GSM原理及其网络优化
决定移动通信网好坏的决定性因素。当然，无线网络规划阶段考虑不到的问题如无线电波传 播的不确定性(障碍物的阻碍等)、基础设施变化(新商业区、街道、城区的重新安排)、 取决于地点和时间的话务负荷(如运动场)、话务要求、用户对服务质量的要求的增加，都 涉及到网络优化工作。
网络优化是一个长期的过程，它贯穿于网络发展的全过程。只有不断提高网络的质量， 才能获得移动用户的满意，吸引和发展更多的用户。在日常网络优化过程中，可以通过OMC 统计和路测来发现问题，当然最通常的还是用户的反映。在网络性能经常性的跟踪检查中发 现话务统计指标达不到要求、网络质量明显下降或用户的反映强烈、用户群改变或发生突发 事件并对网络质量造成很大影响时、以及网络扩容后应对小区频率规划及容量进行核查等情 形发生时，都要及时对网络进行优化。
在发生以下情况时应有针对性地重点进行网络优化。
1)网络正式投入运行后或网络扩容后，即转入网络优化作业；
2)网络质量明显下降或用户投诉多时，应立即安排优化作业，解决网络质量问题； 3)发生突发事件并对网络质量造成很大影响时，应立即安排优化作业； 4)当用户群改变并对网络质量造成很大影响时，应立即安排优化作业。 1．5．2网络优化的安排及实施
移动通信系统的网络优化工作是一项复杂、艰巨的系统工程，贯穿于规划、设计、工程 建设和维护管理的全过程，各方面的调整相互牵连、影响。因此在工作中应时时注意从全局 出发。
网络优化工作主要过程有系统调查、数据分析、制定和实施优化方案等。 1．5．2．1 系统监测调查
在工作中，我们监测调查工作主要包括： I．确认监测目标和范围
利用BSS系统中固有的性能统计机制，定期地对网络运行状态进行分析，因此只有当 网络拥有相当数量的用户时，统计数据给出的结果才会具备可靠性和真实性。 移动通讯网络是一个动态的多维系统，一旦投入使用，它会在以下四个主要范畴里发生 变化：
1)终端用户的变化(新的呼叫模型、用户的地理分布)： 2)网络的运行环境的变化(新的建筑、道路、植被)； 3)网络结构的变化(覆盖范围、系统容量)； 4)应用技术的变化(新设备、新标准、新业务)。
因此网络优化的系统监测工作将会伴随着目标网络的发展而循序渐进，不可能一蹴而 就，这就要求运行商和设备厂商之间密切配合，充分发挥设备能力，以保证终端用户得到优 质的服务。
除了定期分析处理系统的观测数据以外，日常的维护、故障排除工作也是和网络的性能 密切相关的。
2．确定网络优化的对象和目标
网络中存在的问题和需要改进之处是指那些没有达到性能要求的部分。进行优化工作(包括日常性优化和阶段性优化)的主要目的是解决：
1)局部网络或个别网络单元(小区)的性能明显低于网络平均水平： 2)一项或多项指标突明显恶化：
3)网络运营质量未达到运营商的预期目标； 4)性能观测数据的定义。
当前各个设备生产厂家对GSM系统的运行统计是由大量计数器完成的，并定期向OMC
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报告计数结果。每一个计数器都和GSM系统中的某一网络单元的某一事件相关，即某一特 定事件的发生会触发对应的计数器作加一计数，这样通过在某一观测时间段内对某一事件的 发生次数进行统计，就得到了网络的运行统计。观测和分析OMC各计数器数值，就可掌 握网络的运行质量并进行故障分析，这就要求监测人员必须具备GSM网络的呼叫控制、信 道管理、干扰分析等基础知识。 3．计数器观测周期和统计报表
这是指计数器的记录/刷新新时间。在报表中一般有忙时监测和全天监测两类。忙时的确定可分为网络忙时和系统单元忙时：前者由NSS话务统计的峰值时间确定，后者则为统计对象的话务峰值小时(例如小区忙时)或系统负荷峰值时间。
往往有必要在一天中的多个观测时间段内采集数据以监测网络／，J、区／单元等在一天中不同时间的话务变化和负荷变化。尤为值得一提的是，在进行干扰分析时，研究干扰强度的昼夜变化，有助于确定干扰性质，比如：判断是系统内干扰还是外来干扰。 4．网络性能报表的定义
计数器几乎记录了所有事件，但要准确明了地反映网络运行情况还需要对计数器的原始 数据进行计算，从而得到网络性能报表。报表中的质量指标将网络性能的定量描述与终端用 户对服务质量的感受直接连系起来，更便于理解和应用，主要有：掉话、呼叫困难、网络无 法接入、话音质量问题。
