排名中，也是三环外的小区最多，为 11 个。以下是小区话务量前 20 排名，如表 7-3 所示。表 7-3 小区话务量表以下是小区拥塞率前 20 排名，如表 7-4 所示：表 7-4 小区拥塞率表7.3 成都联通 GSM 网络无线话务发展趋势为考察成都联通 GSM 网络的发展趋势，我们提取了过去 12 个月一年的全网统计忙时话务量以研究其发展特性，如图 7-8 所示：图 7-8 过去一年成都联通 GSM 网络忙时话务量的发展从年度统计的角度出发，我们取 2003.1 全网统计忙时平均话务量3818.44Erl,2003.12 的全网统计忙时平均话务量 6198.14 Erl，计算出全年的平均月增长率为 4.5%。增长率 4.5%具有很强的统计意义，因为它考虑了年度内不同阶段不同增长率的平衡，但同时考虑到 2004 年成都联通用户发展重点，我们认为 2004 年话务增长将略小于 2003 年，建议 2004 年增长率为 3.5%，并以此作为网络预测设计的基准。若采用系统统计忙时作为设计基础，则根据 2003.12.22-2003.12.26的统计忙时平均话务量 6198.14Erl,按照 3.5%的增长率，预测出 2004.12的统计忙时话务量将达到 9366Erl。如表 7-5 所示。表 7-5 统计忙时平均话务量的比较以上话务预测只是根据 10AM 到 11AM 之间的统计忙时话务分析得来的 。 而 现 网 上 真 正 的 忙 时 应 该 为 18PM 到 19PM ， 则 根 据2003. 12.22- 2003.12.26的实际忙时平均话务量 7675.69Erl,按照 3.5%的增长率，预测出 2004.12 的实际忙时话务量将达到 11598Erl。7.4 网络扩容设计方案7.4.1 不同配置话音信道负荷分析在考虑无线信道利用率时，以往的设计原则基本上是根据 Erlang B 表，而这种方式通常不符合无线网络的实际特性，造成网络设计结果脱离实际。因此我们提取了大量的话务统计数据，以研究成都联通 GSM 网络实际的话音信道负荷的设计标准。如表 7-6 所示。图 7-6 话务统计数据可见，基于成都联通 GSM 网实际运行特性的等效临界每信道话务量为0.310Er/CH，此数据将作为载频计算的标准。7.4.2 容量设计方案基于前面章节的论述，在进行成都联通 GSM 网络容量计算之前，我们先明确以下的设计标准：容量计算到 20004 年 12 月底为止, 2004.01-2004.12 话务量的月平均增长率为 3.5%；话务量以 2003.12 统计忙时平均话务量为设计基准 6198.14Er；成都联通 GSM 网实际运行特性的等效临界每信道话务量为 0.310Er/ch平均每载频可用信道数=7ch/Trx根据以上设计标准，我们得出如下的容量方案，如表 7-7 所示。表 7-7 容量方案表通过核算，预测到 2004 年 12 月份，需要新增 1047 个 TRX，届时总载频达到 4317 个 TRX，平均每信道话务量达到 0.310Erl/ch。7.4.3 双频系统在分层网络中的运行通过前面网优测试分析，我们建议在成都联通 GSM900/1800 网络中采用分层方式，将 GSM900 微蜂窝设为第一层，GSM1800 宏蜂窝设为第二层，GSM900宏蜂窝设为第三层。通过分层网络的原理来平衡话务。下面以 GSM1800（第二层）和 GSM900（第三层）为例来描述分层网络的运作。小区分层结构（HCS，Hierarchical Cell Structure）是双频网络中话务控制很重要的工具。利用小区分层结构，能使层数较小，优先级较高的小区在信号强度足够的前提下承载尽可能多的话务。而使层数较大，优先级较低的小区提供系统的覆盖需求。也就是说，在成都联通 GSM 网络中，由于1800MHz 频率的信号在无线传播上比 900MHz 频率的信号衰减要大，GSM1800基站与 GSM900 基站共站，如果手机单靠信号强度来选择 GSM900 基站系统还是 GSM1800 基站的话，GSM1800 很难吸收到足够的话务量，来达到话务分担的作用。所以我们需要利用小区分层结构来调节双频网络之间的话务量。7.5 现网设计方案7.5.1 网络容量解决建议从以上的分析可以看出，从系统容量角度来看，网络的主要问题是网络负荷较高，拥塞严重。根据地理分布，二环内的高话务密度区由于基站密度最大，站距最近，所以从系统容量角度来看，能基本满足目前话务需求。而二三环路间的中等话务密度区，由于有较多的新建住宅小区和城市的扩张，形成了较多新兴的话务热点地区，其话务增长的趋势已经超过了系统容量增长比例，造成了该区域的系统话务负荷最高，这也是现网中最急需扩容的区域。而三环以外的低话务密度区，由于部分基站配置较低，不能满足覆盖区域内的话务需求，造成了较高的呼叫拥塞率，如前面所列的拥塞率前 20 排名中，三环外的小区就占了 11 个，但这11个小
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