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中图分类号:TN711文献标识码: A 文章编号:
一、概述
CDMA它是在扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。
随着科学技术不断发展,业务水平的不断提高,通信网络也随着不断的发展和完善。自从2008年10月,中国电信成功收购中国联通的CDMA技术,CDMA通信网络进入新的发展时期。并且随着业务量和用户的增加,需要不断提升网络能力和网络覆盖,通过科学的网络优化和网络规划创造出精品的网络,从而保持企业的竞争力。
二、CDMA规划、优化当前存在的问题
当前,C网规划、优化存在的问题表现在以下几个方面:
其一,CDMA的知识储备比较匮乏。尽管我们标准体系、设备制造都具备了较强的竞争能力,但是在网络规划和优化等技术领域还显得比较落后。在这一方面无论是高层次的理论研究和优质的应用工具的研究,还是实际的工程建设和日常维护队伍以及网络的质量评估体系都相对薄弱。
其二,由于我们的移动通信网络一直是一个高发展阶段,所以人们始终重视的是设备的引进和网络的扩容,注重发展更多的用户,而对网络优化和系统评估的人才培养和技术研究重视不够,以至于过分依赖设备制造商来保证网络的质量。这样做带来的后果将会是,当所谓的“交钥匙工程”结束后,如果网络再出现严重的质量问题,我们很难给出准确的评估,找出解决问题的办法。此时再去依靠设备厂商,我们将会付出较高的费用。
其三,从以往的情况来看,在我们已经为网络规划和优化付出很大代价的同时,我们还没有形成一套完整的网络规划、优化和质量评估体系。这使得整体网络的评估和监控以及评比无章可寻,各自为战。
三、CDMA无线网络规划的重点与难点
网络规划需要进行站址的选择、勘测工作,实际工作中要求实地勘测每一个在搜索圈内可能的候选站址。勘查工程师既要考虑网络性能的要求,又必须考虑建设基站的困难。在设计工作中,基站选址甚为重要,需要具有战略的眼光和思路。如果能够在网络建设之前,充分利用规划软件在综合考虑各种影响因素的前提下,进行较为深入的分析,就能够给出一个较为科学的设计。
在城市地区,建网初期站址选择相对较为容易,主要是解决无线覆盖的问题,但在网络不断扩容的过程中,特别是已具有相当规模的今天,大中城市中的基站数目已经越来越多,站间距越来越小,一般在600M以下。覆盖问题一般只存在与市区的地下室与部分大中型建筑物内,目前已经不是主要矛盾。随着网络规模的增大,网络容量的继续发展受限于CDMA网络的自干扰问题,一般来说,网络中的所有基站均需要严格控制其服务区覆盖范围,任何的偏差均可能导致干扰。如果设计结果未能满足设计目标要求,就可以使用调整天线方向、下倾角或高度,改变天线类型、甚至调整站点位置等措施来尽量预先避免干扰等问题的发生。
在农村地区,可以通过合理的选站,尽可能让少量的基站覆盖更大的范围,吸收更多的用户和话务量,来提升网络资源利用率和农村网络建设投资收益比。但由于无线电波传播环境的复杂性,加上地形地物的影响,加速了基站无线电波的衰减速度,规划人员往往很难通过一些简单的判断来预测基站建起来以后的覆盖效果,则另外还需要在规划软件中进行验证,根据实际数据对设计方案进行修正和优化,在对部分站点位置作调整、同时寻找新的候选站点的基础上重复进行系统仿真,直到满足系统设计目标的要求。
确定所有的站点位置和站点数目后,需要确定系统参数,完成最终的网络设计和基站参数配置工作,来保证网络的良好运行。设计结果以文件及图纸的形式体现。
基站参数配置信息应包括以下内容:
(1)天线结构类型和配置:天线数、天线类型和尺寸、水平和垂直的射束宽度、方位角、水平间隔、机械下倾角、天线中点高度等。
(2)GPS天线特性:GPS天线类型、同轴电缆类型、估算的电缆长度和损耗、天线高度等。
(3)草图部分应该用图解释出大部分上述的位置信息和其他相关数据,包括周围建筑物高度、设备配置和安装位置、天面布置及具体安装位置。
(4)基站设备配置:载波数量、发射和接收频率、电缆类型和长度、天线类型和型号。
(5)每一个扇区分配一个可以使用的PN码。
四、CDMA无线网络优化的重点与难点
在网络建设过程中,网络规划也有一些考虑不到的问题,这就需要在建网后对网络进行优化。网络优化是指在网络设备运行正常、配置基本满足话务分布需求的前提下,通过数据采集、数据分析、拨打测试和路测,结合用户群的动态变化,无线环境的变化,发现网络中存在的隐性故障和问题,找出影响网络质量的原因,并通过技术、工程手段进行频率/PN、参数、覆盖、网络配置及网络路由的调整,使网络质量保持较高的水平,提高网络资源的利用率,以创造最大的经济效益,提高用户的满意度。
目前,无线网络优化的主要内容包括:
(1)基站隐性故障检查;路测及CQT测试。
(2)公路、铁路主干道的覆盖优化。
(3)无线参数调整。
(4)天线倾角、方向、挂高、位置调整,天线型号的更换。
(5)基站信道、配置调整,站型的更改。
(6)微蜂窝设备、直放站的增设。
(7)室内覆盖系统的设置。
(8)进行上述工作相关的频率计划/PN码规划,无线参数的修改。
(9)基站传输方式的调整。
无线网络优化包括对影响网络性能的多种参数的调整,在CDMA网络众多的性能参数中,接入失败率、掉话率、误帧率和软切换比率是我们最关心的,这些参数基本客观地反映了网络的性能。根据网络优化软件的分析结果对网络的配置参数进行调整,从而达到网络的最优化。网络优化过程分为单站优化、小区优化、系统优化三步。单站优化的目的是确定单站的覆盖区域,更软切换是否正常工作,是在基站安装完毕后进行的,它包括:
(1)基站设备的调试,包括基站初始数据的加载、基站设备发射参数的测试和设备基础性能参数测试等。
(2)环境噪声测试,目的是为了解基站周围环境的电磁干扰情况,并消除干扰源。
(3)基站工作验证,在环境噪声测试和基站测试进行完毕后,在基站正式开通之前,应对该基站进行必要的工作验证。验证工作主要包括以下内容:固定-移动呼叫、移动-固定呼叫、移动-移动呼叫、扇区与PN偏置指数的对应关系、接收信号强度、信噪比以及本基站扇区与临近基站扇区间的切换。
小区优化是为了确定在多个基站工作的情况下,软切换区域是否合理,基站的无线参数设计是否可行、邻区列表是否合理等。
系统优化是确保整个系统的质量。
好的网络优化不仅能改善网络的性能和服务质量,还能增加系统共的容量,因此加强网络优化,可以有效提高网络的运行效率。
五、结束语
CDMA网络规划和优化是技术密集型的工作,除了需要大量高素质人才之外,还需要有效的规划、优化工具。而CDMA网络的建设运营过程就是一个持续不断重复进行的规划、设计、建设、优化的过程,规划是依据市场目标来评估需要的资源,设计是把规划了的资源使用具体化,建设是把设计内容实体化,优化则是解决和修正所建网络实际状态与期望目标之间的差异。解决好这些重点问题就可以更好地完善无线网络,不断地提高网络质量和服务水平,为市场发展提供强有力的网络支撑。
参考文献:
