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深层次GSM无线网络优化策略--场强测试分析法


1 前言　　GSM无线网络优化是通过对现已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，并且通过参数的修改、网络结构的调整、设备配置的调整和采取某些技术手段(如采用同心圆技术等)，确保系统高质量地运行，使现有网络资源获得最佳效益，以最经济的投入获得最大的收益。　　所谓深层次的GSM无线网络优化，是从用户对网络的满意程度出发，在保证充分利用现有网络资源的基础上，采取种种措施，解决网络存在的局部缺陷，如解决由于网络质量问题引起的用户每一个投诉等。最后达到无线覆盖全面无缝隙，接通率高，通话持续、话音清晰且不失真，保证网络容量满足用户高速发展的要求，让用户感到真正满意。 2 GSM无线网络优化的常规方法　　网络优化的方法很多，通常有信令跟踪分析法、话务统计分析法及路测分析法。在实际优化中，常将三种方法结合起来用。尤其以分析OMC_R话务统计报告，并辅以七号信令仪表进行A接口或Abis接口跟踪分析，是网络优化最常用的手段。 2.1 信令分析法　　信令分析主要是对A接口、Abis接口进行跟踪的数据进行分析。通过对A接口采集数据的分析，可以发现切换局数据不全(遗漏切换关系)、信令负荷、硬件故障(找出有问题的中继或时隙)及话务量不均(部分数据定义错误、链路不畅等原因)等问题。通过对Abis接口数据进行收集分析，根据信号质量分布图、频率干扰检测图、接收电平分布图、信令信道或话音信道占用时长图等，可以找出上、下行链路路径损耗过大的问题，还可以发现小区覆盖情况、一些无线干扰及隐性硬件故障等问题。 2.2 话务统计分析法　　主要是根据OMC_R上收集的无线话务报告数据和系统硬件告警信息。将收集的参数分类处理成便于分析网络质量的报告。通过话务统计报告中的各项指标(呼叫成功率、掉话率、切换成功率、每时隙话务量、无线信道可用率、话音信道阻塞率和信令信道的可用率、掉话率及阻塞率等)，可以了解到无线基站的话务分布及变化情况，从而发现异常，并结合其它手段，可分析出网络逻辑或物理参数设置的不合理、网络结构的不合理、话务量不均、频率干扰及硬件故障等情况。对系统中每一个小区进行各项指标分析，通过调整特定小区或整个网络的参数等措施，使系统各小区的各项指标得到提高，以臻提高全网的系统指标。 2.3 路测分析法　　路测分析法主要是分析空中接口的数据及测量覆盖，通过DT测试，可以了解：基站分布、覆盖情况，是否存在盲区；切换关系、切换次数、切换电平是否正常；下行链路是否有同频、邻频干扰；是否有小岛效应；扇区是否错位；天线下倾角、方位角及天线高度是否合理；分析呼叫接通情况，找出呼叫不通及掉话的原因，为制定网络优化方案和实施网络优化提供依据。　　通过GSM无线网络优化是利用上述3种方法，围绕接通率、掉话率、拥塞率和越区切换成功率等指标，通过统计测试→数据分析→制定实施优化方案→系统调整→解决问题→统计测试的循环，达到网络质量明显改善的目的。 3 深层次GSM无线网络优化方法　　本文介绍的深层次GSM无线网络优化是着眼于用户对网络的满意程度，使网络更加稳定和通畅，使网络的系统指标进一步提高，网络质量进一步完善。 3.1 优化流程　　网络优化的工作流程具体包括五个方面：系统信息收集，数据分析及处理，制定网络优化方案，系统调整，调整网络优化方案。在网络优化时首先要收集系统信息(包括用户申告、日常CQT(CallQualityTest)测试和DT(DriverTest)测试等信息)，了解用户对网络的不满意现象及当前网络存在的缺陷，并对网络进行测试，收集网络运行的数据，然后对收集的数据进行分析及处理。