浅谈基于网格的CDMA精品网络优化方法

http://www.c114.net ( 2011/3/3 16:27 )

1 概述

目前，全国各地市CDMA 网络优化普遍存在事件驱动的优化思想，即发现掉话、接入失败或某项话统指标异常等事件时，有针对性地开展网络优化，解决发现的网络问题。这种优化思路对网络规模大、变化快、城市建设发展迅速的地市效果有限，难以打造CDMA精品网络。

基于网格的CDMA精品网络优化方法以“规划指导优化”为指导思想，将全网划分成若干个片区、每片区划分成若干簇，再以簇单位进行网络重规划，通过精细覆盖优化、精确邻区优化、参数精细优化打造簇范围内精品网络，最后通过片区优化、全网优化实现打造CDMA精品网络的目的。该方法最核心的环节为网络重规划、簇精细优化，下文将对这两个步骤作详细介绍。

2网络重规划

CDMA网络建设已有10年历史，随着城市建设的不断发展，原先规划未必能与当前城市现状相适应。鉴于此，需对全网进行网络重规划，即在现有基站的基础上，根据城市的发展现状、现网的话统指标及其分布特征，对各扇区目标覆盖区域进行重新规划，提高网络的覆盖质量及资源利用率。网络重规划主要有两种方法：其一，利用网络仿真平台进行网络重规划；其二，网优工程师人工进行网络重规划。

2.1利用网络仿真平台进行网络重规划

该方法利用专业化的仿真平台进行，涉及到两大核心技术，即：无线信号传播模型建模、网络优化算法。传播模型建模精度、优化算法的约束条件完整性及算法精度直接关系到网络重规划的效果。

无线信号传播模型建模的精度，与现网基站工参数据的准确性、三位地图的精度及其对目标覆盖区域内以及附近道路DT测试数据的完整性关系密切。此外，还与建模思路关系密切，即基于片区的传播建模的精度与基于扇区的传播建模精度略有不同，前者需要对片区场景进行严格划分，同类场景方可以划为同一片区，混合场景下的建模精度较差；而后者没有这方面的约束，建模精度相对较高。目前市场上的主流产品采用以片区为单位的建模思路。

网络优化算法约束条件的完整性主要基于软件开发工程师对现场网优经验、网优理论及天线产品关键性能指标的收集，优化算法的精度是个纯最优化方法的数学问题，这里不详细讨论。通常来说，网络优化算法能否起作用与无线信号传播模型的精度关系密切。

当前市场上仿真平台尚未成熟，其输出主要是针对室外区域的宏站优化调整方案，对室内深度精确覆盖优化仍需要由网优工程师人工进行。

2.2人工网络重规划方法

人工网络重规划一般以簇为单位进行，主要分为扇区关键指标提取、簇覆盖范围内DT&CQT摸查测试、单PN覆盖分析、扇区话务量分布分析、扇区目标覆盖区域重定位、输出优化调整方案六大步骤。

（1）扇区关键指标提取

人工进行网络重规划时，需提取最近两周各扇区忙时关键话统指标，如：不含切换话务量、各扇区间软切换比例、软切换成功率、掉话率、呼叫建立成功率、拥塞率、不同接入距离的消息数量分布等。

（2）簇范围内DT&CQT测试

对簇范围区域内的所有车行道路进行DT双向测试，并对关键建筑物及住宅小区等进行深度CQT覆盖质量摸查测试（对室内CQT测试时需采用打点方式进行）。

（3）单PN覆盖分析

单PN覆盖分析，即通过DT&CQT路测数据分析平台进行单PN覆盖分析，输出各扇区单PN覆盖图。这里需要强调一下，单PN覆盖图除了传统的带有经纬度的DT&CQT测试数据外，还可以根据室内深度覆盖测试结果，构建立体单PN覆盖信息库。

（4）扇区话务量分布分析

扇区话务量分布分析主要是根据扇区忙时话务量、与其他扇区的软切换比例、扇区单PN覆盖分析图及其下挂的室分系统、直放站等信息，同时还可以结合该扇区下用户的CDR数据来估计其话务分布区域，输出各扇区话务量分布TOP5的区域清单及可能的话务量大小。该部分分析相当重要，其准确度直接影响扇区目标覆盖区域精确定位。

