无线网络优化培训

G L O B A L S Y S T E M F O R M O B I L E C O M M U N I C A T I O N S R 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系统中的位置 OMC MS B T S BSS Abis 接口 Um 接口 B T S BSC HLR/AUC EIR SC BSS(1) （ n ） A 接口 MSC/VLR ISDN PSTN PLMN PSPDN 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 否 系统增长 参数优化调整 数据分类汇总 系统运行状态评估 系统运行数据采集 性能指标统计 问题定位 各项指标是否合理 系统运行状态评估 可否满足网络要求 是 否 可 扩容规划及工程参数优化 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。 GSM网络性能的指标 交换机性能指标 中继群性能指标 告警指示 无线网络质量指标 系统性能指标 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_0 BER 0.2 % Assumed value = 0.14 % RXQUAL_1 0.2 % BER 0.4 % Assumed value = 0.28 % RXQUAL_2 0.4 % BER 0.8 % Assumed value = 0.57 % RXQUAL_3 0.8 % BER 1.6 % Assumed value = 1.13 % RXQUAL_4 1.6 % BER 3.2 % Assumed value = 2.26 % RXQUAL_5 3.2 % BER 6.4 % Assumed value = 4.53 % RXQUAL_6 6.4 % BER 12.8 % Assumed value = 9.05 % RXQUAL_7 12.8 % 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。 C e l l B a r Qu a l i f y C e l l B a r A c c e s s 小区选择优先级 小区重选状态 0 0 No r m a l No r m a l 0 1 B a r r e d B a r r e d 1 0 L o w No r m a l 1 1 L o w No r m a l 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。 GSM900 BSC B T S GSM900/ GSM1800 MSC/VLR OMC H L R/ A uC EIR B T S B T S B T S GSM1800 B T S GSM1800 GSM900 B T S GSM900 GSM1800 GSM900/ GSM1800 GSM1800 BSC GSM900/ GSM1800 BSC S C GSM1800 MSC/VLR GSM1800 BSC GSM900 BSC B T S GSM900 B T S GSM1800 GSM900 MSC/VLR B T S GSM900 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 切换 控制 Um接口 信号强度切换 Cell1 Cell2 -70dBm -85dBm 话音质量等级 RXQUAL_0 BER 0.2 % Assumed value = 0.14 % RXQUAL_1 0.2 % BER 0.4 % Assumed value = 0.28 % RXQUAL_2 0.4 % BER 0.8 % Assumed value = 0.57 % RXQUAL_3 0.8 % BER 1.6 % Assumed value = 1.13 % RXQUAL_4 1.6 % BER 3.2 % Assumed value = 2.26 % RXQUAL_5 3.2 % BER 6.4 % Assumed value = 4.53 % RXQUAL_6 6.4 % BER 12.8 % Assumed value = 9.05 % RXQUAL_7 12.8 % BER Assumed value = 18.10 % 基于误码率的话音质量等级 基于话音等级的切换 切换侯选小区的信号强度满足要求 切换控制 Um接口 信号质量切换 Cell1 Cell2 质量等级： 2 质量等级： 5 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 ， 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 BS C 1 B S C 2 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 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 A 1 2 3 4 快速移动台 RH TH=-96 dBm RH 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_TXPWR_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： 信号强度 -80dBm 质量等级 3 目标小区： PBGT Margin=6dB N=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 Macrocell Microcell Microcell 服务小区： 宏蜂窝 目标小区： 微蜂窝 T=-80dBm； N=6； 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 Microcell 