GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化淺談

相關(guān)專題: 無線 網(wǎng)絡(luò)測試
陳曉雷 湘潭市移動(dòng)通信公司

第一部分、前言


  隨著移動(dòng)通信行業(yè)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷壯大,移動(dòng)用戶日趨增多。無線收發(fā)信基站由發(fā)展初期的大區(qū)制演變?yōu)楸椴即蠼中∠、鄉(xiāng)村角落的蜂窩網(wǎng)絡(luò),這就使得無線網(wǎng)的優(yōu)化工作日趨復(fù)雜、艱巨。同時(shí),移動(dòng)用戶對(duì)無線網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的敏感程度不斷增加,移動(dòng)通信競爭機(jī)制的引入,使無線網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量更為運(yùn)營商所關(guān)注,成為經(jīng)營成敗的重要籌碼。發(fā)展較早、規(guī)模較大的無線網(wǎng)存在諸如工程遺留問題、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等因素,要在市場競爭中獨(dú)占鰲頭,網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化顯得更為重要。



一、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的范疇


  網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是高層次的維護(hù)工作,是通過采用新技術(shù)手段以及優(yōu)化工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理的調(diào)整,從而提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的維護(hù)工作。可采用室內(nèi)分布、跳頻、同心圓技術(shù)、DTX、功率控制等手段減少干擾,增大網(wǎng)絡(luò)容量,改善無線環(huán)境;通過調(diào)整天線角度,增益,方位角,俯仰角以及功率大小,選擇最佳站址,調(diào)整載頻配置,均衡話務(wù)分布,改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量,獲得最佳覆蓋效果等等。



二、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是基礎(chǔ)維護(hù)工作的升華。


  基礎(chǔ)維護(hù)做的好,可確保設(shè)備完好率;但要提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量,必須要優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)參數(shù),即進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。只有搞好網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化才能使基礎(chǔ)維護(hù)的成效得以充分體現(xiàn)。


  維護(hù)為經(jīng)營服務(wù),經(jīng)營為用戶服務(wù),維護(hù)的最終目標(biāo)是為網(wǎng)上用戶提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),而只有通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化才能實(shí)現(xiàn)維護(hù)的最終目標(biāo),維護(hù)工作才有實(shí)際的意義。



三、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是持續(xù)性的工作


  1、因?yàn)橛绊懢W(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的因素不是一成不變的,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化應(yīng)隨著網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和環(huán)境的變化而不斷進(jìn)行。各地區(qū)特別是近幾年來,經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展,城市高樓大廈不斷涌現(xiàn),改變了無線信號(hào)的傳播環(huán)境,可能會(huì)出現(xiàn)新的盲區(qū)以及來自系統(tǒng)內(nèi)部的干擾。而且話務(wù)的分布也在改變,在原來沒有的話務(wù)或話務(wù)較小的地區(qū)會(huì)出現(xiàn)更高的話務(wù)需求,需要及時(shí)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)以吸收話務(wù)量。


  2、工程建設(shè)會(huì)嚴(yán)重改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù),盡管工程規(guī)劃務(wù)求做得盡善盡美,但規(guī)劃人員很難將參數(shù)調(diào)整到最佳狀態(tài),不可避免地造成干擾和話務(wù)的不均衡,這就需要網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化來解決。


  3、無線網(wǎng)軟、硬件版本的升級(jí)也會(huì)改變部分BSC數(shù)據(jù)庫中的參數(shù),也需要調(diào)整參數(shù)設(shè)置,實(shí)施網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。


  因此,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化非一朝一夕,而是長期、持久、艱巨的維護(hù)工作。簡單地說,只要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營一天,就需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要性和持久性決定了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作必須由各地市根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際 情況持續(xù)地開展,任何短期的、突擊性的優(yōu)化從長遠(yuǎn)看是取效甚微的。
下面我們就優(yōu)化中的室內(nèi)覆蓋、天線在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的作用、掉話及網(wǎng)絡(luò)虛擬分層等幾個(gè)熱點(diǎn)問題進(jìn)行探討,以達(dá)到共同學(xué)習(xí)的目的。



第二部分、室內(nèi)覆蓋的優(yōu)化


一、室內(nèi)覆蓋優(yōu)化的意義


  隨著市區(qū)基站密度加大,優(yōu)化工作的深入,城市的室外覆蓋已基本做到了無縫連接,話音質(zhì)量也進(jìn)一步得到改善。由于用戶在大型建筑物(尤其是酒店、商務(wù)和商業(yè)中心、大型購物商場、停車場等)內(nèi)使用移動(dòng)電話所產(chǎn)生的話務(wù)量日益增加,用戶已不滿足于只有室外覆蓋良好的移動(dòng)通信服務(wù),同時(shí)也要求網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商能提供室內(nèi)覆蓋良好的服務(wù),但此類場所由于其建筑體自身的原因(如墻體較厚、面積較大、樓層較高等等),往往是網(wǎng)絡(luò)覆蓋的盲區(qū)或信號(hào)特別差。尤其是目前大部分用戶所使用的GSM系統(tǒng),其信號(hào)的穿透能力比模擬系統(tǒng)更弱,現(xiàn)象也就更明顯。因此,解決好室內(nèi)覆蓋,滿足用戶的需求,提高網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量,也就成為工程建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。


  從狹義上來講,室內(nèi)覆蓋問題僅僅是對(duì)室內(nèi)覆蓋盲區(qū)的改善,解決電話打不出去的問題。從廣義上來講,室內(nèi)覆蓋問題包括對(duì)室內(nèi)移動(dòng)通信話音質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、系統(tǒng)容量的改善問題。除了對(duì)諸如地下室,一、二層等通信盲區(qū)提供覆蓋外,同時(shí)也應(yīng)對(duì)建筑物的高層部分因接收到來自多方向的雜亂不穩(wěn)定信號(hào)而導(dǎo)致掉話、斷續(xù)、切換不成功等方面進(jìn)行改善。同時(shí),室內(nèi)覆蓋作為一種擴(kuò)容手段,對(duì)在高話務(wù)量地區(qū)分擔(dān)室外基站話務(wù),增加網(wǎng)絡(luò)容量,使室內(nèi)話務(wù)在室內(nèi)吸收,減少同頻干擾也起很大作用。另外,良好的室內(nèi)覆蓋,對(duì)于提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的形象,為用戶提供更好更完善的隨時(shí)隨地通信服務(wù),提高企業(yè)競爭力具有很大的意義。



二、改善室內(nèi)覆蓋的方法及手段


  改善室內(nèi)覆蓋,有兩種基本方法:一種是加大室外信號(hào)解決室內(nèi)覆蓋;另一種是采用室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)方式。


