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【关键词】规划仿真 覆盖预测 传播模型 测量报告 话务分布
1 引言
无线网络规划是移动通信网络规划当中最重要的工作,因为它的准确性直接影响到移动网络的建设成本和未来服务质量。无线网络规划用于指导移动网络的建设,以实现综合建网成本最小、盈利业务覆盖最佳、有限资源容量最大、核心业务质量最优、网络未来可升级能力最强等目标。
规划仿真是无线网络规划的核心工作,它利用仿真工具模拟无线网络,通过对规划方案的循环验证和反复优化,得到良好的基站布局和优化的工程参数,以取得网络设计预期的性能目标。本文针对两类不同原理的GSM规划方法展开详细的论述和分析,并从理论和实际的角度归纳出各自的特点与适用情形。
2 传统的无线规划方法
2.1 原理和流程
传统规划方法基于无线传播模型的覆盖预测原理,即计算三维数字地图上各像素点的来自所有基站信号的路径损耗,从而对覆盖范围、干扰矩阵、最好服务小区等结果进行仿真,最终由迭代算法给出频率规划方案。覆盖预测的准确性关系到仿真环境与实际网络的切合程度,是无线网络规划的核心。同时,无线覆盖的规划精度将决定网内平均的干扰水平,是网络建设的基础。
以GSM系统为例,给出使用传统规划软件进行小区规划的一般流程。整个规划流程中,影响仿真精度的主要因素有基础数据的准确性、传播模型选用的正确与否以及基础数据与数字地图的匹配程度。目前,工程上比较常用的几种规划软件如Asset、Tornado、Atell等,尽管有不同的操作系统或数据库要求,也在仿真算法或操作使用上略有差别,但规划的原理和流程都基本相同。
2.2 传播模型校正
无线传播模型是针对无线信道的传播特性和电波传播方式建立的模型,用于对传播路径损耗做出预测。传播预测的准确性直接影响系统的覆盖和其它性能分析结果的可信程度,它是无线规划工作的关键和难点。
传播模型校正是根据实际无线环境的地形地貌、环境特征与系统参数,校正现有经验模型公式,使其计算出的小区内收发两点间的传播损耗接近实测值。传播模型校正分设计测试、数据处理、模型校正三个步骤,其中修正原模型参数的迭代过程,可以采用仿真工具的自动模型校正模块实现,也可以手工完成。
以Aircom公司Asset软件的模型校正为例,对标准宏蜂窝模型进行校正时先调整与视距传播有关的参数,再调整非视距传播的参数。参数校正的顺序如图3:
这里要指出的是,不同的规划软件有不同的模型参数定义、参数校正顺序和收敛算法,但不同软件的模型校正收敛准则基本相同,即统计均值与均方差(公式(1)),当均值趋于0、均方差小于8即认为模型收敛。通常来说,使用某一种规划软件校正出来的模型对该软件而言是收敛最佳的方案,校正以后的规划仿真也是最逼近实际网络的。
2.3 模型校正实例
某中型城市的模型校正项目,采用Rohde&Schwartz发射接收设备T995XAssei规划软件,生成了密集市区DCS 1 800的传播模型。经过校正,迭代收敛于均值0、均方差7.0。是将实际路测的采样点和校正后的预测值进行的比较统计,可以看到,在数据量采集充分的情况下,校正后的模型预测电平与实际路测电平的吻合度很高,只有极个别点的差异在20dB以上(红色)。
3 基于测量的无线规划方法
3.1 原理和流程
基于测量的无线规划方法突破了传统的纯仿真环境,利用实际的上下行测量报告对网络干扰进行分析和仿真。相对基于覆盖预测原理的传统规划,这种方法有一定的优越性,一方面,它基于实际统计数据而非覆盖预测数据,能较真实地反映现网的用户话务分布;另一方面,规划平台以现网配置和性能数据作为输入,得到使统计数据最优化的无线网络方案。由于移动网络发展对质量和容量的高要求,越来越多的运营商和设备厂家倾向用这种方法进行全网或区域的频率规划或日常优化,例如增删邻区、干扰分析、故障排查等。
目前。Nokia、Ericsson、Schema、Moto r0Ia等公司都开发了基于测量报告的规划平台,尽管它们在安装模式、测量数据收集的方法与格式、多厂商支持率和自动优化算法方面有较大差异,但是频率规划的流程基本相同(如图5),大致分为测量、质量评估和频点优化三个子模块。其中,测量模块需要针对网络的不同厂家设备进行,质量评估模块评估预测和真实的网管统计值之间的匹配程度,而频点优化模块则根据网络模型和定义好的频率规划原则生成最佳频点分配方案。规划流程中干扰矩阵的验证是判断测量准确度的重要步骤,诸如测量数据收集的时间、测量小区的遍历性、每个小区的统计数据量、有无盲点或过覆盖等因素都将影响话务分布
3.2 测量报告的收集
新方法的主要输入是上下行链路中手机的测量报告,收集的方法与复杂度通常和不同厂家的设备有关。测量报告每480ms通过Abis接口上传一次,除上报服务小区的RxLevel(接收信号电平)之外,手机上报最多6个BSIC可解码的BCCH测量频点的RxLevel、6个BSIC可解码的最强的BCCH及允许使用的NCC。报告映射在空口的信令逻辑信道SACCH(慢速随路控制信道)上,手机在上行发射时隙和下行接收时隙之间完成测量。
利用测量报告建立网络模型,需测量网络中每对小区间的干扰电平,通过比较服务小区与每个测量报告中的小区的RxLevel,估计干扰电平大小。为提供全面充分的干扰模式图,手机应能报告所有可能的干扰源,而标准GSM过程仅测量定义为邻区的BCCH频点,所以需要通过新的频点扫描方法识别所有可能的干扰源。2G系统测量收集的过程是先在BSC上开启测量功能。然后为当前服务小区定义所有相邻小区的全部BCCH频点,由BSC通过BTS告知手机,在长度为32的BCCH分配列表中作频点轮循测量。
3.3 基于测量的规划项目实例
某特大城市的密集市区,曾用Ultima Fort 6“软件进行过GSM900网络的翻频。图6是软件对翻频前后的干扰情况的仿真比较,可见翻频后的干扰话务比例降至翻频前的11%。翻频割接后,实际的话务统计指标确有较大程度的提高。
4 两类规划方法的比较
基于两种无线规划方法的不同原理,再结合项目中的多次运用经验,笔者在此做了较全面的归纳和比较,根据各自的特点提出网络适用条件的合理性建议,具体如表2。
【关键词】IMS;规划流程;核心网
0 引言
由现在网络技术和其在以后的发展方向可以看出,IMS会成为下一代网络的核心技术,其可以使移动与固网融合,引进多种融合业务。IMS越来越被运营商接受,未来基于IMS的网络及业务应用将为用户提供更好的业务体验。IMS网络的优点突出,但同时建设的难度和风险也大为增加,这就对IMS的网络规划工作提出了更高的要求。本文对这方面进行讨论分析。
1 IMS核心网的总体结构
IMS网络是一个开放、分层的体系架构,整个网络包括业务应用层、核心会话控制层、承载与接入层和运营支撑等4个层面。由IMS网络提供统一的会话控制,采纳全IP的宽带承载方法;网络核心接入层同控制层之间通过标准的SIP接口协议,实现接入的无关性,可适应各种的固定移动、宽窄带接入方式;架构在核心网络之上的业务应用层接口更加标准和开放,业务能力部件向第三方网络开放,将便于新业务的快速成长和安排。
2 IMS核心网规划的前提条件
进行IMS网络规划和设计工作必不可少的前提条件包括IMS建网策略、用户及业务发展需求、技术发展预测等影响因素进行充分的分析是。
2.1 明确总体建网策略
对于固定运营商而言,由于受移动替代和VoIP的挑战,IMS建设重点关注于PSTN改造、IP语音及增值业务;对于移动运营商,则重点关注业务差异化及移动互联网的发展;对于综合运营商,重点关注实现固移接入融合业务以发挥全业务运营的竞争优势。
2.2 用户预测及接入类型分析
