1、GSM系统无线网络优化,无线网络优化综述,无线网络优化的概念无线网络优化的一般流程GSM网络无线性能评估无线资源参数的分类一般网络优化方法特殊优化问题,无线网络优化的含义,GSM系统的优化指通过各种技术手段和措施，解决系统运行过程中存在的各种问题，使系统始终处于较好的运行状态。针对网络中存在的问题，调整不同类型的参数设置，包括：处理机参数中继群设置参数无线小区设计参数无线资源参数等无线网络优化主要是通过调整各种相关的无线网络工程设计参数和无线资源参数，满足系统现阶段对各种无线网络指标的要求。优化调整过程往往是一个周期性的过程，因为系统对无线网络的要求总在不断变化。,无线网络优化在GSM系统中的
2、位置,无线网络优化的实质,GSM系统无线网络优化的分类：从优化调整的对象来看，可以划分为工程参数优化和无线资源参数优化。工程参数优化：通过工程设计参数的优化调整，解决网络运行中的问题，在系统建设初期实施为主；无线资源参数优化：通过调整各种相关的无线资源参数，使网络处于良好的运行状态，在系统运行初期和后期维护中实施。GSM系统无线网络优化的实质：GSM通信系统的特性，如移动性、随机性、不可知性等，决定其本身是一个复杂的大系统。从大系统的角度来看，对无线网络优化最终只能提供一组满意解，而不是最优解。所以，对GSM网络优化的意义在于维持GSM网络处于较好的运行状态，而对优化结果的评价是通过一系列网络
3、服务指标来反映的。,无线网络规划和优化的流程,系统需求分析,系统容量极限,网络优化调整,系统增长,工程优化调整,工程实施,频率规划与干扰预测,覆盖预测与规划,勘察与站点初始布局,容量规划,无线网络优化的一般流程,以下流程是对无线网络优化的分解和细化：,GSM网络性能评估指标,对GSM网络性能评估需要从各个方面来考虑，网络优化首先要建立在对网络性能评估的基础上。,主要无线网络质量指标,反映GSM网络性能的指标主要包括交换机性能指标、系统性能指标、中继群性能指标、无线网络质量指标以及各种告警指示等，这里主要讨论对无线网络质量指标。主要的无线网络质量指标：话音质量指标：一般以误码率Rxqual指标来
4、衡量；忙时接通率：忙时呼叫接通次数/忙时呼叫总数100%；掉话率：通话中的掉话次数/通话总数100%；阻塞率：呼叫未接通次数/呼叫总数100%；无线覆盖率：时间可通概率和位置可通概率；无线信道的利用率：业务信道和控制信道承载的业务量/所能提供的业务量100%。,各项指标对网络的影响,话音质量指标：对网络的覆盖率和信道负载提出要求；忙时接通率：对网络的信道容量提出要求；掉话率：对网络的覆盖率、话音质量和信道容量提出要求；阻塞率：对网络的信道容量提出要求；无线覆盖率：对网络话音质量、信道负载提出要求；无线信道的利用率：对网络中小区的信道分配和全网话务均衡提出要求；,基于误码率的话音质量等级,GSM
5、系统使用客观的话音等级评价标准，即基于误码率的话音质量等级标准。定义如下：RXQUAL_0BER0.2%Assumed value =0.14%RXQUAL_10.2%BER0.4%Assumed value =0.28%RXQUAL_20.4%BER0.8%Assumed value =0.57%RXQUAL_30.8%BER1.6%Assumed value =1.13%RXQUAL_41.6%BER3.2%Assumed value =2.26%RXQUAL_53.2%BER6.4%Assumed value =4.53%RXQUAL_66.4%BER12.8%Assumed value
6、 =9.05%RXQUAL_712.8%0准则选择合适的小区驻留。小区重选在空闲状态下，手机通过监听邻近小区的BCCH信道，计算各邻近小区的C2参数，按照重选优先级和C2参数的排序，决定是否需要发生小区重选选择。,小区选择和重选优先级,小区选择优先级通过小区选择参数CBA和CBQ的不同组合方式，确定小区选择和重选的优先级。在C1参数都大于0时，手机总选择优先级较高的小区，尽管有可能本小区C1值小于另外的小区，通过这样的设置可以有倾向性地分担系统话务负荷。,小区选择和重选控制,小区选择当手机开机或从盲区进入覆盖区时，手机监听到小区的信号和小区保持同步后，扫描各小区的BCCH信道，并按照小区选择的
