GSM网络优化浅谈(2)

2、由于干扰而导致的掉话
　　无线电波传播的特性决定其在传播过程中易受外界多种因素的影响；由于网络内部原因，它还受到网络内部各种因素的影响，如同频、邻频干扰以及网络中设备本身的非线性、设备故障所引起的交调干扰。在网络实际运行中我们常常遇到以下几种干扰：
　　（1）设备本身的非线性以及设备故障引起的交调干扰。设备运行中缺乏定期的指标测试和调整，使交调干扰在一定范围存在。如发射部分尤其是直放站上行发射杂散辐射较大、接收部分杂散响应较大，造成对本信道和其它信道的干扰，严重的将无法正常拨叫和通话。在网络运行中曾出现过因为直放站而干扰城区多个跳频基站的情况，并引起大量掉话。
　　（2）频率规划或频点选择不正确，在较近距离内存在同频、邻频现象。目前市区的站点分布越来越密，而分配给网络的频率资源是有限的，因此在频率规划时存在同频、邻频的可能性，使用户在同一地点收到相同频点且载干比小于9dB或相邻频点且载干比小于－9dB的信号，在通话中产生严重的背景噪音甚至掉话。
　　（3）大城市中由玻璃幕墙装饰的高层建筑物会引起电波的强烈反射，这种反射波很有可能引起严重的同频干扰或邻频干扰，此时需调整天线方位角以避开玻璃幕墙的反射。
　　（4）小区参数定义不当造成干扰。如出现同BCCH、同BSIC的情况时会对无线接口造成干扰。在GSM系统的无线接口中，随机接入和切换接入信令使用相同的编码和脉冲方式，均使用8位信息码加上6位奇偶校验位。小区收到接入信息时，与本小区的BSIC比较，若相同则进行下一步解码，距离较近的同BCCH、同BSIC小区间可能会产生随机接入和切换接入的干扰。由于切换多发生在小区边界，切换接入信令会在更近的距离产生干扰。基站分布较密时切换频繁，出现干扰的可能性也就较大。
　　另外，MAX＿TX＿BTS、MAX＿TX＿MS等参数设置不合理，也会造成干扰。如MAX＿TX＿MS设置过高，则在基站附近的移动台会对本小区造成较大的邻信道干扰，影响小区中其它移动台的接通和通话质量；过小则在小区边缘的手机将很难占上信道，且受外界干扰更大。MAX＿TX＿BTS设置过大则会与邻小区产生覆盖交叠，造成信道干扰，手机占用信道困难，通话质量差；过小又会在部分区域如室内或电梯产生覆盖盲区。
　　（5）基站天线高度及俯仰角、方位角设计不合理，导致覆盖范围的不合理，使小区的覆盖范围超出设计覆盖范围，从而与邻小区产生同频干扰或邻频干扰。
（6）TA和实际不符
　　由于某种原因，当BSC计算出的时间提前量（TA）与实际所需要的TA不相符时，会造成时隙上干扰，干扰严重时会引起掉话。
3、由于天馈线原因而导致的掉话
（1）由于两副天线俯仰角或方位角不同而产生的掉话
　　在基站安装过程中每个定向小区均有两副收发天线，小区的BCCH、SDCCH、TCH有可能分别从两副不同的天线发出，当两副天线的俯仰角或方向角不同时，那么就可能出现当用户能收到BCCH信号，但产生呼叫时却因无法占用SDCCH而掉话或当占用的SDCCH为用户指派另一副天线发射出的TCH时，用户因收不到另一副天线的信号而掉话。
（2）由于天馈线自身原因而产生的掉话。
　　天馈线损伤、进水、打折和接头处接触不良，均会降低发射功率和收信灵敏度，从而产生严重的掉话。
（3）由于两副天线之间的距离原因而产生的掉话。