根据分析处理数据的结果制定网络优化方案，并对网络进行系统调整。调整后再对系统进行信息收集，周而复始直到问题解决，使网络进一步完善。　　用户申告是通过来自业务部门或其他方面的用户投诉或向用户调查，及时了解到网络中有关服务质量方面的问题。如呼叫不通、掉话、串话、单通、回声、信号时有时无、通话时有咔咔声出现及话音断断续续等现象。　　DT测试是通过实地测试获取现有基站条件下的无线覆盖情况、话音质量情况、小区间的切换关系及下行链路的无线干扰情况等。主要包括场强覆盖测试、干扰测试、呼叫测试。　　CQT测试是话音质量测试的方法之一，主要以用户的主观评测为主，即用主观评价的方法测试信道的话音质量。具体方法是利用测试手机在指定地点进行拨打通话测试，并记录拨打接通情况、通话的话音质量情况、接收电平的高低、手机是否频繁切换及掉话情况等等。　　数据分析与处理是对系统收集的信息进行全面的分析与处理，主要对电测结果结合小区设计数据库资料，包括基站设计资料、天线资料、频率规划表等。通过对数据的分析，可以发现网络中存在的影响运行质量的问题。如频率干扰、软硬件故障、天线方向角和俯仰角存在问题、小区参数设置不合理、无线覆盖不好、环境干扰、系统忙等。数据分析与处理的结果直接影响到网络运行的质量，数据分析与处理是网络优化中最关键的一步。　　制定网络优化方案是根据分析结果提出改善网络运行质量的具体实施方案。　　系统调整即实施网络优化，其基本内容包括小区定义、小区参数调整、切换调整、频率规划调整、话务量调整、天馈线参数调整、覆盖调整等和采用某些技术手段(功率控制、同心圆技术、跳频技术、天线分集、微蜂窝、多层网结构等)。 3.2 深层次GSM无线网络优化的手段为了便于分析与处理，制定网络优化方案，要将用户的信息转变为无信号信息，即进行电测，是常用的技术手段。它包括场强覆盖测试、干扰测试和呼叫测试，统称为场强测试。场强测试是借助测试仪表、测试手机及测试车辆等工具，沿特定路线进行无线网络参数、话音质量测定。　　在网络运行质量已处于稳定、良好的阶段，需进一步提高指标，改善网络质量的深层次优化中(用户投诉的处理，解决局部地区话音质量差的问题，具体事件的优化等等)，场强测试分析具有信令跟踪和话务统计分析法无法比拟的优点，具体分述如下：　　●它可以具体到点、线、面。点：可以是街上某一处或某上幢楼里的某一房间；线：可以是某一条马路或某一段路线；面：可以是某一级小的区域。分别对它进行细致的优化。　　●它可以具体到某一事件，如呼叫不通、掉话、串话、单通、通话时有咔咔声出现及话音断断续续等。　　●它是从用户对网络的满意程度的角度出发，针对用户在某一地点、某一时间、某一事件的不满意现象逐个解决，以致达到网络的进一步完善。　　●它是利用信令跟踪和话务统计分析法进行网络优化的补充。场强测试分析法则着眼于具体事件的解决，从个别、局部到整体网络质量的改善、单一指标到系统指标的提高。　　●它可以及时发现并修复网络中随时出现的故障。　　●它可以控测到局部区域的覆盖、能力等方面的不足，并能尽快加以改进。　　●它能适应网络环境变化或用户的特殊需要。　　所以场强测试分析法是深层次GSM无线网络优化的主要手段。 4 网络优化实例及优化方案　　利用场强测试设备进行GSM无线网络优化的方法很多，本文通过从日常维护网络优化中总结出来的几个特例，说明场强测试分析法在GSM无线网络优化中的重要性。 4.1 电话难打的现象　　某一用户反映在他办公室(某大楼十楼)有呼叫不通、一占上就掉话的现象。