[1]苏文俊等,沿海CDMA网络规划与优化方法,通信世界,2011年第21期
【关键词】 IS-IS路由协议 大型IP网络 网络部署
网络路由部署与规划是现代IP网络建设的重要内容一致,路由协议的选取和路由结构的制定直接关系到整个网络的应用性能,特别是在大型IP网络中,网络管理者和网络用户对网络的健壮性均具有较高的要求。为实现IP网络的合理规划与部署,必须根据实际应用需求和网络特点选取适当的路由协议。IS-IS路由协议是大型网络中最为常用的路由协议之一,相较于其他协议而言,其实现相对简单,路由表构建方式更为迅速,常被用作骨干路由协议。
1 大型IP网络的网络特性及路由需求分析
大型IP网络通常是由数千台路由或数据交换设备构成的,这些设备在网络中存在严格的层次结构,每一层中又包含大量的网络节点,路由数据量大,网络环境相对复杂,需要频繁进行刷新以更新网络状态,故其对路由协议的要求更为苛刻和严格。
综合来看,大型IP网络中的路由协议需要满足以下几点要求:(1)良好的扩展性能。路由协议应该满足大型网络的扩容需求,当网络容量增大时,不应该因路由协议的制约而出现性能的快速大幅下降;(2)资源利用性高。大型IP网络中的数据流量非常大,适用的路由协议需要具有较小的协议负载,在进行数据路由时可以通过高效的路由算法实现尽量小的带宽、内存和CPU占用;(3)网络鲁棒性好。网络发生拓扑结构变化时能够及时对路由相关内容进行调整和优化,最小化影响网络应用;(4)稳定性高。大型IP网络的负载量大,为保证数据被正确高效的路由到接收端,路由协议必须提供必要的防抖动措施。
目前常用的大型IP网络路由协议有RIP、IGRP和EIGRP等,但是综合网络资源利用率和路由效果来看,链路状态路由协议更具应用优势,IS-IS路由协议即为一种被广泛应用的路由协议。该协议占用内存资源和链路带宽更少,路由效率更高,且实现与部署低昂对简单,因而常被用于大型骨干网络的路由部署。
2 IS-IS路由部署与规划
2.1 网络区域设计
鉴于多数路由信息只需要在小范围内进行传输,故大型IP网络通常会被设计为多个区域来区分不同网络的架构层次。这样每个区域内的路由需要维护的信息量和路由表等就得到了有效控制,而且区域内传播的信息被在有限的网络空间内即可完成传输,这样就大大节省了整个网络的通信带宽。此外,路由器链路状态库中存储的信息只包含该区域内的链路状态,在对路由信息进行路径计算时,CPU计算速度更快,路由时间更短,且即便出现路由抖动也都被限定在该区域内,不会对整个IP网络造成影响。
2.2 IP地址划分
IS-IS协议支持CLSM,其会对路由中的LOOPBACK接口分配一个IP地址,利用该地址可以登陆路由器对其功能进行管理。为提升IP资源利用率,IS-IS鼓励为区域内分配连续的IP地址。
2.3 CLNS地址设计
大型网络中的路由器是通过CLNS地址来唯一标识与确定的。CLNS地址区域编号Areanumber和路由标识system-id两部分。前者的分配规则为49.0001、49.0002等,后者的分配由LOOPBACK接口地址按照相应的规则衍生得到。如假设路由器的LOOPBACK地址为159.67.15.5,则其system-id为1590.6701.5005。
2.4 路由器级别设定
L1层和L2层的路由器只需要保存该层的链路状态数据库即可,而L1层与L2层的路由服务则由L1/2提供。其中区域内路由器可被规划到L1层中,而L2层与L1/L2层路由器则被规划为逻辑骨干层。显然,这种网络分层方式逻辑结构更为清晰,系统资源占用率更低。
部署初期的网络规模可能比较小,此时可以将网络内的骨干路由器部署到同一个区域内作为L2层。网络需要进行结构拓展时只需要增加新的路由器并部署新的网络区域即可。
2.5 链路级别设定
为提升信息路由效率,IS-IS路由协议中规定,L1层的路由器只能与临近的路由器建立链路关系,所有该层的链路都属于L1链路。L2层的链路设定与L1层的链路设定相同。连接L1层与L2层通信的L1/L2路由器链路则具有三种状态,分别为L1链路、L2链路、L1/L2链路,每种链路状态的路由器均只能与其相同属性的邻居路由器建立关系。需要说明的是,L1/L2链路的通信需要发送两种Hello报文。
为保证骨干网的连续性,骨干区域内必须使用L2或L1/L2路由器建立L2层链路。为保证区域内不同路由表的一致性,区域内必须使用L1或L1/L2路由器建立L1层链路。该链路设定方式与图1所示IS-IS网络层次结构示意图相匹配。
2.6 路由聚合
为进一步降低路由器内的路由表数据库管理地址数量和路由信息时的设备负载,同时提升整个IS-IS网络的链路状态维护性能,可以使用路由聚合对处于边界位置的路由器进行路由聚合,即L1层路由器或L2层路由器被公告或泄露到另一层时,先对其进行聚合后在进行重新分发。
3 结语
IS-IS路由协议是一种链路状态路由协议,其所使用的最短路径优先算法对大型IP网络的支持性好,网络部署与规划方式有利于维持网络的稳定性、增强网络的可扩展性,是大型骨干网络部署所使用的主流路由协议。
参考文献:
[1]赵玉兰,张弘宇,冀超,雷厉霆,朱洋洋,蒋凤仙.IS-IS路由协议互操作性测试的研究[J].计算机科学,2012(06).
关键词:轨道交通;无线通信系统;优化;覆盖
1 序言
城市轨道交通的绝大部分线路及车站均设置在地下,无线信号主要在隧道内传播。由于隧道的直线距离较短、弯曲路段多,造成无线电波直线传播较难,同时隧道会大量吸收无线信号,产生严重多径衰落,造成无线信号的极化紊乱,增加信号衰减。随着信息的需求迅猛增长以及国家的大力支持,公众网已经从2G时展到3G时代,选择又进入到4G时代了,无线通信的应用日趋综合化,无线通信技术向宽带化,宽带化,IP化的方向发展,各种通信制式趋于融合,电信网、计算机网、广电网融合趋势明显,将汇聚功能强大的多渠道,多媒体综合信息平台,信息网络将覆盖各类终端。
2 城市轨道交通通信系统的组成
城市轨道交通通信系统主要由专用通信、公安通信和公网通信3个通信系统组成。公网通信系统应满足城市轨道交通公众通信服务,将电信运营商移动通信系统覆盖到城市轨道交通全程地下空间。公网通信系统由传输系统、移动通信引入系统、集中监测警告系统和电源系统等组成。
3 城市轨道交通无线系统的覆盖
城市轨道交通的主要形式是地铁。地铁地下站有“站台”“站厅”“商业层”和“设备层”之分。“站台层”为上下列车点,和隧道同层;“设备层”为地铁专网和公网设备的安装地点,一般在“站厅层”和“站台层”之间;“商业层”则通常和“站厅层”同层。
在对地铁地下车站进行无线覆盖时需要考虑地下站的结构对信号覆盖的影响,行人出入地铁站时和列车在隧道内行驶时以及列车进出隧道洞口时移动通信网络小区信号切换的影响。
为满足移动运营商公共无线信号在地铁内的延伸和覆盖,在地下车站设置了公网通信机房。各运营商的信源设备与配套的传输、电源设备等,均安装在各地下车站的通信机房内。
3.1 覆盖的方式
由于地铁覆盖范围变得更为广泛,因此实现信号覆盖的方式也有多样。