　　两副天线之间应保持一定的水平距离以实现分集接收，否则将会降低收信灵敏度产生掉话。两副天线之间的水平距离一般应大于3m。其它如：Abis接口失败产生的掉话、A接口失败产生的掉话、基站软硬件故障而产生的掉话就不一一缀叙了。
二、掉话的解决
　　现就以上的故障原因进行分析，并提出相应的解决方案。
1、切换的分析和解决
　　切换掉话虽然比较复杂，但我们只要能对整个切换过程有一个完整的、正确的认识，并能找出切换失败的原因，问题就不难解决了。一般说来，引起切换的原因主要有：因接收电平（RX_LEVEL）或接收质量（RX_QUAL）引起的切换；因干扰引起的切换；因呼叫重建引起的切换；因话务原因引起的切换等。对于切换掉话，我们可以通过三步骤进行分析。
（1）从MSC、BSC告警中获得网络不正常信息
　　如因相邻小区数据配置有误，或邻区的BCCH、BCC(基站收发台色码)、LAC(位置区码)等设置不对，从而造成切换失败掉话时，都会在MSC及BSC中产生相应的告警。因此，我们应该经常查看MSC、BSC中的告警记录，找出问题存在的原因。
（2）对OMC的统计信息进行分析来发现不正常的原因
　　基站切换掉话偏高，有时在MSC及BSC中并无告警信息，这时我们可以通过对OMC中的数据进行分析来发现问题。通过对OMC中的数据进行分析，我们可以发现某些基站存在的隐性问题（如TRX、RTX等的隐性障碍，天线等硬件问题等），从而找出问题之所在，达到网络优化的目的。 （3）借助无线场强测试仪及DT等测试来判断切换失败的原因
　　在一般情况下，我们应该对目标小区周边进行较大范围的测试，通过实地路测，可获得基站的覆盖情况及切换情况，从而得到某些在OMC上所不能提供的信息。在实测时，特别要把那些与目标小区有切换拓扑关系而拥塞率又较高的小区作为测试的重点，然后通过对测试结果的分析，判断切换失败的原因，从而找出解决问题的办法。
　　当掉话率高涉及到切换问题时，我们应抓住切换的原因及切换失败的原因作为突破点，然后对症下药，找出解决问题的办法。一般而言，由于切换是在小区及基站之间发生的，本小区的掉话有可能是因为其与相邻小区之间的切换设置不合理造成的，如果是这种原因应及时修改切换参数；同时我们需要检查小区周围是否有盲区存在，如果是因网络存在漏覆盖区或盲区而导致的切换掉话，可以通过增加新基站或扩大原有基站的覆盖范围来予以解决；对于因频率设置不合理而造成的掉话可根据实测情况适当修改小区的频率参数；对那些由于话务量不均衡，造成忙时因目标基站无切换信道而产生的掉话，我们可以根据实际话务量的情况，通过修改或增加基站配置或者扩大原有基站的覆盖范围等办法来予以解决。
2、干扰的分析和解决
　　通过OMC－R上的统计报告、DT测试及CQT拨打测试、用户申告等方式可以发现网络中存在的干扰情况。通过对干扰产生原因的具体分析，并根据实际情况可以采取不同的措施来减少干扰，从而及时发现问题、解决问题，提高网络的运行质量。
　　（1）对基站硬件进行检查，确保硬件部分工作正常。定期对BTS的收发信系统进行检查，减少收发信系统杂散发射与响应，提高收发信系统的性能，减少干扰；定期对BTS的主时钟进行调整（频偏越小越好），减少所用信道受其它信道的干扰，提高通信质量及系统指标。
　　（2）通过OMC－R及一些工具软件检查小区BCCH、BSIC、CI、LAC等参数的设置是否恰当，并根据实际情况进行调整。如借助东信的“无线导航”可以方便、直观地浏览全网频率使用情况，及时发现同频和邻频现象，及时作出调整。适当调整BTS和MS发射功率参数，改变基站覆盖范围，减少对相邻基站的干扰。在保证小区边缘处移动台接入成功率的前提下，尽量减小移动台的接入电平，以减少对相邻小区的干扰。通过对调整小区进行多次的CQT测试，并根据测试结果不断进行修正，以得到小区最佳的设置参数。