用户预测应首先根据上述网络建设策略以确定IMS终端用户类型。从IMS自身的网络特性来看,IMS用户是由多种不同的用户群体构成的。IMS用户可包括传统固网POTS用户、PBX用户、软交换IAD/AG用户、xDSL/xPON/LAN宽带用户、无线WLAN用户以及2G/3G移动CS及PS域用户等多种。因此,需要针对上述不同用户类型,在分别采用合理方法预测的基础上,对各种用户数进行累加,得到总的IMS用户预测规模。
2.3 业务需求的规划分析
IMS的网络规划建设必将以用户及业务为中心展开。规划前期需要对用户的业务需求及业务部署有一个详细的规划分析,明确目前市场上IMS相关业务的需求度及各省和各地区的差异,从而决定:哪些业务属于基本业务,可以全面部署;哪些业务属于特色业务,可以由个别有需求的省单独部署。IMS建网初期,可考虑针对集团、家庭和个人客户的业务需求,在全网提供多媒体电话业务、企业统一Centrex业务、多媒体彩铃业务;局部区域可开展融合一号通业务等自有特色业务。
2.4 业务模型分析
业务模型是用户在系统忙时的表现,它主要包括话务模型和信令模型2个方面。每种业务有自己独特的话务模型,话务模型包括每用户忙时话务量、各种业务的比例、话务的流向、业务速率、会话持续时长等指标;信令模型对于不同的业务来说具有普遍性,一般包括忙时注册(鉴权)/注销/订阅/通知请求次数、忙时呼叫次数、每呼叫消息数量以及消息长度等参数。有了这些业务模型,可以计算出每种业务的平均话务量和接口带宽,进而根据全网支持的总的用户规模数量计算出全网的话务量和对承载网的带宽需求,根据这些计算结果就可以作出最优化的网络规划和设计。
3 核心网的规划流程及规划内容
3.1 IMS核心网规划流程
IMS核心网规划应该是从业务需求入手,结合IMS网络特性,并充分考虑现网情况和演进策略等因素,按自顶向下,逐步分解的过程进行,IMS核心网规划流程基本包括以下几个步骤。
(1)确定IMS总体建网策略及制定网络建设原则、明确IMS的整体网络架构和总体规划思路。
(2)信息收集:包括现网网络信息、用户业务发展信息等,根据收集的信息对现网网络拓扑、网络容量扩展、承载网、业务发展等几个方面来进行详细分析。
(3)业务需求分析:对用户需求及业务部署进行规划分析,进行业务预测、取定业务模型及话务分布模型。
(4)网络资源规划:根据上述的现网分析和业务预测结果,进行网络开销预算及容量分析,结合现有IMS厂家的设备处理能力,进行合理的网络设置及资源分配。
(5)确定网络建设方案:对IMS网络具体网元的配置、容量、质量及安全性等方面进行分析及规划,包括核心网方案、业务网方案、接入网方案、承载网方案及网络安全方案等。
3.2 IMS网络规划的主要内容
IMS核心网规划设计工作主要包括以下内容。
(1)根据建设方要求,明确目标IMS网络需要具备的业务能力,并确定核心网规划建设总体原则,明确核心网技术版本和总体网络架构,确定相关总体建设原则。
(2)对现有网络情况、网络资源现状以及国内外其他运营商IMS网络商用部署情况进行调查分析。
(3)根据对现网及其他运营商IMS网络相关业务数据的采集分析,结合现网用户业务发展信息,进行IMS业务预测。
(4)进行网元节点设置的规划设计,具体包括HSS的设置方案、I/P/S-CSCF的设置方案、MGCF/IMS-MGW的设置方案、业务网AS的设置方案以及现网关口局等网元的改造需求方案等。
(5)进行IMS核心网络的网络组织方案的规划设计,包括IMS域内网络组织方案、IMS域间网络组织方案、IMS网络与业务平台的网络组织方案、相关IMS业务路由策略以及漫游/游牧方案等。
(6)进行IP承载网对接的规划设计,具体包括IP承载网的解决方案、核心网络与IP承载网互联方案、MPLSVPN的部署方案、不同业务QoS的保证策略、IP地址规划等。
(7)进行IMS核心网流量带宽计算和接口配置,主要包括核心网各网元间IP带宽需求计算、核心网元与业务平台AS间带宽需求计算以及核心网与接入网间带宽需求计算等。
(8)根据IMS网络容量设置,以及码号分配原则,对IMS用户的码号资源进行分配,包括用户标识、公共业务标识、信令点编码、APN等。
(9)提出核心网规划对相关配套资源的需求,具体包括对传输的配套要求、对同步网的配套要求、对信令网的配套要求、对局房的配套要求,以及对网管、计费、支撑系统改造等方面的要求。
4 核心网规划关注的相关问题
IMS核心网的规划和设计具体体现在以下几个方面。
4.1 网络结构规划
核心网采用何种网络结构将直接影响到整个网络的规划设计,目前IMS网络组织可采用2种方式,一种是单域集中式组网,另一种是多域分布式组网。单域组网即只集中建设全国性的IMS核心网网络及业务平台,省内建设IMS接入网和互通节点;多域组网即采用分省或分大区独立建设方式进行IMS部署。采用不同的组网结构所要求的IMS网络设备类型和数量都不一样,对业务部署和承载要求也有很大的差异。
4.2 漫游方式
移动IMS用户处于漫游状态时,所有会话业务均需路由至归属域网络的S-CSCF进行会话控制和注册服务,但对于以GPRS/WCDMA分组域网络作为IPCAN的IMS核心网,存在2种漫游方式。一种是IPCAN漫游(GPRS漫游),即通过漫游地的SGSN和归属地的GGSN为IMS用户提供IP-CAN接入,然后直接连接到归属网络的IMS域;另一种是IMS漫游,即用户附着在拜访地IP-CAN的GPRS/WCDMA分组网时,用户将通过拜访地P-CSCF接入到IMS网络,并由归属地S-CSCF进行用户注册和会话控制,漫游用户发起主被叫业务时,所有信令也均由拜访地P-CSCF进行转发。
4.3 网络安全保障
由于IMS核心网络采用全IP承载,且采取开放的网络架构,可以将语音、数据、多媒体等多种不同业务,通过采用多种不同的接入方式来共享业务平台,增加了网络的灵活性和业务互通性。但这也使得IMS的安全性要求比传统运营商在独立网络上运营要高得多,IMS的安全保障问题不容忽视。除了采取标准协议规定的IPSec、AKA鉴权等SA机制实现接入安全和网络安全外,IMS核心网规划中可将IMS核心网划分为多个安全域,包括接入网络域、核心网络域、承载网络域、业务应用域、运营支撑域以及与其他网络互通等安全域,对于各个安全域间采取各种隔离技术,包括物理隔离(如防火墙、SBC等)和逻辑隔离(MPLSVPN、THIG、VLAN)等,并执行一定的QoS控制机制,实现不同域间的信息拓扑隐藏、业务开关控制等功能,充分保障IMS核心网络的安全性和可靠性。
4.4 IMS核心网元的容灾建设
在IMS网络商用初期,建议对IMS所有核心网元(包括CM-IMS核心网元、AS、SBC、ENUM/DNS)均实现设备级容灾备份;CSCF、HSS、MGCF/IM-MGW要求实现网元级容灾备份。对于设备级容灾,主要功能模块可以采用1+1(N+N)方式,也可以采用N+1备份机制;保证单模块故障情况下,系统容量仍旧能够满足需求。若设备为服务器架构,应采用双机热备。
对于CSCF设备,建议采用1+1或N+1工作方式;在相关技术成熟的条件下,对于S-CSCF设备,可以采用池组(Pool)方式进行网元级容灾备份;对于MGCF/IM-MGW建议采用成对设置方式,并设置在不同局址;成对MGCF/IM-MGW采用负荷分担方式,为保证互通安全性,MGCF/IM-MGW应至少选择连接两个异网关口局设备。
5 结语
由上可见,文章主要分析和探讨了IMS网络规划流程、规划内容,对IMS规划设计中所涉及到的相关问题进行了研究和探讨,能够为以后的IMS网络规划和网络建设提供有益的借鉴和参考,对网络技术的发展有所裨益。
【参考文献】
关键词:WCDMA;3G;网络规划
中图分类号:TP
