无线优化

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本文对网络优化工作中的一些方面进行了描述，主要包括网络优化工作的工具、网络优化工作的步骤、一些常用的性能指标和一些常见问题的解决方案。本文是对网络优化人员的培训教材。
1、网络优化工程概述
随着移动网络的迅猛发展，网络的服务质量问题已经越来越受到人们的关注。频率资源的紧缺、昂贵的设备投入、日益增加的用户数都对网络的发展造成了阻碍，同时更加广泛的移动性要求以及人们对服务质量、业务的更高要求又对迫使网络不得不不断发展。如何利用现有的网络设备、资源和容量，最大限度地提高网络的平均服务质量，提高效益；如何使得网络在不断发展的过程中，能够保持网络的服务质量不下降，就是网优人员的任务，是不断对网络进行优化工作的原动力。
1.1网络优化工程的目的
网络优化工作就是通过对设备、参数的调整等手段对已有网络进行优化工作，最大限度地发挥网络的能力，提高网络的平均服务质量。其主要的目的有以下几个方面：
1.提高平均的网络服务质量
主要包括高质量的语音和其他业务服务，足够的覆盖和接通率等。
2.尽可能地减少运营成本
主要包括提高设备的利用率，增加网络容量，减少设备和线路的投资等。
1.2做好网络优化工作的前提条件
网络优化工作是一件复杂的系统工程。它的涉及面广、时间长、对专业知识的要求极高，要把网络优化工作做好，需要大量的人力、物力、财力的投入，主要包括：
经验丰富的优化工程师：长期、专一的网优技术人员，具备分析问题、解决问题的思路和能力。同时这些人员应具备有线、无线领域的专业知识；既要熟悉GSM规范，又要对设备的性能、参数、算法等非常熟悉；另外还需要有一定的工程经验。
齐备的工具：路测设备、信令仪表、网络优化工作平台、模拟发信机等。
完整而可靠的原始数据：基站数据、OMC性能数据、路测数据、信令数据以及完整的网络优化档案等。
详尽的地理信息数据：完整的地理信息数据可以使得优化工作更准确。
1.3网络优化工作的主要内容
网络优化工作的主要内容包括以下方面：
设备排障：发现并排除一些影响网络性能的设备故障。
提高网络运行指标：无线接通率、阻塞率、掉话率、切换成功率、话音接通率等。
提高话音服务质量。
话务均衡：G网和D网之间、G网内各小区之间、D网内各小区之间的话务均衡。
网络负荷均衡：信令负荷均衡、设备负荷均衡、链路负荷均衡等。
合理调整网络资源，疏通网络中的一些瓶颈，增加网络容量（包括对突发性大话务量的支持）。
提高设备利用率：提高频谱利用率、每信道话务量等。
减少线路投资：合理安排有线链路，路由调整等。
建立和维护长期的网络优化工作平台，建立和维护网络优化档案。
2.网络优化的工具
网络优化工程是复杂而涉及面很广的工作，在网络优化的各个阶段中均需要使用大量的网络优化工具。这些工具各有不同的功能、用途、作用。了解网络优化工作中经常使用的工具种类、功能、用途、作用，在不同的场合，针对不同问题，采用合适的网络优化工具，对网络优化工作可以起到事半功倍的作用。更为关键的是，在深入了解这些网优工具的基础上，针对一些复杂的网络问题，我们可以将各种网优工具结合使用，互相印证、对比，从而可以更快、更准确的找出网络问题的主要原因、和解决问题的方法。
2.1路测系统
路测系统指的是为了实际了解网络用户的使用情况，在网络的实际覆盖范围内进行一些测试所需要使用的测试工具。路测是实际网优工作中最常用的手段，因此路测系统也是网优工作中最常用和有效的工具。路测系统一般由以下部分组成：
1.拨打测试设备
