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移动通信网络的合理测试与优化设计

发布时间: 2006-6-29  来源:
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为适应移动通信网络的迅速发展和用户数及业务量的急剧增加,运营企业网络优化部门应采用先进的技术手段及合理的测试方法,合理确定各网元设备的容量比例,提高网络设备的利用率,实现网络的科学规划、优化和合理设计。同时,运营企业中原有的网络规划/优化设计工作中存在的弊端,必须尽快加以完善,以实现新业务的快速部署。现有的规划/优化设计工作中的弊端主要体现为:
    --- 不能充分了解当地的社会人文状况和用户消费特性等现状;
    --- 旧的数字地图使模拟预测严重背离当地的地物地貌实际分布特点,造成预测的不准确性和不确定性;
    --- 传播模型的参数校正有待完善;
    --- 对网络覆盖范围和通话质量状况不能进行充分的路测测试,难以进行分析和总结;
    --- 不能给出详尽的网络话务分布规律;
    --- 无法对现网的资源利用率进行实质分析,网络设计与运营商的期望值不相符;
    --- 在立体覆盖、室内深度覆盖等方面无法进行重要场所的室内CQT测试,因此不能提出网络覆盖的详细解决方案。

    在移动通信网络的无线网络设计、规划及优化工作中,优化人员需要利用仿真规划软件对系统的无线环境进行仿真模拟,以便于在整体上对系统进行分析,包括对初定站址的覆盖范围预测、对周围基站话务分担的合理性分析等。

一、数字地图的精确化
    用于移动通信网络状况分析的数字地图包括地形高度、地面用途种类等对移动通信电波传播有影响的地理信息,是优化人员利用规划软件进行覆盖预测、干扰分析以及频率规划的重要基础数据。数字地图的采样间隔与传播环境的复杂程度有关,不同的传播环境往往具有不同的复杂程度,传播环境越复杂,对数字地图采样间隔的要求就越高。在选择合适的数字地图时,应结合该地区的实际情况,折衷考虑精度与成本的问题。采用“混合精度”的数字地图是较为合理的一种选择,混合精度即在话务密度高的大城市市区采用高精度规格,郊区及中小城市采用较低精度规格,广大的农村及偏远地区可以采用更低的精度规格(不同的采样间隔标准有5m、20m、50m、100m等)。

二、传播模型校正
    在实际的测试优化工程中,优化人员需要针对各个地区不同的地理环境进行测试,通过分析与计算等手段对传播模型的参数进行修正。通过实际架设发射机进行CW测试,优化人员可获得最准确的无线信号路径损耗值,与仿真模拟的结果进行反复修正,最终得出最能反映当地无线传播环境的、最具有理论可靠性的传播模型。

    我们身边的无线环境不是一成不变的,尤其在城市中,高大建筑、密集居民区的增多都会引起无线传播环境的变化,当这种变化达到一定程度时,就需要对传播模型参数进行修正,提高无线仿真模拟的真实性。传播模型参数修正的主要步骤如图1所示。

 
 
图1  模型修正工作流程图

三、网络覆盖、话务分布等性能分析
    1.网络覆盖现状分析
    --- 覆盖广度分析
重点包括县城覆盖率、乡镇覆盖率、交通干线覆盖率、旅游景点覆盖率等方面的分析。
    --- 覆盖深度分析
    通过对大型写字楼、商业中心、饭店及高层建筑物的重点CQT测试,分析总结网络覆盖状况。其中,室内信号测试是从“点”的层面对现有网络进行的测试分析,室内信号测试可集中在城市市区进行,主要针对目前室内网络覆盖不太完善的大中型建筑,一般包括三星级以上酒店、高档写字楼、重要交通枢纽、大型会所场馆等,室内信号测试点由设计方、建设方共同确定,明确至具体建筑内。室内测试应保证足够的测试点数量,以加强分析结果的普遍性。
    --- 场强测试
    场强测试的目的是获得各地区信号的传播特点,借以对规划软件的预测模型进行校正。根据地理地貌的相似性,模拟测试可在省内分类型进行,大城市至少应分为密集市区、一般市区、郊区三类,对城市地理地貌特征相近的城市可选择其中之一进行模拟测试,以分别获得适合不同类型区域的传播模型。 
    --- 现有网络模拟预测
    运营商应合理选择网络优化工程使用的模拟规划软件,利用该软件可基于三维数字化电子地图进行GSM/CDMA无线网络覆盖、业务分布、质量等方面的预测分析。经过模型校正, 优化人员所使用的模型预测值与场强测试结果间的总标准偏差应不大于9dB,平均偏差应为0dB。

    2.分区分类统计分析
    在规划设计新一期网络扩容建设前,优化人员应对现网状况进行有效的普查分析,准确了解和掌握现网的资源状况,使规划设计的基础更加准确和精确。