上述任何一方面一旦出现问题，都会降低网络总体服务质量，必须及时处理。网络质量 下降的原因可分为两类：
(1)硬件故障：如坏板或局部设备中断服务。这类故障一般会在OMC上产生相应的 告警信息，维护人员须查明故障位置、类型并及时解决。
(2)软故障：系统仍然运行，但出现局部不稳定状态或处于非最佳状态，如干扰、邻 小区定义不完整、PCM工作不稳定等，从而导致服务质量下降，如：掉话率上升、接通率 下降等。这些问题必须由优化人员通过网络性能监测、分析并采取相应优化措施来解决。 对于后者，通常采用三种方式进行故障监测和诊断：
(1)网络观测结果与要求的目标门限相比较：预先确定一组门限，一旦发现某些网络 单元超标(如5％掉话率)，即定为优化对象，进行进一步分析和故障处理。需要强调的是， 门限应根据网络的实际情况确定，同时还要考虑到： 1)局部与整体的关系，集中力量解决个别超标小区：
2)网络维护水平，高水平的日常维护是优良网络性能的前提条件；
3)网络的动态发展，不同规模、不同覆盖水平的网络显然要求不同的门限指标。 (2)动态变化比较：如网络稳定运行时，各观测项目不应有大的浮动。一旦发现局部 网络的性能突然恶化，如掉话率由1％激增至3％，应引起充分重视。通过预置变化量门限， 可以筛选出这类问题，以保证网络的稳定运行。
(3)找出N个最差小区：在日常优化工作中，每阶段对几个最差小区的故障处理可有 效的提高整体网络性能指标。 1．5．2．2数据采集
数据采集包括OMC话务统计数据采集、路测数据采集、CQT测试数据采集、fiJP申告 情况收集以及其它仪表的测试结果等等，其中优化工程师日常优化依据的重点是OMC话务 统计数据和路测数据。优化中评判网络性能的主要指标项包括长途来话接通率、语音接通率、 信道可用率、掉话率、接通率、拥塞率、话务量和切换成功率等，这些也是话务统计数据采 集的重点。路测数据的采集主要通过路测设备，定性、定量、定位地测出网络无线下行的覆 盖切换、质量现状等，通过对无线资源的地理化普查，确认网络现状与规划的差异，找出网 络干扰、盲区地段，掉话和切换失败较高的地段。然后，对路测采集的数据进行分析，如测
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试路线的地理位置信息、测试路线区域内各个基站的位置及基站间的距离、各频点的场强分 布、覆盖情况、接收信号电平和质量、邻小区状况、切换情况等，找出问题的所在从而提出 解决方案。
1．OMC数据采集
收集与优化有关的BSS和NSS各种软、硬件参数，如基站数、每个基站的小区结构和 话音信道数；基站的：BSIC、小区号、小区系统类型、信道类型；小区的CGI、：BCCH载频号、小区载频数及跳频方式；邻区关系定义；切换数据；功率控制数据以及系统消息数据等等。
收集话务统计数据：OMC话务统计数据是了解网络性能指标的一个重要途径，它反映 了无线网络的实际运行状态。统计数据应包括：忙时TCH的业务量；忙时每PCH的业务量； 忙时每AGCH的业务量；忙时越区切换请求次数；忙时位置登记请求次数；忙时No．7信令信道拥塞情况；一定数量通话跟踪的SACCH信息采集；在采集上述统计数据和BSS参数搜集并详细分析的基础上，对某些特定信息在A接口上的提取；忙时掉话次数；忙时成功呼叫接通率；其它方面系统的工作失常现象；需要的其它统计资料。 2．其它数据的采集
我们应根据话务统计分析的结果和用户投诉情况进行路测。路测采集的数据包括：测试 路线区域内各个基站的位置、基站间的距离、各频点的场强分布、接收信号电平和质量、邻 小区状况、覆盖和切换情况、测试路线的地理位置信息等。通过路测数据可以判断无线小区 的实际覆盖范围及干扰区，分析干扰源；观察信令接续过程，检查邻区关系和切换参数；验 证天馈系统实际安装情况；利用信令分析仪可以采集和分析Abis口数据、A接口数据、网 络的上行信号数据，并与路测得到的下行信号对比，从而全面了解网络状态。这样，各小区 掉话、切换等事件发生的主要原因和场所都能正确定位。
