GSM網絡優化的壹些問題
壹、網絡優化的範疇
網絡優化是高層次的維護工作，是通過采用新技術手段以及優化工具對網絡參數及網絡資源進行合理的調整，從而提高網絡質量的維護工作。可采用室內分布、跳頻、同心圓技術、DTX、功率控制等手段減少幹擾，增大網絡容量，改善無線環境；通過調整天線角度，增益，方位角，俯仰角以及功率大小，選擇最佳站址，調整載頻配置，均衡話務分布，改善網絡質量，獲得最佳覆蓋效果等等。
二、網絡優化是基礎維護工作的升華。
基礎維護做的好，可確保設備完好率；但要提高網絡質量，必須要優化網絡參數，即進行網絡優化。只有搞好網絡優化才能使基礎維護的成效得以充分體現。
維護為經營服務，經營為用戶服務，維護的最終目標是為網上用戶提供高質量的網絡服務，而只有通過網絡優化才能實現維護的最終目標，維護工作才有實際的意義。
三、網絡優化是持續性的工作
1、因為影響網絡質量的因素不是壹成不變的，網絡優化應隨著網絡參數和環境的變化而不斷進行。各地區特別是近幾年來，經濟蓬勃發展，城市高樓大廈不斷湧現，改變了無線信號的傳播環境，可能會出現新的盲區以及來自系統內部的幹擾。而且話務的分布也在改變，在原來沒有的話務或話務較小的地區會出現更高的話務需求，需要及時調整網絡以吸收話務量。
2、工程建設會嚴重改變網絡參數，盡管工程規劃務求做得盡善盡美，但規劃人員很難將參數調整到最佳狀態，不可避免地造成幹擾和話務的不均衡，這就需要網絡優化來解決。
3、無線網軟、硬件版本的升級也會改變部分BSC數據庫中的參數，也需要調整參數設置，實施網絡優化。
因此，網絡優化非壹朝壹夕，而是長期、持久、艱巨的維護工作。簡單地說，只要網絡運營壹天，就需要進行網絡優化。網絡優化的重要性和持久性決定了網絡優化工作必須由各地市根據當地的實際 情況持續地開展，任何短期的、突擊性的優化從長遠看是取效甚微的。 下面我們就優化中的室內覆蓋、天線在網絡優化中的作用、掉話及網絡虛擬分層等幾個熱點問題進行探討，以達到***同學習的目的。
第二部分、室內覆蓋的優化
壹、室內覆蓋優化的意義
隨著市區基站密度加大，優化工作的深入，城市的室外覆蓋已基本做到了無縫連接，話音質量也進壹步得到改善。由於用戶在大型建築物（尤其是酒店、商務和商業中心、大型購物商場、停車場等）內使用移動電話所產生的話務量日益增加，用戶已不滿足於只有室外覆蓋良好的移動通信服務，同時也要求網絡運營商能提供室內覆蓋良好的服務，但此類場所由於其建築體自身的原因（如墻體較厚、面積較大、樓層較高等等），往往是網絡覆蓋的盲區或信號特別差。尤其是目前大部分用戶所使用的GSM系統，其信號的穿透能力比模擬系統更弱，現象也就更明顯。因此，解決好室內覆蓋，滿足用戶的需求，提高網絡的通信質量，也就成為工程建設和網絡優化工作的壹項重要內容。
從狹義上來講，室內覆蓋問題僅僅是對室內覆蓋盲區的改善，解決電話打不出去的問題。從廣義上來講，室內覆蓋問題包括對室內移動通信話音質量、網絡質量、系統容量的改善問題。除了對諸如地下室，壹、二層等通信盲區提供覆蓋外，同時也應對建築物的高層部分因接收到來自多方向的雜亂不穩定信號而導致掉話、斷續、切換不成功等方面進行改善。同時，室內覆蓋作為壹種擴容手段，對在高話務量地區分擔室外基站話務，增加網絡容量，使室內話務在室內吸收，減少同頻幹擾也起很大作用。另外，良好的室內覆蓋，對於提高網絡運營商的形象，為用戶提供更好更完善的隨時隨地通信服務，提高企業競爭力具有很大的意義。
