GSM系统无线网络优化(培训).ppt

GSMGSM系统无线网络优化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概念无线网络优化的一般流程流程GSM网络无线性能评估评估无线资源参数参数的分类一般网络优化方法方法特殊优化问题问题无线网络优化的含义GSM系系统统的的优优化化指指通通过过各各种种技技术术手手段段和和措措施施，解解决决系系统统运运行行过过程程中中存存在在的的各各种种问问题题，使使系系统统始始终终处处于于较较好好的的运运行行状状态态。针针对对网网络络中中存存在在的的问问题题，调调整整不不同同类类型型的的参参数数设设置置，包括：包括：u处理机参数u中继群设置参数u无线小区设计参数u无线资源参数等无无线线网网络络优优化化主主要要是是通通过过调调整整各各种种相相关关的的无无线线网网络络工工程程设设计计参参数数和和无无线线资资源源参参数数，满满足足系系统统现现阶阶段段对对各各种种无无线线网网络络指指标标的的要要求求。优优化化调调整整过过程程往往往往是是一一个个周周期期性性的的过过程程，因因为系统对无线网络的要求总在不断变化。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OMCMSBTSBSSAbis接口Um接口BTSBSCHLR/AUCEIRSCBSS(1)（n）A接口MSC/VLRISDNPSTNPLMNPSPDN无线网络优化的实质GSM系统无线网络优化的分类：系统无线网络优化的分类：从从优化调整的对象优化调整的对象来看，可以划分为来看，可以划分为工程参数优化工程参数优化和和无线资源参数优化无线资源参数优化。u工程参数优化：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；u无线资源参数优化：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：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、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。论对无线网络质量指标。主要的无线网络质量指标：主要的无线网络质量指标：u话音质量指标：一般以误码率Rxqual指标来衡量；u忙时接通率：忙时呼叫接通次数/忙时呼叫总数100%；u掉话率：通话中的掉话次数/通话总数100%；u阻塞率：呼叫未接通次数/呼叫总数100%；u无线覆盖率：时间可通概率和位置可通概率；u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：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：忙时接通率：对网络的信道容量提出要求；掉话率：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：阻塞率：对网络的信道容量提出要求；无线覆盖率：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：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系系统统使使用用客客观观的的话话音音等等级级评评价价标标准准，即即基基于于误误码码率率的的话话音音质量等级标准。质量等级标准。定义如下：定义如下：uRXQUAL_0BER0.2%Assumedvalue=0.14%uRXQUAL_10.2%BER0.4%Assumedvalue=0.28%uRXQUAL_20.4%BER0.8%Assumedvalue=0.57%uRXQUAL_30.8%BER1.6%Assumedvalue=1.13%uRXQUAL_41.6%BER3.2%Assumedvalue=2.26%uRXQUAL_53.2%BER6.4%Assumedvalue=4.53%uRXQUAL_66.4%BER12.8%Assumedvalue=9.05%uRXQUAL_712.8%0准则选择合适的小区驻留。小区重选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。小区选择和重选控制小区选择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根据小区选择优先级和C1值的大小选择小区驻留，驻留小值的大小选择小区驻留，驻留小区成为主服务小区区成为主服务小区C1=15C1=8优先级相同小区选择路损判决准则参数C1C1=A-Max(（MS_TXPWR_MAX_CCH P）,0)uA=ReceivedLevelAverage-RXLEV_ACCESS_MIN；uRXLEV_ACCESS_MIN=移动台接入BCCH代表的小区所需的最小接收电平；uMS_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；uP=移动台的最大RF输出功率；u以上参数的量纲单位为dBm。uC10则满足路径损耗标准。小区重选根据根据C2C2算法，邻近小区的算法，邻近小区的C2C2参数值大于当前驻留小区；参数值大于当前驻留小区；距上次小区重选的时间大于距上次小区重选的时间大于1515秒；秒；满足小区重选迟滞参数和小区重选优先级的要求；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。这时发生小区重选。根据小区选择优先级和根据小区选择优先级和C2算法发生小区重选算法发生小区重选C2=4C2=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C2C2=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。u对于非服务小区H(x)=0，x0 =1，x 0 u对于服务小区H(x)=0。u可以将C2准则简化为：C2=C1+偏移量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：u小区内切换小区内切换：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；uBSC内小区间切换内小区间切换：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；uMSC内内BSC间切换间切换：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；uMSC间的切换间的切换：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 BSCGSM900/GSM1800 MSC/VLRHLR/AuCGSM1800GSM1800GSM900GSM900GSM1800GSM900/GSM1800GSM1800 BSCGSM900/GSM1800 BSCGSM1800 MSC/VLRGSM1800 