由此可见，通过分析OMC采集的数据，不仅能获得各基站小区的参数配置和网络各项 质量指标，还可以找出网络大致存在的问题，在进行有计划的路测后，就可以得出各种问题 的相应解决方法。此外，对比网络优化前后的话务统计数据可以验证网络优化调整的正确性。 利用测试仪表进行干扰和场强的测试，利用测试手段进行呼叫测试。利用测试分析软件分析 数据，可以得到场强覆盖、同频和邻频干扰以及切换等情况。 天馈线资料的收集，如所使用的天馈线类型、馈线衰耗、驻波比、天线增益、天线挂高、 天线方向角、天线俯仰角等等。 1．5．2．3数据分析和问题的定位
网络问题主要从干扰、掉话、无线接通率和切换四个方面来进行分析。
无线接通率分析： 影响无线接通率的主要因素是TCH的拥塞和SDCCH的拥塞，以及-TCH的分配失败。因此若要提高该指标，必须要进行话务均衡处理和分配失败率的分析处理。话务均衡是指各小区载频应得到充分利用，避免某些小区拥塞，而另一些小区基本无话务的现象。通过话务均衡可以减小拥塞率、提高接通率，减少由于话务不均引起的掉话，使通信质量进一步改善提高。话务均衡问题的定位手段包括话务统计数据、话务量、接通率、拥塞率、掉话率、切换成功率、路测和用户反映。话务不均衡原因主要表现在：基站天线挂高、俯仰角、发射功率设置不合理，小区覆盖范围较大，导致该小区话务量较高，造成与其它基站话务量不均衡；由于地理原因，小区处于商业中心或繁华地段，手机用户多而造成该小区相对其它小区话务量高：小区参数，如允许接入最小电平等设置不合理而导致话务量不均衡；小区优先级参数设置未综合考虑等。
掉话分析：掉话问题的定位主要通过话务统计数据、用户反映、路测、无线场强测试、 cQT呼叫质量拨打测试等方法，然后通过分析信号场强、信号干扰、参数设置(设置不当， 切换参数、话务不均衡)等，找出掉话原因。
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干扰分析：GSM系统是干扰受限系统，干扰会使误码率增加，降低话音质量甚至发生 掉话。一般规定误码率在3％左右，如果误码率超出10％则话音质量已经不可容忍。因此， 通常对载波干扰设置一定的门限，规定：同频道载干比C／I~>9dB；邻频道载干比C／A≥-9dB。通话干扰的定位手段包括分析话务统计数据、话音质量差引起的掉话率、干扰带分布、用户反映、路测(RxQual)及CQT呼叫质量拨打测试等。 切换分析：切换失败的分析定位必须要和其它指标的分析结合起来，首先去检查是否是 目标小区的信道由于出现拥塞、硬件故障、传输故障而导致无法指配；其次去分析是否和无 线干扰有关，导致MS无法占用系统所分配的信道；接下来应去检查是否和切换参数及切换 邻小区参数定义有关，或是出现了孤岛效应(漂移小区与其相邻小区同BCCH、BSIC)：最 后应去检查是否为NSS部分数据或路由定义有误。 1．5．2．4优化方案制定及优化调整实施
系统调整内容包含提高交换机处理效率，增加容量，调整信道数，变更基站位置，变更 天线位置，改变倾角，变更切换参数、频率、小区参数等，在覆盖忙区或高话务量地区增加 信道或设置微蜂窝。
下面就网络频率计划、邻区关系、小区覆盖范围和话务流量等方面的调整说明优化过程， 并提供一些优化前后的统计数据进行比较。 1．频率计划调整
通过分析BSC频率配置数据和OMC话务统计报告，我们曾经发现某些小区个别载频存在干扰，表现为其受到的干扰电平不是处于正常时的干扰电平带域1内，而是处于干扰电平带域3或4。路测结果显示这些小区的覆盖区域存在一定的重叠，而频点的配置存在着邻频。针对其中部分小区的频点进行调整后，上述干扰问题明显改善。
干扰电平不在干扰电平带域1内-----小区覆盖重叠-----调整小区频点 2．邻区关系调整
正确、完整的邻区关系非常重要。邻区关系过少，会造成大量掉话；邻区关系过多，会 导致测量报告的精确性降低。这两种情况都会造成网络质量的恶化和掉话。
分析OMC中的TCH性能测量和小区间切换性能测量两个统计报表数据，发现切入、切出 B2和B3小区的切换请求次数很多，两个小区的话务和信令流量也很大，C3小区的掉话率 较大。检查．BSC内的邻区关系设置，发现C3小区没有做基站A的邻区关系。通过这样的 分析后对网络中的邻区关系作出调整，使网络的资源得以充分利用，各相关小区的话务分布 更趋合理，各小区射频丢失率、掉话率均有不同程度的降低，网络性能得到明显改善。 3．小区覆盖范围调整