7、优先级和C10准则选择合适的小区驻留。,根据小区选择优先级和C1值的大小选择小区驻留，驻留小区成为主服务小区,C1=15,C1=8,优先级相同,小区选择路损判决准则参数C1,C1 = A- Max(（MS_TXPWR_MAX_CCH P）,0)A=Received Level Average- RXLEV_ACCESS_MIN；RXLEV_ACCESS_MIN = 移动台接入BCCH代表的小区所需的最小接收电平；MS_TXPWR_MAX_CCH = 移动台接入BCCH代表的小区时可以使用的最大发射功率；P = 移动台的最大RF输出功率；以上参数的量纲单位为dBm。C10则满足路径损耗标准。,小
8、区重选,根据C2算法，邻近小区的C2参数值大于当前驻留小区；距上次小区重选的时间大于15秒；满足小区重选迟滞参数和小区重选优先级的要求；这时发生小区重选。,根据小区选择优先级和C2算法发生小区重选,C2=4,C2=18,优先级：0，0,重选迟滞和重选时间满足,优先级：0，0,小区重选准则C2,C2 = C1 + CRO TO H(PT T)，当PT 31时C2 = C1 CRO，当PT=31时CRO = CELL_RESELECT_OFFSET小区重选修正偏移量；TO = TEMPORARY_OFFSET 临时偏移量；PT = PENALTY_TIME惩罚时间， 20s,40s,. ；T为MS
9、的一个定时器。对于非服务小区H(x)= 0，x0 = 1，x 0 对于服务小区H(x) = 0。可以将C2准则简化为：C2 = C1 + 偏移量其中偏移量可以是一个正值，也可以是一个负值。,切换的分类,按照切换涉及的前后两个小区的归属可以分为：小区内切换：切换的业务信道属于同一个小区。这种切换可以由小区所属的BSC独立控制完成；BSC内小区间切换：切换的前后两个小区是一个BSC控制下的不同小区。这种切换不需要MSC的干涉，可以由BSC独立控制完成；MSC内BSC间切换：切换的前后两个小区分属两个BSC控制，但这两个BSC却受控于一个MSC。这种切换的完成需要这个MSC以及两个BSC的共同参与控
10、制；MSC间的切换：切换的前后两个小区分属两个MSC控制范围。这种切换的完成需要多个MSC以及两个小区所属的BSC的共同参与控制。,切换产生的位置,切换算法-常规切换,呼叫发生信号强度或信号质量的原因，而要进行切换时有两种选择：优先切换到和本小区同层的相邻小区，其次是上层，最后其他相邻小区；优先切换到本小区上层的相邻小区，其次是同层，最后其他相邻小区。对于微蜂窝，常选择第2种方法；对于宏蜂窝，一般选择第1种方法，即宏蜂窝中的呼叫因为信号质量或信号强度的原因要发生切换时，优先切换到其他的宏蜂窝中。,信号强度等级,信号强度等级：0：(-48dBm,话音质量等级,RXQUAL_0BER0.2%Ass
11、umed value =0.14%RXQUAL_10.2%BER0.4%Assumed value =0.28%RXQUAL_20.4%BER0.8%Assumed value =0.57%RXQUAL_30.8%BER1.6%Assumed value =1.13%RXQUAL_41.6%BER3.2%Assumed value =2.26%RXQUAL_53.2%BER6.4%Assumed value =4.53%RXQUAL_66.4%BER12.8%Assumed value =9.05%RXQUAL_712.8%BERAssumed value =18.10%,基于误码率的话音质量