  1、加大室外信號(hào)解決室內(nèi)覆蓋方式


在存在室內(nèi)盲區(qū)的地方附近安置直放站,或提高覆蓋該地方基站發(fā)射功率,提高室外信號(hào)強(qiáng)度,利用電磁波的穿透能力而達(dá)到解決室內(nèi)覆蓋問題。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是:簡單、快捷,不需要花很大的投資,工程工作量較小,不需要在建筑物中作布線,建設(shè)速度較快。這種方式對(duì)于在一些網(wǎng)絡(luò)還不是很完善的地方,一方面不但解決了室內(nèi)覆蓋的問題,另一方面也解決了周圍地區(qū)覆蓋和話務(wù)吸收,是一種一舉兩得的事情。但在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)比較完善、基站密集的地方,用這種方式就不是一種明智之舉,特別是采用直放站,對(duì)系統(tǒng)造成的影響比起解決這些方的室內(nèi)覆蓋可能是得不償失。這種方式缺點(diǎn)是:需要進(jìn)行頻率規(guī)劃,有時(shí)甚至是必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較大的頻率調(diào)整。同時(shí),用這種方式并不是一種全面解決問題的方式,對(duì)于地下室、大型建筑物和采用金屬玻璃幕墻的建筑物,其室內(nèi)可能有相當(dāng)?shù)牡胤饺匀皇敲^(qū),因此,該種方法已不能滿足大型室內(nèi)建筑的覆蓋需求。


  2、室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)方式


建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)是目前解決室內(nèi)覆蓋問題最有效的方法,它與前一種方案最根本的區(qū)別就是將無線信號(hào)通過有線方式直接引到室內(nèi)的每一個(gè)區(qū)域,消除室內(nèi)覆蓋盲區(qū),抑制干擾,為室內(nèi)用戶提供穩(wěn)定、可靠的信號(hào),使用戶在室內(nèi)也能享受高質(zhì)量的通信服務(wù)。這種方案在設(shè)計(jì)時(shí),要考慮信號(hào)不外泄到建筑物外面,而對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成干擾。



三、室內(nèi)分布系統(tǒng)組成


  室內(nèi)分布系統(tǒng)主要由三部分組成:信號(hào)源設(shè)備(微蜂窩、宏蜂窩基站或室內(nèi)直放站);室內(nèi)布線及其相關(guān)設(shè)備(同軸電纜、光纜、泄漏電纜、電端機(jī)、光端機(jī)等);干線放大器、功分器、耦合器、室內(nèi)天線等設(shè)備。


  建筑物室內(nèi)覆蓋要考慮的基本因素主要有:隔墻的阻擋為5~20dB、樓層的阻擋為20dB、家具及其它障礙物的阻擋為2~15dB、多徑衰落及高層建筑物上的“孤島效應(yīng)”和“乒乓效應(yīng)”。各種不同室內(nèi)環(huán)境對(duì)無線環(huán)境的影響是非常顯著的,這在工程設(shè)計(jì)及優(yōu)化中都要綜合考慮。



四、不同信號(hào)源比較


  最常用的信號(hào)源主要有以下兩種:宏蜂窩+直放站和微蜂窩+室內(nèi)覆蓋。


1、宏蜂窩+直放站


  這是采用室外天線將附近宏蜂窩基站的信號(hào)接收后經(jīng)放大處理,再由室內(nèi)天線分布到所需覆蓋的位置。這種采用無線耦合的方式,對(duì)于存在頻率復(fù)用較高的市區(qū),需嚴(yán)格調(diào)試,以免對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成干擾。由于直放站本身沒有增加信道資源,只是信號(hào)的延伸,故直放站一般用于低話務(wù)量的地方,覆蓋范圍也羅小,一般只能作為補(bǔ)盲點(diǎn)來使用。如小型酒樓、地下停車場等。


2、微蜂窩+室內(nèi)覆蓋


  微蜂窩就是一個(gè)基站,只不過基站的發(fā)射天線是分放在室內(nèi)。微蜂窩增加了網(wǎng)絡(luò)的信道資源,可提高網(wǎng)絡(luò)容量和通話質(zhì)量,適合于大范圍的室內(nèi)覆蓋。它一般用于話務(wù)量密集的地方(如:星級(jí)酒店、大型娛樂場所、商業(yè)和商業(yè)中心等),既保證優(yōu)良的覆蓋,又分擔(dān)了周圍基站的話務(wù)量。



五、室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的優(yōu)化


  對(duì)于建成的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng),最重要的就是日常維護(hù)和優(yōu)化。以下結(jié)合實(shí)際工作中的例子進(jìn)行說明。


  1、相鄰小區(qū)的確定


  在城市的中心區(qū),基站密度都比較大,平均站距小于1km,所以通常進(jìn)入室內(nèi)的信號(hào)比較雜亂、不穩(wěn)定。特別是在一些沒有完全封閉的高層建筑的中、高層,進(jìn)入室內(nèi)的信號(hào)非常多,鄰近基站的信號(hào)直射,遠(yuǎn)處基站的信號(hào)通過直射、折射、反射、繞射等方式進(jìn)入室內(nèi),信號(hào)忽強(qiáng)忽弱不穩(wěn)定,同頻、鄰頻干擾嚴(yán)重。手機(jī)在這種環(huán)境下使用,未通話時(shí),小區(qū)重選頻繁;通話過程中頻繁切換,易導(dǎo)致話音質(zhì)量差、掉話現(xiàn)象嚴(yán)重。


  解決這類問題的最主要方式是根據(jù)實(shí)際情況為微蜂窩選擇適當(dāng)?shù)南噜徯^(qū)。相鄰小區(qū)測量頻點(diǎn)的限制,可以有效地控制微蜂窩與其他小區(qū)發(fā)生聯(lián)系。


  例如,湘潭繁華地區(qū)的鴻達(dá)酒店安裝了微蜂窩室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)。由于該地區(qū)基站分布密度大,室內(nèi)中庭信號(hào)復(fù)雜。由于對(duì)微蜂窩作的相鄰小區(qū)較多,導(dǎo)致切換頻繁,指標(biāo)反映為切換成功率較低、掉話較多。通過實(shí)地測量,確定了三個(gè)最主要的900M宏蜂窩服務(wù)小區(qū):9141、9142、9143,并作雙向切換關(guān)系。又由于在三樓電梯口測得較強(qiáng)的1800M宏蜂窩63141的信號(hào),考慮到用戶占用該小區(qū)進(jìn)入微蜂窩的可能性極大,故作62141向微蜂窩的單向切換關(guān)系。相鄰小區(qū)精簡后指標(biāo)顯示切換成功率顯著提高、掉話率降低。