二、改善室內覆蓋的方法及手段
改善室內覆蓋，有兩種基本方法：壹種是加大室外信號解決室內覆蓋；另壹種是采用室內信號分布系統方式。
1、加大室外信號解決室內覆蓋方式
在存在室內盲區的地方附近安置直放站，或提高覆蓋該地方基站發射功率，提高室外信號強度，利用電磁波的穿透能力而達到解決室內覆蓋問題。這種方式的優點是：簡單、快捷，不需要花很大的投資，工程工作量較小，不需要在建築物中作布線，建設速度較快。這種方式對於在壹些網絡還不是很完善的地方，壹方面不但解決了室內覆蓋的問題，另壹方面也解決了周圍地區覆蓋和話務吸收，是壹種壹舉兩得的事情。但在網絡已經比較完善、基站密集的地方，用這種方式就不是壹種明智之舉，特別是采用直放站，對系統造成的影響比起解決這些方的室內覆蓋可能是得不償失。這種方式缺點是：需要進行頻率規劃，有時甚至是必須對網絡進行較大的頻率調整。同時，用這種方式並不是壹種全面解決問題的方式，對於地下室、大型建築物和采用金屬玻璃幕墻的建築物，其室內可能有相當的地方仍然是盲區，因此，該種方法已不能滿足大型室內建築的覆蓋需求。
2、室內信號分布系統方式
建設室內分布系統是目前解決室內覆蓋問題最有效的方法，它與前壹種方案最根本的區別就是將無線信號通過有線方式直接引到室內的每壹個區域，消除室內覆蓋盲區，抑制幹擾，為室內用戶提供穩定、可靠的信號，使用戶在室內也能享受高質量的通信服務。這種方案在設計時，要考慮信號不外泄到建築物外面，而對網絡造成幹擾。
三、室內分布系統組成
室內分布系統主要由三部分組成：信號源設備（微蜂窩、宏蜂窩基站或室內直放站）；室內布線及其相關設備（同軸電纜、光纜、泄漏電纜、電端機、光端機等）；幹線放大器、功分器、耦合器、室內天線等設備。
建築物室內覆蓋要考慮的基本因素主要有：隔墻的阻擋為5～20dB、樓層的阻擋為20dB、家具及其它障礙物的阻擋為2～15dB、多徑衰落及高層建築物上的“孤島效應”和“乒乓效應”。各種不同室內環境對無線環境的影響是非常顯著的，這在工程設計及優化中都要綜合考慮。
四、不同信號源比較
最常用的信號源主要有以下兩種：宏蜂窩＋直放站和微蜂窩＋室內覆蓋。
1、宏蜂窩＋直放站
這是采用室外天線將附近宏蜂窩基站的信號接收後經放大處理，再由室內天線分布到所需覆蓋的位置。這種采用無線耦合的方式，對於存在頻率復用較高的市區，需嚴格調試，以免對網絡造成幹擾。由於直放站本身沒有增加信道資源，只是信號的延伸，故直放站壹般用於低話務量的地方，覆蓋範圍也羅小，壹般只能作為補盲點來使用。如小型酒樓、地下停車場等。
2、微蜂窩＋室內覆蓋
微蜂窩就是壹個基站，只不過基站的發射天線是分放在室內。微蜂窩增加了網絡的信道資源，可提高網絡容量和通話質量，適合於大範圍的室內覆蓋。它壹般用於話務量密集的地方（如：星級酒店、大型娛樂場所、商業和商業中心等），既保證優良的覆蓋，又分擔了周圍基站的話務量。
五、室內覆蓋系統的優化
對於建成的室內覆蓋系統，最重要的就是日常維護和優化。以下結合實際工作中的例子進行說明。
1、相鄰小區的確定
在城市的中心區，基站密度都比較大，平均站距小於1km，所以通常進入室內的信號比較雜亂、不穩定。特別是在壹些沒有完全封閉的高層建築的中、高層，進入室內的信號非常多，鄰近基站的信號直射，遠處基站的信號通過直射、折射、反射、繞射等方式進入室內，信號忽強忽弱不穩定，同頻、鄰頻幹擾嚴重。手機在這種環境下使用，未通話時，小區重選頻繁；通話過程中頻繁切換，易導致話音質量差、掉話現象嚴重。