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)03-0292-02
1 WCDMA系统及需要解决的主要问题
在全球3G发展正在稳步推进的现实情况下,通信技术领域已经为3G的建设进行了足够的技术准备,随着3G标准的确立和相关的技术不断成熟,一些通信公司也开始进行了网络平滑过渡的建设准备,并进行了网络现状的调研,以期能以较为经济的手段建设高标准的3G网络。作为 3G三大标准之一的 WCDMA,其技术比较成熟,是目前3G标准中应用最广的,研究WCDMA无线网络规划具有十分现实的意义。一个好的网络结构不仅能够使网络的性能得到有效的发挥,而且为日后的网络优化 、运营维护 、容量的平滑演进奠定一个很好的基础。
WCDMA中文译名为“宽带分码多工存取”,它可支持384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率,在高速移动的状态,可提供384Kbps的传输速率,在低速或是室内环境下,则可提供高达2Mbps的传输速率。WCDMA系统的组网采用了与第二代通信系统类似的结构,包括无线接入网络(Radio Access Network, RAN)。其中无线接入网络RAN又包括陆地无线接入网(UTMS Terrestrial Radio Access Network, UTAN)和用户终端设备,而CN处理系统内部所有的话音呼叫和数据连接,并实现和外网的交换和路由功能。CN从逻辑商分为电路交换(Circuit Switch, CS)域或分组交换(Packet Switch, CS)域。WCDMA系统结构和主要接口如图1所示。
通过了解WCDMA系统结构可知,可以看到无线网络规划的好坏直接关系到网络的性能。无线网络建设的投资要占总投资的70%以上,因此无线规划在整个网络规划中占据着相当重要的地位。WCDMA 无线网络需要解决的主要问题来自两个方面,一是来是CDMA多址方式固有的多址干扰和多径干扰问题;另一方面则是来自于WCDMA系统面临的移动通信环境本身。
2 WCDMA无线网络规划的原则及流程
无线网络规划是根据规划的无线网络的特性以及网络规划的需求,设定相应的工程参数和无线资源参数,并在满足一定信号覆盖、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。在WCDMA系统网络规划过程中,应该遵循以下基本规划原则:
(1)WCDMA网络建设应该坚持规模发展的原则,采用全网统一规划、分步实施的网络规划建设方案。
(2)网络规划初期应该在覆盖的深度和广度上根据经济水平、基础设施状况而调整,在经济发达、中等发达地区和重要城市基本实现地级市和县级市的全覆盖,在欠发达省市可实现大部分地级市的覆盖。
(3)随着网络的进一步发展,网络规划应实现在发达省市绝大部分乡镇的覆盖,在中等发达地区大部分乡镇的覆盖,在欠发达地区可实现少部分乡镇的覆盖,最终实现全国范围内的覆盖。
(4)在技术合理的前提下,网络规划应充分利用运营商现有的通信基础设施(包括机房、铁塔、传输等),减少重复建设,降低建设和运营成本。
(5)选择合理的技术和手段,加强无线网络规划,提高综合服务质量,协调好无线网络容量、无线覆盖和网络质量与投资效益之间的关系,确保网络建设的综合效益。
(6)网络规划应充分考虑远期发展目标,具有向前良好的扩展性,即系统容量以满足用户增长需要为衡量目标,能方便地进行扩容升级,满足远期业务需求。
(7)无线网络规划要将覆盖与业务规划结合起来,考虑室外与室内覆盖并重。
(8)网络规划要规划好无线支撑系统的建设,能提供不同用户的QoS等级服务。
WCDMA无线网络规划的流程与GSM网络的规划流程基本相同,主要内容包括确定规划目标及信息收集、预规划、初始布局、站址实地勘测和最终设计等几个阶段,如图2所示:
确定规划目标及收集信息主要包括确定规划所要覆盖的区域、每个区域所支持的业务类型、每个区域内每种业务所要达到的覆盖率等。收集信息还包括各种业务量的密度分布图、地形地貌数据资料、运营商初选的站址信息和网络发展长期规划等信息。规划目标应综合考虑市场需求和成本因素。最终规划方案应该包括覆盖规划、容量评估、干扰规划、计算功率预算、参数集规划、码字规划、频率规划、站址分布等各个部分的设计方案。在最终规划设计方案进入试运行阶段之前,根据实地勘测结果进行相应参数的修正。
3 校园无线网建设的策略选择
无线网络的覆盖、容量和网络性能之间的关系是相互影响、相互制约的。用户的分布、用户的移动速度以及用户的业务模型都直接影响到无线网络的覆盖、容量和网络性能。因此要准确地反映未来网络的实际情况,不仅需要通过链路预算、容量推算等方法估算网络的大致建设规模以及基本建设方案,而且还需要采用专用的网络规划和仿真工具,建立准确的地理环境模型、用户业务和行为模型,才能仿真出实际网络的运行效果。由于WCDMA网络是一个多业务网络,在不同环境里的混合业务种类各不相同,通常选择各个环境下对无线网络性能要求较高的业务作为连续保障业务。能够满足这种业务的无线要求的链路理论上更能满足其他业务的连续覆盖要求。对于采用R4版本的具体组网方式,建议核心网电路域建设采用混合R4组网方式,实现承载与控制分离,语音承载采用IP传输,信令网采用TDM传输的网络建设方式。根据以上分析,校区采用混合R4的组网方式。
TMSC1:汇接TMSC2间、TMSC2与其他TMSC1间或本地端局的业务;TMSC2:负责汇接MSC的省内业务、转接至TMSC1的省际业务;VMSC:负责本局交换功能、来/去话功能以及漫游用户数据管理等;GMSC:汇接本网与其他网络的来、去话呼叫,实现网间互联互通。HLR/AuC:保存用户各种数据,实现用户的位置更新、呼叫、切换等各种流程。网内任一VMSC、GMSC都可以通过STP访问某一HLR/AuC。为了实现移动用户的漫游、呼叫等各种业务,必须建设移动NO.7信令网。信令网的网络结构和移动话路网的结构一样,分为三级:HSTP:汇接省际NO.7信令业务;LSTP:汇接省内信令信令业务和省际信令业务;移动网络中任一节点如:VMSC、GMSC、TMSC、HLR等都作为SP连接到LSTP、或HSTP。本地校园网无线网络结构如图3:
电路域包含VMSC、GMSC、HLR等,所以电路域本地网必须包括VMSC、GMSC、HLR。由这几个网元组成的移动本地网一方面要完成移动本地网内各种呼叫业务,同时还要完成本地网到其他网络的呼叫以及移动长途呼叫业务。不同的网元组网方式、建设思路也不同。对于VMSC和HLR,可以按照本地网内用户规模的大小设置一个或多个节点。GMSC主要处理网间话务,通常成对设置,负荷分担。通过有关仿真结果分析,上行负载必须任60%以下,下行负载在80%以下才能保证系统的稳定性,在设计中还应留有一定的余量,故设计最大上行负载取50%,下行取75%。由于密集城区的用户密集,业务密度高,且业务增长迅速,突发增长可能性大,并且是网络质量的重点保证区域,所以录用相对保守的规划策略,把站点的设计负载制定得高一些,以便网络有较大的承载能力,增加网络的安全系数。在 WCDMA网络规划中,传播模型是进行网络规划的重要工具,传播预测的准确性将大大影响规划的准确性。在具体应用时由于地形、建筑物密集程度和高度等方面的不同,各种对应变量函数应该各不相同,从而导致一般的传播模型对具体的无线环境预测不够准确,而需要在这些典型的传播模型基础上进行传播模型校正。
参考文献
[1]华为技术有限公司著.WCDMA系统原理与规划建设培训,2005.
[2]张长刚,孙保红等.无线网络规划原理与实践[M].北京:人民邮电出版社,2005.
