GSM系统优化.docx

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GSM系统优化

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

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。

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。

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。

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

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。

三、进程分析与系统优化

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

MS调谐到最大接收电平的载波,并判断该载波是否为BCCH.若是,则MS尝试同步.读取BCCH数据.若满足下列条件:

i.MS解码正确,小区是PLMN的一部分

ii.小区未被罢止

iii.C1>0

MS选择该小区,若不满足上述的2,3即搜索到小区但不能成为可服务小区,移动台则继续从该小区的BA-LIST的载波中寻找;若上述的3项条件皆不能满足,则MS调谐到次高频上，重复判别过程;移动台若搜索30个最强的RF信道后,仍未找到合适的小区,但发现有BCCH信号,则移动台显示这可用的PLMN,然后进入自动模式或手动模式,否则,MS搜索更多的RF信道直到找到一个BCCH载波.

●移动台开机----存有BCCH信息

MS关机时储存上次的BCCH信息,开机搜索存储的BCCH,在该BCCH不能成为服务小区时（C1<0;罢止等）,检查该小区的BA-BCCH

若BA-BCCH中载波搜索后,仍未找到合适的BCCH,则重新扫描所有的RF.

C1=（A-Max.（B,0））其中：

A=RXLEVAverage-P1A对应下行信号质量,A值越大,表明下行信号越好.P1=rxlev_access_min,决定了移动台接入系统的最小接收电平（rxlev_access_min）,调整最小接收电平,可以调整SDCCH的业务量。

提高rxlev_access_min能够缩小允许移动台接入小区的区域，从而减少SDCCH的业务量。

当小区的SDCCH和TCH都出现拥塞时，可以考虑提高rxlev_access_min。

B=P2-MaxO/PPowerofMSB对应上行信号质量，B值越大，表明上行信号越好。

P2=ms_txpwr_max_cch,决定允许移动台接入系统的最大发射功率

移动台在下列任何一个出现时将重新选择新的小区。

1）目前服务小区的C1连续5s小于0。

2）移动台监测出下行链路信令故障。

3）如BCCH所指示，目前服务小区被禁止。

4）若在前15s未发生小区重选，则：

对相同位置区的小区，连续5s非服务小区的C1超过服务小区的C1，发生小区重选；对不同位置区的小区，连续5s新小区的C1超过服务小区的C1至少小区重选滞后（CELL-RESELECT-HYSTERESIS）dB，即连续5S，新小区C1>服务小区C1＋CELL-RESELECT-HYSTERESIS，发生小区重选。

若在前15s内，发生过小区重选，则不立刻发生小区重选。

在最大重传（max_retrans）后，随机接入尝试仍不成功。

（2）小区重选

C1,C2，用于小区选择和重选

移动台在同一位置登记区发生BCCH重选时，目标小区C1必须大于源小区C1。

移动台在不同位置登记区发生BCCH重选时，目标小区C1必须大于源小区C1＋cell_reselect_hysteresis。

C2是GSM系统可选功能，并且只适用Phase2的移动台。

其中：

T为邻小区进入移动台测量报告前六个小区的时间长度（用以减轻多径效应的影响）。

H由penaltytime和T决定：

如果penaltytime-T<0，H＝0；如果penaltytime-T>0，H＝1。

空闲模式下的移动台监测BA表中广播的邻小区，并保有最强的六个邻小区表。

移动台最少每5秒计算一次服务小区和邻小区的C2值。

如果邻小区位于不同位置登记区，则应将cell_reselection_hysteresis计算在内。

CRO（cell_reselection_offset）,可以灵活地控制Phase2的移动台空闲模式下的小区重选,对于微蜂窝层或GSM900/1800双频网的话务量控制非常有用。

cell_reselect_param_ind必须等于1，CRO才能起作用。

由于宏蜂窝信号强度大于微蜂窝，如何利用小区重选，来控制微蜂窝吸收更多的话务量呢，举例如下：

情况一：

cell_reselect_param_ind＝0，C2不起作用。

移动台计算微蜂窝A的C1＝35，宏蜂窝B的C1＝45，则移动台选择宏蜂窝作为服务小区。

微蜂窝难以吸收足够的话务量。

情况二：

cell_reselect_param_ind＝1，C2起作用。

移动台计算微蜂窝A的CRO＝20，C1＝35，则C2＝55；宏蜂窝B的CRO＝0，C1＝45，则C2＝45。

所以移动台选择微蜂窝作为服务小区，容易吸收足够的话务量。

每个小区的优先级别被定义为Normal,Low两种。

通常，移动台在空闲模式只选择等级为Normal的小区，但当邻区中找不到合适的可服务小区时，移动台会试图选择等级为Low的小区，设置小区等级的数据库命令为：

cell_bar_qualify=0（0为Normal,1为Low）；甚至我们可以使用命令：

cell_bar_switch=1将该小区禁止掉，既除了切换的电话，该小区不能建立通话。

Cell_reselect_param_ind0不启用C2算法1启用C2算法

Cell_reselection_offset小区重选偏置

Cell_bar_qualify小区优先级0正常级1较低优先级

Cell_bar_access_switch小区罢止开

位置更新过程

移动台在三种情况下发生位置更新：

跨LAC，T3212，IMES附着

1、移动台选择新的位置登记区内的小区作为服务小区。

2、由T3212定义的周期性位置更新。

3、在Attach_detach功能打开的条件下，移动台在重新开机（或插入SIM卡后），发现当前处在的位置登记区与移动台内存储的LAC不一致。

移动台开始位置更新过程，在RACH上向基站子系统发送信道请求，然后去占用系统分配的SDCCH，发起位置更新请求信息。

经过鉴权和加密过程，VLR向移动台发送位置更新接受消息，其中包含TMSI和LAI信息。

移动台将TMSI和LAI存储在SIM卡中，回送TMSI应答消息，位置更新过程完成。

移动台释放SDCCH。

当给移动台占用TCH和SDCCH时，都会进行收信电平的测量。

如果小区的SDCCH拥塞较高，信号起伏较大，或者SDCCH上存在较严重的干扰，都有可能使移动台在发出位置更新请求后无法占用SDCCH，移动台会出现突然无信号指示的情况。