(1)隧道漏缆覆盖:地铁90%的区段是在地下,采用漏缆覆盖的方式非常普遍。通常从设备房的基站或直放站内通过功分器接出一定类型的射频电缆(一般有1/2、7/8、5/4、13/8型号几种),再通过跳线接入不同类型的漏缆。漏缆按尺寸可以划分为7/8、5/4、13/8三种规格。在实际工程中,一般依据区间的长短来选择:通常13/8型号的漏缆应用在2.2 km左右的区间,5/4型号的漏缆应用在1.5 km左右的区间,7/8型号的漏缆应用在0.8 km以内的区间。
(2) 定向天线、八木天线与极柱天线:在隧道或联络线处,往往需要对无线信号进行补强,因此采用定向天线的居多,在广州地铁一号线大量采用偶极天线,作为车站站厅及停车库的信号覆盖。八木天线与极柱天线一般安装在车辆段,覆盖该地区的空旷区域。
(3) 站厅低廓全向天线覆盖:在各车站,一般将设备房内的基站或直放站信号馈出到站厅处,以方便车控室的车站电台的信号接收,同时便于站务人员在站厅值班及巡查。按照目前的覆盖要求,一般在一个典型车站需要5-7副天线(站厅3副,设备区2副,长通道2副)。一般基站的典型输出功率为10 W(40 dBm),而且信号优先保证覆盖隧道,因此,一般在设备房采用20 dB或30 dB的耦合器,耦合出信号作为上述天线的输出。
4 城市轨道交通通信无线系统的现状
随着城市轨道交通的快速发展,越来越多的应用对无线系统提出了更高的要求,然而由于技术,历史等原因,我国城市轨道交通无线通信系统缺乏统一规划,种类繁多。城市轨道交通的无线通信系统分为专用无线通信系统和公共无线通信系统。专用无线通信系统包含无线调度通信系统,列控信息车地无线传送系统,移动电视系统,公安无线,消防无线应急系统,导乘信息及视频监控车地无线传输等。城市轨道交通的专用无线通信系统还停留在第二代和无线局域网的技术水平上。其中只有无线调度通信系统使用的TETRA数字集群系统被业界认可,其他各种无线宽带技术在轨道交通领域还没有形成标准,同样的应用在不同城市甚至不同线路都可能采用不同的技术。
从目前轨道交通对于通信的实际需求来看,TETRA系统属于第二代移动通信的技术,其带宽有限,无法传输大量宽带数据,从而无法实现移动电视,视频监控等宽带数据应用,WLAN,WIMAX等宽带接入技术因为延迟,VOIP效率不高等原因,无法提供可靠语音业务,这些现有的宽带接入技术都很难单独发展成一个完整,通用的城市轨道交通无线通信系统。在稳定快速的接入基础上,同时能够提供语音业务和更宽的宽带数据业务就成为我们下一代城市轨道交通无线通信系统的目标。随着无线技术的迅速发展,这一目前的实现肯定可以。
5 城市轨道交通通信无线系统的优化
为了实现城市轨道交通通信无线通信的优化,下列关键技术是必不可少的:大容量宽带技术,语音集群通信技术,切换优化,分布式基站及载波聚合技术等。
新一代宽带移动通信技术以正交频分复用技术和多输入多输出技术为基础,综合了混合自动重传请求,自适应调制编码,功率控制,同步技术,动态信道分配等先进技术,而正交频分多址则是在正交频分复用技术的基础上来实现多用户的接入,相比其他多址方式,正交频分多址具有频谱效率高,接受信号处理简单,支持灵活的宽带扩展,易于与多天线技术结合,易于与链路自适应技术结合,易于多媒体业务的传输等优势。
城市轨道交通无线通信系统必须向下兼容,继承现有数字集群调度系统的所有功能,实现调度员,死机,车站值班员之间的语音通信和短数据传送,具备单呼,组呼,广播,回忆,PTT话权抢占,迟后进入,动态重组,通话组扫描,优化级呼叫,强插,强拆,限时通话,端状态呈现,监听录音,禁话等功能。为了语音和数据更好地结合,城市轨道交通无线通信系统必须有服务质量保证。按照不同业务类型,划分不同服务质量等级,语音数据服务质量优化级数据,视频监控及电视直播等数据因为实时性不高,可划分为最低优先级,通信系统的介质访问控制层调度算法将优先发送语音数据,然后是高优先级数据,最后是低优先级数据。
目前一般语音业务对无线传输速率要求很低最高只需13 kbit/s就可以保证清晰稳定的通信效果,但该速度对数据业务来说是十分低的。随着各专业技术发展,地铁列车监控数据、信号控制数据、视频数据等一系列数据业务,也会通过专用无线传输通道进入各自的中央设备,届时这些数据业务对无线覆盖的要求将进一步加强。
作为无线覆盖的延伸设备,直放站类产品的特点是补充网络覆盖的不足,广泛使用在各无线覆盖领域。但该设备目前需要专业的技术人员进行现场安装、调试和维护,大大增加了直放站使用的局限性和成本。随着未来大量使用和低成本化要求。直放站将更为微型化、低成本化和更易于安装,以此带动延伸覆盖的简易性、便捷性。
随着覆盖技术的发展,将区间隧道信号系统无线覆盖、民用无线覆盖、PIDS无线宽带传输系统覆盖、公安无线集群覆盖等渠道统一,通过设备整合馈入信号,使区间无线信号可以从同一根漏缆馈出,实现覆盖资源共享。
随着4G技术大规模对智能天线的利用,地铁无线集群通信系统也应广泛引进此类设备。不但精确控制下行发射功率,降低功耗,同时也能进一步优化各值班点、办公楼等区域的信号覆盖。
6 结语
城市轨道交通无线通信发展如果能在稳定,可靠地实现传统语音度基础上,提供更宽的数据通信,实现列控信息可靠传输,电视直播,乘客信息服务,视频监控等宽带应用,将极大节约频谱资源,简化系统设备,以最新无线技术为基础,兼容现有城市轨道交通无线通信技术的多通道综合通信平台,将是城市轨道交通无线通信系统的发展目标。
参考文献
1.数字集群移动通信系统 郑祖辉 电子工业出版社 2005年
会上,信息产业部综合规划司网络规划处副处长文剑代表信息产业部综合规划司,对运营商提出了处理好新技术、新业务、新网络与旧技术、旧技术、旧网络之间关系,处理好网络发展与资源共建共享之间关系、处理好无线通信设施建设与环境保护之间关系的三点要求。
3G网络优化重在干扰控制
2G时代,网络优化一般遵循先覆盖、后容量,先室外、后室内的模式,但是这已然无法适应3G网络的技术要求,而随着TD-SCDMA试验网的大规模建设及未来3G的平稳启动,3G网络优化成为会上众专家的关注焦点。
信息产业部电信研究院规划设计所无线通信研究部刘认为,3G网络优化与GSM网络优化的差异首先在于3G需要放号之前的开局优化。此外,由于3G业务的多样性,服务质量的多样化,也对网络优化提出了更高的要求。
中国移动研究院无线通信技术研究所丁海煜谈到3G网络优化的特点时表示,由于3G采取了同频组网的方式,干扰控制成为3G优化的核心。比如,由于业务调配要有不同的方式,必须综合考虑信道资源、功率资源和干扰资源。而由于3G同时支持软切换/接力切换和硬切换,网络容量和覆盖之间的不确定性也在加大。
中国移动设计院公司无线通信研究所研究总监周胜,在代表设计院总工程师张同须发言时进一步表示,对于未来移动网络的优化来说,已经无法简单通过频率规划规避干扰,必须结合大量RF优化以及码字、功率等参数优化才能完成。此外,3G部署使得双网协同、多网协同成为运营商必须考虑的问题。这意味着运营商需要在一定条件下对现有网络资源进行利用,此外,还必须进行双网互操作规划及相关参数规划。
端到端优化成必然趋势