解決這類問題的最主要方式是根據實際情況為微蜂窩選擇適當的相鄰小區。相鄰小區測量頻點的限制，可以有效地控制微蜂窩與其他小區發生聯系。
例如，湘潭繁華地區的鴻達酒店安裝了微蜂窩室內覆蓋系統。由於該地區基站分布密度大，室內中庭信號復雜。由於對微蜂窩作的相鄰小區較多，導致切換頻繁，指標反映為切換成功率較低、掉話較多。通過實地測量，確定了三個最主要的900M宏蜂窩服務小區：9141、9142、9143，並作雙向切換關系。又由於在三樓電梯口測得較強的1800M宏蜂窩63141的信號，考慮到用戶占用該小區進入微蜂窩的可能性極大，故作62141向微蜂窩的單向切換關系。相鄰小區精簡後指標顯示切換成功率顯著提高、掉話率降低。
由這個典型案例可知微蜂窩的相鄰小區壹定要因地制宜，數目不在多少，而在準確。壹般確定兩三個主服務小區即可，但同時要考慮若相鄰小區過少，宏蜂窩退服導致由外部到室內無法切換的問題。所以相鄰小區至少要兩個以上。
2、重選和切換的優化
現代建築多以鋼筋混凝土為骨架，再加上全封閉式的外裝修，對無線信號的屏蔽和衰減特別厲害；高層建築物內電梯多，又多為金屬全封閉結構，這就導致在進出建築物、電梯時信號變化非常強烈。這就要對微蜂窩的相關重選、切換參數進行細致的設置、調整。 例如，武漢某酒店大廳及低層為微蜂窩A覆蓋，電梯及高層為微蜂窩B覆蓋。從大廳進電梯手機由 A重選到B時正常，而由電梯進入大廳時，手機由B重選到A上則明顯遲緩，甚至出現短暫無信號情況。通過小區參數查詢發現，對小區重選偏置參數的設置A、B小區明顯不壹致，B遠大於A。設計者本意是為讓B更易吸收話務，而使手機在空閑狀態容易重選進入該小區，但差別太大，致使在B小區信號很弱、A小區信號已很強的情況下手機仍然無法重選。通過調整上述情況消失，手機重選正常。
3、載頻調整優化
對於許多大型酒店和購物中心采用多個微蜂窩小區分片覆蓋，分擔話務的情況，我們都建議盡量通過調整載頻分布，將多個小區合並為壹個小區，因為那樣往往會出現話務量不均衡甚至相差懸殊以及各小區間的切換成功率較低的問題。將多個小區覆蓋優化調整為壹個小區覆蓋，用戶可以無切換通話，消滅了潛在的不穩定因素。
另外分布系統的工藝質量也會影響微蜂窩信號，例如上下行功率不匹配導致上行幹擾或信號弱，引起話音斷續或掉話。這些則要在分布系統廠家的配合下進行優化工作。
第三部分、天線在網絡優化中的作用
天線技術是移動通信技術基礎，基站天線是移動通信網絡與用戶手機終端空中無線聯結的設備，其主要作用是輻射或接收無線電波，輻射時將高頻電流轉換為電磁波，將電能轉換電磁能；接收時將電磁波轉換為高頻電流，將磁能轉換為電能。天線的性能質量直接影響移動通信網絡的覆蓋和服務質量；不同的地理環境，不同服務要求需要選用不同類型，不同規格的天線。天線調整在移動通信網絡優化工作中有很大的作用。
壹、天線的主要性能指標
表征天線性能的主要參數有方向圖，增益，輸入阻抗，駐波比，極化方式，雙極化天線的隔離度，及三階交調等。
1、方向圖