12、等级,基于话音等级的切换,切换侯选小区的信号强度满足要求,切换算法-基于业务量的切换,基于业务量的切换：切换的原因可能是因为本小区发生或将发生拥塞，而邻近小区却相对空闲。当MSC决定进行基于业务量的切换时，它向BSC发送Handover Candidate Enquiry消息，命令将一定数量的MS从指定源小区切换到指定目标小区。侯选原则：BSC从指定小区中挑选当前服务质量最差的呼叫作为切换候选者，对每一候选者向MSC申请切换。评价指标如下：上下行接收质量、上下行接收电平、MS-BTS距离，按照此优先级加权平均。切换目标小区限制：候选MS的邻近小区测量报告中不包含MSC提供的小区列表中的任何小区
13、，则取消侯选资格。切换时间限制：候选者MS上一次的切换时间到当前时间差尚未超过系统允许的最小切换时间间隔，则此MS取消候选者资格，以避免对MS过于频繁的切换。,基于业务量的切换示例,切换侯选者及侯选小区满足目标小区和切换时间限制的要求,Cell1,Cell2,Cell3,Cell4,MSC,指定源小区和目标小区,源小区,目标小区,业务量大,业务量小,Handover Candidate Inquiry,切换算法-快速衰落切换,上行信号发生快速衰落 信号强度的阈值T、计数器值N和相关小区（chained cell）的属性。发生快速衰落时，BSC如果发现呼叫的信号电平测量值连续N次低于阈值T，就可
14、以发起快速衰落切换，目标小区就从服务小区的相关小区中挑选。,Micro 1,Micro 2,1,2,3,4,快速移动台,RH TH=-96 dBmRH N=4,定义Micro2为当前服务区的相关小区,切换算法-PBGT切换（1）,PBGT(n) = ( RXLEV_NCELL(n) - (RXLEV_DL+PWR_C_D) - (min(MS_TXPWR_MAX(n), P) - min(MS_TXPWR_MAX, P)MS_TXPWR_MAX：MS在服务小区中允许的最大功率RXLEV_DL：本次测量报告中下行链路电平的平均值PWR_C_D：BTS的最大功率和上报的BTS的功率的差MS_TXP
15、WR_MAX(n)：MS在该邻近小区中允许的最大功率P：MS本身所能达到的最大功率RXLEV_NCELL(n)：该邻近小区下行链路电平的平均值,切换算法-PBGT切换（2）,PBGT切换优先（甚至只在）在同层的小区之间进行。主要为避免呼叫切换次数过多和降低切换的复杂性和掉话的可能性。邻近小区是保存的16个邻近小区中满足以下条件的小区。这些小区按照式priority的计算值排序：priority = PBGT(n) - MARGIN(n)一般比较过程：N个平均值中有P个超过阀值MARGIN时，才可能发生PBGT切换。,PBGT切换示例,发现更好的侯选小区,Cell1,Cell4,服务小区：信号强
16、度-80dBm质量等级3,目标小区：PBGT Margin=6dBN=4，P=4,目标小区：信号强度-70dBm质量等级1,更好的小区！,切换算法-宏微延时切换,从宏蜂窝到微蜂窝的切换控制策略 定义微蜂窝的信号强度的阀值T，计数器值N。如果某个微蜂窝的信号强度测量平均值连续N次高于阀值T，该微蜂窝可作为切换的目标小区,切换算法-微微延时切换,移动台进入服务微蜂窝小区时，会启动一个延时定时器，在超时之前，不允许进行同层微蜂窝的切换。只有当延时定时器超时后，才可以进行同层的切换。在定时器超时之前，如果手机移动速度过快，离开了微蜂窝的覆盖区域，则会被切换到宏蜂窝层中。,Microcell,Micro
17、cell,服务小区：微蜂窝,目标小区：微蜂窝,T=5s,特殊优化问题,特殊优化问题,室内覆盖解决方式主要解决网络中对室内覆盖有较高要求的GSM网络，而且通过普通的优化调整流程仍然无法解决网络中的室内覆盖问题。双频网络的优化调整问题双频网络的优化调整是较复杂的问题，关键在于如何实现双频网络中的话务均衡，以下均假设分属于不同频段的网络各自的优化问题已经解决。,室内覆盖解决方法,常规室内覆盖方式基于直放站的室内覆盖方式无源同轴于DAS系统的室内覆盖方式无源同轴于DAS系统的室内覆盖方式光纤DAS系统的室内覆盖方式,常规室内覆盖方式（1）,利用室外的BTS，发射信号直接穿透墙壁，是最简单的室内覆盖方式