而且此大楼附近有基站，信号强度很好。根据这一现象，我们利用亚伦仪表到现场进行了详细的场强测试及呼叫测试，测试结果发现有一个频点老是占不上，一占上就掉话。由此初步断定是与这一频点有关的硬件故障或是频率干扰。解决方法如下：　　(1)有人建议采用信令跟踪法，对服务小区的Abis接口进行跟踪，就可知道是什么原因。其实使用信令跟踪法处理这种问题并不是最佳方法，因为，若真是硬件故障或严重的频率干扰(这一频点在整个小区都受到干扰)，则采用信令跟踪法是可以的；反之，若用户反映的现象属于局部地点的频率干扰，在跟踪期间，干扰地方的通话次数与此频点总通话次数的比例很小，则跟踪报告结果仍无法说明问题，只能排除某些可能性。　　(2)从话务统计分析法看，首先在OMC_R上没有告警；查看这几天的话务统计报告，这几天服务小区的话务统计报告正常，通过进一步分析原始计数参数，发现这一频点上的通话次数及平均通话时长基本正常，因此基本排除了硬件故障和严重的频率干扰(这一频点在整个小区都受到干扰)。在话务统计分析法中仍没有解决问题。　　(3)场强测试分析法，对场强的测试结果进行仔细的分析，可以在Neighbor－List中观察服务小区是否受到同频或邻频的干扰。结果发现有一个基站的BCCH频点与这一频点同频，由此初步断定是同频干扰。另外，在一楼和服务小区范围内的其它地方测得在这一频点上通话正常，在Neighbor－List中没有观察到服务小区受到同频或邻频的干扰情况。这说明用户反映的现象属于高楼无线干扰。根据上述情况通过改频消除同频干扰，再次到十楼测试通话正常。　　由此说明，对于某一频点只在局部区域或某处受到频率干扰，采用信令跟踪法和话务统计分析法是很难判断的，而采用场强分析法是很容易找到原因所在。这种现象虽然对全网的指标影响很小，但反映用户对网络质量的满意程度。对这种现象的及时解决，可以提高用户的满意率，增强用户对网络的信心。 4.2 掉话现象　　某用户反映在某条路上有掉话，这种情况涉及到很多小区，而且对指标的影响不明显，但反映了网络存在的缺陷，影响用户对网络的信心。为了找到掉话的真正原因，信令跟踪法和话务统计分析法是无能为力的，最好是采用场强测试分析法。　　根据上述现象，处理方法是在这条路上进行场强覆盖测试、呼叫测试。测试的方法是：用场强测试车上的GSM手机作主叫，某一工网电话作被叫，在这条路上来回测试，一路上作场强覆盖测试，检查这条路上是否有盲区存在，并检查相邻小区之间切换是否正常，是否有掉话，在何处掉话，等等。测试结果发现二种情况，其一是无盲区，场强覆盖良好，只有一个小区话务很忙，有时会造成因这一小区无切换信道而掉话。其二是发现在这条路上有距离很短的几小段的RXQUAL(下行链路的接收质量)在6、7之间，并引起频繁切换和接入，偶而也会掉话。然后，分别对这几小段路线进行仔细测试，并对测试数据进行分析，在Neighbor－List中观察到服务小区的个别TCH与周围其它小区的某些TCH有同频或邻频的现象。　　对于第一种情况，进行话务量的调整，让周围小区分担部分话分量。采用在保证不存在盲区的情况下，调整相关小区服务范围的参数，包括基站发射功率、天线参数(天线高度、方位角、俯仰角)、小区重选参数、切换参数及小区优先级设置的调整。以达到缩小拥塞小区的范围，并扩大周围一些相对较为空闲小区的服务范围。通过启用DirectedRetry(定向重试)功能，缓解小区的拥塞状况。上述措施仍不能满足要求的话，可通过实施紧急扩容载频的方法来解决。　　对于第二种情况，采用对局部区域进行重新频率规划，通过修改频点或BCC码，采用功率控制(PC)、不连续发射(DTX)、同心圆技术、跳频技术等，在保证不存在盲区的情况下，减小基站发射功率，增加天线下倾角等措施来解决。 