天線方向圖是表征天線輻射特性空間角度關系的圖形。以發射天線為例，從不同角度方向輻射出去的功率或場強形成的圖形。壹般地，用包括最大輻射方向的兩個相互垂直的平面方向圖來表示天線的立體方向圖，分為水平面方向圖和垂直面方向圖。平行於地面在波束最大場強最大位置剖開的圖形叫水平面方向圖；垂直於地面在波束場強最大位置剖開的圖形叫垂直面方向圖。
描述天線輻射特性的另壹重要參數半功率寬度，在天線輻射功率分布在主瓣最大值的兩側，功率強度下降到最大值的壹半（場強下降到最大值的0.707倍，3dB衰耗）的兩個方向的夾角，表征了天線在指定方向上輻射功率的集中程度。壹般地，GSM定向基站水平面半功率波瓣寬度為65o，在120o的小區邊沿，天線輻射功率要比最大輻射方向上低9-10dB。
2、方向性參數
不同的天線有不同的方向圖，為表示它們集中輻射的程度，方向圖的尖銳程度，我們引入方向性參數。理想的點源天線輻射沒有方向性，在各方向上輻射強度相等，方向是個球體。我們以理想的點源天線作為標準與實際天線進行比較，在相同的輻射功率某天線產生於某點的電場強度平方E2與理想的點源天線在同壹點產生的電場強度的平方E02的比值稱為該點的方向性參數D=E2/E02。
3、天線增益
增益和方向性系數同是表征輻射功率集中程度的參數，但兩者又不盡相同。增益是在同壹輸出功率條件下加以討論的，方向性系數是在同壹輻射功率條件下加以討論的。由於天線各方向的輻射強度並不相等，天線的方向性系數和增益隨著觀察點的不同而變化，但其變化趨勢是壹致的。壹般地，在實際應用中，取最大輻射方向的方向性系數和增益作為天線的方向性系數和增益。
另外，表征天線增益的參數有dBd和dBi。DBi是相對於點源天線的增益，在各方向的輻射是均勻的；dBd相對於對稱陣子天線的增益dBi=dBd+2.15。相同的條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠。習慣上我們采用dBi來表征天線的增益。
4、輸入阻抗
輸抗是指天線在工作頻段的高頻阻抗，即饋電點的高頻電壓與高頻電流的比值，可用矢量網絡測試分析儀測量，其直流阻抗為0Ω。壹般移動通信天線的輸入阻抗有50Ω和75Ω兩種，在湘潭的移動網中我們采用的都是輸入電阻為50Ω的天線。
5、駐波比
由於天線的輸入阻抗與饋線的特性阻抗不可能完全壹致，會產生部分的信號反射，反射波和入射波在饋線上疊加形成駐波，其相鄰的電壓最大值與最小值的比即為電壓駐波比VSWR。壹般地說，移動通信天線的電壓駐波比應小於1.4，但實際應用中我們都要求VSWR應小於1.2。
6、極化方式
根據天線在最大輻射（或接收）方向上電場矢量的取向，天線極化方式可分為線極化，圓極化和橢圓極化。線極化又分為水平極化，垂直極化和±45o極化。發射天線和接收天線應具有相同的極化方式，壹般地，移動通信中多采用垂直極化或±45o極化方式。實際上采用垂直極化方式是歷史造成的錯誤，因為垂直極化波受天氣，特別是受下雨的影響很大，所以在今後的工作中如果可能的話要盡量少用此類型的天線。
7、雙極化天線隔離度
雙極化天線有兩個信號輸入端口，從壹個端口輸入功率信號P1dBm，從另壹端口接收到同壹信號的功率P2dBm之差稱為隔離度，即隔離度=P1-P2。
移動通信基站要求在工作頻段內極化隔離度大於28dB。±45o雙極化天線利用極化正交原理，將兩副天線集成在壹起，再通過其他的壹些特殊措施，使天線的隔離度大於30dB。
二、優化中天線的選擇
1、城區內話務密集地區