　　（3）选择语音间歇期间系统不传送信号的不连续发射（DTX）方式，限制无用信息的发送，减少发射的有效时间，从而降低对无线信道的干扰，使网络的平均通话质量得以改善，并能减少手机的功率损耗，延长电池使用时间。
　　（4）使用跳频技术。跳频可有效地改善无线信号的传输质量，特别是慢速移动体的传输质量。跳频使得发射载频以突发脉冲序列为基础进行跳变，从而可明显减低同频干扰和频率选择性衰落效应，达到干扰源分集和频率分集的效果。
　　（5）调整天线的方位角与俯仰角，使得无线网络覆盖合理，尽量减少覆盖交叠和覆盖盲区的现象，改善无线环境，减少无线干扰。理论分析和实践经验表明，在加大定向天线俯角的过程中，水平面主方向的增益降幅比其它方向大，因此改变天线俯仰角来消除同频干扰比单纯降低发射功率更有效
3、天馈线的分析和解决
　　（1）对因天线方位角或信俯仰角不正确而形成的掉话，首先应到基站现场进行观测。如不能发现问题则可以通过对特定故障小区的CQT拨打测试或通过分析从OMC中得到的相关统计参数 (RF_LOSS_RATE、SDCCH_CONGESTION_KEY、TCH_CONGESTION_KEY等）来发现故障原因，并及时调整天线方位角和俯仰角以降低掉话率。
　　（2）对由于天馈线损坏或接头接触不良致使发射功率和收信灵敏度降低而产生的掉话，可采用天馈线测试仪对天馈线进行测量来判断故障原因及故障点，并及时更换故障天馈线和接头。
　　总之，不管是因何种原因产生的掉话都应及时通过各种测试手段以及分析从OMC中取得的各种测试报告来发现故障现象的原因，并建议做定时定量的CQT和DRIVER_TEST测试，特别是对热点地区，以便能够尽早地发现问题，解决问题。
第五部分、GSM无线网络的虚拟分层
　　GSM无线网络的虚拟分层是近来在各种专业性文章中讨论得比较多的话题，还并未在我们目前的网络优化工作中应用，但它给我们今后的优化工作带来了新的思路。
一、 GSM无线网络单层结构的弊端
　　单层无线网络分布结构是指网络中基站对服务区只提供一次覆盖的无线网络，是我们目前普遍采用的方式。这样的网络分布结构存在许多自身无法克服的弊端，主要表现在以下几个方面：
1、网络疏忙手段少、能力差，无法有效地分流突发话务
　　单层网络疏忙手段是基于小区参数的设置，将部分话务量分流到邻近基站，由于突发话务所处地理位置的原因（突发话务地点离基站较近时，相邻小区覆盖不到，则无法帮助分流）和相邻小区的承受能力（相邻小区有富裕空闲信道时才能帮助分流），此单一手段无法彻底解决突发话务分流问题。
2、基站故障后将产生覆盖盲区
　　为了避免同频干扰和邻频干扰，单层无线网络结构只能在小区边缘做到交叉覆盖，而小区其他部分则不能交叉覆盖，因此当某扇区设备故障时，将产生覆盖盲区。
3、高层建筑手机用户通信难
　　高层建筑内同频邻频干扰严重，通常采用的室内天线分布系统可以解决部分酒店、写字楼等公共场所的通信问题，这种按点解决的方法不能提供立体空间面的覆盖，因此未安装室内天线分布系统的普通高层住宅和一般高层建筑，手机用户通信难的问题则无法得到解决。
4、高层建筑的大量增加，市区内易形成覆盖死角