包括测试手机、卫星定位仪（GPS）、便携机和测试分析软件。可以进行拨打测试（测试接通率、掉话率、切换成功率等）、人工评定话音质量、本小区和邻小区场强电平覆盖测试（误差约为7dB左右）、质量测试、干扰测试、小区（通话和空闲模式下）参数测试等；通过测试分析软件可以对测试结果进行简单的图形显示、统计，是进行CQT测试、DT测试的必备工具。
2.场强车
包括测试收信机、卫星定位器、处理控制器等。可以进行场强测试、干扰测试（包括同邻频），测试精度较高，一般用在一些需要进行较为精确测试的情况下，如模型矫正等。
3.语音评估系统
在拨打测试设备的基础上，再增加了话音质量的测试系统，可以自动对通话过程中的话音质量进行准确评估和分析。
2.2网络优化工作平台
无线网络优化的目的就是对投入运行的网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络质量的原因，通过技术手段或参数调整使网络达到最佳运行状态的方法，使网络资源获得最佳效益，同时了解网络的增长趋势，为扩容提供依据。然而在进行网络优化前，为了使网优工作能够规范地开展，并且为了能更好地了解网络情况，那么对网络优化工作平台的建立是必不可少的。网络优化工作平台主要包括：网络仿真平台和网络分析平台。
通过建立网络优化工作平台，可以为网优工作带来如下的好处：
通过建立网络优化工作平台，可以为无线网络测试和移动通信网的优化工作提供一个依据，使网络优化人员对网络有一个准确而全面的了解。
网络优化工作是长期的、带有螺旋式上升的工作，因此通过建立网络优化工作平台，不仅可以为本次网络优化工作提供依据和基础，在本次优化工作结束后，只须对网优工作平台进行相应的调整，即可应用于下一次的优化工作，使网络工作的延续性得到体现。
统一的网络优化工作平台的建立可以为网络运营商节约网络优化成本，避免由于重复的平台建立而造成的资金重复投入。
2.2.1网络仿真平台
网络仿真平台是对实际网络的一种逼真近似，通过建立这种仿真环境，可以模拟一些优化手段对网络的影响，从而可以保证网络优化工作的正确性，为下一步的网络优化工作提供依据，它主要包括地理数据库、基站与天线数据库、频率数据库、专用传播模型、仿真软件和输入输出设备。
网络仿真平台可以为网络规划、测试和优化工作提供详细的网络基准信息。通过网络仿真平台可以进行频率优化、天线优化、站址优化、同频邻频干扰分析和理想小区覆盖分析等。
2.2.2网络分析平台
网络分析平台是对某一地区的实际运行网络服务质量分析工具。一般网络服务质量主要通过OMC的统计数据和路测系统的测试数据来反映，因此它主要包括：与路测设备的接口、与OMC数据的接口、基站数据库、网络分析软件、输入输出设备等。
通过网络分析平台，可以将经过路测系统和OMC采集到的测试数据进行分析、比较，可以对不同时间段的网络情况进行分析、比较，以便于发现已运行网络中的各种问题，制定调整方案。
2.3信令协议分析系统
在通信系统中，信令网络的地位是十分重要和突出的。一方面，信令网络的高效、通畅运转是网络服务质量的前提；另一方面，网络中的很多问题在信令上均有一定的表现，通过对信令过程的监视、分析，可以为网络优化工作提供线索和帮助。因此信令分析成为网络优化工作的常用手段之一，信令分析系统也就成为网络优化人员的手中利器。一般而言，信令分析系统由信令协议分析仪和信令分析软件两个部分组成。
信令协议分析仪可以用来对信令链路进行监视，对信令信息进行收集、分析。信令分析软件则可对信令分析仪所收集到的信令信息进行统计分析，形成各种图表和统计数据。
