现代通信网论文-移动通信网

移动通信网络规划酱菜09通信某班摘要21世纪的今天，移动通信得到了迅猛发展，通信市场也日趋成熟，人们在这方面的消费观念也日渐成熟、更具理性，如果没有良好的移动网络很难长时间维系用户。从2000年到现在，经过几年的发展，钦州联通的GSM网络己经具备了相当的规模。但由于前期通信工作经验的缺乏及前期工作主要重心集中在网络的大建设、大维护方面，而对于网络规划与网络优化的关注方面相对较少，所以在这两方面没能很好地根据本地实际情况研究、总结出适合自己的技术、经验。为此，本文从网络规划与网络优化方面进行技术研究、经验总结。通过查阅了大量的文献资料，借鉴各方的网络规划与优化经验，提高了对网络规划与优化的认识，同时结合本地区的设备情况、网络情况、自己掌握的技术、工作经验。通过工程建设前镇密的网络规划、合理的工程建设，使得投资的效益最大化;通过分析各种掉话的原因，有针对性地解决掉话问题;通过基站改造、天线合理利用、电路调整、混合组网及技术革新等手段，使得GSM设备利用率得到很大提高，节约了大量的资金，取得了良好的社会效益和经济效益，本文对取得的效益进行了分析。同时，也研究、总结出一套适合自己的网络规划与网络优化技术、经验，为以后工作的顺利开展奠定了技术基础。关键词：GSM网络规划通信网一、移动通信网络规划关键技术网络预规划是移动通信网络建设的重要环节，需要在综合分析已有网络运行状况(若不是新建网络)的基础上，合理规划无线网络的工程参数(如站址布局、基站数量、基站站型等)，在建设成本允许的前提下，满足运营商对网络覆盖、容量和质量的要求。网络规划的目标如下:达到最大程度的时间、地点的无线覆盖;在有限的带宽内通过频率复用提高系统容量;减小干扰，达到要求的服务质量;在满足容量要求的前提下，尽量减少设备单元，以降低造价。1.1传播模型规划1.1.1一般传播模型覆盖预测的精度取决于合适的传播模型和数字地图。多数模型是预测无线电波传播路径上的路径损耗。所以传播环境对无线传播模型的建立起关键作用，确定某一特定地区的传播环境的主要因素有:1.自然地形(高山、丘陵、平原、水域等)2.人工建筑的数量、高度、分布和材料特性3.该地区的植被特征4.天气状况(对移动通信的影响可以忽略不计)5.自然和人为的电磁噪声状况1.1.2海面覆盖无线传播模型1.1.2.1海面无线传播环境特点无线电波在海面传播时，传播路径主要是通过空气传播的直达波和经过海面反射的反射波。对于在海面船只上的移动台，受海浪的影响，移动台的实际高度有较大起伏而船只大小不同也将使得移动台的使用高度发生变化。海面远距离覆盖的基站站址通常选择在沿海高处，高度从50、1000多米不等。由于海面无线电波传播损耗很小，无线电波可以传播到很远的海面上。此时，地球不能再看作平面，而应把它看作球面，即地球曲率将对无线电波传播产生影响。另外处于传播路径上的岛屿、山、船舶也会对无线电波的传播带来阴影效应。1.1.2.2自由空间传播模型无线电波在各向同性的自由空间传播时，接收功率电平与信号传播距离和频率的平方均成反比。当无线电波在空气中传播时，其传播模型可以等同于自由间的传播模型。1.1.2.3海面传播模型当基站的无线信号辐射到海面时会产生多个反射波，但能够被移动台接收到的一般只有一个反射波，其它反射波由于反射角不同被反射到其它区域。因此海面无线传播具有二波特征，在考虑海面传播模型的时候需要考虑到船体损耗、地球曲率的影响，并需要根据实测数据进行修正。1.1.2.4地球曲率对海面传播的影响视线距离的定义:由于地球是球形的，凸起的地表面会挡住视线，视线所能到达的最远距离称为视线距离。当移动台远离基站并超过视线距离后就进入了阴影区域，地球表面对信号传播产生绕射影响，此时接收电平将快速下降。因此，在做海面覆盖基站的规划时需要把地球曲率对海面传播的影响纳入考虑范围。