关键词 PMR TETRA MAPX 网络传输 链接 拓扑环/链
1 引言
EADS的TETRA系统采用了业内唯一的电信级交换平台,并整合了IP技术,能够保证最好的系统性能和服务等级。EADS的TETRA解决方案基于以下两个主要目标:第一,完全符合TETRA标准的要求;第二,根据专业用户的需求进行设计。
广州800兆数字集群共网,是全球第二大城市级数字集群网络,规模仅次于北京奥运会的通信保障网络――北京无线政务网,该网络由广州市科技和信息化局领导和管理,中国电信广东分公司建设和运营,欧洲宇航防务集团(EADS)及其合作伙伴中国电子科技集团公司第七研究所(中电七所)提供全套TETRA数字集群系统设备。
在广州亚运会期间,来自欧洲和中国的EADSTETRA专家团队在广州市科技和信息化局的领导下,与中国电信广东分公司和中电七所的技术专家共同奋战,为亚运会提供了24小时全天候的现场支持,确保了网络稳定运行。支撑亚运会数字集群系统的广州800兆数字集群共网,从签约到网络建成开通,只用了短短4个月时间,从用户开始入网到亚运保障也仅有5个月的时间,创造了数字集群建设史上的“广州速度”。
虽然在EADS及其合作伙伴中电七所的奋力拼搏和紧密协作下,于短时间内高质高效地完成了亚运会的安全通行保障任务,但是项目期间的困难是可想而知的。尤其在TETRA网络设计阶段,EADS工程师需要与电信设计院密切配合,在高强度下完成前期的无线网络设计和传输设计。
数字集群的前期项目规划,可分为无线网络设计和传输设计阶段。在传输设计阶段,工程师会完成网络拓扑设计及相关E1链接带宽。由于TETRA(PMR)网络的专网特殊性,如在传输方面,需要利用很多PCM链接做物理连接。由此PMR网络的搭建在传输部分也是尤为重要的。尤其是对于TETRA网络这类偏重传输质量且通用性高,也支持IP协议的技术来说就更为重要了。同时,目前TETRA网络设计周期过长,在无线电设计方面有很多相关的软件可以辅助工程师设计网络,如PlanetEV等。但是,即使当下TETRA网络的传输设计起到了如此重要的作用,在传输方面却没有相关的专为设计TETRA(PMR)网络的辅助传输规划设计软件。可见全球市场上缺乏一款可以有效支持TETRA(PMR)网络传输辅助设计的软件工具。
基于上述过程,本软件的用途旨在协助网络设计工程师完成基于TETRA技术的网络传输规划,包括下列几项任务:
(1)辅助工程师完成传输线路的拓扑规划设计及优化;
(2)基于网络各结点设备计算各线路所用带宽;
(3)更新网络中某结点设备参数,并重新进行任务I与任务II,最终产生相关报告。
2 TETRA(PMR)网络拓扑规划辅助设计软件介绍
在EADS公司内部的PMR网络设计部门中,主要有三类工程师支撑着TETRA网络的设计:
技术解决方案经理:其主要职责是建立数字集群网络的总体框架即解决方案,包括设备的选购、系统功能及容量的定义、对每个设备的参数设置等。
无线设计工程师(Radio Network Engineer):其主要职责是确定网络内部的频率规划,并以此来确定每个基站所需要的实际设备等。
网络传输工程师:其主要职责是网络传输拓扑图设计、IP地址设计,同步规划,确定物理传输线路的代管等。
图1显示了在TETRA网络中的主要连接类型,为Ip链路、E1物理链路和E1无线电波链接。
本软件工具旨在帮助网络传输工程师进行网络拓扑图的规划,并计算网路物理链接的带宽,同时更新网络设备参数,并且这个工作是一个迭代的过程,如图2所示:
所以,归纳起来,本软件工具的具体功能需求和任务如下:
(1)绘制和链接参数的地图文件
用户可以定义和链接的站点使用不同的参数类型。
该地图文件应包括两个文件联合起来,一个文件是地图图层,可以显示;另一个文件是在这个网站和地图连结的参数。参数文件可以是一个Excel工作表或数据库文件。
(2)绘制拓扑图(环/链)在初始地图。
(3)绘制,修改地图中的链接
(4)计算每一个环节和每一个环,链的带宽。
(5)显示不同层次的地图。
在不同层次的地图定义如下:网站的层位置;所有的层链接的可能性;层的所有链接;每一个链路层;所有回路层,链;每一个环/链层。
每一层的地图应包括所有网站和链接的参数。
显示突出的网站和物理链路及,它在选择的层。
(6)生成报告关于环,链、链接和站点的详细资料。该报告应以Excel工作表描述。
3 系统工作原理
在PMR网络工程中,设计团队的无限频谱规划往往要给予显示的具体信息,如地理高度,人口稠密度,建筑物等造成的衍射、削弱等情况。所以无线设计团队都是基于专业的地理地图信息供应商所提供的专业地图来做实际规划的。考虑到TETRA/PMR网络属于安全通讯的领域,为保障信息的安全性,EADS公司内部的无线团队选择了专业地图供应商Pitney Bowes公司的Mapinfo,而放弃了如Google Earth等开源的但是无法保障信息安全性的公众地理信息供应商。这也就为本课题的开发技术定下了基调,因为TETRA网络的传输设计是需要与无线团队时时分享信息的,在大多数情况下随着工程的进展往往会出现不可预见性的客户需求变化,所以无线团队和传输设计团队的高度协作是非常必要的。由此我们选择了MAPX插件技术来实施本软件的功能。Mapx插件可以提供管理MapInfo的接口,因此我们可以很好地控制MapInfo系统。在数据的选择上,我们可以在MapInfo地图文件下的tab文件下存贮数据,并且利用XML作为中间格式实现由tab到excel sheet的转变。而开发平台,我们选择Microsoft Visual Studio NET 2005,开发语言为C#。整体的技术架构为MVC框架。可满足单机操作的需求。
本系统的应用是一个基于MapInfo地图文件的辅助设计系统,需要实现地图文件的打开、绘制、参数设置及保存操作。系统中主要包括:地图文件打开,保存操作、地图地/线控制模块、计算带宽模块、系统生成报告模块、地图参数控制模块等几大模块。相关数据可以存储在MapInfo地图文件下的tab文件下或相关Excel sheet文 件中。
系统采用传统的MVC架构,同时后台采用地图相关联的数据存储格式。具体整体架构可以参考图3。用户设计行为是通过系统操作地图文件,地图文件又有多种形式实现转换或者在GST格式的集合。
代码方面,在NET平台中引用了MAPX插件,那么窗体其实就是一个对于容器MapInfo地图的容器,上侧有专门的绘图工具按钮。重载OpenGSTFile()/SaveAsGSTFile()方法来实现地图文件的打开和保存。利用toolBar_ButtonClick中的toolBar.Buttons.IndexOf来实现对地图的操作,包括绘图等等。因为此时的toolBar.Buttons.IndexOf是专对于MapInfo文件的容器,例如case 7即为图层控制功能。数据方面,首先设置图层的KeyField关键字段属性:layer.KeyField=ds.Fields._Item(/).Name;然后利用图元的keyvalue即可得到图元该字段的值:ftr.KeyValue,在通过循环所有字段就取得图元的所有属,fer(int/=1;i
4 系统工作流程设计
本软件承担的主要角色有三种:系统管理员[Administrator]、系统访问者(访客)、系统用户(User)。
具体的角色定位如表1所示:
系统主要为用户服务。系统的基本操作流程从打开地图文件,到设置相关的参数类型等,包括站点控制、物理链接控制等。在这之后,用户可以绘制出相应物理链接,以及在其基础之上完成拓扑图的设计等。之后进行计算带宽的功能,再产生最终的报告。同时在本系统中,带宽的计算是尤为重要的,因为本软件的最终宗旨就是通过拓扑设计来最终确定骨干网络的物理链接带宽。在带宽的计算流程中,每一个站点的TRX值或者voice Channel值按照网络技术的变换方法换算;再依据于网络的技术使用类型来激活相应的Tiemslots或Kbits单位;最终计算带宽。综合上述部分工作流程的介绍,我们可以综合总结出本系统软件的总体流程图(如图4)。在图4中,涵盖了所有系统软需要的功能及具体流程。
5 软件系统实现与结果
本系统主要基于MAPX插件,窗体为一个MapInfo容器。图5显示,打开了一个新的、被规划的网络图实例。
在经过网络传输工程师的规划建设之后,在软件中可以体现出网络的拓扑规划图和相应的设计信息,如图6、图7所示。
在图6中,显示了有不同的链接和结点的颜色显示了网络的拓扑规划设计。图7显示,在软件中用户可以查询具体的规划设计内容。
那么最终,系统可以产生相关的设计报表,图8为IP(or SDH,ATM)环,链的报告范例。
【关键词】TD-LTE 网络覆盖 网络规划 链路预算
收稿日期:2010年3月1日
从3G网络建设和运维经验来看,良好的无线覆盖是所有移动网络赖以生存的根本,直接影响到最终用户体验。由于TD-LTE技术具有同频干扰特性,其早期的网络规划和覆盖性能的分析对后期的网络性能的影响将更深刻。通常,良好的覆盖规划可以节省后期大量的优化工作量。同时,良好的无线覆盖也是塑造运营商品牌、增强竞争力的有力手段,对运营商的重要性不言而喻。
TD-LTE网络规划原则与方法
TD-LTE网络规划流程