随着移动宽带化、宽带多媒体化的趋势不断加速,除网络和用户规模不断扩大外,移动
通信网络的规划和优化还面临着数据业务引入带来的各种挑战,如使用时间延长、业务种类丰富、个性化要求高、市场需求变化快等。
中国联通研究设计院副总工程师马红兵则表示,随着多业务的开展,基于网络及网元性能的网络质量KPI指标与基于用户体验的网路质量之间的差距正在越来越大,关注端到端性能的优化和评测成为必然趋势。
周胜在发言中认为,随着移动通信服务由网络中心向用户中心转移,网络优化必须要考虑终端软硬件性能对用户感知和网络性能的影响。他说,中国移动在网络运营中就曾遭遇用户因终端硬件问题投诉运营商的情况。他表示对于运营商来说,单一链路的优化没有意义,运营商更希望得到多种业务和多种终端的端到端网络整体性能的提高。
对此,马红兵认为,首先,运营商应从关注网络性能和设备性能转向关注业务性能,应从被动型优化转向主动型优化;其次,应建立基于全程全网的规划、优化、维护系统,以解决目前规划与优化相互脱节的问题;再次,应建立规划、优化、运维、市场、业务多维一体的综合网络规划优化平台,以为用户提供端到端的质量保障;最后,应建立基于用户感知的规划、优化、维护指标体系。
室内覆盖关注资源利用
良好的室内覆盖,是提高服务等级、发展客户的关键。专家预测,未来3G业务中将有
90%的数据业务发生在室内。为此,本次大会特设“中国式”室内覆盖及相关话题的尖峰论坛,为众专家以及与现场观众之间的交流搭建平台。
在对话中,周胜表示,因为室内覆盖成本高昂,运营商会优先考虑成本问题,因此,首先需要明确,需要在哪些地方进行室内覆盖;其次,需要明确采用何种方式、何种技术进行室内覆盖,这同样会造成成本差异;此外,还必须考虑网络向未来的演进,如HSPA技术的引入,以便现有室内覆盖能为将来的室内覆盖服务。
【关键词】网络结构 预优化体系 干扰强度
中图分类号:TN915.81 文献标识码:A 文章编号:1006-1010(2013)-07-0049-04
1 研究背景
伴随着网络规模的日益膨胀,如何精细化地进行网络规划成为运营商越来越关注的问题。但是目前网络规划中还存在很多问题,主要表现如下:
(1)规划方案制定严重依赖人工经验:对人的依赖性过大,将导致过程标准不可控,无法全面有效衡量整个项目的过程质量;对人员素质的高要求以及人海战术的使用,势必导致网优人力资源的高成本。
(2)现有规划仿真技术主要侧重覆盖电平,未全面考虑网络性能:现有的网络规划仿真技术主要是基于对网络覆盖的评估,规划方案的制定主要侧重于解决网络的覆盖问题,未全面考虑干扰等网络性能。
(3)新站入网优化给网络带来较大的冲击和不稳定性,影响用户感知:伴随着对现网站点的长期优化和调整,各站点的天馈方案与无线参数设置均已接近网络的最优配置状态,当新站入网时,势必会对周边站点形成干扰。
那么,如何更加精确地进行基站规划?本文就此提出了网络结构的概念和计算方法,并通过精细规划仿真技术和网络结构理念的有机结合,建立了网络结构预优化体系。
2 网络结构预优化体系概述
网络结构预优化体系利用网络覆盖仿真技术,通过现场扫频测试、理论传播数学模型、网络统计数据,准确地呈现网络结构情况;同时基于仿真结果,对网络结构进行评估分析,对新站区域进行网络结构预优化,包括对区域周围站点进行天馈调整、天线挂高核查、功率设置优化等;提出网络结构建议,为规划及预优化提供合理方案,减少新站入网后的大规模优化给网络带来的影响。
网络结构预优化技术的特点如下:
(1)规划方案精细化
1)引入新的精细规划流程,新增网络结构评估与预优化;
2)将规划方案细化到小区和天线,减少工程优化工作量,降低新站对现网的影响。
(2)站点规划精确化
1)引入多维度的站点评估机制,科学评估规划站点的建设效果和优先级,实现站点精确规划;
2)开展网络问题关联分析,为投资决策提供科学依据。
(3)资源效益最大化
1)引入基于仿真的网络结构预优化体系,提高规划准确性、全面性和可靠性;
2)提供缓建、移址、待建站点建议,最大程度节约资源,实现良好的经济效益。
3 网络结构预优化体系评估标准
网络结构预优化体系中的两个重要部分是网络结构评估和干扰强度分析,这两个指标是网络结构预优化体系的评估标准。
3.1 网络结构评估
网络结构评估中,重点关注网络结构指数和重叠覆盖度两项指标,其定义及影响效果如下:
(1)网络结构指数
定义为电平比最强信号的小6dB的小区所有载频数(含最强小区):
(1)
其中,CarrierNum为载波数,代表网络结构指数;P(i)为小区电平,单位:dB;RxMax为最强小区电平,单位:dB。
指数用来评估某个区域网络结构的健康程度,它表示该区域强信号小区载频叠加的程度。网络结构指数越高,频率越难规划,潜在频率干扰风险越高,该指标在数值上表示由于网络结构问题而受到干扰的平均概率。
(2)重叠覆盖度
表征电平比最强信号的小12dB且大于-90dBm的小区数:
(2)
其中,CellNum为小区数,代表重叠覆盖度;P(i)为小区电平,单位:dB;RxMax为最强小区电平,单位:dB。
该指标反映了该区域有多少个强信号小区进行了重复的覆盖。利用重叠覆盖指数,找出需要控制覆盖的区域,该值越高表明该区域结构越复杂。
3.2 干扰强度评估
干扰强度评估中,重点关注基于覆盖的干扰评估和基于频率的干扰评估两项指标。小区级的干扰强度分析功能,通过参考每个栅格点上各小区的信号强度及载频数目,确认每个小区对周边小区的干扰范围,并将各小区对周边小区的干扰强度大小以图形化或表格导出呈现。
(1)基于覆盖的干扰评估
基于每个栅格点上各小区的信号强度,计算出网络中各小区对周边小区的干扰强度。基于覆盖的干扰强度计算分为干扰面积、干扰比例和干扰小区数三个方面的内容。其干扰小区判断条件为:
[P(i)≥RxMax-12]&&[P(i)>-90] (3)
其中,P(i)为小区电平,RxMax为最强小区电平,二者单位均为dB。
(2)基于频率的干扰评估
基于每个栅格点上各小区的信号强度,计算出网络中各小区对周边小区的干扰强度。基于频率的干扰强度计算分为干扰面积、干扰比例和干扰小区数三个方面的内容。其干扰小区判断条件同式(3)。
4 网络结构预优化体系案例分析
某区域附近存在G19期新加站点“YZ东方阁”,该站点主要为解决周边区域GSM900网络弱覆盖现象。本案例主要通过覆盖仿真的手段,从BCCH RxLev电平值和网络结构的角度,对初始规划方案的天馈设置进行预优化,通过对初始规划方案与天馈预优化方案进行对比分析,以确认各方案对该区域问题的解决程度。
参照现场仿真和初始设计方案,初始规划仿真效果如图1所示。
根据规划方案,初始规划的天线挂高为30m,方位角设置为0°/120°/240°,机械下倾角设置为4°/4°/4°,为提升网络覆盖性能,对规划方案天馈参数进行调整优化。各扇区初始规划方案与预优化方案天馈设置对比情况见表1。
天馈预优化后,仿真效果如图2所示。
天馈优化后,干扰强度仿真对比情况见表2。