1.2覆盖规划1.2.1站址的规划基站布局应符合蜂窝结构和蜂窝小区分裂规则，不能只根据哪里有广电局或微波站就将基站设在那儿，致使有的基站之间距离很远，而有的却距离很近，其结果不但使覆盖区不合理，而且不利于小区分裂和解决同频干扰问题，这是应该避免的。站址选择必须考虑两方面的问题:一是站址位置、高度及建站条件是否符合要求;二是所选站址不影响其他基站的站址。1.2.2功率预算和上下行平衡1.2.2.1功率预算根据钦州联通所用的GSM设备，本预算方案采用华为公司BTS312基站，BTS312基站最大发射功率为40w(46dBm)，在理想传播模型下覆盖预测(GSM900M/1800M)如下。假设:GSM900基站天线高度为3Om;增益为15dBi;GSM900移动台发射功率为ZW(33dBm)，移动台的灵敏度为一102dBm;移动台天线高度1.sm，增益为OdB;M900使用CDU时，BTS灵敏度为一110dBm;馈线长50m，损耗4.03dB/100m(gOOMHz)。900M系统okumura一Hata传播模型:Lp=69.55+26.161gF一13.821gHb一a(Hm)+(44.9一6.55lgHb)lgdd:的单位为km，f的单位为MHZHb，Hm--一基站，移动台天线有效高度，单位为米。基站天线有效高度计算:设基站天线离地面的高度hs，基站地面的海拔高度为hg，移动台天线离地面的高度为Hm，移动台所在位置的地面海拔高度为Hmg，则基站天线的有效高度Hb=HS+Hg一Hmg，移动台天线的有效高度为Hm。1.2.3蜂窝小区设计天线选型是小区设计的关键，天线性能指标主要包括天线水平波瓣宽度、增益、前后比、极化方式等，在实际应用中需要根据应用场合选择性能指标适宜的天线。1.3容量规划容量规划分为三部分:小区话务量设计、SDCCH容量规划、位置区容量设计。1.4频率计划与干扰分析1.4.1频率计划频率规划是网络规划的核心之一，直接关系网络质量。通话音质量差、掉话率高、切换频繁且成功率低和话务拥塞等现象产生的根本原因就是频率规划不合理。规划中还有一个很重要的问题:小区相邻关系的规划，要选择有代表性的相邻小区。设置过多的出相邻小区易造成切换混乱，过少又可能造成较高的掉话率;设置过多的入相邻小区易造成切换引起的拥塞，没有或者过少又可能造成掉话。另外要考虑周围相邻小区是否有相同频点和BSIC小区的存在(远距离覆盖容易遇到此问题)。频率规划原则:1.重点关注同频复用，避免在邻近区域存在同频同BSIC的情况;2.同基站不允许有同、邻频;3.同一小区内频率至少间隔400K以上;4.没有采用跳频的小区，TCH至少间隔400K以上;5.直接相邻基站不能有同频;6.考虑到天线挂高和传播环境的复杂性，距离较近的基站应避免同频，邻频相对(含斜对);7.参与跳频的频点数是实际参与跳频载频数的二倍以上。BSIC码规划遵循了避免与周边小区同频同BSIC原则。新建的基站小区规划也遵循了这个原则，避免与附近小区同频同BSIc，规划后对新建基站小区的BSIC码，频率与其周边小区的BSIC，频率(包括原来老基站小区)进行了检查，没有同频同BSIC的情况。1.4.2干扰分析及抗干扰措施1.4.2.1干扰分析根据GSM工程规范的要求，必须满足以下条件:同频道干扰保护比:C/I(载波/干扰)二12dB;邻频道干扰保护比:C/I(载波/干扰)=一6dB;载波偏离400kHz时的干扰保护比C/I(载波/干扰)二一38dB。2.4.2.2抗干扰措施GSM是干扰受限的系统，随着频率复用越来越紧密，有效抑制同频、邻频和互调干扰是在网络规划时必须考虑的。除了仔细规划频点和提高射频部件性能外，还有一些无线网络技术要考虑。首先是天线参数设计，设计合理的方向角，减少同频复用小区对向，设计合理的下倾角控制有效覆盖范围，避免同频小区出现重叠。其次是功率控制。功控可以人为地调节基站有效覆盖距离，减少小区间干扰。再者是灵活使用了多种切换算法，包括边缘切换、基于质量和干扰的紧急切换、PBGT切换等。最后是DTX技术的使用。