对于无线部分，信令协议分析系统可以对A接口和Abis接口的信令和协议进行分析，对网络中网络服务指标有问题的小区可分析呼叫连接和切换时的信令流程、信道负荷、每次分配TCH时的载频情况和掉话拥塞等问题。对于有线部分，则可以对E接口、C接口等进行监视、统计分析，从而解决信令链路的负荷不均、不同厂家设备的互联互通等问题。
2.4其他
2.4.1基站测试仪
通过基站测试仪，可以对基站的发信机功率、频谱、相位和频率误差和收信机的接收误码率、帧误码率和接收灵敏度等指标进行测试和分析。在很多情况下，网络的问题是由于设备的故障造成的，基站测试仪就是一种检测基站设备可用性的常用仪表。
2.4.2频谱分析仪
频谱分析仪是监测场强和频谱的常用仪表。在网络优化工作中，频谱分析仪是较为方便的查找干扰源的工具。
2.4.3模拟发信机
在网络优化和规划工作中，往往需要根据本地的实际情况，对无线电波的经验传播模型进行校正。通过模拟发信机可以排除干扰，测量到比较准确的小区覆盖情况。另外在网络规划工作期间，我们也可以通过在实地架设模拟发信机的方法，得到准确的小区覆盖情况，从而为站址的选择提供有力依据。
除了上述工具之外，在实际工作中我们还经常要用到功率计、频率计、驻波比测试仪等各种工程仪表。
3.网络优化工作步骤
网络优化工作是一件复杂的系统工程，在工作中尤其要注意工作步骤和工作流程，良好的工作流程和步骤对网络优化工作的结果有着重大的意义。
3.1网络优化步骤
一般而言，整个网络优化的工作的流程如下图所示。







3.2网络日常优化工作流程
一般的网络优化工程包括网络调查、数据分析、故障诊断、系统仿真、制定方案优化实施和验收确认等过程，其流程图如下所示。
全面的网络调查主要是对网络的一些数据进行收集、整理的过程，主要包括OMC统计数据采集、路测数据采集、用户申告收集等。
这些收集到的数据被输入到网络优化工作平台中，进行整理、分析、对比。通过这个过程可以发现网络中存在的问题。
在发现了这些网络问题后，优化人员还应该对这些问题到实地进行测试核查，以确认问题的存在和对问题的准确定位。问题确认后应将结果形成网络分析报告。
在网络问题被确认后，网络人员应对问题进行深入的分析和调查，以确定造成问题的原因。
根据发现的造成网络问题的原因，网络人员应制定相应的解决办法，提出优化方案。对一些网络优化的方案，应事先进行一些仿真工作，以保证网络优化方案的正确性，如频率优化、站址优化、天线优化等。利用网络仿真平台，可以对优化后的结果进行分析，如同邻频干扰分析、小区覆盖分析等。在验证优化措施可行的基础上，应形成网络优化方案。
网络优化人员应严格按照网络优化方案对网络进行优化调整，在实施过程中，每步工作都应有相应的纪录，最终这些记录均应被存档。
在调整结束后，应对网络问题进行重新测试和验证，在确认问题解决后，网络优化工作结束。若问题未被很好解决，应重复以上过程。
4.网络优化中的常见问题及解决方法
实际网络中发生的问题和现象是多种多样，变化万千的，这些问题可能是一种或多种原因造成的，这就要求我们在实际解决网络问题时能够针对各种问题和现象进行分析、总结和归纳，尽量找出产生问题的主要原因，并采取相应的有力措施解决问题。
在本节中我们列出了一些网络比较常见的问题，并针对每个问题给出分析的过程、一般的解决方法，为大家提供一些参考。
4.1频率问题
网络的频率干扰可能来自于两个方面，一是系统的内部干扰，一是外部干扰。内部干扰是由于网络规划的不准确性、网络运行环境的变化、工程维护中失误，造成的相邻小区的频率干扰较大，从而影响掉话率、接通率、越区切换等指标，并进一步影响话音质量。随着网络的不断发展、扩容，频率干扰问题在很多地区均不同程度的存在，对整个网络的服务质量的影响也是非常巨大的，因此应引起网络优化人员的特别注意和重视。