TD-LTE网络规划流程图如图1所示:
TD-LTE网络无线参数规划[1][2]
(1)CP配置
在OFDM系统中,CP的作用主要是避免子载波间干扰以及OFDM符号间干扰。当无线信道的最大多径时延超过所配置的CP长度时,会产生一定程度的子载波间干扰以及OFDM符号间干扰,且受干扰影响的程度与超过CP的多径功率分布以及多径时延分布有关。LTE中CP有两种典型配置,分别为Normal CP和Extended CP,如表1所示:
(2)RB资源配置原则
PDCCH不同CCE等级对覆盖的影响,如表2所示:
从表2中可以看出,对于控制信道PDCCH,配置不同的CCE等级有不同覆盖。配置8CCE时覆盖最远。当用户在小区边缘时要配置较多的CCE,以便有更多的编码冗余度,降低所需的SINR,保证覆盖范围。在承载相同速率时,给边缘用户配置更多的RB,能够覆盖更远,但这样会降低系统平均的吞吐率。根据具体的覆盖场景,选择PDCCH合适的CCE等级,以满足覆盖和容量的要求。
控制信道中其它信道占用的资源都是定值,如表3所示:
(3)边缘用户占用RB数
系统仿真统计,在通用的PF调度下,10MHz、10用户/cell,边缘最差的5%用户对应的是统计结果大约3.4 RB~4.4RB,因此目前链路预算中设置为5RB。这个值与调度算法直接相关,并且在不同场景具体统计结果会有差异。
(4)时隙配置原则
对于同频组网,若不同小区之间配置交叉子帧,则其中存在的干扰主要包括某一小区的eNB发射对另一小区的eNB接收的干扰、某一小区的UE发射对另一小区的UE接收的干扰等。因此,考虑到干扰问题,建议在一定的网络范围内优先采用统一子帧配置,但对于特定应用场景,不排除同频交叉子帧配置的可能性,可在调度的过程中根据SIR实现不同小区之间在交叉子帧内的资源分配。对于异频组网,若邻频干扰较低,则不同小区之间可实现交叉子帧配置;如果邻频干扰较高,那么此情况的处理与同频组网类似。
子帧配置应根据不同的应用场景中上、下行业务类型以及流量配比需求而定。
TD-LTE链路预算
TD-LTE链路预算主要流程
TD-LTE链路预算的主要流程如图2所示:
下面对每一步骤作详细说明:
(1)输入所要承载的业务速率(指RLC层的速率),考虑到MAC层的头开销,将RLC层速率除以90%折到MAC层速率。然后配置系统的带宽。为边缘用户配置5个RB。
(2)配置天线数,选择不同的发射模式,如发射分集或波束赋形,得到天线增益值。
(3)由于传输的过程中有非业务信道的开销,还要将给用户分配的RB个数乘以(1- Total Overhead Percent),得到业务所占的RB数。
(4)计算发射端的等效发射功率
首先将每根天线上的发射功率乘以天线数得到总的发功率;
由UE分配的RB与系统配置的总RB数之比,得到UE分配的功率;
再加上天线增益、发射分集或波束赋形增益,并减去电缆损耗。
(5)计算接收端的灵敏度
首先用噪声功率谱密度乘以分给UE的带宽,在加上接收机噪声系数,得到接收端噪声功率。
噪声功率加上干扰余量得到接收端噪声加干扰总功率。
根据所需SINR,加上总干扰和接收分集增益得到接收机灵敏度。
(6)所需SINR的计算
将MAC层速率分配到业务所占的RB上,得到每个RB所承载的速率,对应得到所需SINR。
(7)根据(4)和(5)的结果 ,加上阴影和穿透损耗得到空口路损。
(8)代入路损模型,得到覆盖半径。
2.2 链路预算关键参数
在链路预算中的参数选取,必须考虑初步规划中网络的覆盖、容量与质量性能的平衡。下面介绍TD-LTE中选取的链路预算关键参数。
(1)所要承载的业务速率:对应为小区边缘用户的流量要求;
(2)带宽参数:系统的带宽,边缘用户占用的RB个数;
(3)天线数及模式:选择不同的发射模式,如发射分集或波束赋形;
(4)天线增益;
(5)发射功率;
(6)接收端的灵敏度;
(7)干扰余量:干扰余量与流量和天线使用方式、带宽内的用户个数有关;
(8)所需SINR:根据上下行MCS链路性能表得到所需SINR,如表4所示:
链路预算
以下行业务信道链路预算为例,得出天线2*2配置下行业务信道链路预算如表5所示:
2.4 TD-LTE传播模型分析
采用2G频段常用的传播模型COST 231 Hata Model:
LU(dB)-46.3+33.9*log(f)-13.82*log(HB)-a(Hm)+[44.9]-6.55*log(hb)*log(d)+cm
其中,基站高度Hb:30~200 m;
终端高度Hm:1~10 m ;
距离 d:UE到基站天线的距离,单位为公里;
,UE天线高度修正因子;
f为工作频率,单位为MHz,取值2300MHz;
Cm为地形修正因子(密集城区取值3dB,一般城区取值0dB,远郊取值12.73dB)。
2.5 链路预算对比分析主要结论
(1)下行链路预算对比
从表6可以看出,下行控制信道中覆盖受限的是PDCCH。当PDCCH采用8CCE配置,在控制信道覆盖的边缘,业务信道2Tx×2Rx 发射分集可达到240K,8Tx×2Rx波束赋形可达到505K。
(2)上行链路预算对比
上行控制信道PUCCH采用多种的格式发送,采用Format2b时覆盖是最近的。从表7可以看出,既便上行控制信道PUCCH采用Format2b格式,其覆盖也要好于业务信道。所以上行是业务信道受限。
上下行业务信道覆盖平衡分析,即上行覆盖能力(覆盖边缘)处的下行的覆盖能力分析,从链路预算来看,先固定UL速率,得到路损A,再把A代到DL的链路预算,得到DL的速率。如表8所示,可以得到不同链路条件下的下行与上行为2.4~4.7倍关系。
3 结束语
覆盖分析是网络性能分析中的主要内容之一,目的是确定每个基站最大可能的覆盖面积。覆盖分析需要考虑传播过程中的各种路径损耗、链路平衡和覆盖影响因素,使覆盖分析的结果最大限度地接近实际的测试结果,从而提高整个网络性能分析的准确性。良好的覆盖规划可以节省后期大量的优化工作量。
参考文献
【关键词】图形化;信息网络;网络管理;运行维护
0.引言
在当今时代,信息网络系统已成为社会组成必不可少的一部分,而信息网络系统在各个企业中已成为企业办公、生产、运行管理等方面的重要支撑平台,随着社会发展和企业信息化规模扩大,网络的规模也随之越来越大,网络的结构日趋复杂,局域网的运行维护任务也日益显得复杂繁重,因此如何能够简单有效地管理和维护内部网络已成为当前网络管理研究的一个重要方面,迫切需要一种网络管理方式可以简化运维流程、减少运维步骤、快速查找故障、明确运维目标和提高运维效率。目前商用网络管理软件种类繁多,例如国内的北塔、网强等网络管理系统。这些商用软件网络管理功能较为全面,但是针对信息网络运行维护来说,还存在一些不足之处。
本文介绍了一种针对信息网络运维而设计的网络监控系统,该系统强调以图形化的方式显示当前网络各节点状态。以直观的方式反映网络故障或潜在的故障,具备节点控制、监测日志、统计以及多种智能报警功能,力求减轻网络运维人员的工作量,提高工作效率。
1.概述
在大中型企业内部的整个网络上面运行着各种服务器以及众多的个人台式机,点多面广,管理维护难度和工作量都相对较大。仅靠单纯的人工管理,被动式的检查维护已无法满足整个系统良好运转的需要,面对并处理网络中众多设备发出的事件报告和短时间内检测发现故障点等问题,所有的这些要求很清楚地摆在网络管理人员的面前,因此迫切需要对网络进行主动的监视,自动进行网络故障的检测与解决,以维护网络的良好运转,从而更好地服务于整个公司的业务系统。
图形化监控系统可以更加直接地反映信息网络系统状态和故障,使运维人员明确网络系统运行状态,快速查找故障节点并进行处理。首先,收集网络环境内所有网络节点的信息资料和办公环境图纸,确定网络节点物理位置,建设信息网络节点图形化管理系统,根据收集的信息建立图形界面和联动资料库,包括用户物理位置、用户信息、设备信息、网络连接状态信息等;然后把信息网络节点图形化界面与现有的网络管理系统进行接口配置,在图形界面上产生网络节点的实时状态信息,同时可进行接口状态操作,并进行网络节点状态联动报警系统,当故障发生时,对预先指定的报警情况进行报警,报警方式可通过邮件和短信,使维护人员在第一时间得知并判别故障类型和严重程度,并通过图形界面精确判断故障地点,缩短网络故障发现和处理时间。
2.图形化网络监控管理系统技术结构、技术优越性
2.1图形化网络监控管理系统技术结构
图形化网络监控管理系统由图形部分、网络管理功能部分、网络健康度评估部分和运维流程部分组成。各部分的作用为:
2.1.1图形部分
图形部分是整个监控管理系统的衔接部分。其作用首先是系统本身各类功能的操作界面和针对网络系统各环节物理位置的直观展示,比如机房内设备位置图、建筑结构图和办公室网络布点图等,以及网络系统整体和部分的拓扑结构图,用三维图形和二维图形结合进行展示;其次是对整个监控管理系统的各功能部分进行衔接,像前面提到的网络管理功能部分、网络健康评估部分和运维流程部分要通过图形部分进行衔接,使各部分功能得到体现,监控人员通过其进行监控和管理。图形部分的完整度和详细度直接影响到整个监控管理系统的运行效果。
2.1.2网络管理功能部分
