从2G网优经验来看3G网络的优化

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一、概论
　　由于移动通信系统受客观环境的影响较大，随着系统的不断扩容及外界环境的变化，往往会产生很多新的问题，导致服务质量达不到应有的水准。这样，巨大的投资没有得到充分的利用，同时也影响了系统运营部门的声誉。因此，如何调整和优化系统结构，提高系统的运行效率，改善移动电话系统的服务质量是无线网络优化的重要任务。
　　当运营商准备建设一个3G移动通信网络时，首先必须根据特定地区的地理环境、业务量预测和测试得到的无线信道的特性等参数进行系统的工程设计，包括网络拓扑设计，基站选址和PN（或扰码）规划等等。然而与固定系统相比，由于移动通信中用户终端是移动的，因此无论是业务量还是信令流量或其它一些网络特性参数，都具有较强的流动性、突发性和随机性。这些特性决定了移动通信系统设计与实际情况在话务模型、信令流量等方面一般存在较大的差异。所以，当网络运行以后，营运者需要对网络的各种结构、配置和参数进行调整，使网络更合理地工作。这是整个网络优化工作中的重要部分。
二、网络优化不同阶段的侧重点
　　所谓网络优化，就是根据系统的实际表现、系统的实际性能，对系统进行分析，在分析的基础上通过对系统参数的调整，使系统性能得到逐步改善，为现有的系统配置下提供最优的服务质量，即最佳的覆盖、满意的信号强度、最佳的通话音质和最低的掉话率等。
　　从一般意义上来讲，优化是在充分了解系统运行状况的前提下，通过各种技术手段，对系统的不合理的部分进行必要的调整，使系统达到最佳运行状态的过程。移动通信系统由于其用户位置不固定、无线信号易受环境影响等特性，优化显得尤为重要。
　　按照优化在移动系统中从开通到正常运行的过程中所起的作用，网络优化可以分为两种不同的类型：工程型优化和维护型优化。前者在系统刚刚开通或每次扩容结束时进行，其作用主要是解决工程建设中可能存在的遗留问题以及新的设备安装开通后对原有的系统所产生的不利影响。因此，工程型优化主要是进行清网排障的工作，这是一个比较初级层次的优化；后者是在系统稳定运行期间，由于用户数量的增加、外界环境的改变等都会导致系统运行状态的恶化，此外，随着运行维护人员对系统的不断深入了解，会发现系统中某些不合理的成份。因此，维护型优化是在较高层次上进行的系统优化，其目的是提高系统的运行效率，需要按周期进行优化。
三、3G无线网络优化的周期和流程
　　1．3G无线网络优化的周期
　　从建网到成熟商用，3G网络优化一般要经过三个阶段，即网络规划设计阶段、网络建设初期和网络商用和成熟阶段。每个阶段网络优化的任务不同，图1给出了不同时期优化的重点。

图1    3G网络优化阶段的重点工作

　　2．3G无线网络优化的流程
　　从国内CDMA网络优化经验和国外3G运维的经验来看，3G网络的优化流程可从以下几个阶段入手。
　　（1）核查
　　A．核查数据库中与无线部分相关的所有信息：包括站点坐标、结构类型、天线位置、天线挂高、天线类型、天线方位角、天线俯仰角、馈线/跳线类型、输出功率、CE的数量、E1的数量等。
　　B．核查基站，校验RF信息，验证设备的安装情况和应该符合的条件：包括天线的定位、天馈线的测量、确保所有相关RF信号被正确的处理等。
　　（2）网络测试
　　A．测试路线应该包括所有主要的道路、热点地区和话务量较高的地区，路线间距应在400~800米之间。南北方向和东西方向的主路以及高速公路应该进行双向测试。
　　B．测试时应该用手机和扫频接收机来进行数据收集。扫频接收机应配合GPS使用，这样才能使信号解锁在正确的导频上。由于扫频接收机数据不依赖于网络的激活或呼叫的处理（包括邻集列表、切换、激活设置的大小、搜索窗等），因此，它可以揭示RF中的问题（例如，PN不在搜索窗内，同一地区有六个以上的导频信号等等）。