4.3 局部区域话音质量较差　　在日常DT测试中，经常发现有很多微小的区域内，话音质量相当差、干扰大，信号弱或不稳定以及频繁切换和不断接入。这些地方往往是很多小区的交叠区、高山或湖面附近、许多高楼之间等。同样这种情况对全网的指标影响不明显，小区的话务统计报告也反映不出。这种现象一方面是由于频带资源有限，基站分布相对集中，频点复用度高，覆盖要求严格，必然不可避免的会产生局部的频率干扰。另一方面是由于在高层建筑林立的市区，手机接收的信号往往是基站发射信号经由不同的反射路径、散射路径、绕射路径的迭加，迭加的结果必然造成无线信号传播中的各种衰落及阴影效应，称之为多径干扰。此外，无线网络参数设置不合理也会造成上述现象。　　在测试中RXQUAL的值反映了话音质量的好坏，信号质量实际是指信号误码率，RXQUAL=0(误码率小于02％)，RXQUAL=1(误码率：02％至04％)，当0≤RXQUAL≤1时，通话质量较好；RXQUAL=2(误码率：04％至08％)，RXQUAL=3(误码率：08％至16％)，RXQUAL=4(误码率：16％至32％)，当17时，根本无法通话。　　根据上述情况，通过对这些小区进行细致地场强覆盖测试和干扰测试，对场强覆盖测试数据进行分析，统计出RXLEV／RXQUAL之间对照表，如果某个小区域RXQUAL为6和7的采样统计数高而RXLEV大于－85dBm的采样数较高，一般可以认为该区域存在干扰。并在Neighbor－List中可分析出同频、邻频干扰频点。另外，利用Rohde＆Schwarz公司的网络干扰测试软件PCSD－K1测试，可以很方便地判断是否存在同频、邻频干扰的情况。对于抑制同频、邻频干扰的措施很多，前面已介绍过，这里不再重复，可以根据具体情况，采取相应措施排除干扰。　　采用德国Rohde＆Schwarz公司的TS9955测试系统中的信道脉冲响应测试软件PCSD－K2，对上述区域进行测试。通过分析测试结果，就可很方便地判断此区域是否存在多径干扰。如果直达路径信号(主信号)的接收电平与反射、散射等信号的接收电平差小于15dB，而且反射、散射等信号比主信号的时延超过4～5个GSM比特周期(1个比特周期=369μ)，则可判断此区域存在较强的多径干扰。　　①多径干扰造成的衰落与频点及所在的位置有关。多径衰落可通过均衡器采用的纠错算法得以改善，但这种算法只在信号衰落时间小于纠错码字在交织中分布占用的时间时有效。　　②采用跳频技术可以抑制多径干扰，因为跳频技术具有频率分集和干扰分集的特性。频率分集可以避免慢速移动的接收设备长时间处于阴影效应区，改善接收质量；而且可以充分利用均衡器的优点。干扰分集使所有的移动及基站接收设备所受干扰等级平均化。使产生干扰的几率大为减小，从而降低干扰程度。　　③采用天线分集和智能天线阵，也能降低多径干扰。　　④适当调整天线方位角，也可减小多径干扰。　　若无线网络参数设置不合理，也会影响通话质量。如在DT测试中常常发现切换前话音质量较差，即RXQUAL较大(如5、6、7)，而切换后，话音质量变得很好，RXQUAL很小(如0、1)，而反方向行驶通过此区域时话音质量可能很好(RXQUAL为0、1)，因为占用的服务小区不同。对于这种情况，是由于基于话音质量切换的门限值设置不合理。减小RXQUAL的切换门限值，如原先从RXQUAL≥4时才切换，改为RXQUAL≥3时就切换，可以提高许多区域的通话质量。因此，根据测试情况，找出最佳的切换地点，设置最佳切换参数，通过调整切换门限参数控制切换次数、通过修改相邻小区的切换关系提高通话质量。