DTX分为上行和下行两种，DTx技术在上行和下行的主要作用是:上行节省手机电池，减少系统内干扰。下行降低基站功耗，减少系统内干扰，减少基站内交调。当下行DTX与上行DTX一起使用时，将改善系统的C/I同频干扰比。这种改善可用在频率紧密复用的小区规划上，特别是和跳频一起使用的时候，可获得更高的系统容量。1.5参数规划根据无线网络参数的作用不同可以将参数分为以下几类:小区参数、切换参数、功率控制参数、无线信道参数。每一个参数有其定义，需要根据基站的实际情况合理地规划参数。二、移动通信网络优化关键技术网络优化的基础工作是网络数据的收集，主要包括:呼叫质量测试，从用户的角度去了解网络情况;通过电测，掌握外场无线覆盖情况;通过网管的基站话务报告，掌握话务分布情况及各项系统指标;通过采集交换机数据，了解交换机运行的情况;通过收集频率计划及网络规划数据，了解小区频率规划的合理性等。根据收集到的数据进行分析，依据结果进行网络调整。其内容包括:提高交换机的处理效率、容量增加;信道数调整、基站位置变更;天线位置变更、下倾角改变;切换参数、频率、小区参数等变更;盲区覆盖、高话务量地区增加信道或设置微蜂窝等。网络优化的目的是改善移动电话网的质量，使用户满意。它既是提高网络效益的需要，同时也是确保移动电话用户高速发展的需要。通常网络优化是对一个已经实际稳定运行网络的优化，但由于移动通信发展迅速，工程建设和运行维护往往同时进行，因此网络优化更具有其特殊性与艰巨性。在网络优化阶段，有很多工作与网络规划阶段相类似，但由于其侧重点有所不同，操作方式也有一些细微的差别。所以本章介绍了常规的优化策略，同时，结合钦州联通的网络实际情况针对如何降低网络掉话率、如何提高GSM设备的利用率展开了论述。2.1网络优化的主要内容2.1.1无线部分的优化2.1.1.1基站参数的检查与核对无线部分的优化工作首先是基站硬件标准调整:校对天线方向角、下倾角;正确调谐各信道及藕合器;核对各小区的频率安排;天馈线驻波比的检查;确保参考频率单元和信道测试器的正常运行;及时更换损坏的信道等。2.1.1.2频率规划频率规划是无线网络优化最重要的部分之一，在实际复杂的无线环境中不可能采用理想化的复用模式，必须根据情况灵活处理。这点在前面己经做了详细的论述，这里就不再赘述了。2.1.1.3位置区的划分位置区的划分需要从全网的角度加以考虑。如果位置区划分得过大，则在市区平均每信道的话务量过高，基站寻呼手机的延迟将增大，寻呼的负荷增加。如果设置过小，则会造成过多的位置更新，导致信令信道负荷加重。因此，对于每个基站的覆盖范围、邻近基站间的重叠范围必须合理设置，正确设置位置区。2.1.2交换部分的优化1.基站频率的核实与校正:检查实际的小区频组、SAT、DCC与设计是否相符。2.小区参数(CDD)和越局切换参数的检查与调整:检查小区参数和越局切换参数是否与设计相符，包括相邻小区的相互定义及频率等。其中合理设置邻近小区参数是优化中的一项重要内容，因为在某些特殊的地形下，邻近小区有可能不是地理上最近的邻近小区，这点在附录中爱立信济南项目中可以看出来。邻近小区可以根据路测结果进行分析设置。3.交换数据采集、分析和调整:在交换局需要经常定义一些特别的测量，有目的地进行数据统计(包括干扰统计、话务统计、网络性能测评等)，分析网络中存在的问题，适当修改参数和增加设备。4.交换局数据和路由表的个别调整:根据全网统计数据进行必要的中继话务分担。2.1.3有线传输网络的优化1.中继路由的优化:在网络优化中，应根据话务量统计数据分析各路由的话务量，并据此及时调整各路由的中继数量和路径，达到最经济最合理的设置。2.有线传输网络的优化:根据传输线路的设置，不断优化基站至交换机，换机至市话交换机、长话交换机的传输途径和传输媒介。2.1.4网络调整重点综合来讲，网络优化中主要对以下方面进行调整:1.覆盖调整:确定小区覆盖范围，是进行网络优化的重点。通过小区覆盖范围的确定，结合话务量分析，可以对相邻小区之间的话务均衡给出直