  由這個(gè)典型案例可知微蜂窩的相鄰小區(qū)一定要因地制宜,數(shù)目不在多少,而在準(zhǔn)確。一般確定兩三個(gè)主服務(wù)小區(qū)即可,但同時(shí)要考慮若相鄰小區(qū)過少,宏蜂窩退服導(dǎo)致由外部到室內(nèi)無法切換的問題。所以相鄰小區(qū)至少要兩個(gè)以上。


  2、重選和切換的優(yōu)化


  現(xiàn)代建筑多以鋼筋混凝土為骨架,再加上全封閉式的外裝修,對(duì)無線信號(hào)的屏蔽和衰減特別厲害;高層建筑物內(nèi)電梯多,又多為金屬全封閉結(jié)構(gòu),這就導(dǎo)致在進(jìn)出建筑物、電梯時(shí)信號(hào)變化非常強(qiáng)烈。這就要對(duì)微蜂窩的相關(guān)重選、切換參數(shù)進(jìn)行細(xì)致的設(shè)置、調(diào)整。
  例如,武漢某酒店大廳及低層為微蜂窩A覆蓋,電梯及高層為微蜂窩B覆蓋。從大廳進(jìn)電梯手機(jī)由 A重選到B時(shí)正常,而由電梯進(jìn)入大廳時(shí),手機(jī)由B重選到A上則明顯遲緩,甚至出現(xiàn)短暫無信號(hào)情況。通過小區(qū)參數(shù)查詢發(fā)現(xiàn),對(duì)小區(qū)重選偏置參數(shù)的設(shè)置A、B小區(qū)明顯不一致,B遠(yuǎn)大于A。設(shè)計(jì)者本意是為讓B更易吸收話務(wù),而使手機(jī)在空閑狀態(tài)容易重選進(jìn)入該小區(qū),但差別太大,致使在B小區(qū)信號(hào)很弱、A小區(qū)信號(hào)已很強(qiáng)的情況下手機(jī)仍然無法重選。通過調(diào)整上述情況消失,手機(jī)重選正常。


  3、載頻調(diào)整優(yōu)化


 對(duì)于許多大型酒店和購物中心采用多個(gè)微蜂窩小區(qū)分片覆蓋,分擔(dān)話務(wù)的情況,我們都建議盡量通過調(diào)整載頻分布,將多個(gè)小區(qū)合并為一個(gè)小區(qū),因?yàn)槟菢油鶗?huì)出現(xiàn)話務(wù)量不均衡甚至相差懸殊以及各小區(qū)間的切換成功率較低的問題。將多個(gè)小區(qū)覆蓋優(yōu)化調(diào)整為一個(gè)小區(qū)覆蓋,用戶可以無切換通話,消滅了潛在的不穩(wěn)定因素。


  另外分布系統(tǒng)的工藝質(zhì)量也會(huì)影響微蜂窩信號(hào),例如上下行功率不匹配導(dǎo)致上行干擾或信號(hào)弱,引起話音斷續(xù)或掉話。這些則要在分布系統(tǒng)廠家的配合下進(jìn)行優(yōu)化工作。



第三部分、天線在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的作用


  天線技術(shù)是移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ),基站天線是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與用戶手機(jī)終端空中無線聯(lián)結(jié)的設(shè)備,其主要作用是輻射或接收無線電波,輻射時(shí)將高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波,將電能轉(zhuǎn)換電磁能;接收時(shí)將電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電流,將磁能轉(zhuǎn)換為電能。天線的性能質(zhì)量直接影響移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和服務(wù)質(zhì)量;不同的地理環(huán)境,不同服務(wù)要求需要選用不同類型,不同規(guī)格的天線。天線調(diào)整在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中有很大的作用。



一、天線的主要性能指標(biāo)


  表征天線性能的主要參數(shù)有方向圖,增益,輸入阻抗,駐波比,極化方式,雙極化天線的隔離度,及三階交調(diào)等。


1、方向圖


  天線方向圖是表征天線輻射特性空間角度關(guān)系的圖形。以發(fā)射天線為例,從不同角度方向輻射出去的功率或場強(qiáng)形成的圖形。一般地,用包括最大輻射方向的兩個(gè)相互垂直的平面方向圖來表示天線的立體方向圖,分為水平面方向圖和垂直面方向圖。平行于地面在波束最大場強(qiáng)最大位置剖開的圖形叫水平面方向圖;垂直于地面在波束場強(qiáng)最大位置剖開的圖形叫垂直面方向圖。


  描述天線輻射特性的另一重要參數(shù)半功率寬度,在天線輻射功率分布在主瓣最大值的兩側(cè),功率強(qiáng)度下降到最大值的一半(場強(qiáng)下降到最大值的0.707倍,3dB衰耗)的兩個(gè)方向的夾角,表征了天線在指定方向上輻射功率的集中程度。一般地,GSM定向基站水平面半功率波瓣寬度為65o,在120o的小區(qū)邊沿,天線輻射功率要比最大輻射方向上低9-10dB。


2、方向性參數(shù)


  不同的天線有不同的方向圖,為表示它們集中輻射的程度,方向圖的尖銳程度,我們引入方向性參數(shù)。理想的點(diǎn)源天線輻射沒有方向性,在各方向上輻射強(qiáng)度相等,方向是個(gè)球體。我們以理想的點(diǎn)源天線作為標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際天線進(jìn)行比較,在相同的輻射功率某天線產(chǎn)生于某點(diǎn)的電場強(qiáng)度平方E2與理想的點(diǎn)源天線在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的平方E02的比值稱為該點(diǎn)的方向性參數(shù)D=E2/E02。


3、天線增益


  增益和方向性系數(shù)同是表征輻射功率集中程度的參數(shù),但兩者又不盡相同。增益是在同一輸出功率條件下加以討論的,方向性系數(shù)是在同一輻射功率條件下加以討論的。由于天線各方向的輻射強(qiáng)度并不相等,天線的方向性系數(shù)和增益隨著觀察點(diǎn)的不同而變化,但其變化趨勢是一致的。一般地,在實(shí)際應(yīng)用中,取最大輻射方向的方向性系數(shù)和增益作為天線的方向性系數(shù)和增益。


  另外,表征天線增益的參數(shù)有dBd和dBi。DBi是相對(duì)于點(diǎn)源天線的增益,在各方向的輻射是均勻的;dBd相對(duì)于對(duì)稱陣子天線的增益dBi=dBd+2.15。相同的條件下,增益越高,電波傳播的距離越遠(yuǎn)。習(xí)慣上我們采用dBi來表征天線的增益。


4、輸入阻抗


  輸抗是指天線在工作頻段的高頻阻抗,即饋電點(diǎn)的高頻電壓與高頻電流的比值,可用矢量網(wǎng)絡(luò)測試分析儀測量,其直流阻抗為0Ω。一般移動(dòng)通信天線的輸入阻抗有50Ω和75Ω兩種,在湘潭的移動(dòng)網(wǎng)中我們采用的都是輸入電阻為50Ω的天線。


