GSM系统优化.docx

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GSM系统优化

GSM系统优化

目录

一、优化的组织实施与流程…………………………………………1

1、GSM网络优化流程………………………………………3

2、人员配备…………………………………………………9

3、设备配置………………………………………………10

二、优化工作内容……………………………………………………11

1、策划阶段………………………………………………14

2、实施阶段………………………………………………22

（1）天线覆盖优化………………………………………24

（2）话务量均衡…………………………………………27

（3）频率规划优化………………………………………31

（4）基站排障……………………………………………31

（5）小区参数优化………………………………………31

3、总结阶段………………………………………………32

三、进程分析与系统优化……………………………………………33

1、小区选择和重选过程…………………………………36

2、位置更新过程…………………………………………44

3、主叫建立过程…………………………………………46

4、被叫建立过程…………………………………………50

5、切换分析………………………………………………54

6、掉话过程………………………………………………64

7、功率控制………………………………………………68

四．小区话务量分析………………………………………………77

1、小区的边界……………………………………………80

2、直接重试与拥塞缓解…………………………………88

3、利用小区接入优先级进行话务管理…………………90

4、GSM900和GSM1800小区间的话务量管理简介………92

五、统计数据分析方法……………………………………………97

1、层层深入式的分析方法---渐进法…………………100

2、统计数据的分析方法－“TOP20”法………………110

3、统计数据的第三种方法――进程法…………………112

六、优化工具软件WirelessPilot简介…………………………117

1、前言……………………………………………………120

2、WirelessPilot的功能组成…………………………122

3、WirelessPilot的特点………………………………122

4、WirelessPilot功能介绍……………………………124

（1）基站信息管理平台………………………………124

（2）频率规划修改和调整……………………………128

（3）基站数据库的有关功能…………………………132

（4）优化统计数据的现场采集和分析处理显示……132

（5）工程及系统日常管理……………………………136

（6）详细的帮助系统…………………………………138

一、优化的组织实施与流程

本部分内容如下:

GSM网络优化流程

人力配备

设备配置

1、GSM网络优化流程

可以将网络优化过程大致分为三个阶段：

1.策划阶段

2.优化实施阶段

3.系统微调和总结阶段

（1）策划阶段

本阶段的主要内容包括：

1.整理地图和频率规划（包含基站频率，切换关系，基站结构，经纬度，天线倾角，方位角，高度，归属BSC和LAC等信息）

2.拨打测试和路测，重点对用户投诉严重的区域进行测试，分析天线覆盖，基站切换，邻频和同频干扰程度。

初步掌握恶化区域的主要问题。

3.OMCR的数据统计分析，统计系统的掉话率，TCH射频丢失率,SDCCH的射频丢失率，切换掉话率，TCH的拥塞率，SDCCH的拥塞率，TCH的业务量，SDCCH的业务量等指标。

可以采用TOP20法，将指标最为恶劣的20个小区列出，作为重点解决的目标。

4.结合1，2，3点，提出在第二阶段实施的优化方案。

用一句话概括第一阶段工作，就是：

掌握情况，提出方案。

表一：

优化日志试样

日期

发现问题

分析

措施

结果

07-07-99

部分基站的频率存在干扰

造成掉话率严重，SDCCH拥塞

改频，参见频率修改表

583jichangdropcall降低/210市党校掉话降低/531,532掉话降低/112,113省管局掉话降低；部分基站的改频，在基站检查，天馈调整完成后，体现出来

BSC13的基站存在单通

判断为RXCDR与MSC之间的陆地电路或XCDR板的问题。

RXCDR14的MMS9、MMS11两对2Mb/s线交叉的可能性比较大，在RXCDR顶将两对2Mb/s线调整

单通问题得以解决

07-08-99

dalou_micro1120与邮电大楼1处于不同BSC、不同LAC；未加NEIGHBOR

造成Locationupdate过多。

无法切换

dalou_micro1120与邮电大楼1同BSC、不同LAC；加NIEGHBOR

dropcall高，sdblk

山体发射，向后覆盖

103max_tx43->37;103min_access5->10

有所改善

sd干扰

邻频干扰

333sdcch=56->80

SDCCHblock减少

332sdcchblk

min_access5->15

改善不明显

xx-xx-99

532话务量偏低,只有0.5ERL,而531有20ERl,131有24ERL.