通过覆盖仿真对比,加入初始规划方案后,覆盖性能和网络结构相比现网均有所改善。图中红圈内部分区域电平值由-85dBm左右提升至-75dBm左右,另有部分区域电平值无明显变化,依然为-85dBm左右,GSM900平均网络结构指数由18.38减少为9.54,平均重叠覆盖度由8.77减少为5.22;进行天馈参数预优化后,红圈所示区域电平值均由-85dBm左右提升至-70dBm左右,有效解决了问题区域的弱覆盖现象,区域内GSM900平均网络结构指数减少为7.08,平均重叠覆盖度减少为3.4。另外,通过对比初始规划方案和天馈预优化方案对周边形成的干扰强度可知,天馈预优化后,新加站对周边小区的干扰有所减弱。
从上述案例可以看出,规划方案与预优化方案对现网的覆盖电平和网络结构均有一定程度的改善,不过预优化方案的改善程度更为明显。预优化有效减少了工程优化工作量,提升了网络性能。
5 实际应用效果
在浙江省的GSM网络G19期站点规划中,通过引入网络结构预优化体系,提供GSM19期站点预优化建议,共优化方位角1664个小区,优化下倾角1672个小区;通过网络结构预优化,对于G19期项目中规划未达预期效果的,全省共缓建站点49个,建议移址站点161个;另外针对覆盖空洞区域提出待选规划站点430个。其中,在不考虑减少工程优化工作、投资去向更合理、站点移址提高问题解决率等隐性效益的情况下,仅缓建49个站点一项就可节约1060万元。
网络结构预优化体系在G19期工程中的应用,取得了良好的经济效益,有效减少了工程优化工作量,实现了站点精确规划。
6 结束语
网络结构预优化体系为网络提供缓建、移址、待建站点建议,最大程度节约了资源,取得了良好的经济效益,有效减少了工程优化工作量,降低了新站对现网的影响;同时,通过引入多维度的站点评估机制,对规划站点的建设效果和优先级进行科学评估,实现了站点精确规划。
参考文献:
【关键词】 4G网络信号 组合优化 快速邻区规划 网络结构评估
一、引言
4G移油ㄐ磐络利用电磁信号传输数据,遇到高山、涵洞、建筑等障碍时,信号传输数据的性能迅速降低,因此为了提高4G网络通信传输的速度,保证数据传输不断线,需要对4G网络进行优化,保证4G网络正常通信[1]。
二、4G移动通信网络优化现状分析
目前,4G移动通信网络优化面连着应用场景服务、用户人生多、多媒体业务传输量大等特点,因此也造成了网络优化产生很多问题[2]。
首先是移动4G网络初期建设过程迅速,因此建设过程非常粗放,许多基站是在2G、3G基站的原址进行升级改造,但是两种信号的传输距离、穿透力存在较大的区别,给4G移动通信信号的覆盖带来了较大的漏洞和缺陷。
其次是4G是一种最新型的移动互联网技术,其采用强大的时分多址技术、高频天线处理技术,这些技术可以为用户提供强大通信处理支撑,但是先进的技术对障碍物的穿透能力较弱,因此无法覆盖相关的通讯死角,导致通讯存在弱覆盖、无覆盖区域。
再者传统4G网络优化技术非常单一,优化人员过度关注某一个指标,因此优化之后非常容易产生一个新的问题,那即是单一的提升某一个指标的通信能力,无法全面提升4G网络通信传输性能。
三、4G移动通信网络组合优化模式研究
4G移动通信网络组合优化可以将快速邻区规划与优化、单基站性能评估优化方法、4G网络拓扑结构评估优化集成在一起,形成一个更加强大的优化措施。
3.1单站性能评估
单基站性能评估可以保证每一个基站发射的信号都是有效的,能够传输4G移动数据,因此4G网络信号优化过程中,优化工程师需要准确的、规范的、快速的确定基站的信号传输性能。
单站性能验证也可以采用实际的模拟器,设置一个测试场景基准阈值,如果单站测试速率可以超过阈值,这样就表示单站性能良好,达到无线信号覆盖的标准,常用的4G网络上下行PDCP(Packet Data Convergence Protocol,分组数据汇聚协议)层数据传输平均速率需要超过25/65Mbit/s,同时基站的SINR(信号与干扰加噪声比,Signal to Interference plus Noise Ratio)需要尽可能的低,这样才可以达到一个最优化的4G网络。
3.2网络结构评估
网络结构评估可以更好地分析4G网络拓扑结构是否合理,比如评估任意两个基站的距离,查看两个基站的辐射是否全覆盖。
通过对网络结构进行评估,发现网络结构存在的不足,提出利用微基站、直放站等构建多样化的异构网络,进一步的实现4G网络信号全覆盖。
另外,由于许多4G基站建设在地理环境不同的地区,因此造成4G网络信号的强弱受制于山体、楼栋、河流、森林、胡波等多个自然因素影响,为了能够更好地设计一个网络拓扑结构,
3.3快速邻区规划与优化
4G网络邻区规划与优化措施非常多,目前常用的邻区查漏方法为批量路测数据邻区查漏方法;邻区规划相关的方法包括基础邻区表检查相关的方法,这些方法可以有效的组合起来,快速的形成一个完善的快速邻区规划与优化模式。网络优化人员可以定期检查现网邻区或基础邻区运行现状,接着可以从数据中分析和发现缺陷、漏掉的邻区,使用VBA(Visual Basic for Applications)工具快速的构建一个移动通信网络信号辐射的相关模型,准确、可靠的计算每一个基站周边的关联度。
接着可以对关联度进行排列候选邻区,从中选择一个关联度最高的,接着在缺陷邻区位置输入小区的坐标及发射方向,从而可以生成一个需要规划区域的基础邻区表。批量路测数据邻区查漏可以针对邻区运行的相关数据进行有效地分析,认真查询邻区数据是否完善,接着就可以使用自动化分析工具进行有效的数据分析和处理,大大的提高邻区规划存在的查漏效率。
四、结束语
目前,传统的2G、3G网络优化不适用于4G网络,提出利用组合优化思想,将多种网络优化方法集成在一起,整合形成一个多技术的优化模式,提高网络优化成功率,进一步改进网络优化效果。
参 考 文 献
[关键词] WCDMA 网络建设 三个阶级 注意问题 发展
一、引言
3G网络规划从整体思路上要满足覆盖、服务和成本综合最优的理念。为了打造一个精品网络,首先要确保良好的覆盖。WCDMA是一个自干扰、软容量的系统,覆盖、容量和质量密切相关,需要在保证覆盖的情况下合理设计,保证支持最大限度的负荷,同时又要控制系统干扰,使三者之间达到最好的平衡;其次,网络规划要确保良好的网络服务品质,为最终用户提供一个高品质的通信服务系统;最后,也是网络规划的最终目标,就是为运营商提供一套可盈利的网络,要求综合成本最低,即在确保上述精品网络覆盖、金牌服务品种的基础上,达到综合规划成本、建设成本和运维成本最低。
WCDMA网络规划可分为无线接入网网络规划和核心网网络规划两部分。其中,无线网络规划的目标是根据规划需求和网络特性,设定工程参数和无线资源参数,在满足信号覆盖、系统容量和业务质量要求的前提下,使网络的工程成本最低,具体包括链路预算、容量和所需基站数目的计算,以及覆盖和参数规划等。与GSM网络规划相比,WCDMA网络规划因系统的软容量及大比特率和多样化混合业务的引入而变得较为复杂。
二、WCDMA无线网络建设的三个阶段