　　随着网络规模的扩大，频率复用程度提高，小区服务半径不断缩小，天线高度随之降低，而高层建筑的大量增加将直接阻挡小区电波的传送，使某些地区产生障碍物阻挡阴影，形成覆盖死角。
5、建设难度的增加
　　居民小区的不断增多，用户大量集中，这些地区是我们服务的重点，也往往是我们网络覆盖的盲点，而在小区内新建基站受到电源、传输等条件的限制，特别是受到小区居民的反对。
二、GSM无线网络的结构分层
　　无线网络结构分层是指在现有单层无线网络的基础上建立第二层无线网络，对服务区提供二次覆盖。原网络采用低天线位置，吸收地面及低层空间活务；上层网络选择高天线位置，吸收高层空间话务和快速传输话务，同时充当底层网络的安全备份。当底层网络某基站话务饱和时可向上层网络相关基站分流活务，从而减少基站阻塞的可能性。当底层网络的基站障碍时，上层网络的基站将自动接替相关底层障碍基站提供服务，不会造成话务丢失。通过提供立体空间面覆盖解决了高层建筑手机用户通信问题。分层网的上层由于天线位置较高，电波可以以较大的角度向下传播，受障碍物阻挡的机会减小，从而改善了市区阴影地区的覆盖状况。通过调整上下两层网络之间的接入关系，分层网络可以达到均衡网络话务的目的。同时，分层网建设还为基站密度饱和无法建设新基站的市区提供了一种扩容手段。
　　常规的无线网络结构分层是物理上的分层，不占用原网络的基站，而是选择适当地点，重新投资基站设备另建新站，形成物理上独立的分层。这种分层方法建设时间长，投资大，短时间内难以实现，而且对网络规模不是特别大，话务不是特别繁忙的城市不能普遍适用。因此，大多数城市至今仍未对其GSM网络无线结构进行分层。以下介绍的是一种有别于常规物理分层的虚拟分层方法。
三、 GSM无线网络的虚拟分层
　　虚拟分层的具体做法是引入虚拟网络概念，在原网络基础上不增加任何设备，而是从现有无线网络中选择若干天线位置较高的基站，赋予这些站新的频率，加大其发射功率，适当调整天线俯仰角，增大覆盖范围，同时修改相关小区的切换参数和接人参数，使物理上归属底层网络的某些基站，不仅要覆盖原服务区，还要扩大服务范围，为相邻的其它基站提供二次覆盖，从而虚拟为上层网络的一个基站，承担起上层网络的任务。这些虚拟为上层网络的基站在物理上利用的是原底层网络的基站，但在网络层次上和承担的任务上，归属上层网络。虚拟为上层网络的基站之间建立切换关系后构成一个相对独立的完整网络石加在原网络上提供原网络二次覆盖成为原网络热备份，从而实现分层网的功能。
　　虚拟分层的方案在小区参数的设置上，参考了同心圆技术的小区参数设置，在网络层次上引进了虚拟网的概念，具有不增加任何设备、零投资的特点。通过重新设置原网络相关无线小区的参数（主要是接入控制参数、小区切换参数、功率控制参数）即可虚拟出第二层网络，实现分层网功能，从而有效克服单层无线网络结构的弊端。这种虚拟分层的方法灵活性高、易修正，是适应当前网络发展水平的普遍适用方法。当网络规模发展到相当程度后，运营商也可根据需要选择物理分层。
第六部分、结束语
　　网络优化是一项长期的不间断而且非常复杂的工作，有待于我们在实际工作中进一步摸索总结。以上我们从理论和实践上对我们在日常优化中所遇到的如室内覆盖、天线在网络优化中的作用、掉话现象等热点问题以及网络虚拟分层技术进行了较为深入的探讨。本文中所提出的一些分析问题、解决问题的思路和方法应对从事网络维护的工程技术人员应有一定的参考价值。