检查[53]_TiGongDa_532的接收和天线

（2）实施阶段

本阶段根据优化方案，主要通过采取：

基站告警排障；基站检查;频率规划优化;天线调整；切换关系修改；数据库修改。

达到优化的目的：

降低拥塞率；降低掉话率；提高接通率；改善覆盖；改善通话质量。

系统优化（systemoptimization）和基站排障（troublshooting）在称谓上截然不同，但在实施中却难以区分。

实际上基站排障后，系统指标往往有大幅度提高。

路测贯彻本阶段的始终，通过路测验证以上各种优化手段的实际效果，分析仍然存在的问题，发现新的问题。

另外一项日常工作是统计每天的系统运行报告，同样用于评估每日优化效果，发现和分析问题。

二者各有侧重。

为了便于掌握系统参数设置的整体情况，可以在慎重确定合理的取值后，将各小区参数统一。

这样做，有可能系统局部出现恶化，但是有利于理清思路，因为GSM的参数实在太多。

可以通过在第三阶段的微调过程中，将这些参数重新修正。

我们并不建议这样做。

在优化实施阶段必须建立详细而完整的优化日志，这对整理优化的思路，结合统计数据，分析评估每项工作的效果，大有帮助。

在优化中应该予以充分重视。

时间：

1/5优化周期

（3）总结阶段

本阶段在前期优化成绩的基础上，通过优化系统控制参数和小区选择参数等手段微调系统。

因为基站硬件，频率规划和天线对系统的影响更大，所以微调系统应该在第三阶段实施。

还需要评估前期工作，确认是否需要进行LAC重新分区，是否需要调整BSC所带基站，在那些热点地区增加基站等进一步措施。

然后是优化报告，对比优化前后数据。

本阶段的工作同样需要在优化日志中予以详细记录。

2.人员配备

东方通信网络技术公司的优化小组成员，全部由经验丰富的认证工程师组成，优化队伍将包括以下人员：

♦项目工程师

♦数据分析工程师

♦网络规划工程师

♦BSC工程师

♦BTS工程师

♦路测（DriverTest）工程师

下例是两个不同规模系统的优化人员配置情况：

♦A系统（>800载频）：

项目工程师1名，数据分析工程师1-2名，网络规划工程师1名，BSC工程师2-3名，BTS工程师7-8名，路测工程师2名；

♦B系统（<400载频）：

项目工程师1名，数据分析工程师1-2名,网络规划工程师1名，BSC工程师1-2名，BTS工程师5-6名，路测工程师1-2名。

3.设备配置

主要所需的设备有：

♦基站调测设备：

包含便携机（内装基站调测软件Cindy等）、信号发生器（综测仪）、功率计等，具体数量随BTS工程师人数而定；

♦优化相关专用软件设备（如WirelessPilot等）

♦路测设备：

包含测试软件（如EASTCOM2000）、测试手机等，一般1-2套；

♦通信规程测试仪（1台）

♦测试工程车等

二、优化工作内容

本部分内容主要是对GSM网络优化的三个阶段的工作加以阐述：

1．策划阶段：

拨打测试

路测分析

统计分析

优化方案设计

2．实施阶段：

天线覆盖优化

基站排障

小区间话务量均衡

频率规划优化

小区参数优化

3．总结阶段

优化日志整理

系统微调

优化前后数据对比

网络中存在问题分析

系统性能改善建议

路测记录以下数据：

●CELLID

●CHANNELNUMBER

●RXLEV

●RXQUAL

●TIMESLOT

●MOBILETXPOWER

●T．A．

●THEBESTNEIGHBOR

1、策划阶段

（1）拨打测试

测试样本点必须足够多，在每个测试点拨打七个移动主叫市话及三个市话拨打移动，每个电话相隔10秒并保持1分钟。

分析以下数据：

接通与不能接通的比例

话音质量主观评级（非常好，好，噪声，没话音）

RXQUAL的分布

RXLEV的分布

路测范围：

●市区主要街道

●按照测试路线，测试每个小区

●重点区域及用户投诉较集中的区域

测试内容描述：

●每个电话保持两分钟，间隔10秒。

●标注重要区域如：

繁华街道、十字路口、集市等处。

●标注路测过程中发生掉话的位置，初步分析原因

●标注干扰严重的区域，找出干扰原因

●标注频繁发生切换或切换失败的的区域，并初步分析原因

（2）路测及分析

路测前的准备：

OMCR统计数据的采集和基本分析

在地图上标注基站位置及频点；标注BSC及LAC划分区域

分析路测结果：

利用路测设备的后台分析软件或数据回放，对路测中异常的区域进行重点分析，初步判断原因。