（5）扇区目标覆盖区域精确定位

扇区目标覆盖区域精确定位是网络重规划工作中最核心内容之一，应该遵循如下原则：室外宏基站重点覆盖室外区域、兼顾覆盖部分室内区域（无室分系统的建筑物），室内深度覆盖主要通过室内外分布系统解决。该部分工作包含扇区核心客户区域定位及扇区覆盖边界定位两部分，具体操作如下：

1）扇区核心客户区域定位：需结合扇区话务分布分析结果、扇区关键话统指标、扇区容量、单PN覆盖图、室内分布系统、直放站等信息，将高话务区域纳入扇区精确覆盖范围之内，作为扇区的核心客户区域，避免其落在与相邻扇区覆盖范围的重叠区，降低相邻扇区间的软切换比例，提高网络资源利用率；

2）扇区覆盖边界定位：即根据其核心客户区域定位结果、单PN覆盖图、地理环境信息确定扇区有效覆盖区域边界。通常，边界区域需避开高话务区、城市道路十字路口、快衰落区域、高速公路、高速铁路及河流沿线等。扇区覆盖边界定位还需要考虑扇区覆盖半径，具体与覆盖区域类型、话务分布分布密度关系密切，同时相邻扇区间应保持一定的切换带。

（6）输出各扇区精确覆盖区域信息

根据各扇区目标覆盖区域的定位结果，输出各扇区精确覆盖区域内的关键信息或地理化截图，主要包括以下几个方面内容：目标覆盖区域的属性、核心区域清单及其话务分布数据及特性、扇区覆盖半径、覆盖区域内的室内外分布系统、覆盖区域的边界信息等。

3 簇精细优化

3.1精确覆盖优化

簇精确覆盖优化是簇精细优化的核心环节，它包括对室外宏站的精确覆盖控制及对簇范围内深度精确覆盖优化两部分。

室外宏站精确覆盖控制是在各扇区目标覆盖区域精确定位的基础上，通过调整扇区天线方位角、下倾角、高度、载频导频增益或通过移动天线位置、更换天线型号来等实现扇区Ec能量的合理分布，达到为其目标覆盖区域内用户提供优质Ec/Io的目的。

采用仿真平台进行网络重规划时，平台直接输出各扇区精确覆盖优化调整建议。人工网络重规划时，需结合覆盖区域类型、单PN覆盖图、天线类型等制定精确覆盖优化方案。通常，不同区域类型相关扇区工参及导频增益的取值不同，其范围建议如表1所示：

表1 四种区域类型相关扇区工参及导频增益的建议值范围

实际工作中，扇区的精确覆盖控制需将以上几个因素综合进行考虑，通过类似“此消彼长”的方法，最终达到覆盖精确控制的目的。

深度精确覆盖优化是对各扇区覆盖区域范围内的覆盖质量进行系统优化，主要包括弱覆盖及盲区清理、底层网络结构梳理、高层导频污染治理三部分：

（1）弱覆盖及盲区清理：在确保覆盖范围得到有效控制的前提下，原则上优先考虑通过调整扇区的工参数据、更换天线型号及调整无线侧射频参数来尽可能实现该扇区覆盖范围内的深度覆盖。但若深度弱覆盖或盲区无法避免，则应考虑通过引入/整改/扩容室内、外分布系统等措施来实现范围内的深度精确覆盖，其信源可以选择直放站、微基站、RRU等，具体应综合考虑该扇区覆盖范围内的话务量大小、已下挂直放站数量、RSSI值大小及盲区特点来确定；

（2）底层网络结构梳理：室外宏站精确覆盖优化后，需对网络结构进行系统梳理，明确扇区覆盖范围内室内外分布系统数量及其相应的施主扇区、使以直放站为信源的室内外分布系统的施主扇区为本扇区，避免不同扇区间覆盖出现深度渗透的情况。若本扇区话务量大，可考虑引进微基站或RRU作为室内外分布系统信源；

