如何做好移動通信網的網絡優化

2019-11-03 09:36:10

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深圳市國人通信有限公司總工程師　丁天文　　1概述

　　移動通信近年來發展速度驚人，在市場需求的驅動下，移動網絡不斷擴容，網絡的規劃也一再隨之調整。建設周期短，發展速度快，前后工期的重疊進行，網絡的建設無論在規劃階段以及后續的擴建工程中，均存在著一些質量問題，造成整個通信網絡的各種資源不能得到合理的應用，資源大大浪費，還使得通話質量下降，服務水平低，網絡運行效率低。

　　為使得網絡資源能夠合理配置和應用，移動通信網絡的網絡優化工作已經成為移動通信運營商提高服務水平，保障通信質量的重要工作內容。

　　網絡優化工作，就是對整個網絡的資源根據需求和發展的情況進行調配，達到合理的運用。同時，對于網絡運行中存在的諸如覆蓋不好、話音質量差、掉話、網絡擁塞、切換成功率低、未開通某些新功能等問題時，也需要對網絡進行優化。因此，網絡優化是一個長期的過程，貫穿于網絡發展的全過程。

　　網絡優化，不僅對于當前的GSM900MHz網絡而言，對于還在發展的GSM1800MHz和CDMA800MH也是同樣重要的。

　　2網絡優化的內容

　　網絡優化既然是對網絡資源的重新調配，那么，有哪些資源是可以應用的呢？

　　2.1網絡資源

　　頻率資源：無線通信的頻率資源是寶貴的，移動通信的頻率資源尤其珍貴，頻率資源包括可用的頻段（900MHz/1800MHz，對運營商而言）、可用的方式（固定、跳頻）、覆蓋的區域、單站的頻率覆蓋方式、相鄰小區的頻率復用方式等。

　　地域資源：移動通信網要完成網絡覆蓋，覆蓋的地域非常重要，合理的分布站址無疑可以取得更好的覆蓋效果，即使是經濟不發達地區，有時也要有相應的投入。

　　業務資源：移動通信網是隨業務的發展而設立的，只有滿足不斷變化的業務需求，才能充分利用好網絡資源，網絡中的移動業務，在不同的區域分布是不均勻，需求也不一樣。網絡的設置要充分吸收各種業務量，尤其是對于新增業務如短信息、信息廣播、數據業務等都需要合理的安排。

　　經濟資源：移動通信網絡是經濟飛速發展的需求，同時，移動網絡的良好發展還會因信息的及時傳遞而促使經濟的進一步發展。經濟發展的不同地區，對通信的要求也有所差異，網絡優化的工作就是要盡快覆蓋經濟發展快的地區，帶動其它的地區。移動通信網絡發展的一個特點就是需要資金提前做一定的投入，選建成可運行的網絡。

　　2.2對資源有影響的因素

　　（1）計劃（規劃）

　　一個網絡的建設，必然受到各方面的影響，這就需要有一個網絡的規劃，并據此按計劃實施建議，這牽涉到各方面的財力、物力等，一個詳細完整的規劃，可以使網絡的建設井井有條，而且節省投資，事半功倍。

　　（2）干擾的因素

　　這里所說的干擾是指移動網絡信號傳輸過程中受到其它信號的侵擾而造成接收信號不穩定的現象，這種干擾源有可能來自外部（模擬網信號、BP機網信號、其它各種信號），也可能來自網內（相鄰小區、鄰頻干擾、越站干擾等），這些干擾源需要在建網前檢測清楚，在網絡優化的過程中，也要不斷地跟蹤，以保證移動信號的穩定接收。

　　（3）設備的可靠性

　　移動通信網是面向公眾的通信網絡，因此，對設備的可靠性有較高的要求，不僅基站系統要工作正常，還要求交換系統、電源系統、監控系統具有同樣的可靠性，對于用于擴大網絡延伸和覆蓋的直放站、室內分布系統也都有較高的可靠性要求，這就需要網絡運營商選擇性能價格比較好，質量過得硬的產品。

　　（4）業務的發展

　　移動通信網的發展過程中，移動通信的業務也不斷發生變化，從開始的單純話音業務到數據業務、短信息、小區廣播，從城市到農村，從單個組網到全國漫游，業務的需求是在變化的，這種業務的需求，會促進網絡優化的工作不斷深入。