针对网络建设实施的长期性,WCDMA无线网络规划需要采用“一次规划,分步实施”的经济、灵活的策略,确保覆盖、服务和成本的最优化。一次规划的重点是要确保网络规划的战略目标,以规划为起点、以优化为手段,在初期就考虑后续扩容时如何降低对现网运行系统的影响,使无线网络易于建设和维护。但是,运营商有限的资金投入和放号用户的增长规律,决定了WCDMA网络建设不可能一步到位实现全网覆盖。因此,WCDMA网络建设大致可分为三个阶段:网络建设初期、网络发展期和网络成熟期。
1、WCDMA技术本身决定了网络建设初期以一个合理应用负荷,网络扩容采用增加载频为主、增加新站为辅的原则。如果在WCDMA网络建设初期基于覆盖建一层薄薄的网(低负荷),随着容量的增加,基站间就会普遍出现覆盖漏洞。因此,在WCDMA网络中,由于容量需求而增加新基站,并不能使网络容量像GSM网络一样线性增长,尤其是在城市密集区,基站间距本身就很小,这种现象就会更加严重。
在WCDMA无线网络建设的初期,既要考虑投资,使用尽量少的基站,又要考虑长远发展,保证尽量大的网络容量潜力。对此,可以采用“塔放加密集城区大负荷、一般城区一定负荷”的方案,来实现网络投资较小、扩容潜力较大的目标。在设备选用上以室内型宏蜂窝基站为主,不但可以保证具有很高的网络性能,而且组网规划灵活、扩容潜力大。同时,为了降低成本,在公路和地下室等话务量较低却有覆盖需求的区域,可采用少量微蜂窝基站结合组网。
随着业务量的增长,尤其是不对称业务的增加,网络的下行容量会成为瓶颈。这时,可以通过使用高功放、发射分集以及HSDPA来提高下行的容量。
2、网络发展期是用户数量快速增长,用户需求呈现多样化趋势,网络中往往会出现话务热点区域和覆盖盲区。为了吸引更多的新用户群加入,扩大网络覆盖规模、提供多种业务服务、降低服务价格就成为运营商在本阶段的工作重点。除了考虑市区、室外覆盖之外,还必须考虑人口密集地区的室内覆盖。在网络建设中,引入的设备类型除了标准的室内型宏蜂窝基站之外,还有如下几种:超大容量室内型基站、紧凑型室外宏蜂窝基站、微蜂窝基站、大功率微蜂窝基站和射频远端单元。为了解决热点、地铁、隧道等特殊地形的覆盖问题,通常会采用分布式天线系统或射频泄漏电缆。
3、由于网络成熟期是WCDMA的网络框架结构和覆盖需求已经实现,大规模的网络建设已经完成。更要进一步提高服务质量,网络规划建设的重点应从全面网络建设转向局部网络区域的优化调整。此时,需根据网络性能统计和用户投诉反映,对网络单元布局、参数等进行优化调整,其中包括基站搬迁和增加新站点。
WCDMA无线网络设计应遵循以下几个主要原则:无线网络覆盖与业务规划相结合;室外与室内覆盖并重;具有良好的向前扩展性,即系统容量能满足用户增长需要;具备良好的无线支撑系统规划,能提供不同用户的QoS等级服务;考虑网络规划规模、技术手段的未来发展和演进方向。
三、需注意六方面问题
1、WCDMA无线网络规划的两个原则:第一:需要将四年内的业务发展作为系统建设目标进行规划设计;第二:需要根据具体环境情况、业务发展状况、业务预测结果、竞争和市场策略决定所采用的分步方法与步骤。
2、与2G系统相比,3G系统的扩容要复杂很多。GSM系统多采用增加基站和载频的扩容方式,但由于3G是一个白干扰系统,采用增加基站的方式在某种条件下是不可行的。因此,3G系统的主要扩容方法是在繁华地区增加载频,在偏远地区增加基站。当然还有很多其他的方法,具体在何种情况下采用何种扩容方式,应对现场情况进行详细分析和测试后才能确定。
3、在WCDMA无线网络规划过程中,要始终对容量、覆盖和服务质量进行综合考虑,重点分析建设投资、覆盖、容量、服务质量、系统可升级性和竞争能力,3G网络建设的初期覆盖目标至少应做到全国范围内重点地区的成片连续覆盖。
3G无线网络规划必须进行需求分析,判断系统覆盖受限还是容量受限,通过保证链路预算中的各种余量,来满足必要的区域覆盖率、通信概率和容量要求。建议在不同建设阶段和不同地区采用不同的区域覆盖率和通信概率。
4、从未来网络可持续发展(即网络町升级性)的角度考虑,混合网是未来移功通信网络的发展趋势。选择3G系统边界连续承载速率,即选取基本业务,需要综合考虑容量、覆盖和工程实现等因素,一般可按照CS64/PS64kbit/s的承载速率进行建设,重点区域可以选择更高的速率。
5、必须根据话务分布和现有GSM基站机房等资源情况,尽可能保证WCDMA无线网络结构符合标准的蜂窝布局结构。如果完全照搬现有非蜂窝结构的GSM站址建设3G,将不可避免地出现干扰,增加后期的维护和优化费用。建议尽量使用满足理想蜂窝结构的2G站点,实际站址与规划站址之间的偏差不超过25%,同类区域的天线高度尽量一致,天线高度偏差不超过15%,投资允许下尽量使用有网管l监控和统一调整功能的电调天线。
6、新增3G用户应当优先选择3G网络接人。在网络建设初期,电路域应支持3G到2G的切换,不支持2G到3G的切换,而分组域应支持3G到2.5G的小区重选,并支持2.5G到3G的小区重选。
从国外运营商建设WCDMA网络的经验来看,越是要迫切地推出WCDMA网络,在初期的建设中就越要慎重,网络规划也越要全面考虑,否则,随着网络建设及优化的不断深入,将会因为网络整改造成大量的资源浪费,使网络运行效率大为降低。总之,只有做好了前期的WCDMA网络规划工作,才能建设一个WCDMA精品网络,为用户提供更好的3G移动通信服务,也才能为运营商带来可持续发展、持续盈利的3G网络。
四、WCDMA无线网络优化技术的发展
现阶段,移动通信业务的类型变得丰富,由以前单一的语音业务转向网络应用,用户使用网络主要是基于数据业务的需求,数据业务的流量增长比较快。3G网络承载能力不断提高,多媒体业务逐渐普及,新业务不断产生。在3G网络中,以前的语音、短信业务会有新的发展。在新形势下,人们希望手机、移动终端实现的功能有:(1)移动办公;(2)移动娱乐;(3)在移动社区进行社交;(4)实现移动消费;(5)实现移动交易。用户的需求变得更加多元化。近几年来,数据业务的流量大大增加,并且还有进一步增加的趋势,无线通信的容量不断扩大。用户的需求也在发生转变,以前主要以移动通话为主,以后会向智能终端的方向转变。
2分析多网通信的特点
现在已经进入了多网时代,多网主要体现在以下几个方面:2G的GSM网;3G的WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000网;LTE,作为3G和4G技术之间的一个过渡;WLAN系统,下面将进行分项阐述。
2.12G网络
2G网络主要承载语音业务,同时还承担着一定的数据业务,主要特点体现在以下几个方面:第一,系统的容量比较高;第二,语音的质量比较好;第三,通信安全保密性比较好;第四,相对灵活。在现代的技术形势下,2G网络的发展空间在于以大众客户群为基础进行业务上的拓展。
2.23G网络