5、駐波比


  由于天線的輸入阻抗與饋線的特性阻抗不可能完全一致,會(huì)產(chǎn)生部分的信號(hào)反射,反射波和入射波在饋線上疊加形成駐波,其相鄰的電壓最大值與最小值的比即為電壓駐波比VSWR。一般地說,移動(dòng)通信天線的電壓駐波比應(yīng)小于1.4,但實(shí)際應(yīng)用中我們都要求VSWR應(yīng)小于1.2。


6、極化方式


  根據(jù)天線在最大輻射(或接收)方向上電場矢量的取向,天線極化方式可分為線極化,圓極化和橢圓極化。線極化又分為水平極化,垂直極化和±45o極化。發(fā)射天線和接收天線應(yīng)具有相同的極化方式,一般地,移動(dòng)通信中多采用垂直極化或±45o極化方式。實(shí)際上采用垂直極化方式是歷史造成的錯(cuò)誤,因?yàn)榇怪睒O化波受天氣,特別是受下雨的影響很大,所以在今后的工作中如果可能的話要盡量少用此類型的天線。


7、雙極化天線隔離度


  雙極化天線有兩個(gè)信號(hào)輸入端口,從一個(gè)端口輸入功率信號(hào)P1dBm,從另一端口接收到同一信號(hào)的功率P2dBm之差稱為隔離度,即隔離度=P1-P2。


  移動(dòng)通信基站要求在工作頻段內(nèi)極化隔離度大于28dB。±45o雙極化天線利用極化正交原理,將兩副天線集成在一起,再通過其他的一些特殊措施,使天線的隔離度大于30dB。



二、優(yōu)化中天線的選擇


1、城區(qū)內(nèi)話務(wù)密集地區(qū)


  在話務(wù)量高度密集的市區(qū),基站間的距離一般在500-1000米,為合理覆蓋基站周圍500米左右的范圍,天線高度根據(jù)周圍環(huán)境不宜太高,選擇一般增益的天線,同時(shí)可采用天線下傾的方式。天線下傾的傾角計(jì)算公式為:α=arctg(h/(r/2)),α為波束傾角,h為天線高度,r為站間距離。


  選擇內(nèi)置電下傾的雙極化定向天線,配合機(jī)械下傾,可以保證方向圖水平半功率寬度在主瓣下傾的角度內(nèi)變化小。


(1)對(duì)話務(wù)量高密集市區(qū),基站間距離300-500米,可計(jì)算出天線傾角α大約在10o-19o之間,原天線單純使用機(jī)械下傾的方式,下傾角一般在10o以上,水平方向圖半功率波瓣寬度將變寬,造成站間干擾;如果采用內(nèi)置電下傾9o的±45o雙極化天線,這樣電下傾加上機(jī)械下傾可變傾角將達(dá)15o,可保證水平方向圖半功率波瓣寬度在主瓣下傾的10o---19o內(nèi)無變化,同時(shí)結(jié)合適當(dāng)調(diào)整基站發(fā)射功率,完全可以滿足對(duì)話務(wù)量高密集市區(qū)覆蓋且不干擾的要求。


(2)對(duì)話務(wù)量較密集市區(qū),基站間距離大于500米,可計(jì)算出天線傾角α大約在6o-15o之間,如果采用內(nèi)置電下傾6o的±45o雙極化天線,這樣電下傾加上機(jī)械下傾可變傾角將達(dá)10o,可保證水平方向圖半功率波瓣寬度在主瓣下傾的6o---16o內(nèi)無變化,可以滿足對(duì)話務(wù)量較密集市區(qū)覆蓋且不干擾的要求。


(3)話務(wù)量底密集市區(qū),基站間距離可能更大,天線傾角α大約在3o-12o之間,可采用內(nèi)置電下傾3o的±45o雙極化天線,這樣電下傾加上機(jī)械下傾可變傾角將達(dá)8o,可保證水平方向圖半功率波瓣寬度在主瓣下傾的3o---12o內(nèi)無變化,可以滿足對(duì)這一區(qū)域覆蓋且不干擾的要求。
2、在郊區(qū)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)


  在話務(wù)量不太密集的郊區(qū)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū),信號(hào)覆蓋范圍要適當(dāng)大,基站間距離較大,可以選用單極化,空間分集,增益較高的65o定向天線,如西安海天的(17DB)65o定向天線HTDBS096517型號(hào)的天線,既考慮容量又兼顧覆蓋。


3、在農(nóng)村地區(qū)


  在話務(wù)量很底的農(nóng)村地區(qū),主要考慮信號(hào)覆蓋,基站大多是全向站。天線可考慮采用高增益的全向天線,天線架高可設(shè)在40-50米,同時(shí)適當(dāng)調(diào)大基站發(fā)射功率,以增強(qiáng)信號(hào)的覆蓋范圍,一般平原地區(qū)-90dBm覆蓋距離可達(dá)5公里。


4、在鐵路或公路沿線


  在鐵路或公路沿線主要考慮沿線的帶狀覆蓋分布,可以采用雙扇區(qū)型基站,每個(gè)區(qū)180o;天線宜采用單極化3dB波瓣寬度為90o的高增益定向天線,兩天線相背放置,最大輻射方向與高速路的方向一致。


  另外,如果沿路方向話務(wù)量很底,既考慮覆蓋又考慮設(shè)備成本,可采用全向天線變形的雙向天線,雙向3dB波瓣寬度為70o,最大增益為14dBi,如:西安海天的全向天線變形的雙向天線HTSX-09-14型號(hào)的天線。


5、在城區(qū)內(nèi)的一些室內(nèi)或地下


  在城區(qū)內(nèi)的一些室內(nèi)或地下,如:高大寫字樓內(nèi),地下超市,大酒店的大堂等,信號(hào)覆蓋較差,但話務(wù)量較高。為滿足這一區(qū)域用戶的通信需求,可采用室內(nèi)微蜂窩或室內(nèi)分布系統(tǒng),天線采用分布式的低增益天線,以避免信號(hào)干擾影響通信質(zhì)量。


  總之,天線在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中起到非常大的作用,同時(shí)饋線,饋線轉(zhuǎn)換頭及室內(nèi)外跳線的質(zhì)量也非常大地影響著移動(dòng)通信基站的覆蓋質(zhì)量。大部分覆蓋效果差的基站是由于饋線及連接部分的質(zhì)量差引起的,可通過VSWR儀表逐級(jí)逐段測量來判定質(zhì)量差的部分,及時(shí)更換以保證整個(gè)基站天饋線部分的質(zhì)量,保證基站的運(yùn)行質(zhì)量和覆蓋質(zhì)量。