造成覆盖不好和覆盖盲点的原因主要有：

.天馈线反射驻波比过大，对基站发射功率的衰耗过大。

.天线倾角不合理。

.载频TX_POWEROffset校准错误。

.MAX_TX_BTS设置过小。

.建筑物或地形阻挡。

.硬件故障，载频发射功率低。

.市郊基站间隔过远，未做到连续覆盖。

发生频繁切换的区域及小区

.无主服务小区，周围各小区信号强度接近。

.相邻小区间切换参数设置不合理。

通话质量不好的原因有：

.同频干扰或邻频干扰。

.上、下行信号偏低。

.天馈线反射驻波比过大，过强的反射信号引入交调干扰。

.硬件故障。

干扰产生的主要原因有：

.不合理的频率规划或覆盖，引入同频干扰或邻频干扰。

.天馈线反射驻波比过大，过强的反射信号引入交调干扰。

.未经网络规划统一严格设计的直放站引入干扰。

.基站硬件故障。

.系统外载波干扰。

（3）统计数据分析

结合CQT数据，路测数据；OMC统计数据分析。

发现系统当前存在的问题：

①指出信号差或盲点区域

②找到覆盖过小，过大或越区覆盖的小区

③找出发生频繁切换的区域及小区

④找出通话质量不好的区域。

⑤找出发生干扰严重的区域和小区

⑥分析高掉话率的区域和小区

⑦分析高拥塞率的区域和小区

产生掉话原因主要有：

.干扰导致RFLOSS

.上下行信号过低，导致RFLOSS

.功率控制参数设置不合理。

.小区的收发天线倾角，方位角不一致。

.同一小区不同载频间发射功率偏差过大。

.切换失败

拥塞产生的原因主要有：

.不合理的覆盖或小区不合理导致参数小区间话务量分配不均衡。

.TCH或SDCCH占用时间过长导致拥塞。

.硬件故障。

.话务量超出了系统的能力。

（4）提出优化实施方案

结合CQT数据，路测数据；OMC统计数据分析。

提出优化方案的第一步是，进行问题定位。

灵活应用统计数据的三种分析方法

●渐进法

●TOP20法

●进程法

进行分析，提出优化方案。

借助网络优化工具WirelessPilot。

有助于我们迅速发现系统当前存在的问题，针对各种情况提出具体优化方案。

灵活应用统计数据的三种分析方法

●渐进法

●TOP20法

●进程法

2、实施阶段

在优化实施阶段，路测及分析，统计数据分析仍然是日常工作。

问题定位完成后，我们的优化将对定位出的问题，相应采取：

●天线覆盖优化

●小区间话务量均衡

●频率规划优化

●小区参数优化

●基站排障

等手段，对网络实施优化，使系统的无线接通率、TCH掉话率、SDCCH掉话率、TCH拥塞率、SDCCH的拥塞率等指标改善，同时话务量获得增加，使系统设备的利用率提高。

同时解决系统中存在单方通话，移动台脱网等难点问题。

经验告诉我们，优化日志的建立非常重要。

对整理优化的思路，结合统计数据，分析评估每项工作的效果，大有帮助。

同时可以使运营者可以掌握优化前后系统参数，基站调整，天馈调整的具体情况。

我们在优化进行中将建立完整的优化日志，并在优化结束时，提交整理后的优化日志。

天线A－水平平面的半功率角小

天线B－水平平面的半功率角大

（1）天线覆盖优化

天线的覆盖情况，几乎影响到所有系统参数是否合理，影响到所有的统计数据。

天线覆盖的优化是一种基本的优化手段。

天线的常用指标

极化方式：

公用移动通信系统采用的频段，决定了天线都采用垂直极化方式（双极化天线处于极化分集的考虑，除外。

）

水平平面的半功率角（H－PlaneHalfPowerbeamwidth）:

（45°,60°,90°等）定义了天线水平平面的波束宽度。

角度越大,在扇区交界处的覆盖越好，但当提高天线倾角时，也越容易发生波束畸变,形成越区覆盖。

角度越小，在扇区交界处覆盖越差。

提高天线倾角可以在移动程度上改善扇区交界处的覆盖，而且相对而言，不容易产生对其他小区的越区覆盖。

在市中心基站由于站距小，天线倾角大，应当采用水平平面的半功率角小的天线，郊区选用水平平面的半功率角大的天线。

垂直平面的半功率角（V－PlaneHalfPowerbeamwidth）:

（48°,33°,15°,8°）

定义了天线垂直平面的波束宽度。

垂直平面的半功率角越小，偏离主波束方向时信号衰减越快，在越容易通过调整天线倾角准确控制覆盖范围。

天线倾角（downtilt）：

定义了天线倾角的范围，在此范围内，天线波束发生的畸变较小。

前后比（Front-BackRatio）:

（25－30dB）表明了天线对后瓣抑制的好坏。

选用前后比低的天线，天线的后瓣有可能产生越区覆盖，导致切换关系混乱，产生掉话。

应优先选用前后比为30的天线。

天线增益（gain）:

排除天线制造工艺的差别，天线波束越小，增益越大。

B

天线倾角的确定

已知条件――天线高度H，所希望得到的覆盖半径R，天线垂直平面的半功率角A。

需确定天线倾角B。

tg（B-A/2）=H/R

B=arctg（H/R）+A/2

说明：

不考虑路径损耗，D点功率电平是C点的一半，即小3dB。

由此计算覆盖半径不完全合理。

但是厂家只提供半功率角指标。

实际作天线倾角时，比B值大1－2度更合理些。

上式同样表明天线高度与小区覆盖半径的关系。

天线倾角和方位角的调整必须根据路测数据进行，调整的结果也通过路测数据进行评估。

调整天线

包括增大天线倾角和降低天线高度，减小小区的覆盖，使相邻小区分担业务量，达到降低负载的目的。

天线倾角受天线本身特性限制。

天线倾角过大,波瓣形状发生畸变,容易产生越区覆盖。

引入频率干扰和错误的切换。

结合路测结果判断是否发生越区覆盖。

调整天线倾角和高度、切换关系。

修改切换门限

通过减小向邻小区切换的门限（handover_margin），提高本小区的切入门限，使移动台很容易地切换出去，同时难以切换进来。

是较简单迅速的手段。

调整小区选择参数

空闲模式下，移动台根据C1或C2判断自己归属于哪一个小区服务，提高或降低小区的最小接入电平（RXLEV-ACCESS-MIN），减小或增大本小区的C1值，来达到减少或增加所服务移动台的数目，从而在不同小区间均衡业务量。

可以降低SDCCH和TCH的拥塞率。

相对而言，调整最小接入电平（RXLEV-ACCESS-MIN），对SDCCH的业务量的影响更明显一些。

对TCH的业务量影响小一些，必须与切换门限结合使用，才能对TCH的业务量有较明显的改变。

调整最小接入电平（RXLEV-ACCESS-MIN）的最小步长，应该大于5db。

否则，几乎不能发现对统计数据的影响。

改变功率预算的切换门限，相应增大或减小小区的切出半径RHO_out或切入半径RHO_in，可以达到均衡话务量的目的。

例如将移动台由A小区切换至B小区的切换门限由Ho_margin=8增大到Ho_margin=15，即原来邻小区B的功率预算比源小区A大8dB，就触发切换。

现在必须满足邻小区B的功率预算比源小区大15dB,才触发由A到B的切换。

这样就等于扩大了小区A的服务范围，即通过增大RHO_out来增加话务量。

类似地，将移动台由B小区切换至A小区的切换门限由Ho_margin=8减小到Ho_margin=0，即原来邻小区B的功率预算比源小区A大8dB，就触发切换。

现在必须满足邻小区B的功率预算比源小区大0dB,就触发由A到B的切换。

这样就等于缩小了B小区的服务范围，扩大了小区A的服务范围，即通过增大RHO_in来增加A小区话务量。

（2）话务量均衡

小区拥塞可能出现三种情况：

1、SDCCH和TCH都出现拥塞。

2、SDCCH无拥塞，而TCH出现拥塞。

3、SDCCH拥塞高，而TCH拥塞低或无拥塞。

●SDCCH和TCH都出现拥塞

如果相邻小区的SDCCH和TCH的都出现拥塞，则只有通过增加基站。

来达到降低拥塞的目的。

如果相邻小区未出现拥塞，采取均衡业务量的办法。

优先次序依次是调整天线修改切换门限调整小区选择参数。

减少SDCCH的频率干扰

如果在SDCCH频点上存在较严重射频干扰，一方面会造成无效试呼次数和SDCCH射频丢失次数的增加，另一方面，由于移动台频繁占用SDCCH或占用SDCCH的时长增加，可能造成SDCCH的拥塞。