网络管理功能部分是整个监控管理系统的核心组成,按照分层架构设计思想进行建设,实现网管数据采集与处理的分离,数据处理与呈现的分离,共分为 3 个层次:数据采集层、数据处理层和功能显示层,具有较强的灵活性和可扩展性。
数据采集层:数据采集层是位于数据处理层与管理对象之间的数据采集子系统,与 IP 网的网元设备和相关的业务系统交互,遵循标准的通信协议,完成系统所需的各类原始管理数据的采集,包括主机、网络、数据库、中间件、应用软件、环境等数据源的原始信息,如配置数据、性能数据、故障数据和准确性数据等。
数据处理层:将数据采集层所获得各种数据进行清洗、整理和标准化处理,提供各应用功能进行处理分析、统计及存储,如通过触发事件发生器,将收集的各类原始信息与KPI阈值对比后进行分析、配置或处理,形成资源分类的告警信息等。
功能显示层:针对分类管理信息进行统一汇总和多维展现,实现网络、系统硬件设备资源和软件运行状况的统一监控和管理,保障业务系统的正常运行。
另外按功能模块划分可分为六大模块,包括数据采集组件、综合网管服务、WEBService 应用组件、IE显示层组件、数据流分析探针、外部数据库,各模块组件之间通过TCP/IP进行通信,支持灵活的集中或多服务器的部署策略,提高系统的可扩展性。下面是其中几种模块的功能简介:
数据采集组件:接收各网管功能模块的数据采集请求,定时其管理范围内的被管对象中收集IT基础设施信息,同时维护、提供性能数据缓存,存储获得的IT基础设施的性能信息,从而达到:统一的数据获取接口、多管理协议支持、可扩展的IT组件支持、数据有效性控制和智能化网络访问控制。
综合网管服务:综合网管服务(NMS)作为数据处理层,建立了网络管理模型和资源数据访问模型的标准化,NMS数据处理层中采用了O/R Mapping、IOC、Remoting等技术完成系统的架构和实现。NMS将实体对象的数据如网络配置数据、资源数据存储在关系型数据库中,通过O/R Mapping 实现将关系模型映射到面向对象的数据模型,提供完整的面向对象的数据管理、访问模型和接口,完成了网络管理数据的对象化,包括:网络配置数据、 设备网元数据、性能数据(历史数据、实时数据)、告警规则配置数据、告警信息数据、服务资源数据和用户权限配置数据。
WebService应用服务:与图形化部分紧密结合,监控系统的应用管理、呈现层采用WEB架构实现,通过WEB2.0、AJAX、WEBSERVICE、JSCRIPT等技术,实现完整的B/S模式的应用管理、数据呈现等核心功能。通过管理控制台集成了网络拓扑管理、网络监控、故障管理、报表管理、服务资源管理、资产管理和系统管理等。方便用户统一执行管理任务。门户功能模块可归纳为三种类型:门户基本框架和管理功能:提供门户通用服务和基本功能。包含用户管理,门户系统权限管理等。对其它系统的集成功能:主要提供对于系统监控管理,流程管理,分析报表集成。管理门户将作为这些系统的统一访问入口,并为用户提供单一登录功能。开发定制的特定服务模块:开发用户要求的日志和审计功能模块,用户访问统计模块。
数据流分析探针:监控系统的性能数据采集能够支持秒级单位的采样周期。能够提供原始采样频率的数据。监控系统经过一段时间的记录,能够通过对性能数据的对比,生成相应的阀值告警事件。监控系统通过Web访问的方式为用户展示物理拓扑结构,并通过物理拓扑结构为用户提供全网的性能和状态信息,并通过颜色表现表示出来,帮助用户及时发现网络潜在的故障隐患点,从而为用户提供管理数据的分析、诊断机制和运维管理流程。
2.1.3网络健康度评估部分
评价指标主要包括可用带宽、单双向时延、单双向时延抖动和单双向丢包。可用带宽直接影响网络业务的质量、网络对即将开展业务的支撑能力以及网络的扩容规划和设计。单向时延、单向时延抖动和单向丢包之所以不可缺少是由于业务服务器和客户终端内容交互的非对称造成的。评估方式由系统采用基于端到端的网络性能质量测试方法,指标是端到端之间的指标而不是单个设备、某一段甚至某一跳之间链路的指标。端到端的含义包括业务的起始点和业务的终止点整条路径,是业务传输的全部环节,端到端的单向时延是从一个测量点(一个具体的IP地址)到另外一个测量点的数据报文传递所用的时间,这个时间是转发时延、排队时延和传输时延的总和,通过一系列测试后可以得出现有网络健康度情况。
2.1.4运维流程部分
网络运维流程从功能上可以划分为六个模块,各模块功能如下:
任务工单管理。该模块实现临时性任务管理功能,如派发给县公司的任务工单、接收来自公司的任务工单、部门内部用于任务分配的个人任务以及部门之间用于项目管理的部门任务等。
业务流程管理。该模块实现对例行性网络运维业务流程的管理功能,如资源调度流程、故障处理流程、网络优化流程和业务开发流程,这些流程一般可分解为定义良好的任务、角色、规则和过程,通过与人和各种应用系统的交互来进行工作流程的执行和监控,达到提高网络运维效率和网络管理水平的目的。
统一工作任务列表。该模块为用户提供统一工作任务列表,包括当前任务、新建任务、已派发任务、已处理任务、阅知任务和待发任务。通过统一工作任务列表可以接收处理来自各方面的任务工单及来自工作流系统的业务流程。
工作任务统计分析。该模块实现对个人工作和组织工作的统计分析功能,包括派发任务数量、接收任务数量、不同难度任务所占比例、任务完成及时率、任务完成质量及绩效指标完成情况等。
接口适配。该模块提供与网管部分、图形部分以及资源管理平台的接口适配功能,通过系统之间的数据交换和应用集成达到部分业务流程自动化的目标。
工作流管理系统。工作流管理系统是用于定义、实现和管理工作流运行的一套软件系统,通过与人和各种应用系统的交互来进行业务流程的执行和监控。工作流管理系统是网络运维流程支撑平台的核心,包括图形化建模工具、工作流引擎、管理监控工具和工作任务列表四个主要功能模块。
2.2技术优越性
2.2.1网络故障查找直观明了,图形化网络监控管理系统的特点是实体图形的大量使用,把网络连接、设备位置、机房或房间布局、故障点描述等通过具体的图形表现出来,再与网络管理系统各个监测功能模块集成,就可以直观明了的对各类故障情况进行图形化描述,信息网络运维人员可通过该系统了解故障的等级、类别、具置,并以此得出相应的处理办法,直接节约了普通故障查找的人力和时间,提高了工作效率。
2.2.2网管系统功能全面,由六大模块组成,包括数据采集组件、综合网管服务、WEBService 应用组件、IE显示层组件、数据流分析探针、外部数据库,涵盖层次化管理、拓扑管理、网络监控管理、IP地址管理、主机服务器管理、数据流分析、故障报警管理和报表管理多项功能,还可通过相关功能模块对整体或部分网络系统健康度进行评估,以此为依据指定相应的网络整改方案。
2.2.3信息网络运维流程明确,可通过网络运维部分人为或自动进行运维工单下达,实现完备的流程化操作,包括任务工单管理、业务流程管理、统一工作任务列表、工作任务统计分析和工作流管理,从接受运维任务、任务分析、制定运维方式、资源调拨、人员派遣、运维操作、完成任务和对应不同变数选择相应调配方式完成运维流程。
3.图形化网络监控管理系统的应用
3.1系统中图形部分的应用
该部分应用包括系统本身操作界面图形和具体信息网络拓扑信息及实际物理环境图形的规划编制。首先是操作界面图形的规划编制,涵盖层次化管理、拓扑管理、网络监控管理、IP地址管理、主机服务器管理、数据流分析、故障报警管理、报表管理和系统管理,以及各大类下面具体分类的操作界面图形,如下图所示:
其次是具体信息网络拓扑信息及实际物理环境图形的规划编制,要收集公司范围内所有网络节点的信息资料和办公环境图纸,确定网络节点物理位置,具体到网络设备、网络线缆、网络通道、安全设备、服务器的布点状态,以及信息机房和办公室的布局图纸,如下图所示:
然后用具体的网络设备图形反应实际网络连接情况,如下图:
最后可根据图形的详细显示得出网络故障节点位置和严重程度等信息,极大的便利了网络运维工作。
3.2系统中网络管理功能部分的应用
网络管理功能部分是整个监控管理系统的核心组成,通过snmp协议读取和写入交换机、路由器、服务器等信息设备策略和数据信息,主要通过人工录入和自动搜索相结合的手段进行设备发现和链路获取,整合分析数据实现层次化管理、拓扑管理、网络监控管理、IP地址管理、主机服务器管理、数据流分析、故障报警管理和报表管理多项功能,再通过设定网络管理系统本身的报警策略定制报警数值和临界点等信息,以图形颜色标示、声音、短信或邮件等方式对系统管理员进行告警。
网络管理功能部分是整个系统的核心,图形部分的功能显示、网络整体健康度评价和运行维护人员流程管控,都要通过功能部分进行实现和链接。
4.结论
图形化网络监控管理系统在信息网络运维中的应用,将解决网络运维侧重于对网络设备本身或网络的维护与管理的问题,解决各类网管系统之间信息无法互通、管理内容庞杂、操作界面多样等问题带来的局限性,大大降低了信息网络系统的运行风险,提高运维工作效率,实现对全网的综合管理,包括全网故障分析、故障定位、全网性能综合分析等功能,能够从总体上提高企业的全网综合管理水平和运维工作效果。
【参考文献】
[1]张玮,唐学文,马颖.图形化校园网络监控系统的设计与实现.计算机与现代化[J],2007,5:72.