分析
存在比较严重的频率干扰地区，从网络指标而言，一般会表现为整个地区的网络质量普遍不高，掉话率、切换成功率、无线接通率、阻塞率等指标均相对不好，话音质量差；从路测结果基本也可以发现相同的结果，分析通话时的信号质量和电平，可以发现信号的电平较高，但信号质量却呈现不相称的较差现象。另外对于系统的内部干扰，我们还可以通过网络仿真平台对这个地区的同邻频干扰情况进行分析，从而确证频率干扰的存在、干扰源的位置和影响的大小范围，为解决这个问题提供依据。
解决方案
当我们发现网络可能会存在干扰时，应该首先通过仿真、分析等手段确定干扰是来自于内部还是外部。
对于外部干扰，应该到现场通过扫频工具找出干扰源并进行排除。
对于外部干扰，通过网络仿真平台我们可以找出那些成为干扰源的小区，确定造成干扰的原因。造成干扰的原因一般有：基站位置不合理、天线参数不合理（高度、倾角等）、基站功率设置不合理和频率设置不合理等。进而可以采取降低功率、调整天线和频率优化等手段进行优化，从而减少频率干扰，提高网络质量。在进行调整之前，应首先对系统进行仿真，以确保方案的正确性和准确性。
4.2覆盖问题
覆盖问题指的是由于网络规划或地理因素的原因造成的小区的可通话范围不当。一般有覆盖区过大和覆盖区过小两种情况。根据周围小区的情况又可分为孤岛型覆盖、越区覆盖和连续覆盖的情况。如下图所示。







图表 1
分析
覆盖区过大或过小问题：覆盖区过大、过小的现象一般可以通过电平测试发现。当覆盖区过大时，可能会造成频繁切换等现象，严重时会造成较大的相互干扰，影响网络的指标。当覆盖区过小时，一般会造成掉话率较高、切换成功率较低等现象。
孤岛覆盖过大或过小问题：一般可以通过电平测试发现。覆盖区过大一般会造成掉话率较高、切换失败较多、接通率较低、话音质量不好等现象。覆盖区过小一般会造成有大量用户投诉、掉话率较高。
越区覆盖：越区覆盖的情况一般比较难以发现，即使进行路测，可能也发现不了，通过在OMC对小区的中发生呼叫的TA值进行统计，若TA值的分布呈现有大量异常大的TA值出现，则表明该小区存在越区覆盖现象。另一个发现越区覆盖现象的方法是对系统进行仿真。越区覆盖造成的现象主要有掉话率高和越区切换失败率较高等。
解决方案
覆盖区过大或孤岛覆盖过大主要是由于基站功率过大、天线高度过高、倾角不足等原因造成的。根据勘察结果，可以采取相应措施进行修正。简单的修改最小接入电平也可起到一些的效果，但在造成干扰的情况下，建议还是减少物理的信号强度和覆盖范围。
覆盖区过小或孤岛覆盖过小主要是由于基站功率过小、天线高度过低、倾角太小、建筑物阻挡等原因造成的。根据勘察结果，可以采取相应措施进行修正。在以上方案难以实施时，也可以通过降低最小接入电平、加大无线链路超时等方法进行改善。
越区覆盖的原因主要是由于天线性能不好、高度过高、倾角不足等原因造成的。根据勘察结果可以采取相应措施进行修正。在以上方案难以实施时，可以采用增加相邻小区的方法进行改善。
当采取增加基站功率、调整天线角度、高度、倾角等方法时，应首先对系统进行仿真，以确保方案的正确性和准确性。
4.3切换问题
切换是蜂窝移动网络的特点之一，因此也是运动网络优化的重点，是保证服务质量的重要环节。一般而言，在移动网络中应保证切换的顺利进行，但由于一方面在GSM系统中采用的是硬切换技术，一次切换的发生会对用户的通话造成一定的影响；另一方面大量的切换发生，势必增加网络的信令流量和负荷，因此，尽量减少不必要的切换同样是网络优化的重要课题之一。
在实际网络中，有关切换的问题种类很多，如：
切换失败：部分地区可能会发生大量的切换失败，甚至根本不能成功。