　　（5）覆蓋

　　移動通信網的目的是要建設一個全球無縫隙的通信網絡，因此，有效的覆蓋是建設網絡的關鍵，這種覆蓋首先是地域的覆蓋，然后是由于阻擋的原因使無線電波未能有效實施覆蓋地段的補盲覆蓋，進而是高大建筑物內由于建筑材料的阻擋而要求用室內分布系統進行的立體掃盲覆蓋，有的覆蓋是完成平面上地域的劃分，有的覆蓋則要實現業務的均勻分布。

　　（6）資金

　　建設一個先進的移動通信網絡，無疑是需要前期的大量資金投入，沒有資金的支持，很難使網絡優化工作達到理想的程度，在網絡建設中，基站的建設相對投資較大，為了完成覆蓋的優化，適當的引入一些直放站，對網絡的建設是非常有意義的，而且只需少量資金，尤其對于一些高大建筑物，更為重要。在日常維護工作　，也需要資金的保障。

　　3網絡優化的方式

　　網絡優化是一個系統的工程，它包含著一系列的優化方式，各種優化方式的綜合，形成了網絡的整體優化。

　　3.1頻率優化

　　網絡優化的首先是頻率的優化，眾所周知，頻率是非常珍貴的資源，合理的使用好有限的頻率，可以擴大服務面積，降低網內干擾，提高通話質量。頻率的優化用的，要考慮符合國家無線電管理的規定，要考慮頻率復用的效率（盡量在同一個地區內采用最少的頻率），要考慮同頻及鄰頻的干擾，尤其是在同一區域不同移動網絡，同頻段內相鄰的信道使用時尤其需注意。頻率優化中還需要考慮，在相鄰小區內有效跨越的切換。

　　3.2覆蓋的優化

　　覆蓋的優化在網絡優化中的地位是非常重要的，覆蓋優化主要是通過天線的指向（方位角）和發射功率去調整所需要覆蓋的區域：如信號的弱區和盲區，偏遠山區，話務量小并且地域范圍廣，一般多采用室外安裝的直放站；高層建筑如大廈和地下室等，多采用室內分布系統覆蓋，同樣也需要對信號的弱區（電平低于-85dBm）進行覆蓋。有的情況下，即使接收信號很強也可能出現接收不正常（乒乓效應）的狀態，也應采用覆蓋優化的方法解決。

　　3.3話務量的優化

　　話務量優化的目的就是將移動通信網中的話務量均衡，使得整個網絡的業務負荷是均勻的，尤其是在一些人口密集的商業區，要考慮人口的滾動特點，有些大型的活動，會在某一區域出現突發性的話務量，同時，交換機阻塞也應該在話務量優化的過程中予以注意。此外，多種業務并存的情況下，也應注意業務的均衡。

　　3.4設備的優化

　　隨著移動通信網的發展和網絡優化工作逐步深入，提供主設備的廠家和提供配套設備的廠家也多了起來。對移動通信網絡運營商而言，采購什么樣的設備，要求什么樣的服務，就非常重要了！在移動通信網中，主要考慮的設備包括：基站設備、傳輸設備、交換設備、系統監控設備、供電設備、配套設備等，還要考慮用于加強室外盲區覆蓋的直放站設備及室內覆蓋的室內分布系統等，設備優化選擇要從設備的性能指標，設備的可靠性，設備的價格、維修服務等多方面的來綜合考慮。

　　3.5干擾信號的分析

　　移動通信的信號是用無線方式傳輸的，極易受到各種其它無線電波的干擾，為了保證網絡的通信質量，網絡優化的過程中，需要經常的對網絡的各種干擾信號詳細分析，要分析干擾信號的種類、強度、性質以及來源，一旦發現有其它未知來源的干擾信號，應同無坶電監測部門取得聯系，查找干擾源，保證網內信號的純潔。同時，也要注意調整好頻率規劃，避免網內的鄰頻干擾和越站干擾等。

　　3.6資金的優化使用

　　資金的優化使用，就是要根據移動通信網的發展特點，把資金用在關鍵的地方。如對于CDMA網的發展而言，擴大每個基站的覆蓋區域是很重要的，可以拿出一部分資金引入直放站來延伸覆蓋，對GSM網而言，發現有容量不夠的區域，可以引入微蜂窩基站進行補充，優先發展業務量大的區域，可以盡早的收回投資，并再應用到其它區域。