服务小区： 微蜂窝 目标小区： 微蜂窝 T=5s G L O B A L S Y S T E M F O R M O B I L E C O M M U N I C A T I O N S R 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，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 1 0 0 d B B T S R e p e a t e r 7 0 d B + 4 3 d B m - 5 7 d B m + 1 3 d B m - 5 7 d B m 7 0 d B 1 1 6 d B - 1 0 3 d B m M S M S - 7 6 d B m - 1 0 7 d B m + 2 4 d B m - 7 d B m - 3 1 d B m - 7 7 d B m + 3 9 d B m + 3 9 d B m 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） RR 基于直放站的室内覆盖方式（ 2） 使用直放站的解决方案（ 2） BTS/ RR 基于直放站的室内覆盖方式（ 3） 使用直放站的解决方案（ 3） RR 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） BTS 耦合器 耦合器 功分器 功分器 功分器 无源同轴 DAS 的特点 利用耦合器和功分器达到信号的合分路，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。 RS AH 光缆 双向放大器 功分器 天线 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 BTS 直放站 微蜂窝 主 集 线 器 M -HUB RAU RAU RAU RAU 分集线器 E-HUB 1 远端天线单元 RAU RAU RAU RAU 分集线器 E-HUB 4 远端天线单元 1km多模光纤 0准则选择合适的小区驻留。 可以通过调整影响每个小区的 C1值的有关参数或者决定小区选择 的优先级的有关参数，来影响双频手机对小区的选择。 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 。 小区选择应用：优选 1800网 为使手机优先选择 1800网，可将 1800小区设为正常优先级小区， 其 CBQ = 0， CBA = 0； 900小区设为低优先级小区，其 CBQ = 1， CBA = 0。 900M小区： CBQ = 1， CBA = 0， C1=15 1800M小区： CBQ = 0， CBA = 0， C1=10 开机进行小区选择 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， MS的定时器 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 。 小区重选例：手机优选 1800网 控制 C2的 “ 偏移量 ” 参数，使手机优先选择 1800网 为使手机优先小组 1800网，可为 1800小区设置一个较大的偏移量，为 900小区设置一个较小的偏移量。这样， 1800M小区的 C2值通常较大， 而 900M的小区的 C2值较小。手机会优先将 1800小区作为重选对象。 900M小区： C1=15， C2=5 1800M小区： C1=10， C2=20 空闲模式小区重选 禁止层间 PBGT切换 1800小区 900小区 PBGT切换 双频网络在 900/1800小区共站情况下， 由于多径衰落等原因，即使是慢速移 动甚至是在原地不动的情况下， 900/1800小区之间的强弱对比也经常 发生变化，于是就会产生大量的 PBGT 切换（由于有更好的小区而进行的切 换），据有关资料统计，在 900和 1800网络都覆盖比较好的情况下，这 种原因的切换占 80%以上，因此必须 予以禁止。 双频切换小区的切换优先级 小区的切换优先级 根据规范的规定，通过相应的参数设置可将不同类的小区设置 不同的切换优先级。比如 1800M的小区的切换优先级较高，而 900M 的小区的切换优先级较低，使得双频手机在通话模式下优先切换到 1800M的小区中，进一步提高 1800M层面的话务吸收能力。反过来也 一样。 然而，在实际的双频网建设中，一般不通过切换来提高 1800M 的话务量，因为这会导致切换次数的增加和通话质量下降，当然掉 话的可能性也增加。 不同层面采用不同的优先级策略 1 1 1 1 1 1 1 1 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 表示 900小区 表示 1800小区 话务自动平衡 当小区已经出现拥塞时，再进行话务切换，一方面可能为时已晚；另一方面 不容易为被切换手机找到合适的邻近小区。 基于静态优先级的话务切换策略，只能对同一层面上的小区，例如单纯 1800 小区间或者 900小区间，做到话务平衡。 基于动态优先级的话务自动均衡策略，能够自动做到不同层面小区上的话务 平衡，最大限度预防话务拥塞情况发生。 服务小区 邻一 （ 7） 邻二 （ 5） 服务小 区 邻一 （ 4） 邻二 （ 5） 当没有任何话务量时，邻区一 拥有比邻区二更高的优先级 随着邻区一话务量的上升， 邻区一的动态优先级低于邻区二 其他双频话务管理策略 同时提供了当小区拥塞时的基于话务的切换，它和预先式动态优 先级话务切换一起形成双保险，确保 1800网络不会出现拥塞现象。 不同频段间的定向重试，在呼叫建立阶段一旦 1800小区出现拥塞 现象，能够定向重试到 900小区所在的 BSC或者 MSC，提高 1800网 络在繁忙时的接通率。 快速衰落切换算法 对快速衰落迅速反应，避免因为服务小区 质量突然变差产生掉话。 切换时间保护，降低局间因双频小区间频繁反复切换而增加的信 令流量，保障良好的通话质量。 Thank you!