在話務量高度密集的市區，基站間的距離壹般在500-1000米，為合理覆蓋基站周圍500米左右的範圍，天線高度根據周圍環境不宜太高，選擇壹般增益的天線，同時可采用天線下傾的方式。天線下傾的傾角計算公式為：α=arctg(h/(r/2)),α為波束傾角，h為天線高度，r為站間距離。
選擇內置電下傾的雙極化定向天線，配合機械下傾，可以保證方向圖水平半功率寬度在主瓣下傾的角度內變化小。
（1）對話務量高密集市區，基站間距離300-500米，可計算出天線傾角α大約在10o-19o之間，原天線單純使用機械下傾的方式，下傾角壹般在10o以上，水平方向圖半功率波瓣寬度將變寬，造成站間幹擾；如果采用內置電下傾9o的±45o雙極化天線，這樣電下傾加上機械下傾可變傾角將達15o，可保證水平方向圖半功率波瓣寬度在主瓣下傾的10o---19o內無變化，同時結合適當調整基站發射功率，完全可以滿足對話務量高密集市區覆蓋且不幹擾的要求。
（2）對話務量較密集市區，基站間距離大於500米，可計算出天線傾角α大約在6o-15o之間，如果采用內置電下傾6o的±45o雙極化天線，這樣電下傾加上機械下傾可變傾角將達10o，可保證水平方向圖半功率波瓣寬度在主瓣下傾的6o---16o內無變化，可以滿足對話務量較密集市區覆蓋且不幹擾的要求。
（3）話務量底密集市區，基站間距離可能更大，天線傾角α大約在3o-12o之間，可采用內置電下傾3o的±45o雙極化天線，這樣電下傾加上機械下傾可變傾角將達8o，可保證水平方向圖半功率波瓣寬度在主瓣下傾的3o---12o內無變化，可以滿足對這壹區域覆蓋且不幹擾的要求。 2、在郊區或鄉鎮地區
在話務量不太密集的郊區或鄉鎮地區，信號覆蓋範圍要適當大，基站間距離較大，可以選用單極化，空間分集，增益較高的65o定向天線，如西安海天的（17DB）65o定向天線HTDBS096517型號的天線，既考慮容量又兼顧覆蓋。
3、在農村地區
在話務量很底的農村地區，主要考慮信號覆蓋，基站大多是全向站。天線可考慮采用高增益的全向天線，天線架高可設在40-50米，同時適當調大基站發射功率，以增強信號的覆蓋範圍，壹般平原地區-90dBm覆蓋距離可達5公裏。
4、在鐵路或公路沿線
在鐵路或公路沿線主要考慮沿線的帶狀覆蓋分布，可以采用雙扇區型基站，每個區180o；天線宜采用單極化3dB波瓣寬度為90o的高增益定向天線，兩天線相背放置，最大輻射方向與高速路的方向壹致。
另外，如果沿路方向話務量很底，既考慮覆蓋又考慮設備成本，可采用全向天線變形的雙向天線，雙向3dB波瓣寬度為70o，最大增益為14dBi，如：西安海天的全向天線變形的雙向天線HTSX-09-14型號的天線。
5、在城區內的壹些室內或地下
在城區內的壹些室內或地下，如：高大寫字樓內，地下超市，大酒店的大堂等，信號覆蓋較差，但話務量較高。為滿足這壹區域用戶的通信需求，可采用室內微蜂窩或室內分布系統，天線采用分布式的低增益天線，以避免信號幹擾影響通信質量。
總之，天線在移動通信網絡優化中起到非常大的作用，同時饋線，饋線轉換頭及室內外跳線的質量也非常大地影響著移動通信基站的覆蓋質量。大部分覆蓋效果差的基站是由於饋線及連接部分的質量差引起的，可通過VSWR儀表逐級逐段測量來判定質量差的部分，及時更換以保證整個基站天饋線部分的質量，保證基站的運行質量和覆蓋質量。