　　4網絡優化的步驟

　　網絡優化要貫穿整個網絡發展的全過程，因此，從建設網絡起直至網絡的運行維護、優化始終都是非常重要的。

　　4.1網絡建設的規劃

　　網絡的規劃，是一個網絡發展的綱要，自建網起，就要考慮好網絡優化的工作，要把網絡的日常維護和網絡優化聯系起來，并成立專門網絡優化隊伍，根據一些專家的預測，在某一大城市如果把網絡優化規劃做好，在不增加通信設備的情況下，可將此城市目前的移動話務量提高好幾個能量級。

　　4.2網絡數據的分析

　　進行網絡優化的關鍵一步就是以來自移動通信網絡數據進行分析，主要數據類型包括：無線數據、話務數據、干擾分析數據。

　　無線數據分析包括：信號覆蓋范圍，接收信號場強，天線增益、指向，相鄰小區間無線頻率的切換，同頻及鄰頻信號強度，使用的直放站覆蓋效果。

　　話務數據分析包括：對掉話率的分析，相鄰小區間的關系是否完整，信令流量的設置準確度，誤碼率情況，話務流量是否溢出，高話務量基站是否出現阻塞掉話，接通率和擁塞等等。話務數據分析還應該注意話務量發展的前期預測，如某個區域話務量的增長情況。

　　干擾分析數據包括：當誤碼率超過一定的容限出現的低話音質量區域，干擾的分布，網外干擾源的定位和分布，網內和網間（聯通和移動）的干擾、無線信號的衰落概率等。以上這些數據可以從網內的數據庫及監控系統的統計分析得到，也可以專門使用網絡優化測試工具（路測）而取得。

　　4.3優化方案的制定

　　在進行網絡優化時，要提前制定方案，制定優化方案是對網絡運行現狀進行綜合分析的過程。通過網絡數據分析，從中找出影響網絡運行的最重要的內容，如基站容量不夠的，覆蓋效果不好，網外干擾嚴重等。通過分析，制定幾個可供選擇的優化方案。在容量不夠時，可以增加宏蜂窩基站，也可以增加微蜂窩基站。覆蓋效果不好，可以調整基站發射功率，調整天線的方位和儲仰角，增加直放站。這些方法制定后，從中分析比較，尋找出優選方案。

　　為了能夠保證整個網絡優化取得最佳效果，制定的優化方案最好采用試點的形式，以點帶面逐步推開。

　　5覆蓋優化的重要性

　　前面已提到了覆蓋優化是網絡優化的重要內容，許多優化方案都是通過覆蓋的優化而實現的，所以建設網絡的過程中，覆蓋的特性是非常重要的。

　　5.1覆蓋有多種方式實現

　　覆蓋是指無線電波輻射的區域，對GSM基站建設而言，早期的建設，因網絡初建，用戶規模較小，資金情況也緊張，一般采用大區制基站，而且使用較高的鐵塔，盡可能的增加覆蓋范圍，而當網絡發展到一定程度后，就要降低天線的高度，防止因架設的基站太多而引起相互間的干擾，此時以吸收話務量為主。

　　在特殊的情況下，單靠基站已經很難達到更好的覆蓋效果，或者投資過大，那么，采用直放站就是一種很好的選擇，直放站具有多種形式，主要有用于覆蓋室外的直放站，有用于建筑物內覆蓋以及用于立體覆蓋的室內分布系統，這些產品都是對基站覆蓋的補充和延伸，可以有效的改善和消除弱區、盲區，改善網絡優化的覆蓋特性。

　　5.2直放站產品的特點

　　直放站是利用射頻轉發技術來實現移動無線信號的雙向放大，在基站和用戶手機之間是透明的，它的設置不會增加系統的用戶容量，但會起到的均衡容量、吸收話務量（增加話務量）、擴大覆蓋的作用。

　　直放站中核心的技術包括：線性功放、矩形濾波器、高效率天線等。在移動通信網絡（GSM網、CDMA網、網開始采用的模擬網）中，多采用不用經變換頻率的直接放大的形式，特殊情況下也采用移頻放大技術。