第四部分、掉話的分析和解決方法


  掉話現(xiàn)象是用戶在使用手機(jī)過程中經(jīng)常遇到的問題,也是用戶申告的熱點(diǎn),它是系統(tǒng)各種不良因素的綜合體現(xiàn),對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量影響很大,所以如何降低系統(tǒng)的掉話率,提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的一個(gè)重要內(nèi)容。



一、掉話產(chǎn)生的原因


  系統(tǒng)的掉話主要體現(xiàn)為SDCCH和TCH的掉話,其主要產(chǎn)生原因有以下幾點(diǎn):


1、由于切換導(dǎo)致的掉話


  所謂切換,就是指當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在通話過程中從一個(gè)基站覆蓋區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)基站覆蓋區(qū),或者由于外界干擾而造成通話質(zhì)量下降時(shí),必須改變?cè)械脑捯粜诺蓝D(zhuǎn)接到一條新的空閑話音信道上去,以繼續(xù)保持通話的過程。切換是移動(dòng)通信系統(tǒng)中一項(xiàng)非常重要的技術(shù),切換失敗會(huì)導(dǎo)致掉話,影響網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量。GSM系統(tǒng)采用的是移動(dòng)臺(tái)輔助切換方式,即由移動(dòng)臺(tái)監(jiān)測判決,由交換中心控制完成,在切換過程中基站和移動(dòng)臺(tái)均參與切換過程。


(1)越區(qū)切換參數(shù)定義不合理


  如:上行電平切換門限、下行電平切換門限、切換余量以及切換功率控制參數(shù)等定義不合理,致使越區(qū)切換失敗,產(chǎn)生掉話。


(2)信號(hào)強(qiáng)度滯后值設(shè)置不當(dāng)


  有些小區(qū),由于信號(hào)強(qiáng)度滯后值設(shè)置太小,小區(qū)基站沒有足夠的時(shí)間處理切換呼叫,造成許多呼叫在切換時(shí)丟失。(但若設(shè)置太大,又會(huì)引起許多不必要的切換)。


(3)忙時(shí)目標(biāo)基站無切換信道


  有一些小區(qū),由于相鄰小區(qū)都很繁忙,造成忙時(shí)目標(biāo)基站無切換信道或在拓?fù)潢P(guān)系中漏定義切換條件(含BSC間切換和越局切換),致使手機(jī)用戶在進(jìn)行切換時(shí)無法占用相鄰小區(qū)的空閑話音信道,此時(shí)BSC將對(duì)此進(jìn)行呼叫重建,若主叫基站的信號(hào)此時(shí)不能滿足最低工作門限或亦無空閑話音信道,則呼叫重建失敗導(dǎo)致掉話。


(4)網(wǎng)絡(luò)色碼參數(shù)設(shè)置不當(dāng)


  允許的網(wǎng)絡(luò)色碼參數(shù)定義了移動(dòng)臺(tái)需測量的小區(qū)的NCC碼的集合,為手機(jī)切換提供可行的目標(biāo)小區(qū)。如果該數(shù)據(jù)定義錯(cuò)誤將引起越區(qū)切換不成功和小區(qū)重選失敗,產(chǎn)生掉話。


(5)信號(hào)強(qiáng)度太弱


  當(dāng)基站做分擔(dān)話務(wù)量的切換時(shí),有些切換請(qǐng)求會(huì)因切入小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度太弱而失敗,有時(shí)即使切換成功,也會(huì)因信號(hào)強(qiáng)度太弱而掉話。因?yàn)槲覀冊(cè)贐SC中對(duì)手機(jī)用戶的接收信號(hào)強(qiáng)度設(shè)有最低門限,當(dāng)?shù)陀诖碎T限值時(shí),手機(jī)無法建立呼叫。


(6)網(wǎng)絡(luò)存在漏覆蓋區(qū)或盲區(qū)


  當(dāng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的漏覆蓋區(qū)或信號(hào)強(qiáng)度盲區(qū)時(shí),信號(hào)變得太弱而發(fā)出切換請(qǐng)求,切換不成功引起掉話。


(7)孤島效應(yīng)


  孤島效應(yīng)是基站覆蓋性問題,當(dāng)基站覆蓋在大型水面或多山地區(qū)等特殊地形時(shí),由于水面或山峰的反射,使基站在原覆蓋范圍不變的基礎(chǔ)上,在很遠(yuǎn)處出現(xiàn)“飛地”,而與之有切換關(guān)系的相鄰基站卻因地形的阻擋覆蓋不到,這樣就造成“飛地”與相鄰基站之間沒有切換關(guān)系,“飛地”因此成為一個(gè)孤島,當(dāng)手機(jī)占用上“飛地”覆蓋區(qū)的信號(hào)時(shí),很容易因沒有切換關(guān)系而引起掉話。


2、由于干擾而導(dǎo)致的掉話


  無線電波傳播的特性決定其在傳播過程中易受外界多種因素的影響;由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部原因,它還受到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各種因素的影響,如同頻、鄰頻干擾以及網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備本身的非線性、設(shè)備故障所引起的交調(diào)干擾。在網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)行中我們常常遇到以下幾種干擾:


 。1)設(shè)備本身的非線性以及設(shè)備故障引起的交調(diào)干擾。設(shè)備運(yùn)行中缺乏定期的指標(biāo)測試和調(diào)整,使交調(diào)干擾在一定范圍存在。如發(fā)射部分尤其是直放站上行發(fā)射雜散輻射較大、接收部分雜散響應(yīng)較大,造成對(duì)本信道和其它信道的干擾,嚴(yán)重的將無法正常撥叫和通話。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中曾出現(xiàn)過因?yàn)橹狈耪径蓴_城區(qū)多個(gè)跳頻基站的情況,并引起大量掉話。


 。2)頻率規(guī)劃或頻點(diǎn)選擇不正確,在較近距離內(nèi)存在同頻、鄰頻現(xiàn)象。目前市區(qū)的站點(diǎn)分布越來越密,而分配給網(wǎng)絡(luò)的頻率資源是有限的,因此在頻率規(guī)劃時(shí)存在同頻、鄰頻的可能性,使用戶在同一地點(diǎn)收到相同頻點(diǎn)且載干比小于9dB或相鄰頻點(diǎn)且載干比小于-9dB的信號(hào),在通話中產(chǎn)生嚴(yán)重的背景噪音甚至掉話。


  (3)大城市中由玻璃幕墻裝飾的高層建筑物會(huì)引起電波的強(qiáng)烈反射,這種反射波很有可能引起嚴(yán)重的同頻干擾或鄰頻干擾,此時(shí)需調(diào)整天線方位角以避開玻璃幕墻的反射。