BSCGSM900 BSCGSM900GSM1800GSM900 MSC/VLRGSM900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：a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；a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切换切换控制控制Um接口接口信号强度切换信号强度切换Cell1Cell2-70dBm-85dBm话音质量等级RXQUAL_0BER0.2%Assumed value=0.14%RXQUAL_10.2%BER0.4%Assumed value=0.28%RXQUAL_20.4%BER0.8%Assumed value=0.57%RXQUAL_30.8%BER1.6%Assumed value=1.13%RXQUAL_41.6%BER3.2%Assumed value=2.26%RXQUAL_53.2%BER6.4%Assumed value=4.53%RXQUAL_66.4%BER12.8%Assumed value=9.05%RXQUAL_712.8%BERAssumedvalue=18.10%基于误码率的话音质量等级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侯选小区的信号强度满足要求切换控制切换控制Um接口接口信号质量切换信号质量切换Cell1Cell2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：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HandoverCandidateEnquiry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：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。切切换换目目标标小小区区限限制制：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。切切换换时时间间限限制制：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Cell1Cell2Cell3Cell4MSCBSC1BSC2指定源小区指定源小区和目标小区和目标小区源小区源小区目标小区目标小区业业务务量量大大业业务务量量小小Handover Candidate Inquiry切换算法-快速衰落切换上行信号发生快速衰落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（chainedcell）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 1Micro 2AA1234快速移动台快速移动台RH TH=-96 dBmRH N=4定义定义Micro2为当前为当前服务区的相关小区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发现更好的侯选小区Cell1Cell4服务小区：服务小区：信号强度信号强度-80dBm质量等级质量等级3目标小区：目标小区：PBGT Margin=6dBN=4，P=4目标小区：目标小区：信号强度信号强度-70dBm质量等级质量等级1更好的小区！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MacrocellMicrocellMicrocell服务小区：服务小区：宏蜂窝宏蜂窝目标小区：目标小区：微蜂窝微蜂窝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。MicrocellMicrocell服务小区：服务小区：微蜂窝微蜂窝目标小区：目标小区：微蜂窝微蜂窝T=5s特殊优化问题特殊优化问题特殊优化问题n室内覆盖解决方式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。n双频网络的优化调整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：u二功分器：3.5dB；u三功分器：5dB；u四功分器：7dB；u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。RSAH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 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C1C1=A-Max(（MS_TXPWR_MAX_CCH P）,0)A=ReceivedLevelAverage-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为使手机优先选择18001800网，可将网，可将18001800小区设为正常优先级小区，小区设为正常优先级小区，其其CBQ=0CBQ=0，CBA=0CBA=0；900900小区设为低优先级小区，其小区设为低优先级小区，其CBQ=1CBQ=1，CBA=0CBA=0。900M小区：CBQ=1，CBA=0，C1=151800M小区：CBQ=0，CBA=0，C1=10开机进行小区选择开机进行小区选择小区重选准则C2C2=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网控制控制C2C2的的“偏移量偏移量”参数，使手机优先选择参数，使手机优先选择18001800网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=51800M小区：C1=10，C2=20空闲模式小区重选空闲模式小区重选禁止层间PBGT切换18001800小区小区900900小区小区PBGTPBGT切换切换切换切换双频网络在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 11 11 11 11 11 11 11 17 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77 71 11 11 11 11 11 11 11 11 1表示表示900小区小区表示表示1800小区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。服务小区服务小区邻一邻一（7 7）邻二（5）服服 务务 小小区区邻一邻一（4 4）邻二邻二邻二邻二（5 5 5 5）当没有任何话务量时，邻区一当没有任何话务量时，邻区一拥有比邻区二更高的优先级拥有比邻区二更高的优先级随着邻区一话务量的上升，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!