总之，根据场强测试可以优化系统参数。 4.4 电话不通的现象　　在DT测试中发现手机打手机不通(被叫没有振铃)的比例很高，占10％左右，在场强测试设备中统计为话音阻塞率；而在话务统计报告中话音阻信道阻塞率仅为百分之零点几，SDCCH阻塞率也只有百分之零点几。因而手机打手机不通不只是信令信道和话音信道的阻塞，肯定有其它原因，如没有连接等。这种情况涉及范围广，包括很多基站，地点不固定；而且有很多是在接收电平(RXLEV)和接收质量(RXQUAL)均很好的情况下出现的。对于这种情况，采用信令跟踪和话务统计分析法很难解决，最好的方法是采用场强测试分析法。　　根据上述情况，采用两套场强测试设备，如R／S公司设备上的测试手机作主叫，亚伦仪表上的测试手机作被叫，设定呼叫时长、呼叫间隔，采用自动拨号和自动应答的方法，按预定的DT测试路线进行测试。对DT测试结果进行认真分析，结合呼叫建立过程的流程图。通过对Layer3的信令协议分析来看手机呼叫信令建立的过程。下面每一个过程均有可能导致呼损。　　(1)移动被叫呼叫建立的几个过程可能发生的呼损及减少呼损的对策：　　①信令建立过程　　a.在手机收到经PCH(寻呼信道)发出的PAGINGREQUEST(寻呼请求)消息后，因SDCCH拥塞无法将PAGINGRESPONSE(寻呼响应)消息发回而导致的呼损。对策：可通过调整SDCCH与TCH的比例，增加载频，调整BCC(基站色码)等措施减少SDCCH的拥塞。　　b.因手机退出服务造成不能分配占用SDCCH而导致的呼损。　　对策：对于盲区造成的脱网现象，可通过增加基站功率，增加天线高度来增加基站覆盖；对于BCCH频点受干扰造成的脱网现象，可通过改频、调整网络参数、天线下倾角等参数来排除干扰。　　②鉴权过程　　因MSC与HLR、BSC间的信令问题，或MSC、HLR、BSC、手机在处理时失败等原因造成鉴权失败而导致的呼损。　　对策：由于在呼叫过程中鉴权并非必须的环节，且从安全角度考虑也不需要每次呼叫都鉴权，因此可以将经过多少次呼叫后鉴权一次的参数调大。　　③加密过程：　　因MSC、BSC或后机在加密处理时失败导致呼损。对策：目前专呼叫时一般不做加密处理。 ④从手机占上SDCCH后进而分配TCH前因无线原因(如RADIOLINKFAILURE、硬件故障)使SDCCH掉话而导致的呼损。　　对策：通过路测场强分析，实际拨打分析，对于无线原因(如信号差、存在干扰等)，采取相应措施解决；对于硬件故障，采用更换相应的单元模块来解决。　　⑤话音信道分配过程　　因无线分配TCH失败(如TCH拥塞，或手机已被MSC分配至某一TCH上，因某种原因占不上TCH而导致链路中断等原因)而导致的呼损。　　对策：对于TCH拥塞问题，可采用均衡话务量，调整相关小区服务范围的参数，启用定向重试功能等措施减少TCH的拥塞；对于占不上TCH的情况，一般是硬件故障，可通过拨打测试或分析话务统计中的CALLHOLDINGTIME参数进行故障定位，如某载频CALLHOLDINGTIME此参数值基本都小于10秒，则可断定此载频有故障。另外严重的同频干扰(如其它基站的BCCH与TCH同频)也会造成占不上TCH信道。可通过改频等措施解决。　　总之，网络优化是一项长期、艰巨的任务，进行网络优化的方法很多，有待于进一步探讨和完善，以全面提高网络服务质量，争取更大的经济效益和社会效益。 5 结论　　随着中国移动通信的发展，移动网络的日益成熟，网络优化逐渐被运行商所重视，对网络进行优化，提高网络服务质量，成为今后网络维护工作的重点。

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