在有些系统中用户对这方面的投诉较严重。

这种情况，较多地发生在不同位置登记区的边界处，尤其是在边界处的高层建筑物内等信号强度起伏较大的区域。

在系统优化时如果有用户投诉这一现象，确定：

1.是否存在频率干扰。

存在频率干扰的特点是小区SDCCH严重阻塞的同时，SDCCH的业务量却很低。

如果存在频率干扰则需要通过修改频率规划，调整天线倾角等办法解决。

2.确定发生该现象的位置是否发生在不同LAC的交界处。

如果该小区SDCCH的业务量很大，可以增加SDCCH的数目。

如果在这一区域只是出现MS无信号指示的现象，同时掉话率高，应该使这一区域有一明显占优的小区，如增加发射功率，调整天线等，或者尝试略微增大CELL_RESELECT_HYSTERESIS，增大CELL_RESELECT_HYSTERESIS可能会带来干扰增大，掉话增加的负作用。

3.确认是否需要话务量均衡。

如果在这一区域伴随着SDCCH拥塞率高，可以考虑进行话务量均衡，甚至LAC重新分区。

在规划阶段，就应该避免将LAC分界处定义在主要街道的两边，或是其它人群密集的地区。

另外一个需要注意的问题是，必须保证同一LAC内的小区Attach_detach同时打开或关闭。

否则会发生这种情况：

移动台在Attach_detach＝1的小区关机，启动IMSI分离过程，网络登记该移动台处于分离状态，拒绝所有对该移动台的呼叫。

若该移动台再次开机时处于同一LAC的不同小区，且该小区Attach_detach＝0，则该移动台不会启动IMSI结合过程，该用户将无法被叫，直到启动位置更新过程

可以利用OMCR统计的PAGE_REQ_FROM_MSC，确认现有LAC分区是否合理，是否需要重新分区。

计算方法举例如下：

A．计算CCCH中有多少PCH（NCCCH）=（NAGCH+NPCH）

当NCCCH=9（假设ccch_conf=0,bs_ag_blks_res=2）

NPCH=NCCCH–NAGCH=9–2=7

B．假设实际上只有33％的时间内的PCH真正用于寻呼移动台。

所以：

NPCH=NPCH*0.33

所以：

NPCH=7*0.33=2.31

C.NPCH=P/（A4.25）（每秒4.25个PCH消息块）

其中:

A=2（每个PCH消息块寻呼两个移动台,forIMSI）

=4（每个PCH消息块寻呼四个移动台,forTMSI）

所以:

P=2.3144.25=39.27次/秒（141372次/小时）

D.假设:

交换机中设定小区每个寻呼命令发送2次

所以响应PAGE_REQ_FROM_MSC的理论上限为:

141372/2=70686（forTMSI）。

实际从OMCR上统计忙时本LAC内小区的PAGE_REQ_FROM_MSC=24763,得出结论：

可以考虑LAC重新分区。

也可以进行以下计算：

假设M－M和L－M的呼叫占总呼叫次数的38％，每次通话

时长60秒，则本LAC内由PCH限制的总话务量为：

（70686/38%）X（60/3600）=3100ERL而实际统计话务量为:

1086ERL。

同样得出结论:

可以考虑LAC重新分区。

考虑到将来系统小区数目和用户数的发展，LAC分区必须慎重并留有余量。

就当前各系统的LAC分区来看，一般很少发现LAC分区过大。

5、切换分析

移动台不断将6个最强邻小区上报，基站子系统判决移动台是否需要切换，向哪个小区切换。

网络向移动台发出切换命令（handovercommand），启动切换进程，切换命令包括目标小区TCH，接入目标小区的初始功率等信息。

移动台多次向目标小区发送HandoverBurst,如成功接入目标小区，由目标小区向BSC发送切换成功的消息。

目标小区等待移动台接入切换信道，如不成功，移动台返回源小区，并由源小区向BSC发送切换不成功的消息。

如果移动台向目标小区的切换失败，而且源小区在定时器超时之前没有收到移动台返回的消息，则BSC向MSC发送清除请求，移动台发生掉话。

参数ho_ack定义了系统确认移动台接入目标信道的等待时间。

参数number_of_preferred_cells设置切换请求消息中邻小区的数目，默认值为6（范围：

1-16），同一BSC下的小区优先。

在一个SACCH复帧周期内，移动台可以对所有邻小区进行若干次采样。

对若干次采样值平均后，移动台每480ms将平均信号强度最大的6个邻小区上报至基站子系统。

基站子系统的RSS根据HREQAVE和HREQT对测量报告做初步处理，提供给后续过程。

后续过程利用这些数据，根据判决标准P/N,作出相应判决。

HREQAVE：

基站子系统对多少个测量报告作平均。

HREQT：

需要多少个测量报告的平均值。

N（decision_1_n1-n8）：

基站子系统进行切换或功率控制的判决需要多少个测量报告的平均值（N≤HREQT）。

P（decision_1_p1-p8）：

在N个平均值中，最少有多少个满足门限（由l_rxlev_dl_p等定义），则判决触发切换或功率控制过程。

设置较小的N值和P值，Hreqave和Hreqt值，可以加快触发切换的速度，对基站间距在500米左右时，就更为重要。

切换速度过快，不能有效克服多径效应造成信号起伏的影响，可能使移动台又切换回原

来的小区