  (4)小區(qū)參數(shù)定義不當(dāng)造成干擾。如出現(xiàn)同BCCH、同BSIC的情況時(shí)會(huì)對(duì)無線接口造成干擾。在GSM系統(tǒng)的無線接口中,隨機(jī)接入和切換接入信令使用相同的編碼和脈沖方式,均使用8位信息碼加上6位奇偶校驗(yàn)位。小區(qū)收到接入信息時(shí),與本小區(qū)的BSIC比較,若相同則進(jìn)行下一步解碼,距離較近的同BCCH、同BSIC小區(qū)間可能會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)接入和切換接入的干擾。由于切換多發(fā)生在小區(qū)邊界,切換接入信令會(huì)在更近的距離產(chǎn)生干擾;痉植驾^密時(shí)切換頻繁,出現(xiàn)干擾的可能性也就較大。


  另外,MAX_TX_BTS、MAX_TX_M(jìn)S等參數(shù)設(shè)置不合理,也會(huì)造成干擾。如MAX_TX_M(jìn)S設(shè)置過高,則在基站附近的移動(dòng)臺(tái)會(huì)對(duì)本小區(qū)造成較大的鄰信道干擾,影響小區(qū)中其它移動(dòng)臺(tái)的接通和通話質(zhì)量;過小則在小區(qū)邊緣的手機(jī)將很難占上信道,且受外界干擾更大。MAX_TX_BTS設(shè)置過大則會(huì)與鄰小區(qū)產(chǎn)生覆蓋交疊,造成信道干擾,手機(jī)占用信道困難,通話質(zhì)量差;過小又會(huì)在部分區(qū)域如室內(nèi)或電梯產(chǎn)生覆蓋盲區(qū)。


 。5)基站天線高度及俯仰角、方位角設(shè)計(jì)不合理,導(dǎo)致覆蓋范圍的不合理,使小區(qū)的覆蓋范圍超出設(shè)計(jì)覆蓋范圍,從而與鄰小區(qū)產(chǎn)生同頻干擾或鄰頻干擾。


(6)TA和實(shí)際不符


  由于某種原因,當(dāng)BSC計(jì)算出的時(shí)間提前量(TA)與實(shí)際所需要的TA不相符時(shí),會(huì)造成時(shí)隙上干擾,干擾嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起掉話。


3、由于天饋線原因而導(dǎo)致的掉話


(1)由于兩副天線俯仰角或方位角不同而產(chǎn)生的掉話


  在基站安裝過程中每個(gè)定向小區(qū)均有兩副收發(fā)天線,小區(qū)的BCCH、SDCCH、TCH有可能分別從兩副不同的天線發(fā)出,當(dāng)兩副天線的俯仰角或方向角不同時(shí),那么就可能出現(xiàn)當(dāng)用戶能收到BCCH信號(hào),但產(chǎn)生呼叫時(shí)卻因無法占用SDCCH而掉話或當(dāng)占用的SDCCH為用戶指派另一副天線發(fā)射出的TCH時(shí),用戶因收不到另一副天線的信號(hào)而掉話。


(2)由于天饋線自身原因而產(chǎn)生的掉話。


  天饋線損傷、進(jìn)水、打折和接頭處接觸不良,均會(huì)降低發(fā)射功率和收信靈敏度,從而產(chǎn)生嚴(yán)重的掉話。


(3)由于兩副天線之間的距離原因而產(chǎn)生的掉話。


  兩副天線之間應(yīng)保持一定的水平距離以實(shí)現(xiàn)分集接收,否則將會(huì)降低收信靈敏度產(chǎn)生掉話。兩副天線之間的水平距離一般應(yīng)大于3m。
其它如:Abis接口失敗產(chǎn)生的掉話、A接口失敗產(chǎn)生的掉話、基站軟硬件故障而產(chǎn)生的掉話就不一一綴敘了。



二、掉話的解決


  現(xiàn)就以上的故障原因進(jìn)行分析,并提出相應(yīng)的解決方案。


1、切換的分析和解決


  切換掉話雖然比較復(fù)雜,但我們只要能對(duì)整個(gè)切換過程有一個(gè)完整的、正確的認(rèn)識(shí),并能找出切換失敗的原因,問題就不難解決了。一般說來,引起切換的原因主要有:因接收電平(RX_LEVEL)或接收質(zhì)量(RX_QUAL)引起的切換;因干擾引起的切換;因呼叫重建引起的切換;因話務(wù)原因引起的切換等。對(duì)于切換掉話,我們可以通過三步驟進(jìn)行分析。


(1)從MSC、BSC告警中獲得網(wǎng)絡(luò)不正常信息


  如因相鄰小區(qū)數(shù)據(jù)配置有誤,或鄰區(qū)的BCCH、BCC(基站收發(fā)臺(tái)色碼)、LAC(位置區(qū)碼)等設(shè)置不對(duì),從而造成切換失敗掉話時(shí),都會(huì)在MSC及BSC中產(chǎn)生相應(yīng)的告警。因此,我們應(yīng)該經(jīng)常查看MSC、BSC中的告警記錄,找出問題存在的原因。


(2)對(duì)OMC的統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行分析來發(fā)現(xiàn)不正常的原因


  基站切換掉話偏高,有時(shí)在MSC及BSC中并無告警信息,這時(shí)我們可以通過對(duì)OMC中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來發(fā)現(xiàn)問題。通過對(duì)OMC中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,我們可以發(fā)現(xiàn)某些基站存在的隱性問題(如TRX、RTX等的隱性障礙,天線等硬件問題等),從而找出問題之所在,達(dá)到網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的。
(3)借助無線場強(qiáng)測試儀及DT等測試來判斷切換失敗的原因


  在一般情況下,我們應(yīng)該對(duì)目標(biāo)小區(qū)周邊進(jìn)行較大范圍的測試,通過實(shí)地路測,可獲得基站的覆蓋情況及切換情況,從而得到某些在OMC上所不能提供的信息。在實(shí)測時(shí),特別要把那些與目標(biāo)小區(qū)有切換拓?fù)潢P(guān)系而擁塞率又較高的小區(qū)作為測試的重點(diǎn),然后通過對(duì)測試結(jié)果的分析,判斷切換失敗的原因,從而找出解決問題的辦法。