第四部分、掉話的分析和解決方法
掉話現象是用戶在使用手機過程中經常遇到的問題，也是用戶申告的熱點，它是系統各種不良因素的綜合體現，對系統的運行質量影響很大，所以如何降低系統的掉話率，提高網絡運行質量是網絡優化工作的壹個重要內容。
壹、掉話產生的原因
系統的掉話主要體現為SDCCH和TCH的掉話，其主要產生原因有以下幾點：
1、由於切換導致的掉話
所謂切換，就是指當移動臺在通話過程中從壹個基站覆蓋區移動到另壹個基站覆蓋區，或者由於外界幹擾而造成通話質量下降時，必須改變原有的話音信道而轉接到壹條新的空閑話音信道上去，以繼續保持通話的過程。切換是移動通信系統中壹項非常重要的技術，切換失敗會導致掉話，影響網絡的運行質量。GSM系統采用的是移動臺輔助切換方式，即由移動臺監測判決，由交換中心控制完成，在切換過程中基站和移動臺均參與切換過程。
（1）越區切換參數定義不合理
如：上行電平切換門限、下行電平切換門限、切換余量以及切換功率控制參數等定義不合理，致使越區切換失敗，產生掉話。
（2）信號強度滯後值設置不當
有些小區，由於信號強度滯後值設置太小，小區基站沒有足夠的時間處理切換呼叫，造成許多呼叫在切換時丟失。（但若設置太大，又會引起許多不必要的切換）。
（3）忙時目標基站無切換信道
有壹些小區,由於相鄰小區都很繁忙，造成忙時目標基站無切換信道或在拓撲關系中漏定義切換條件（含BSC間切換和越局切換），致使手機用戶在進行切換時無法占用相鄰小區的空閑話音信道，此時BSC將對此進行呼叫重建，若主叫基站的信號此時不能滿足最低工作門限或亦無空閑話音信道，則呼叫重建失敗導致掉話。
（4）網絡色碼參數設置不當
允許的網絡色碼參數定義了移動臺需測量的小區的NCC碼的集合，為手機切換提供可行的目標小區。如果該數據定義錯誤將引起越區切換不成功和小區重選失敗，產生掉話。
（5）信號強度太弱
當基站做分擔話務量的切換時，有些切換請求會因切入小區的信號強度太弱而失敗，有時即使切換成功，也會因信號強度太弱而掉話。因為我們在BSC中對手機用戶的接收信號強度設有最低門限，當低於此門限值時，手機無法建立呼叫。
（6）網絡存在漏覆蓋區或盲區
當移動臺進入網絡的漏覆蓋區或信號強度盲區時，信號變得太弱而發出切換請求，切換不成功引起掉話。
（7）孤島效應
孤島效應是基站覆蓋性問題，當基站覆蓋在大型水面或多山地區等特殊地形時，由於水面或山峰的反射，使基站在原覆蓋範圍不變的基礎上，在很遠處出現“飛地”，而與之有切換關系的相鄰基站卻因地形的阻擋覆蓋不到，這樣就造成“飛地”與相鄰基站之間沒有切換關系，“飛地”因此成為壹個孤島，當手機占用上“飛地”覆蓋區的信號時，很容易因沒有切換關系而引起掉話。
2、由於幹擾而導致的掉話
無線電波傳播的特性決定其在傳播過程中易受外界多種因素的影響；由於網絡內部原因，它還受到網絡內部各種因素的影響，如同頻、鄰頻幹擾以及網絡中設備本身的非線性、設備故障所引起的交調幹擾。在網絡實際運行中我們常常遇到以下幾種幹擾：
（1）設備本身的非線性以及設備故障引起的交調幹擾。設備運行中缺乏定期的指標測試和調整，使交調幹擾在壹定範圍存在。如發射部分尤其是直放站上行發射雜散輻射較大、接收部分雜散響應較大，造成對本信道和其它信道的幹擾，嚴重的將無法正常撥叫和通話。在網絡運行中曾出現過因為直放站而幹擾城區多個跳頻基站的情況，並引起大量掉話