　　C．在后处理路测数据时，主要包括以下的性能测量指标：RSSI、MTX（手机发射功率）、FER（WCDMA中为BLER值）、Ec/Io，还包括一些通过扫频接收机和手机收集到的其他性能测量指标：最强的服务导频，激活导频的数量，最好导频的Ec/Io，大于激活集门限的导频数量，最强的Ec，Ec在-80dbm以上的导频数量，最强的两个导频的Ec/Io差值。
　　D．地区路测数据和标准偏差主要用来分析计算4个核心的性能指标：RSSI、MTX、FER（BLER）、Ec/Io。另外，地区路测数据和标准偏差也用来计算地区的掉话和接入失败（不包括周末的两个星期内）。这些统计值和路测数据可以作为地区优化的基准。
　　（3）扇区定位
　　A．通过路测数据来确定所有潜在的问题点：包括高FER（BLER）、低Ec/Io（合计的和最好的）、低RSSI、高MTX、高于T-ADD的导频太多（注意WCDMA采用的是相对门限，即在不同的小区或不同的噪声环境中，加入或删除有效集中的小区导频的绝对门限是与当时有效集中最后导频和最弱导频的信号强度相关的，而不是事先规定好的），Ec好于-80dbm的导频太多，有掉话、接入失败现象等。
　　B．使用扇区统计数据，按照掉话率和接入失败率来排列所有扇区。
　　C．使用以上数据进行优化。
　　（4）基站勘察
　　A．检查问题区域，看是否是由无线环境造成的。通过路测数据（每个导频的Ec和Ec/Io）来定位有问题的扇区。有时候，信令信息和CDL文件也可以用来分析掉话的原因。
　　B．问题区域的特征：无线覆盖空洞，导频污染，导频突现（瞬间出现的强导频干扰），边缘扇区（网络边缘覆盖及切换问题），邻小区列表问题，潜在的天线问题，高话务问题，扇区呼吸的问题等。
　　C．有时候，一些无线方面的问题是由于设备造成的。例如，天馈线问题会引起性能的下降，坏的MCC或CE会引起高FER。导频Ec和导频Ec/Io可以帮助检查天馈线问题或扇区接反（2扇区的天线发射1扇区的导频）的问题。由于MCC或CE的问题带来高FER的典型特征是好的Ec/Io、好的MTX、好的RSSI、很差的FER（大于10%，通常接近25%~100%）。
　　（5）监测，以便于进行系统改变之后的工作日常优化
　　对于已经投入实际运行的系统，用户数已经达到一定规模，话务量有了一定的增长，即系统在有载条件下运行，此时对系统测试获得的数据能够较真实地反映系统的实际运行情况。在系统有载条件下的日常网络优化可以分3步进行，即：网络故障诊断监视、网络优化测试和网络优化数据分析。
　　实际工作中，CDMA系统的网络优化是一个不断反复的过程。需要对网络优化过程中采集到的数据进行分析，对系统参数进行修改，然后进行数据的采集、分析，再对系统参数修改，如此反复，不断进行，使系统的运行愈加合理。由于地面构筑物的经常变化，为了维持系统的性能最优，系统参数也要根据情况随之调整。所以网络优化是一个经常性的、必不可少的工作。
四、WCDMA路测及后处理
　　1．无线网络测试平台
　　无线网络测试平台提供对WCDMA网络空中接口的全面测量，结合地理信息，对网络维护和优化及系统设备的开通提供了切实可靠的信息。该平台用于无线接口的参数验证、分析和优化，故障的侦测等工作。通过接入无线网络，使用移动网络的语音、数据或Internet等业务，实时观察网络无线参数，业务质量，保存整个测试过程，记录的信息可以输出到地图或者后处理软件中以便分析。
　　（1）测量的主要参数
　　在WCDMA路测中需重点关注的关键RF参数有：开环功率控制参数、闭环功率控制参数、软切换和更软切换参数、质量参数、信令测量参数、RRC状态信息及系统间（WCDMA和GSM）切换参数等。
　　（2）主要的路测目的
　　A．完全采集Uu口的无线数据和信令数据：Rx、Tx、CPICHEc/Io、 BLER、 TA、 Power、Data Throughput，层一、层二和层三信息和调试信息等；
　　B．完全解析层一、层二和层三信息，同时显示NAS信息以及数据测量信息；