18、，目前许多城区、乡村和郊区一般都采用这种方式。,常规室内覆盖方式（2）,利用室外的伞形小区对高层建筑物的上层提供覆盖，小区天线可以适当上扬。一般较少采用，对周边干扰很大。,直放站的基本原理,直放站从BTS侧接收到的典型信号范围为-50-70dBm要求朝向BTS和MS的天线隔离度应当大于15dB,基于直放站的室内覆盖方式（1）,使用直放站的解决方案（1）,基于直放站的室内覆盖方式（2）,使用直放站的解决方案（2）,基于直放站的室内覆盖方式（3）,使用直放站的解决方案（3）,基于DAS系统的室内覆盖方式（1）,无源同轴DAS（分布式天线系统）,无源同轴DAS 的特点,利用耦合器和功分器达到信号的合
19、分路，经同轴电缆将信号送到建筑物的各处。一般壁挂式或吸顶式天线的增益为24dBi;采用软馈线（8D-SFAE），900频段衰减11.3dB/100m功分器损耗和耦合器：二功分器：3.5dB；三功分器：5dB；四功分器：7dB；耦合器：2.2dB；损耗大，适合于十几层左右，建筑面积约800015000平方米。,基于DAS系统的室内覆盖方式（2）,有源同轴DAS（分布式天线系统），较无源系统的覆盖面积有较大改善。,基于DAS系统的室内覆盖方式（3）,光纤DAS（分布式天线系统），有告警和监测功能,双频网的优化调整,多层网的概念双频网的层次划分原则双频网的特点双频网话务控制基本原则双频话务管理的基本
20、思路双频网话务控制的主要方法,多层网的概念,同时有若干不同类型的小区可选,层次划分的原则,采用多层网技术，可以将网络划分为不同的层面和层次。层面之间的区分主要靠控制软件和小区吸收的话务类型不同来区分的。层面关系：不同频段的蜂窝，称之为处于不同层面，即：全网只划分为900和1800两个层面，而不考虑蜂窝类型。层次关系：同频段内的不同的蜂窝，根据其业务特点可以划分为不同的层次关系。一般全网可以划分为微微蜂窝、微蜂窝和宏蜂窝之间的层次关系。在层面和层次之间，采用的话务分担策略是不同的。,层次划分参照实例,双频网络的特点,不同频段电磁波传播特性的差异：自由空间的传播损耗不同：1800比900多6dB,
21、建筑物贯穿损耗不同：1800MHz比900MHz的建筑物贯穿损耗小，但二者的差别不是很大。以混凝土建筑为例，实测结果为14.2dB、13.4dB、12.8dB对应于900MHz、1800MHz、2300MHz。绕射损耗不同：根据对菲涅尔半径的计算可以看出，高频段电磁波的绕射能力较差。,双频网建设的特点,共站址建设：在可能的情况下，总是采用共站建设方式。采用共站建设，可以利用现有的机房、电源、传输、铁塔等设备，减少大量的建设和外购设备投资，同时可以缩短网络的建设周期，网络可以更快投入运营。工程设计参数的选择和调整：大部分需要新建1800网络的地区，原有900基站站距都很近（300m-1000m)
22、，根据电波的传播预测结果，这种情况下同站址建设1800网络时，和原有900网络相比，并不存在室内覆盖劣势，也不需要采用增大基站发射功率和采用高增益天线等引入更大干扰的措施。,双频网话务控制基本原则,话务控制的基本原则：尽量减少网络中切换和位置更新次数；尽量使话务量在双频网络上均衡分配；在双频小区同覆盖时，尽量减少双频网之间的频繁切换、频繁位置更新等现象，控制网络的信令流量；,双频话务管理的基本思路,分层原则：900网络和1800网络分属于不同的层面上。有限优选原则：控制双频手机在空闲状态下，尽量优选1800小区，在通话状态下，尽量保留在发起呼叫时所处的层面上，避免在层间进行不必要的切换。可以考虑采用基于动态优先级的话务自动均衡技术：预防出现话务拥塞现象。,双频网话务控制的主要方法,双频网中话务均衡控制的常用方法有：控制小区选择：C1，CBA，CBQ控制小区重选：C2控制双频切换PBGT切换控制切换优先级控制,