HSDPA虽然是R5中提出的,但可以在TD-SCDMAR4的网络引入而不影响R4的网络功能。而在网络规划过程中,则需综合考虑R4的业务性能来设计HSDPA的覆盖和容量。
HSDPA的覆盖设计流程
引入HSDPA的网络覆盖设计流程和TDR4网络的覆盖设计流程基本一致。首先需要基于链路预算计算出小区的覆盖半径,接着根据需要覆盖的面积的大小,估算所需要小区或基站的数量,这个小区或基站的数量是满足某一业务或所有业务连续覆盖要求的最低要求。随后根据链路预算估算的小区或基站的数量,在网络规划工具上部署相应数量的基站,最后利用已经校正过的COST231传播模型,结合数字地图,可以对每个小区进行比链路预算更加准确的覆盖预测,进一步精确为网络所需要的基站或小区数量。
其中,链路预算是确定小区或基站数量估算的关键,也是分析比较业务覆盖能力和设计信道发射功率的基础。如在已经部署的TDR4网络上引入HSDPA,可以首先通过链路预算比较TDR4网络的设计目标业务与HSDPA的覆盖,分析在小区边缘期望吞吐量的条件下,HSDPA是否能够连续覆盖。模型校正则是在规划工具上进行覆盖预测的基础,在规划工具上的覆盖预测,HSDPA与TDR4的预测是一样的,都是基于校正的传播模型和数字地图进行的。
HSDPA独立组网的链路预算
首先必须确定用于HSDPA的下行功率和UE使用HSDPA业务时的C/I,才能计算HSDPA的链路。HSDPA的功率,C/I和吞吐量之间的关系如下:
UE每次测量HS-DSCH信道的质量,并在HS-DSCH传输的随后一个可用的HS-SICH信道上发送HS-DSCH信道的测量报告-CQI(信道质量指示),CQI包含传输块大小(TBS)和调制方式两种信息,它为NodeB提供了通过上次传输HS-DSCH解码得到的能够最大化单次传输吞吐量的编码速率的估计值。
因此HSDPA的网络链路预算计算,和TDR4的链路预算不一样,后者仅需要根据功率和业务的接收灵敏度计算小区的覆盖半径,HSDPA的覆盖必须考虑吞吐量的要求,即需定义在小区边缘期望达到的吞吐量,以此确定计算小区半径所需要的C/I。HSDPA的吞吐量与UE的类别、占用的时隙数、每个时隙可用的码道数等有关,所以链路预算中还需要考虑这些参数,以确定CQI,最终计算出吞吐量。
HSDPA与R4混合组网
HSDPA的链路预算过程首先通过R4的链路预算获得R4设计目标业务的最大路损MAPL,输入HSDPA链路预算工具得到在R4业务边缘的下行C/I后,根据C/I与CQI的映射关系,可以计算出在此路损时的HSDPA的边缘吞吐量。
将计算出的HSDPA吞吐量与期望的吞吐量比较,如果满足(大于或等于期望值),则表明以此R4业务覆盖能力作为目标设计的网络,HSDPA在小区边缘的吞吐量等于或好于期望,满足所要求的HSDPA的连续覆盖,理论上分析,网络无须增加基站。满足此期望时的HSDPA覆盖比R4业务的覆盖大。通过规划软件仿真在不同覆盖距离上的HSDPA的吞吐量,可以进一步深入分析,最终确定是否需要进行网络调整。
一、优势
(一)会计资源同步共享
利用网络资源,通过终端统计,对会计信息进行数据共享。通过网络服务器完成硬件资源的存储和调取。企业管理员可以通过网络会计技术功能,完成对全面信息的应用。通过确定有效规划标准,确定合理发展内容,通过电子数据支持,完善会计零存、零取、整取等多项功能。企业经济规模发展的特点需要按照传输信息进行规划。依照传统会计完善会计基本信息的统计,通过网络会计完善电子商务的综合管理,降低因商务发展,带来大量的财务会计问题。及时有效的解决各类会计障碍,逐步降低会计发展不足,加强数据信息规划核调整,建立良好的会计信息资源共享调节,最大限度的加强会计财务规划处理,将资金整合,提高项目集中管理速度,实现电子商务管理的变更。
(二)信息存储优化
随着网络会计的发展,信息存储优化结构发生变化。传统的信息存储是通过人工纸质形式,对会计信息进行数据整合,调整数据信息,对相关的定期财务内容进行汇报。网络会计信息的存储是根据网络平台,利用数据信息支持,实现文字信息数据存储的管理。利用数据系统,改变用户基本需求,采用不同多样的计量方式对会计信息进行报表管理,从而满足企业会计信息的管理。网络会计存储的方式,实现了企业数据信息的全面整合,通过制定数据政策,提高会计信息数据存储信息安全性,实现网络数据的更合理存储。
(三)资源成本缩减、数据信息简化
利用网络技术完善会计管理。通过网络会计节约基本交易管理成本,减少交易管理中间环节,实现人物力资源的节约。采用网络技术实现会计和审计的监管,这种方式加快了审计管理的准确性,缩短了审计管理的时间,减少了企业内部审计管理流程,降低审计报审费用,逐步提高网络会计管理流程。利用网络会计可以实现无纸质的网络扫描会计票据信息,电子核算票据账簿。利用网络电子方法实现电子会计数据信息的统计,确定电子会计数据信息的准确性,减少纸张的使用量,对环保具有较大的益处。采用网络会计是依照会计数据统计信息完成的工作效率的改变。通过会计数据信息的账务统计,改变会计的传统工作方式,利用计算机软件,提高会计自动检索、自动纠错的能力,完成财务报表、电脑纠错等信息。在网络会计的应用下,会计数据信息更加简化方便,更加适合未来快速经济社会的发展。
二、企业网络会计实际的应用方案
(一)银行会计应用
在银行网络会计应用管理中,存取是主要的业务之一。然而不同的银行却有不同的业务客户群体。将业务进行网络网点连接,保证业务的流通性,提高银行之间的网络业务同步性,保证通存通兑,提高业务办理效果。这样同一个存折可以在不同的银行进行网络办理,增加了业务办理速度,简化了业务办理流程,提高了会计网络统计管理效果,从而实现网络化会计办理过程。采用网上银行对各类业务产品进行服务管理,提高业务办理速度,退出新产品,加强网络银行的应用频率。对各种汇款、转账等业务,鼓励大家使用网络平成虚拟货物的交易,逐步提高网络银行平台支付管理的准确安全性,实现网络计量和确认。
(二)消费统计
采用网络会计可以对个人和集体的消费进行有效准确的统计。消费通过电子数据与银行流水连接,通过消费记录,向相关的数据统计在册,通过月结算的方式,确定相关支出,通过计量,完成水电煤气•等费用的收缴,实现对网络系统消费记录的实时查询。通过网络消费平台,将客户的收支进行整合,有效提高银行的网络数据管理,方便银行与客户核对每一笔支出费用和管理费用。
(三)企业财务管理
采用网络会计管理,加快了企业内部财务管理流程,在传统的企业会计业务管理流程下,逐步增加了企业总账、月结算、季结算会计财务生产报表统计。将现代化的财务系统管理融入到网络中去,逐步拓展财务管理的业务范围,提高个人计算机会计软件应用管理方案。在ERP系统、Oracle商务软件的应用喜爱,提高财务•管理标准,确保财务管理的实用和准确性,实现更好的完善企业财务信息资源的网络化共享,改善企业生产经营许可标准,实现企业生产的综合发展。
(四)网络报表
关键词:WCDMA;核心网络;关键问题
中图分类号:TN929 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 19-0000-02
Planning and Designing of WCDMA Core Network
Lei Shuguang
(Guangzhou Civil Aviation College,Guangzhou510403,China)
Abstract:WCDMA technology standard is a third-generation mobile communication systems technology which is forwarded by Europe and Japan.Due to its advanced technology and the maturity of many operators,it has become the preferred technology standard.The core network is a important carrier to achieve important business user service.This paper first outlines the composition of the WCDMA core network,and then describes the principles and key issues of WCDMA core network planning and design,finally analyse the process of WCDMA core network planning and design.