　　·层一信息包括：搜索窗口，搜索列表，TA、功率、RACH/PRACH，DRX模式，传输信道、物理信道，RM UL，激活集和邻集。
　　·层二消息包括：UL/DL MAC逻辑信道参数，RLC UL/DL状态，RLC AM PDU 和RLC AM NAK PDU。
　　C．实时测试轨迹显示：Rx,Tx,Tx-Adj,SIR, RSCP, ISCP, Ec/Io, BLER, PPP, FTP等；
　　D．PPP、FTP、HTTP数据测试；
　　E．验证并优化WCDMA和GSM系统间的切换和小区重选；证明压缩模式；比较WCDMA和GSM的性能和覆盖；验证WCDMA和GSM的接入；
　　F．WCDMA和GSM测试；
　　G．软切换分析；
　　H．功率控制验证；
　　I．呼叫统计；
　　（3）路测数据的输出格式
　　.csv－以逗号分隔的数据格式，ASCII文本文件；
　　.mif－这种Mapinfo格式可用于Mapinfo分析软件；
　　.gle－由多部高通CDMA手机所收集的数据，可以按照高通数据格式输出；
　　.fta－iDENFTA格式；
　　.txt－制表符分隔的格式，文本文件。
　　2．路测数据的后处理
　　在WCDMA网络优化中，应选择优秀的路测数据分析工具，这样才有利于对测试数据进行有效的分析，通过分析才能尽快地找到问题，然后结合2G网络优化经验对问题区域进行有针对性的优化。在选择优化处理工具时，应着重看是否具备以下几个方面的功能。
　　（1）提供灵活的报表向导：报表向导独立于后台数据分析，可以单独执行，用户可以自定义报表模板；
　　（2）提供多种表象形式：地图、时域、表格、统计图、信令信息等，可以支持矢量地图、栅格地图；支持基站数据导入，在地图上形成基站层；支持信令筛选功能；
　　（3）提供统计分析功能：参数包括：RSSI、Tx、TxAdjust、BLER、CPICHEc/Io等，参数间的相关性等。
　　（4）轨迹信息显示，可根据多个参数进行显示。
　　此外还应提供数据回放功能，自动产生系统质量报告，检测并跟踪每个呼叫、分析GPRS数据功能，进行C/I、C/A和SQI分析功能，覆盖分析功能（包括NodeB覆盖区域估算），提供干扰分析、切换分析、邻区列表、导频污染分析，显示站点、设备和日志数据功能，分析包括掉话/阻塞，呼叫持续时间和日志文件，测试手机信息，异常处理，使用精确的地理信息解决问题，自动生成上述相关分析和测试结果所需的报表等功能。
五、3G网络优化中的典型问题
　　3G移动通信网络是一个动态的多维系统，投入使用后将会在以下4个方面发生变化：终端用户的变化，包括用户的地理分布、信令呼叫模型变化；网络运行环境的变化，包括新的建筑、道路、植被变化；网络结构的变化，包括基站分布的变化、系统容量的变化；应用技术的变化，如HSDPA技术的引入（或区域扩大）等。
　　这些变化都会影响到网络指标的变化，因此对网络的相关监测工作及网络优化工作都会随着网络的发展循序渐进地进行，不可能一蹴而就，也不可能一次就可以完成所有的优化工作。
　　网络优化工作就是不断监视网络的各项技术数据和不断的路测，根据发现的问题，通过对设备、参数的调整，使网络的性能指标达到最佳状态，最大限度地发挥网络能力，提高网络的平均服务质量。在3G网络优化中尤其应注意以下几个方面的问题：覆盖空洞、越区覆盖、导频污染、过多比例的软切换和异常切换、邻区漏做或错做。
六、结束语
　　在3G无线网络系统运营中，实际环境的不断变化以及语音、数据业务和用户的快速增长，会造成网络局部区域覆盖变差，网络性能下降。在网络评估和优化这两个重要环节当中，我们通常以均衡话务量、提高话音质量、减小掉话率、提高覆盖率、提高切换成功率、提高数据吞吐量及提高接通率等目标来发挥出系统的最佳性能，这些指标客观地反映了一个网络的性能和运行状况。所以在进行网络故障和各种失败分析时，我们的主要方向是提高系统的这些指标，给用户提供一个优质的网络。