    分区分类统计分析主要是对现有网络话务分布情况进行话务分布的分析。在话务分析中,优化人员应对近期的OMCR 资料(说明提取时间和当时网上用户数)进行分析,包括忙时话务量、阻塞率、扇区资源利用率等,同时对各地区分类型进行统计,对设计话务分布比例和实际话务分布比例进行比较和分析。
    表1为GSM网络每小区话务与不同网络利用率的分析(截选),以此为参考,优化人员经过实际测试与统计将统计结果与该表对比,当每信道实际话务量达到扩容每线话务量时,就说明需要申请网络扩容了。

    3.网络改造方案
    利用规划软件,优化人员应在分析总结现网基站设置情况的基础上,提出天馈线整改、非合理站址的搬迁改造、基站分裂扩容等方面的具体优化方案,例如表2是联通某地市的优化人员利用规划软件对该地市CDMA一期基站设置提出的优化方案。

四、路测数据的充分利用
    1.CQT测试
    CQT测试以用户为测试主体,主要评估通话过程中的话音质量。根据网络规模和地域范围选择一定的测试点(一般要求室内),在这些点上,测试人员持普通手机以普通用户拨打方式定量拨打,对每次的通话现象进行归类,测试结果在一定程度上能够反映出用户对网络的满意程度。
    以CDMA网络测试为例,其具体测试内容包括:
    --- 导频信号强度Ec/Io;
    --- 手机发射功率;
    --- 手机接收功率;
    --- 通话的建立情况(接通、失败等信息);
    --- 通话的持续情况(回音、串话、话音断续、背景噪声等信息);
    --- 通话的完成情况(单通、掉话、正常通话完成等信息)。
    以上内容的测试采用两组定点CQT的测试人员在规定时间内用规定时长互相拨打对方测试手机的方法完成。联通新时空某分公司某次CQT主观测试结果如表3所示。

    2.DT测试
    DT测试以网络终端(移动台)为测试主体,根据网络规模和地域范围,选择一定的测试路线,运用测试设备如测试手机、GPS、笔记本电脑和相应的测试软件等进行动态测试,测试结果用于评估网络的覆盖情况。合理的测试软件对数据采集和数据分析非常重要。在行进过程中,测试手机在测试软件的控制下,仿真普通用户进行连续地自动拨打,测试手机把其接收到的各种系统信息和指令、测量报告和所遭遇的事件如实地汇报给测试软件,测试软件再对其进行相应的显示、归类、处理和存放。测试结果能够在一定程度上反映出网络的覆盖情况和服务质量。

五、立体覆盖与深度覆盖规划
    无线电波传播环境的复杂性、地形地物的影响以及城市规划和经济的发展,给网络覆盖造成了一定程度的阻碍,例如建筑物材料固有的屏蔽作用,增加了无线信号的穿透损耗,影响了网络的信号接收和通话质量;为提高网络容量增加频率复用而采取缩小基站覆盖半径的方式,限制了基站架设高度,造成高层建筑物区域无线信号来自多个小区或地面、墙面的不稳定反射信号等情况;地铁和隧道沿线由于地面屏蔽、弯道、车厢阻挡等因素,阻碍了电波的传播。

    目前实现无缝覆盖主要解决三种特殊区域的无缝覆盖:建筑物室内覆盖(包括高楼、宾馆、大型购物商场、停车场等建筑物内)、地铁和隧道的室内覆盖、高速公路和铁路沿线的覆盖。无缝覆盖实现方式主要分为宏蜂窝直接覆盖、微蜂窝直接覆盖、信号源+分布式天线系统等。

    地铁和隧道的无缝覆盖由于弯道多、环境封闭等因素的影响,主要通过信号源+分布式天线系统来实现,根据信号源的不同,优化人员应选择具有针对性的覆盖方式:微蜂窝方式或宏蜂窝+直放站方式。根据站厅、站台和隧道等覆盖区域的不同,分布式天线系统可以根据不同情况采用同轴分布式天线系统、泄漏电缆等方式。

    针对高速公路和铁路沿线的无缝覆盖一般应遵循以下几个基本原则:
    --- 站距考虑;
    --- 天线考虑; 
    --- 馈线系统;
    --- 传输考虑;
   --- 电源考虑;
    --- 组网配置考虑。

六、移动数据业务的测试与优化
    数据业务模型与话音业务模型有着很大的差别,数据呼叫有以下4个特点:
    --- 休眠状态和激活状态的转换;
    --- 用户的每一次会话,可以包含多次分组呼叫;
    --- 数据以突发方式传输;
    --- 分组呼叫所占用的资源随着数据的突发传输而随时变化。

    由于数据业务模型比较复杂,移动数据网络的测试与优化应着重于以下几个方面:
    --- 服务内容及不同业务的特点;
    --- 运营策略,包括数据用户的比例、用户的平均传输速率等;
    --- 用户行为,如业务申请比例、每天每用户的使用数据业务的次数、忙时数据业务量等;
    --- 移动数据网的规划设计人员应针对数据用户的特点进行有效的规划设计,设计方案质量可根据信道资源利用率和能否满足数据业务的平均需求等方面来衡量。

    移动通信网络是在循环反复的规划、测试、优化的过程中不断完善的,无线网络的优化应按照阶梯式循环往复的过程不断进行,以保证网络质量的逐渐完善。

摘自<<通信世界>>



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