Keywords:WCDMA;Core network;Key question
一、引言
第三代移动通信系统(3G)具有提供强大的系统容量和更灵活的高速率、多速率数据传输能力。第三代移动通信系统主要采用宽带CDMA技术,其中欧洲和日本提出的WCDMA技术标准由于其技术的先进性、成熟性以及从现有GSM体制平滑过渡等原因,已经成为众多运营商的首选技术标准。WCDMA的技术优势能否得到充分的发挥,能否获得最佳的系统容量、通信质量和网络覆盖,网络规划与设计至关重要。
二、WCDMA核心网络的构成
WCDMA的核心网络是整个网络中各服务区一系列用来完成位置管理、网络功能和业务控制等功能的物理实体。
目前存在的WCDMA网络协议版本已经从R99版本、R4版本向R5版本和R6版本转变。R99和R4的网络协议目前发展已经比较成熟,成为目前大多数商用网络采用的版本。
R99版本继承和发展了2G网络(即GSM和GPRS)的所有的功能和业务,在接入网中引进了WCDMA。其核心网络分为CS电路域和PS分组域。
CS电路域以原有的GSM网络为基础。CS域用来实现向客户提供电路型业务的连接,CS域的实现方式包括TDM方式和ATM方式。CS域它包括MSC/VLR、GMSC等交换实体。PS域以原有的GPRS网络为基础,主要用来向客户提供分组型业务的连接,PS域的实现方式为IP包分组方式。PS域包括SGSN、GGSN以及与其它PLMN互连的BG等网络实体。
CS域和PS域共用的功能实体主要包括有:(1)HLR:用来完成移动用户的数据管理和位置信息管理;(2)VLR:用来处理当前用户的各种数据信息;(3)AUC:用来存储用户的鉴权信息(密钥);(4)EIR:用来存储用户的IMEI信息;(5)SMS-GMSC和SMS IMSC:SMS-GMSC用来保证短消息正确地由SC发送至移动用户。SMS IMSC用来保证短消息正确的由用户发送至SC。
CS域的功能实体包括有:(1)MSC:用于完成电路交换型业务的交换功能和信令控制功能。(2)GMSC:用于在某一个网络中完成移动用户路由寻址功能的MSC。GSMC可以与MSC合并在一起设立,也可以分开设立。(3)IWF:IWF是与MSC紧密相关的一个功能实体。它用来完成与PLMN网络与ISDN、PSTN、PDN网络之间的信令转换功能。
PS域的功能实体包括:(1)GSN,包括SGSN和GGSN,它是用来完成分组业务用户的分组包的传送。(2)BG,用于完成两个GPRS网络之间的互相连通,以保证网络互通的安全性。
三、WCDMA核心网络规划与设计的原则和主要内容
WCDMA核心网络规划的基本目标是为了估算规划期内可能需要的网络基站数量,为了长远的发展,规划应该尽可能的做的长,并实现做好业务的预测。对核心网络规划的发展目标和及其实施方案需要做反复的推敲和研究,使得WCDMA核心网络的规划能对其未来的发展起到重要的指导性作用。
WCDMA核心网络规划的基本原则是:综合建设WCDMA核心网络的成本最低;可以实现盈利的业务覆盖的情况实现最好;最大化实现网络的有效容量;最优化地提供核心网络的质量;核心网络的可升级性和竞争能力最强。
WCDMA核心网络的规划在整个WCDMA系统规划中处于核心地位,它的总共投资需要占据总投资的70%以上。WCDMA核心网络是一项系统工程,从核心网络的能力预测到网络工程的详细设计,从网络性能测试到系统参数调整优化贯穿了整个网络规划的全部过程。大到总体设计思想小到每一个小区参数。核心网络的设计又是一门综合的技术,需要用到从有线到无线等很多方面的技术,需要积累大量的实际经验。对于客户而言,他们所最关心的是提供的服务质量的问题,其中覆盖范围和信号质量是最重要的服务质量问题。在设计时需要对于网络的覆盖预测以及干扰分析和后期的网络优化进行综合,WCDMA网络设计的参数不仅数量众多,而且会直接影响最后整个系统的性能,因此需要在规划中就加以注意,以最终实现覆盖和质量、成本的良好平衡。
四、WCDMA核心网络规划与设计的关键问题
WCDMA核心网络规划与设计主要考虑下述问题:
(一)WCDMA系统的汇接网(CS电域值):由于我国地域辽阔,实现全部网状网不可能,而建设汇接网是必须的,但是长途层面的TMSC1应采用网状网结构;根据不同情况,可以考虑多级汇接层,以减少大网的复杂性,这样便于分割各省的路由表及信息表,简化网络管理。
(二)本地网,如果本地网采用R99版本的非分层结构,同一城市的MSC两两互连,即采用网状网的连接方式,某一RNC应属于某一MSC。如果本地网采用R4版本的分层结构,MGW与MSC Server和RNC没有一一对应关系,而是M:N的关系,MSC-S可任选MGW;多个MGW以环的形式工作,本地区MGW网状网互连:某个RNC归属于某个MSC Server。
(三)与其他运行商的互通:网关节点起汇聚功能,通过设置少量网关GW节点,可以汇聚多个MSC到PSTN/PLMN的业务。在大城市各运行商间建立共同的综合网关局,科简化复杂的网状网连接,共同的GW网需由主管部门统一考虑或由运营商间进行协调。
(四)移动与固定网络电话间的呼叫长途网的选择:根据互连互通原则,建议充分利用移动网。即固定主呼,就近入网;移动主呼,远端入网,尽量简化信令及话务路由。
(五)多厂商环境:同一地区或城市采用同一厂商设备,不同地区可用不同厂商的设备;多厂商,应采用统一的网络结构。
五、WCDMA核心网络规划与设计的流程
WCDMA核心网络的规划与设计,我们首先需要明确WCDMA核心网络规划设计的基本原则;然后确定核心网络规划中信令的承载实现方式。最后,计算核心网络中的媒体流等。WCDMA核心网络设计的流程如图1所示:
(一)资料准备。在核心网络设计的资料准备阶段需要获得核心网络设计所需要的各种数据、并进行分析整理,为后面设计提供依据。
(二)确定规划目标。WCDMA核心网络的设计需要根据现有的环境,确定本规划将要实现的覆盖、容量和质量等各个方面的总体发展目标要求及系统的定位和发展策略。
(三)用户和业务预测。在核心网络初步布局阶段,需要对链路预算和覆盖范围,对需要的基站的数量以及容量等进行预测,并对其综合覆盖的范围和容量进行分析计算,做好预规划,获得初步的方案。
(四)确定工程规模和建设规划。在进行用户和业务预测之后,结合对初始布局确定的站址和现有的网络站址的查勘,确定网络的总体发展规划,进行无线网络的详细规划,根据其规划结果将作为核心网络的建设依据。
(五)网元设置、组网方案确定。在工程规模和建设规划确定之后,需要完成电路域、分组域和信令域等设置,这些域的优化,需要结合相应的仿真,调整各个基站的参数。
(六)话路、宽带和信令链的计算配置。通过预测用户数和各种业务的模型,进行准确的宽带计算和信令链的预测,进行详细过程的预测和规划仿真。
(七)网管、同步以及其他支撑系统规划。一个完整的WCDMA核心网络还需要有若干个支撑网络。由于WCDMA系统覆盖和容量、服务质量息息相关,在设计中要和其他支撑系统一同规划,边设计、边建设。
(八)编号、路由方式确定。进行编号计划、路由选择等。
(九)局址选择、配套设施规划设计。需要完成WCDMA核心网络的局址选择以及电源传输配套等。
(十)投资估算和经济评价。预测是利用科学的手段预先推测和判断事物未来的发展趋势和规律。WCDMA核心网络规划要进行投资估算、收益分析、经济和社会评估等。
六、结语
移动通信是发展最快的产业之一,WCDMA技术网络传输速度快、技术成熟、支持业务广泛、终端种类多,具有强大的优势,获得了迅速的发展。不断优化、设计、再调整、再设计WCDMA核心网络,以获得最佳的网络系统容量和通信质量,具有十分重要的意义。
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