  當(dāng)?shù)粼捖矢呱婕暗角袚Q問題時(shí),我們應(yīng)抓住切換的原因及切換失敗的原因作為突破點(diǎn),然后對(duì)癥下藥,找出解決問題的辦法。一般而言,由于切換是在小區(qū)及基站之間發(fā)生的,本小區(qū)的掉話有可能是因?yàn)槠渑c相鄰小區(qū)之間的切換設(shè)置不合理造成的,如果是這種原因應(yīng)及時(shí)修改切換參數(shù);同時(shí)我們需要檢查小區(qū)周圍是否有盲區(qū)存在,如果是因網(wǎng)絡(luò)存在漏覆蓋區(qū)或盲區(qū)而導(dǎo)致的切換掉話,可以通過增加新基站或擴(kuò)大原有基站的覆蓋范圍來予以解決;對(duì)于因頻率設(shè)置不合理而造成的掉話可根據(jù)實(shí)測情況適當(dāng)修改小區(qū)的頻率參數(shù);對(duì)那些由于話務(wù)量不均衡,造成忙時(shí)因目標(biāo)基站無切換信道而產(chǎn)生的掉話,我們可以根據(jù)實(shí)際話務(wù)量的情況,通過修改或增加基站配置或者擴(kuò)大原有基站的覆蓋范圍等辦法來予以解決。


2、干擾的分析和解決


  通過OMC-R上的統(tǒng)計(jì)報(bào)告、DT測試及CQT撥打測試、用戶申告等方式可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在的干擾情況。通過對(duì)干擾產(chǎn)生原因的具體分析,并根據(jù)實(shí)際情況可以采取不同的措施來減少干擾,從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量。


  (1)對(duì)基站硬件進(jìn)行檢查,確保硬件部分工作正常。定期對(duì)BTS的收發(fā)信系統(tǒng)進(jìn)行檢查,減少收發(fā)信系統(tǒng)雜散發(fā)射與響應(yīng),提高收發(fā)信系統(tǒng)的性能,減少干擾;定期對(duì)BTS的主時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整(頻偏越小越好),減少所用信道受其它信道的干擾,提高通信質(zhì)量及系統(tǒng)指標(biāo)。


 。2)通過OMC-R及一些工具軟件檢查小區(qū)BCCH、BSIC、CI、LAC等參數(shù)的設(shè)置是否恰當(dāng),并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。如借助東信的“無線導(dǎo)航”可以方便、直觀地瀏覽全網(wǎng)頻率使用情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)同頻和鄰頻現(xiàn)象,及時(shí)作出調(diào)整。適當(dāng)調(diào)整BTS和MS發(fā)射功率參數(shù),改變基站覆蓋范圍,減少對(duì)相鄰基站的干擾。在保證小區(qū)邊緣處移動(dòng)臺(tái)接入成功率的前提下,盡量減小移動(dòng)臺(tái)的接入電平,以減少對(duì)相鄰小區(qū)的干擾。通過對(duì)調(diào)整小區(qū)進(jìn)行多次的CQT測試,并根據(jù)測試結(jié)果不斷進(jìn)行修正,以得到小區(qū)最佳的設(shè)置參數(shù)。


 。3)選擇語音間歇期間系統(tǒng)不傳送信號(hào)的不連續(xù)發(fā)射(DTX)方式,限制無用信息的發(fā)送,減少發(fā)射的有效時(shí)間,從而降低對(duì)無線信道的干擾,使網(wǎng)絡(luò)的平均通話質(zhì)量得以改善,并能減少手機(jī)的功率損耗,延長電池使用時(shí)間。


  (4)使用跳頻技術(shù)。跳頻可有效地改善無線信號(hào)的傳輸質(zhì)量,特別是慢速移動(dòng)體的傳輸質(zhì)量。跳頻使得發(fā)射載頻以突發(fā)脈沖序列為基礎(chǔ)進(jìn)行跳變,從而可明顯減低同頻干擾和頻率選擇性衰落效應(yīng),達(dá)到干擾源分集和頻率分集的效果。


  (5)調(diào)整天線的方位角與俯仰角,使得無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋合理,盡量減少覆蓋交疊和覆蓋盲區(qū)的現(xiàn)象,改善無線環(huán)境,減少無線干擾。理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,在加大定向天線俯角的過程中,水平面主方向的增益降幅比其它方向大,因此改變天線俯仰角來消除同頻干擾比單純降低發(fā)射功率更有效


3、天饋線的分析和解決


 。1)對(duì)因天線方位角或信俯仰角不正確而形成的掉話,首先應(yīng)到基站現(xiàn)場進(jìn)行觀測。如不能發(fā)現(xiàn)問題則可以通過對(duì)特定故障小區(qū)的CQT撥打測試或通過分析從OMC中得到的相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù) (RF_LOSS_RATE、SDCCH_CONGESTION_KEY、TCH_CONGESTION_KEY等)來發(fā)現(xiàn)故障原因,并及時(shí)調(diào)整天線方位角和俯仰角以降低掉話率。


 。2)對(duì)由于天饋線損壞或接頭接觸不良致使發(fā)射功率和收信靈敏度降低而產(chǎn)生的掉話,可采用天饋線測試儀對(duì)天饋線進(jìn)行測量來判斷故障原因及故障點(diǎn),并及時(shí)更換故障天饋線和接頭。


  總之,不管是因何種原因產(chǎn)生的掉話都應(yīng)及時(shí)通過各種測試手段以及分析從OMC中取得的各種測試報(bào)告來發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象的原因,并建議做定時(shí)定量的CQT和DRIVER_TEST測試,特別是對(duì)熱點(diǎn)地區(qū),以便能夠盡早地發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。



第五部分、GSM無線網(wǎng)絡(luò)的虛擬分層


  GSM無線網(wǎng)絡(luò)的虛擬分層是近來在各種專業(yè)性文章中討論得比較多的話題,還并未在我們目前的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中應(yīng)用,但它給我們今后的優(yōu)化工作帶來了新的思路。



一、 GSM無線網(wǎng)絡(luò)單層結(jié)構(gòu)的弊端


  單層無線網(wǎng)絡(luò)分布結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中基站對(duì)服務(wù)區(qū)只提供一次覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò),是我們目前普遍采用的方式。這樣的網(wǎng)絡(luò)分布結(jié)構(gòu)存在許多自身無法克服的弊端,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:


1、網(wǎng)絡(luò)疏忙手段少、能力差,無法有效地分流突發(fā)話務(wù)


  單層網(wǎng)絡(luò)疏忙手段是基于小區(qū)參數(shù)的設(shè)置,將部分話務(wù)量分流到鄰近基站,由于突發(fā)話務(wù)所處地理位置的原因(突發(fā)話務(wù)地點(diǎn)離基站較近時(shí),相鄰小區(qū)覆蓋不到,則無法幫助分流)和相鄰小區(qū)的承受能力(相鄰小區(qū)有富?臻e信道時(shí)才能幫助分流),此單一手段無法徹底解決突發(fā)話務(wù)分流問題。


2、基站故障后將產(chǎn)生覆蓋盲區(qū)