　　采用直接放大技術構成的直放站，一般認為技術上比較容易實現，所以可以提供設備的廠家很多，但前期的一些設備只注意增加功率輸出而不注意線性（三階互調）雜散輻射，造成直放站對周圍信號的干擾，影響了移動通信網的通信質量。近年來，國家無委頒布了一系列關于直放站應用的檢測標準（YD/T1028-1999,YD/T1047-2000,TIA/EIA/IS-97），規范了地放站研發、生產和應用的指標，使得直放站在網絡優化中扮演了十分重要的角色。

　　直放站產品是用于覆蓋優化的重要手段，在GSM網內已經大量的采用，有不少的廠家都生產這種設備，據不完全統計，已有超過50個生產廠家，但真正可以提供批量產品且具有良好的產品質量的廠家卻不多。自1997年起，共發放各種直放站型號核準為77個。已經通過型號核準的直放站生產廠家為：1997年2個。1998年1個，1999年12個，2000年30個，2001年截止到五月有10個。其中：可提供GSM900蜂窩通信直放站設備廠家有53個，可提供GSM1800蜂窩通信直放站設備廠家有3個。

　　早期的直放站產品主要來自12能指標同國外設備相類似的產品。

　　5.3直放站產品的種類

　　直放站產品最先用于弱區、盲區的覆蓋，隨著移動通信網的普及，各種類型的設備均得到應用，常見的種類有：

　　（1）室外應用的直放站

　　安裝于室外，用戶城郊、農村、偏遠地區及山區補盲，可以實現定向定點覆蓋，一般轉功率可達30dBm以上，可以擴大覆蓋區域，多安裝在室外的惡劣環境下。目前的產品已適用于GSM900、GSM1800及CDMA800的系統中，可以通過無線信號方式采集基站信號，也可以采用光纖傳輸方式連接基站。

　　（2）室內分布系統

　　這是直放站的建筑物（室內）內應用形式，可以實現移動信號的立體覆蓋，多用于大樓、地下室　、車庫等建筑物內。2動信號均勻分布到每一個地方。信號分布的方式有電纜分布型和光纜分布型。

　　在大樓內的電梯是信號比較封閉的地方，許多手機在經往往無法使用，利用室內分布系統可以較好地解決這一問題。國人通信公司還專門設計了一種用于電梯內的產品一電梯通，在保證電梯正常運轉的同時，把移動信號傳遞到電梯內。

　　（3）塔頂放大器包含有兩種產品，一種是增強上行（手機-基站）信號接收靈敏度，另外一種是下行（基站-手機），可以增強基站的發射功率。

　　上行塔頂是低噪聲放大器，可以有效地解決手機信號較弱的問題，擴大手機的服務范圍，最適合的場合是具有有1發2收（其中一個天線單收）天線的基站；下行塔放的關鍵技術是線性功放，尤其是基站的載頻婁較多（4載頻以上）時，對線性功放的要求較高。

　　由于塔放工作在室外，而且需要串入電纜，這就要求塔放具有惡劣環境下工作和避雷的能力，同時，需要解決利用饋線向塔放饋電的問題。雖然可提供塔放的廠家不多，但國內國外的產品均能較好的解決問題。

　　5.4直放站安裝工程的重要性

　　直放站做為網絡優化的一種重要形式，工程安裝質量的好壞，直接影響著網優的結果，雖然直放站的安裝工程比起基站的安裝要簡單，但仍應按照規范認真執行。

　　室外直放站設計和安裝過程中，最重要的就是防止外環（施主天線同重發天線間）自激，這需要保持2個天線之間一定的距離并注意天線間的方位角，也可采用自然屏障相互隔離，當直放站的增益過高（≥90dB）時，尤其應該注意。有的直放站之所以安裝后又被拆除，往往是自激影響了使用效果。

　　室內分布系統因具有電纜分布型、光纖分布型等多種形式，安裝工程中的主要注意事項是要使上下行的信號平衡，尤其注意上行信號不要造成對鄰近基站的干擾。

　　6結束語

　　我國的移動通信發展迅猛，網絡優化工作也取得了長足的發展，現在，已經有許多城市實現了地域內的無縫隙覆蓋。隨著用戶數量及話務容量的不斷擴大，對網絡優化的要求越來越高，即將開通運行的CDMA移動通信網，也會對網絡優化提出新的要求。移動網優對于移動通信網的建設和發展是十分有意義的。

摘自《無線電工程》2001.08

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