3G网络主要发展形式为WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000网,笔者将主要以TD-SCDMA为例,分析它的现状,并指出它发展的空间。现阶段,中国移动自己在经营TD-SCDMA系统,和GSM网相比,它的数据承载能力有所提高,但是,和其他的3G技术相比,还存在很大的差距。GSM网是把市场驱动作为导向,TD-SCDMA在发展过程中,产业链不够成熟,把责任目标作为建设的导向。在最近几年的时间,TD-SCDMA的覆盖范围逐渐加大,终端品质在不断提升,种类变得更加丰富,它还可以在网络质量、市场服务导向方面有发展的机会。
2.34G网
LTE并不是人们所说的4G技术,它是3G和4G技术之间的一个过渡。中国移动预计今年将会开通20万个TD-LTE基站,中国联通和中国电信也正在积极部署LTE。中国移动所采用的TD-LTE发展方向主要在于追求较高的数据速率,降低延迟时间,对分组数据进行优化应用。它的技术、产业链以及国际化的程度都将超过TD-SCDMA,并形成一定的规模。2.4WLANWLAN的建设成本较低,接入的速率相对较高,但是WLAN只能支持低速移动,它所使用的是非专用的频段,很容易受到外界的干扰,在移动管理能力上比较弱。
3探究多网协同下的线网络规划方法
3.1现阶段国内网络规划的状态
我国在进行网络规划和优化时,实施的能力比较强,原因在于三个方面:(1)国内的网络规模相对较大;(2)国内的网络情况较复杂;(3)基站的密度较大。与实施相比,在网络规划以及优化方面还存在一定的问题,主要表现在:(1)进行规划、优化的深度有待于增强,网络优化的水平还处在把KPI指标作为核心的体系中;(2)网络规划和网络优化之间缺乏衔接,所进行的预测规划和实际的建设之间有一定的差距。我国的网络规划、网络优化的能力在实施方面存在很大的优势。优势主要在于两个方面:(1)国内进行网络规划、优化的公司比较有竞争力;(2)我国的网络种类比较多,规模相对较大,进行网络规划、优化的企业经验相对丰富,实施能力比较强。但同时也存在一些不足,在网络规划理论研究、规划方法、规划工具的研发上,国内的一些公司还在学习、探索的过程中;另外规划优化公司需要提高人员的素质,增强管理水平。
3.2分析多网协同下的初步规划和详细规划方法
在进行无线网络规划时,需要制定网络的初步规划以及详细规划。在进行初步规划时,需要执行以下几步工作:(1)仔细分析建立无线网络的目标,对网络建设需要达到的覆盖目标、覆盖的容量、覆盖的质量作出明确的规定;(2)对服务区内的地理信息进行收集,划分覆盖地区的业务,并对环境进行划分;(3)对现在的网络情况进行分析,根据现在的覆盖率、覆盖容量、业务量等,预测业务量未来的发展情况;(4)对传播的模型进行仔细研究,对链路进行相关的预算,并展开覆盖的设计和容量的设计。在对无线网络进行详细规划时,需要做到的工作是以下几个方面:(1)在初步的规划中,已经计算出了基站的覆盖范围,结合蜂窝网的结构,对基站的覆盖范围进行实际的部署。在分析覆盖、容量、业务质量等的过程中,需要借助仿真设计,进行相应的性能分析。需要确定基站的数量,对基站的站址进行合理的选择,设定天线的角度。(2)现场勘测基站的站址。如果某些地方没有办法建设基站,需要采用RRU拉远、室内分布系统,或者WLAN等方法。在现场勘测完以后,需要进行再次仿真,并做一定的调整,这样进行多次修正以后,网络一些系统性能能够达到一定的标准,并确定各种参数。在网络规划和网络优化方面,市场发展主要表现在三个方向:(1)在进行网络规划、网络优化时,主要是以对海量的数据进行分析作为基础;(2)网络规划和网络优化不是相互独立的过程,它们之间有一定的联系,并且联系越来越紧密;(3)在未来的发展中,专题规划的水平将变得更高,网络优化的市场变得更加高标准。
3.3多网协同下的业务需求和分担策略
四网协同是以TD-LTE技术作为主导,2G、3G、4G、WLAN实现协同发展。2G在业务上负责的范围是语音以及数据量较小的业务;3G主要的业务范围是承担手机的数据业务,对2G数据的流量进行分流,此外,它还可以为数据业务速率提供一定的支持,比如联通WCDMA3G的无线上网卡,在理论上来说,它的上行速率在5.76Mbps,下行速率在7.2Mbps;WLAN主要是分担个人电脑和手机的数据业务热点流量,对3G网络的覆盖范围进行延伸;4G网络的范围主要是在于满足数据流量更大的业务。
3.4设计多网规划的组网方案
在设计组网方案时,应当综合考虑2G、3G、4G、WLAN的网络特点,进行方案的优化,在网络性能、投资效益上找到最好的结合点。在进行实际的组网时,必须考虑到2G、3G与LTE的相互操作,结合2G、3G与LTE的参数,设计组网的方案;在进行网络规划时必须考虑到当前几种网络的覆盖情况,进行合理的规划。在组建核心网时,必须对现存的网络进行升级,使4G和3G网络能够很好地融合在一起,提高网络建设的速度,如图1。
3.5多网协同间的互换策略
现代网络技术的发展呈现出多种网络共存的发展趋势,网络结构变得非常复杂。在对网络进行运营管理时,需要从以下几个方面做起:第一,建设核心网,共用一个IP;第二,建设的基站应该满足业务技术的需要;第三,在运营和维护系统上,需要统一起来。四网协同需要实现系统间的切换,中间的切换过程一定要做好,使切换受到有效的控制。
3.6多网协同建设中的注意事项
在多网协同的实际建设中,会遇到很多问题,需要对这些问题多加注意。例如在选择站址时,必须要对现场进行仔细的勘察,了解现场的地形、用户的使用特点,结合工程成本、建站的条件、网络覆盖进行综合考虑。此外,在进行规划时,一定要考虑到天线的因素,主要包括基站的经纬度、方位角、下倾角、天线挂高、天线增益等。基站工程参数影响到工程的实际建设效果,需要根据实际情况不断地进行调整和优化。
4结语
关键词:数据挖掘 网络优化 应用
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)02(b)-0001-02
2008年以来,随着电信运营商重组的完成,我国移动通信网络优化覆盖市场出现了爆发性增长。由于是全业务竞争,各运营商更加强调服务水平。同时,伴随移动通信规模的不断扩大,通信系统开始进入收费维护服务周期,网络维护工作的重点也逐渐转移到网络优化方面上来,电信运营商需要不断增加网络优化覆盖方面的资本支出,以提升移动通信网络质量。如今随着4G规模商用,移动网络仍然是三大运营商未来几年的竞争重点。移动通信网络优化已成为移动通信行业发展的关键点。数据挖掘技术在网络优化中的应用,能够极大地便利整个优化工作的开展。下面,该研究从技术角度对此进行分析。
1 移动通信网络优化中数据挖掘技术的基本原则
1.1 科学应用分布式处理方法
数据挖掘技术是处理海量数据时的一种高速计算方法,被称为机器的母语,又可具体分化为几大类。其中,数据挖掘技术中以虚拟化和弹性可伸缩为技术核心的分布式处理方法较集中式处理方法而言,在处理计算能力耗费巨大的应用时,通过将该应用分散化处理,在时间及效率上具有明显的优越性。