  為了避免同頻干擾和鄰頻干擾,單層無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)只能在小區(qū)邊緣做到交叉覆蓋,而小區(qū)其他部分則不能交叉覆蓋,因此當(dāng)某扇區(qū)設(shè)備故障時(shí),將產(chǎn)生覆蓋盲區(qū)。


3、高層建筑手機(jī)用戶通信難


  高層建筑內(nèi)同頻鄰頻干擾嚴(yán)重,通常采用的室內(nèi)天線分布系統(tǒng)可以解決部分酒店、寫字樓等公共場所的通信問題,這種按點(diǎn)解決的方法不能提供立體空間面的覆蓋,因此未安裝室內(nèi)天線分布系統(tǒng)的普通高層住宅和一般高層建筑,手機(jī)用戶通信難的問題則無法得到解決。


4、高層建筑的大量增加,市區(qū)內(nèi)易形成覆蓋死角


  隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大,頻率復(fù)用程度提高,小區(qū)服務(wù)半徑不斷縮小,天線高度隨之降低,而高層建筑的大量增加將直接阻擋小區(qū)電波的傳送,使某些地區(qū)產(chǎn)生障礙物阻擋陰影,形成覆蓋死角。


5、建設(shè)難度的增加


  居民小區(qū)的不斷增多,用戶大量集中,這些地區(qū)是我們服務(wù)的重點(diǎn),也往往是我們網(wǎng)絡(luò)覆蓋的盲點(diǎn),而在小區(qū)內(nèi)新建基站受到電源、傳輸?shù)葪l件的限制,特別是受到小區(qū)居民的反對(duì)。



二、GSM無線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)分層


  無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分層是指在現(xiàn)有單層無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建立第二層無線網(wǎng)絡(luò),對(duì)服務(wù)區(qū)提供二次覆蓋。原網(wǎng)絡(luò)采用低天線位置,吸收地面及低層空間活務(wù);上層網(wǎng)絡(luò)選擇高天線位置,吸收高層空間話務(wù)和快速傳輸話務(wù),同時(shí)充當(dāng)?shù)讓泳W(wǎng)絡(luò)的安全備份。當(dāng)?shù)讓泳W(wǎng)絡(luò)某基站話務(wù)飽和時(shí)可向上層網(wǎng)絡(luò)相關(guān)基站分流活務(wù),從而減少基站阻塞的可能性。當(dāng)?shù)讓泳W(wǎng)絡(luò)的基站障礙時(shí),上層網(wǎng)絡(luò)的基站將自動(dòng)接替相關(guān)底層障礙基站提供服務(wù),不會(huì)造成話務(wù)丟失。通過提供立體空間面覆蓋解決了高層建筑手機(jī)用戶通信問題。分層網(wǎng)的上層由于天線位置較高,電波可以以較大的角度向下傳播,受障礙物阻擋的機(jī)會(huì)減小,從而改善了市區(qū)陰影地區(qū)的覆蓋狀況。通過調(diào)整上下兩層網(wǎng)絡(luò)之間的接入關(guān)系,分層網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到均衡網(wǎng)絡(luò)話務(wù)的目的。同時(shí),分層網(wǎng)建設(shè)還為基站密度飽和無法建設(shè)新基站的市區(qū)提供了一種擴(kuò)容手段。


  常規(guī)的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分層是物理上的分層,不占用原網(wǎng)絡(luò)的基站,而是選擇適當(dāng)?shù)攸c(diǎn),重新投資基站設(shè)備另建新站,形成物理上獨(dú)立的分層。這種分層方法建設(shè)時(shí)間長,投資大,短時(shí)間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn),而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不是特別大,話務(wù)不是特別繁忙的城市不能普遍適用。因此,大多數(shù)城市至今仍未對(duì)其GSM網(wǎng)絡(luò)無線結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層。以下介紹的是一種有別于常規(guī)物理分層的虛擬分層方法。



三、 GSM無線網(wǎng)絡(luò)的虛擬分層


  虛擬分層的具體做法是引入虛擬網(wǎng)絡(luò)概念,在原網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上不增加任何設(shè)備,而是從現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)中選擇若干天線位置較高的基站,賦予這些站新的頻率,加大其發(fā)射功率,適當(dāng)調(diào)整天線俯仰角,增大覆蓋范圍,同時(shí)修改相關(guān)小區(qū)的切換參數(shù)和接人參數(shù),使物理上歸屬底層網(wǎng)絡(luò)的某些基站,不僅要覆蓋原服務(wù)區(qū),還要擴(kuò)大服務(wù)范圍,為相鄰的其它基站提供二次覆蓋,從而虛擬為上層網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基站,承擔(dān)起上層網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)。這些虛擬為上層網(wǎng)絡(luò)的基站在物理上利用的是原底層網(wǎng)絡(luò)的基站,但在網(wǎng)絡(luò)層次上和承擔(dān)的任務(wù)上,歸屬上層網(wǎng)絡(luò)。虛擬為上層網(wǎng)絡(luò)的基站之間建立切換關(guān)系后構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的完整網(wǎng)絡(luò)石加在原網(wǎng)絡(luò)上提供原網(wǎng)絡(luò)二次覆蓋成為原網(wǎng)絡(luò)熱備份,從而實(shí)現(xiàn)分層網(wǎng)的功能。


  虛擬分層的方案在小區(qū)參數(shù)的設(shè)置上,參考了同心圓技術(shù)的小區(qū)參數(shù)設(shè)置,在網(wǎng)絡(luò)層次上引進(jìn)了虛擬網(wǎng)的概念,具有不增加任何設(shè)備、零投資的特點(diǎn)。通過重新設(shè)置原網(wǎng)絡(luò)相關(guān)無線小區(qū)的參數(shù)(主要是接入控制參數(shù)、小區(qū)切換參數(shù)、功率控制參數(shù))即可虛擬出第二層網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)分層網(wǎng)功能,從而有效克服單層無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的弊端。這種虛擬分層的方法靈活性高、易修正,是適應(yīng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平的普遍適用方法。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模發(fā)展到相當(dāng)程度后,運(yùn)營商也可根據(jù)需要選擇物理分層。



第六部分、結(jié)束語


  網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一項(xiàng)長期的不間斷而且非常復(fù)雜的工作,有待于我們?cè)趯?shí)際工作中進(jìn)一步摸索總結(jié)。以上我們從理論和實(shí)踐上對(duì)我們?cè)谌粘?yōu)化中所遇到的如室內(nèi)覆蓋、天線在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的作用、掉話現(xiàn)象等熱點(diǎn)問題以及網(wǎng)絡(luò)虛擬分層技術(shù)進(jìn)行了較為深入的探討。本文中所提出的一些分析問題、解決問題的思路和方法應(yīng)對(duì)從事網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的工程技術(shù)人員應(yīng)有一定的參考價(jià)值。


摘自《通訊世界》


   

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