解决办法是修改频率规划，或是采用前面介绍的倒换SDCCH载频的方法。

天馈部分的反射驻波比过大，产生交调干扰，也可能造成SDCCH干扰，并会降低无线接通率很低，增大掉话率。

优化位置登记区（LAC）边界

如果位置登记区的边界位于城市主要道路的两侧，或是其他人群密集的区域，会造成该区域内移动台发生频繁的位置登记，加重SDCCH的负荷，产生拥塞。

解决办法是：

调整天线，增大或减小个别基站发射功率，使该区域有一明显占优势的小区，优化位置登记区（LAC）边界；

提高位于LAC边缘小区的重选滞后参数（cell_reselect_hysteresis）。

位置登记区重新分区，使位置登记区（LAC）边界避开人群密集地区。

增大T3212

位置登记消息需要上报至VLR，延长移动台周期性位置更新时间，可以大大降低系统负荷,包括BSC，MTL，SDCCH等等的负荷。

如将T3212=60增大到T3212＝120，使周期性位置更新时间由6小时变为12小时，大大降低系统负荷。

系统内各小区T3212应一致。

当BSC处理器过载时，也可考虑增大t3212。

增加SDCCH数量

TCH无拥塞时，直接增加SDCCH的数目。

在LAC边界处的小区，可以比其他小区分配更多的SDCCH。

●SDCCH无拥塞，而TCH出现拥塞。

修改切换门限

调整天线

调整小区选择参数

●SDCCH拥塞高，而TCH拥塞低或无拥塞。

减少SDCCH的频率干扰

优化位置登记区（LAC）边界

增大T3212（t3212=0-255）

增加SDCCH数量

（3）频率规划优化

无论采用4×3复用模式，3×3复用模式或采用合成器跳频下1×3模式，都是为了满足：

同频干扰保护比C/I：

≥12dB（下限要求9dB）

邻频干扰保护比C/I：

≥-6dB（下限要求-9dB）

（4）基站排障

包括基站硬件问题，天馈问题，传输等问题的处理。

基站排障是其他后续优化手段的前提。

（5）小区参数优化

在整个优化过程中，小区参数的优化应该放在天线调整，基站排障后进行，因为硬件是基础。

有关课程对频率规划、基站硬件、小区参数的内容有详细介绍，此处不一一描述。

3、总结阶段

我们将对前一阶段的工作进行总结，整理优化日志，对比优化前后系统运行统计数据，提交优化总结报告。

并对网络中存在的结构性问题，对如何进一步改善网络运行质量，提出建议。

三、进程分析与系统优化

本章主要讨论以下进程:

●小区选择和重选过程

●位置更新过程

●主叫建立过程

●被叫建立过程

●切换分析

●掉话分析

●功率控制过程分析

以及在系统优化中如何利用对这些进程的分析发现系统中存在的问题。

1、小区选择和重选过程

目前，拥塞率是评估GSM网络重要指标，并且直接影响系统的接通率，与掉话率也密切相关。

控制移动台在空闲模式下的小区选择和重选，结合调整切换门限，可以均衡各小区负荷，降低小区和系统的拥塞率。

是系统优化的有效手段。

（1）小区选择

小区选择是指移动台在开机并进入空闲模式时优先选择服务小区的过程,而小区重选则是移动台在空闲模式下因位置变动,信号变化等引起的重新选择服务小区的过程.

移动台选择某个小区后,调谐到该小区的BCCH+CCCH上,并可接收寻呼信息,在RACH上做随机介入尝试,接收该小区的BCCH数据.

小区选择和重选消息利用“BCCH分配（BA）”表。

每个服务小区有两个BALIST表，可以相同或不同。

a）BA（BCCH）：

在BCCH上通过系统信息消息类型2（systeminformationmessagetype2）发送，用于移动台的小区选择和重选。

它包含PLMN在某个物理区域中使用的BCCH载波，最多64个频点。

当BA（SACCH）中定义的频点是BA（BCCH）中定义频点的子集时，BA（BCCH）最多可定义64个邻小区。

b）BA（SACCH）：

在SACCH上通过系统信息消息类型5（systeminformationmessagetype5）发送的BA。

它向移动台指示，哪个BCCH载波用于切换监测,最多64个频点，最多32个邻小区。

（由以上的描述可以发现:

当某小区存在于另一小区的BA（bcch）但不在BA（sacch）时,这个小区将不参与切换判决,因而只支持服务区内的呼叫,不接受切换.）

空闲模式下的小区选择

因此,对于移动台开机而言,存在两种情况:

1.移动台存有上次的BCCH信息.2.移动台中未存有BCCH信息.

●移动台开机---无BCCH信息

移动台会搜索所有124个信道,在每个RF信道上读取接收的信号强度,计算平均电平.整个测量时间为3—5秒,在这段时间内从不同的RF信道上抽样测量点,每载波至少5个测量样点

切入边界，半径RHO_in

MS调谐到最大接收电平的载波,并判断该载