基站小区的覆盖范围是衡量移动通信网服务质量的重要指标之一。将路测得出的小区实 际覆盖情况和OMC话务分析相结合，可以对各相邻小区的话务均衡提供直接参考依据，是 防止同、邻频干扰的必要步骤。
基站的发射功率、天线高度、下倾角调整是调整基站覆盖范围的常用方法。降低基站的 发射功率、天线高度，增大天线下倾角都会减少基站对其它同邻频小区内移动台的干扰，但 会使基站的覆盖范围变小，并且可能引入盲区。对于室内覆盖较差的情况，除了通过建设室 内微蜂窝基站加以解决外，还可以通过降低参数\最小接收信号电平，，(RXI_,EV ACCESS MIN)使室内覆盖得到一定程度的改善，但通话质量有可能会因此下降。此外，小区参数“最大时间提前量”的设置，决定了该小区进行信道分配和切换的服务范围，取值过小会导致掉话。因此，进行小区覆盖范围的调整时要权衡考虑。 4．话务调整 。 频率计划、邻区关系和小区覆盖范围的调整事实上已经起到了一定的话务均衡作用。此 外，分析话务统计的结果、检查BSC内小区参数的设置可以得出不同的改善措施：
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(1)增加信道或基站：是解决由于无线信道的不足引起网络拥塞的最好办法，但需要 对全网频率进行重新规划或调整。
(2)小区参数调整：小区重选偏移CRO、接入允许保留块数(BS AG BLKS RES)、 相同寻呼间帧数编码(BS PA MFRMS)、各类切换门限参数和余量参数等都会影响小区内 的话务量。通过这些参数的合理设置，可以鼓励或阻碍移动台进入某些小区，从而达到平衡 网络业务量的目的。 1．5．3日常优化措施
为了使网络优化工作的覆盖范围及责任更清楚、明了，可将日常优化工作分为四个主要 部分：
1)网络监测，及时发现并解决可能减低网络服务质量的故障和潜在问题； 2)BSS参数的局部调整；
3)射频优化(包括覆盖范围的调整、干扰的消除)； 4)系统容量及话务负荷的调整。
这几项内容应互相密切结合。首先，网络监测是一切优化工作的基础。而经常不断地预 防性维护和优化则是保证网络正常运行和深入优化的前提条件。对网络不同方面的优化又往 往是互相关联的，比如说在进行系统容量及话务负荷的调整时，有时可以通过适当调整相邻 小区之间的覆盖范围大小来实现，而不是去直接调整设备资源，如增加小区配置的载波数量。 而在进行无线参数调整时，又可以通过合理控制小区的切换，位置更新，小区重选等事件， 从而达到减轻BSC负荷提高系统容量的目的。反过来看，在话务和系统容量合理匹配时， 又可以达到降低掉话，提高切换成功率的目的，对于跳频系统意义尤为显著，应特别引起注 意。
考虑到对现场维护和优化工作的实用性和指导性，本书将用主要篇幅去探讨网络常见的 故障，结合网络监测分析各种现象和原因，并建议了常用的优化措施，如BSS参数的调整 等，这也是在优化工作中最为重要和复杂的部分。对于射频优化部分，本书中将不具体讨论 站址考察、路测分析和天线的调整等，而是主要针对干扰、常见故障以及用户投诉等问题进 行讨论。
1．5．4无线网络质量测试
由交换机所得出的话务统计数据是一种统计意义上的结果，而实地的无线网络质量测试 更能真正反映系统的实际运行情况和获取用户的主观感受，切实有效的网络质量测试有利于 对系统的分析，有利于对实际运营情况的掌握，是网络优化工作的重要组成部分。 GSM网的网络质量测试主要包括两大部分：
CQT(Call Quality Test)测试和DT(Drive Test)测试。 1．5．4．1 CQT测试
CQT测试是在城市中选择多个测试点，在每个点进行一定数量的呼叫，通过呼叫接通 情况及测试者对通话质量的评估，分析网络运行质量和存在的问题。
对于已有GSM900／1800双频网运行的地区，应注意以下测试项目： 1)GSM900／1800双频切换测试；
2)双频手机在仅有GSM900覆盖地区的测试：
3)双频手机在双频覆盖地区的GSMl800优选测试； 4)GSMl800的系统场强测试。 1．5．4．2 DT测试
DT测试即驱车路测，是指在一个城市中借助仪表、测试手机、及测试车辆等工具，沿 特定路线进行无线网络参数和话音质量测定的测试形式。
DT测试包括使用无线测试仪表对无线信号强度、越区切换位置、越区切换电平等参数
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