切换成功率较低：部分小区（BSC之间、MSC之间等）甚至全网的切换成功率较低。
不合理切换：很多情况下，会存在不合理切换现象，如下图所示。当用户从A小区向B小区移动时，先从A切换到C再切换到B。




频繁切换：一次通话过程中在短时间内，会发生大量的切换，这种切换往往是在几个小区之间频繁相互进行。
乒乓切换：这是频繁切换的一种特例，在两个小区之间发生的频繁切换。
其他与切换有关的问题还有切换时的噪声太大、切换引起掉话等等。
分析
切换问题一般是比较容易发现的，通过对OMC数据和路测结果进行分析，一般就可以较好的找出切换上存在的问题和位置。另外对信令进行统计分析也是非常有效的发现问题和对问题进行定位的手段。
解决方案
造成切换问题的原因很多。在实际网优过程中，应该据情况对各种数据进行综合分析，从而找出造成切换问题的最主要原因。一般情况下，造成切换问题的原因主要有以下方面：
切换失败的原因：
1.设备性能问题（包括天馈部分）：主要是设备的射频部分可能会性能不好。
2.邻小区设置不当：未设置相应的邻区关系或参数设置错误。
3.覆盖不够：当准备进行切换时，通信质量已经不能保证切换的正常进行。
4.干扰较大：较大的干扰可能导致大量的无线链路误码，降低对切换接入译码的成功率。
切换成功率较低的原因：
1.网络的干扰较大造成网络的平均质量下降。
2.BSC中的一些有关切换的参数设置不当
3.有线网络中的一些链路问题（如配置错误、负荷不均、误码等）和参数设置问题（如定时器等）同样会造成MSC之间、BSC之间的一些切换问题。
不合理切换的原因：
1.由于未进行仔细的现场测试，造成切换参数（如切换门限、优先级等）设置不当。
2.某两个相邻小区之间的未设置切换关系，导致切换需要通过第三个小区迂回进行。
频繁切换的原因：
1.主控小区不明显，导致某些区域各个小区的信号电平相当。
2.覆盖不好，导致切换到目标小区后，很快又因为紧急原因发生切换，最终很可能导致掉话。
3.相邻小区的切换参数配置不匹配，导致频繁切换。
需要注意的是，当网络存在多家厂商的设备时，由于各个厂商的切换算法不尽相同，网优人员应特别注意深入理解厂商的切换算法、参数，以保证不同厂商设备之间的切换能够顺利进行。这种切换算法或参数上的不匹配，最容易导致网络的切换问题，影响网络指标。
在对问题的原因定位后，网优人员可以采取相应的措施解决问题。
4.4其他
除了上述几个主要问题之外，网络中比较普遍存在的问题还有：
话音质量问题：
话音质量上一般存在问题有单通、双方无话音、串话和话音质量差等。其中造成单通、双方无话音和串话的大多数原因均是设备问题或者设备的配置问题；造成话音质量较差的原因主要是覆盖或者干扰原因。
接通率低：
这也是网络中较为普遍的问题，同时涉及面非常广。在解决接通率问题时，应首先将整网的接通率进行分段考察，以确定问题的所在。如当发现整网的接通率较低时，首先应考察无线网络的接通率情况，再观察有线网络的出入中继接通率。若是无线网络存在问题，其主要原因一般是网络负荷过大、干扰大、覆盖较差，也可能是设备问题或参数设置不当。若是有线网络存在问题，则应就有线网络的链路负荷、配置、定时器等局数据进行检查，必要时应进行信令跟踪和统计分析。
掉话率高
造成掉话率高的主要原因有缺乏适当的切换关系、覆盖不好、干扰大或由于地形地物的影响造成的信号衰落等。
在网络优化工作中，还会经常遇到许多各种各样的问题，存在各种各样的现象和组合。针对这些现象，网优人员应综合分析、互相印证、对比，找出造成网络问题的最根本的症结所在，在根据实际情况，采取有效的优化手段，提高网络质量，最大限度地发挥设备的能力。