优化网络工作,是一项规模宏大的条理性、系统性工程。这项工程影响范围广阔,关联的技术类型种类繁多,要对海量的数据进行分析处理。因此,利用数据挖掘技术优化移动通信网络不可能一蹴而就,在移动通信网络优化的过程当中一定要避免只借助一个服务端口的单纯融合来对网络进行优化,当然也不能只借助一个简单的优化体系来优化其他的过程。科学应用分布式处理方法,在将各项数据转化为有用信息的过程中注意区域间的差异性和优化过程中的等级秩序问题。Hadoop、Spark和Storm是目前最重要的三大分布式计算系统,Hadoop常用于离线的复杂的大数据处理,Spark常用于离线的快速的大数据处理,而Storm常用于在线的实时的大数据处理。
1.2 科学应用移动通信网络阶段性分析
移动通信网络是一个多用户通信系统和网络,系统和网络结构复杂,这就决定了开展全方位且富有成效的网络优化工作所面临的难度。因此,在利用数据挖掘技术优化移动通信网络的过程中,要科学应用移动通信网络进行阶段性分析,通俗来讲,就是“有的放矢”。目前,移动通信网络发展已经经历了4个阶段:第一阶段是1G的模拟网络,第二阶段是2G窄带数字网络,第三阶段是3G宽带网络,还有我们正在经历的第四阶段,即4G网络。移动通信网络发展呈现的阶段性特征,需要我们对其各阶段的发展进行全面的、系统的、本质的分析,归纳后再为下一阶段的分析提供有意义的借鉴。同时,在阶段性分析的基础上对分析结果进行进一步的探究,挖掘各阶段之间本身固有的联系,最终对网络优化目标的实现有所裨益。
1.3 遵循智能性数据挖掘的基本要求
随着信息技术的飞速发展,数字化、网络化和云计算正在与人们的生活日益融合,而智能化的概念也开始在各行各业及人们的生活中逐渐蔓延开来。该研究在前文已指出,在利用数据挖掘技术优化移动通信网络的过程中,要科学应用移动通信网络阶段性分析,而在此基础上要注意同时满足智能化的需求,以便在智能环境中有关阶段的服务器中提升任务分配的效率和自动化程度。利用数据挖掘技术的网络优化系统在智能性上通常与一般优化系统存在着较为显著的差异,它所采用的人工智能技术,是数据驱动的智能,是基于数据所产生的智能。通过运用智能技术,自动完成数学建模,进行信息化的数据分析,挖掘出有价值的知识和信息,进而指导网络优化人员的工作。遵循智能性数据挖掘的基本要求,在对相关的数据资料进行条理化分析时,不仅在技术层面有所要求,还要求网络优化人员自身具备牢固的理论功底,对数据挖掘技术有深入透彻的了解。
2 数据挖掘技术在移动通信网络优化中的具体应用
2.1 对站点的合理选择
移动通信无线网络设计的流程通常情况下为根据不同技术体系的链路预算,计算得出不同区域各站点的覆盖半径,得出区域的站点个数。然后网络工程师确定出合适的站点位置,利用无线规划工具对方案进行提前模拟和规划,生成网络规划报告,预估无线网络覆盖效果。如果报告反映出该方案实现了设计目标,满足了用户需求,就表明该设计方案具有可行性。但规划仿真工具的出现并没有解决效率的问题,几千个站的站址选择和各种RF参数的规划设计,对每个无线网络规划的工程师来说都是一场噩梦。不停地尝试各种参数设置组合,不停地仿真,不停地对比各种结果。这种“苦力”似的工作使得网规工程师没有时间从更高的层面考虑网络的规划,进而限制了网络规划质量的进一步提升,也使网络规划需要较高的人力成本。此外,由于人橐蛩卦谏杓埔贫通信网络工程方案中起了很大的作用,再加之现场施工人员受到自身技术能力的限制,使得当前我国在建设移动通信网络过程中存在着部分站点选择合理性欠缺的问题。毋庸置疑的是,站点选择的合理与否影响着移动通信网络的建设全过程,如运营商会随着站点建设量的增加不断扩大投资规模,且移动通信网络质量水平的高低也与站点选择的合理性有关。在开展移动网络优化工作时,如果能够充分应用数据挖掘技术,就能够有效解决站点部署和参数规划问题,提升站点选择的合理化水平。数据挖掘在类似的工程实践上已经有了很多好的算法,其中禁忌搜索算法运用较多,在一个初始可行解的基础上搜索特定方位,并让特定的目标函数值变化最多的进行移动,这样就能够更加科学、合理地选择移动站点,在改善用户体验的同时,使运营商的利润空间进一步扩大化。
2.2 对掉话现象的科学研究
随着4G时代的到来,网络承载了越来越多的业务和流量,运营商认识到只有做到差异化的体验,才能不断领先和超越。移动通信网络的立身之本就是服务于用户并提升用户感知,网络质量和用户感知背离是每个运营商都不愿意看到的,因此建立基于用户感知的端到端质量体系就成了运营商网络优化工作的一个重点。掉话率是测试的里程数和掉话次数的比值,是反映用户感受的重要指标之一,也是保持网络性能的重要反映。信号覆盖的强度和质量问题、外界的干扰问题、系统参数和邻区的设置问题,都会导致掉话现象的发生。对掉话现象进行科学研究,是要建立在对数据挖掘技术应用的基础之上的。运营商利用硬件技术持续不断地搜集全面充足的相关数据资料,建立起资料库,开展针对用户消费数据的分析评估。比如,掉话产生的原因除了技术故障还有网络负荷过重,如果某段网络上的掉话率持续过高,则意味着该网络需要扩容,从而有效完善了网络布局,给客户提供了更好的服务体验,获得更多的客户以及业务增长。
2.3 对干扰分析准确度的提升
掉话率和接通率是移动通信网络运营商较为关注的两项系统指标,但这两项指标常常会由于移动通信系统的干扰而受到影响。移动通信非常容易受到干扰,造成干扰的原因通常有以下几个方面:网络的频率规划和功率分配不合理;信号覆盖区内存在发射功率较强的直放站、微波站、寻呼台等可能干扰源;存在功率失控的基站或移动台;用户话务分布情况等。移动通信干扰不仅对网络的常规运行造成影响,而且极大地降低了用户的通话质量体验,成为导致用户申告的主要原因。解决和预防干扰问题,是网络优化工作的另一项重点。而在优化过程中做到对数据挖掘技术的合理应用,可实现对干扰分析准确度的良好提升。由于干扰的实质是关系的相互作用,造成干扰的原因又通常只受到以上四方面原因范围上的约束,所以相关性分析是进行干扰分析时应用较为普遍的挖掘算法。通过对出现高误码率时候各参数设置的相关性分析,基本能得出高误码率发生的可能性原因,并及时地予以处理。
3 结语
网络优化是一项技术难度大、涉及范围广、人员素质要求较高的工作。而传统网络优化工作多依赖于技术人员的经验,依赖人工进行统计分析,使得网络优化的自动化程度较低,优化过程需耗费大量的时间、人力、物力,造成了大量的资源浪费,影响了网络问题解决的时效性,设计出的方案也不可避免地存在着局限性。另外,随着我国移动通信事业的迅速发展,我国移动互联网发展已正式进入全民时代。网络结构日益复杂,数据业务已经成为移动通信网络主要承载的业务,用户通过智能终端的即时互联通信行为,使移动网络成为大数据储存和流动的载体。高速变化的数据业务速率和巨大的网络吞吐量以及覆盖范围的动态实时变化,在很大程度上改变了现有网络规划和优化的模型,在网络优化工作中应用数据挖掘技术是非常迫切和必要的。数据挖掘是一门新兴的先进的数据分析技术,而网络优化是一项规模宏大的系统性工程,二者的结合现已经成为了一种崭新的趋势。该研究结合移动通信网络优化中数据挖掘技术的基本原则,从技术角度浅谈了数据挖掘在网络优化中的应用,希望κ导工作的开展有指导意义。
参考文献
[1] 刘秀彬.浅谈数据挖掘在网络优化中的应用[J].硅谷,2010(15):101.