（3）高层导频污染治理：可考虑通过新建室内分布系统、室分系统整改、室内外联合优化或采用室内外异频分层覆盖、参数优化等措施来解决高层导频污染问题。

在实际网优工作中，考虑到建筑物分布密度的不均匀性，各扇区目标覆盖区域各个方向性损耗也各不相同，要实现理想的精确覆盖控制比较困难。可考虑扇区间覆盖的互补性，即在扇区原有目标覆盖区域的基础上，根据实际情况进行微调，使得相邻/相近扇区间的覆盖相互补充，在实际意义上实现扇区的精确覆盖控制。

3.2精确邻区优化

完成精确覆盖优化后，簇内各扇区目标覆盖区域与优化前发生较大变化，邻区关系也相应发生了变化，需要开展精确邻区优化。邻区优化的总体目标是保证处于小区服务边界的手机能及时切换到信号最佳的邻区上，从而达到提高通话质量的目的。其具体包括删除冗余邻区、添加漏配邻区以及邻区优先级调整三个部分。

邻区优化总体可分邻区初步优化、优化效果评估、邻区深度精确优化三大步。各步主要工作如下：

（1）邻区初步优化：结合精确覆盖优化后各扇区最终的单PN覆盖图、网络拓扑结构、地理位置信息等在原有邻区关系的基础上删除冗余邻区、添加漏配邻区、调整邻区优先级；

（2）优化效果评估：主要通过以下3种手段进行：

第一种：在BSC侧开启PSMM消息跟踪功能，跟踪时间建议为1～2周，充分利用PSMM消息提供的信息进行邻区列表合理性评估，正常情况应该如下：

PSMM消息数量的排序应该与邻区列表优先级顺序基本一致，允许把一些地理位置关系密切或特殊的扇区排在邻区优先级别较高的位置；

邻区列表中各条邻区对应的PSMM消息数量总量占所有PSMM消息总量的99.95%以上（参考值）；

第二种：利用DT&CQT测试工具对簇内各扇区覆盖边界区域道路进行DT往返测试、住宅小区内部及建筑物出入口、窗边进行CQT测试，验证切换关系是否正常，确保邻区关系不存在单配、漏配或错配现象。这种方法有很强针对性，避免不必要的重复验证测试工作；

第三种：簇内话统指标TOP N扇区进行分析，特别对掉话率高、掉话次数多及软/硬切换成功率低等的TOP N扇区进行CDR分析，检查是否存在邻区漏配、邻区错配或优先级不合理等现象；

（3）邻区深度精确优化

本部分工作通常与邻区优化效果评估同步进行，即在评估的同时进行邻区深度精确优化，具体来说包含以下几个方面的工作：

根据PSMM跟踪结果，删除切换概率小且距离远的邻区关系，添加切换概率大的邻区关系，优化调整邻区优先级，使PSMM消息数量大小与其在邻区列表中的优先级大致相当，同时还应保证地理拓扑结构关系密切及特殊场景扇区的邻区优先级在前10位之内；

根据DT&CQT测试及簇内相关性能的TOP N扇区分析结果，及时添加漏配的邻区、修改错配邻区、调整不合理的优先级顺序。

此外，邻区精确优化时还需考虑邻区配置数量，若配置过少，可能会出现大量的切换请求发生在邻区关系之外，导致切换失败，甚至出现掉话；若邻区配置过多，不但会影响对强导频信号的搜索速度，甚至出现新问题，如出现two-way现象等。

通常，处于不同区域类型的扇区，其邻区配置数量略有不同。其具体建议值如表2所示（供参考）：

表2 四种区域类型中扇区配置邻区数量最大参考值

一般来说，邻区配置数量也可以用来检验精确覆盖优化的质量，若邻区配置数量很多，则该扇区的覆盖优化可能没有做好。

参数优化

CDMA网络涉及到的参数很多，根据其作用范围可分为载波级、扇区级、基站级、LAC区级、REG区级、BSC级、MSC级、网络级、系统级等。这里重点讨论载扇级与用户感知度关系密切的基本接入参数、切换参数、搜索窗参数的优化。

（1）基本接入参数优化

常见需进行优化的接入参数主要有：PROBE_PN_RAN、PROBE_BKOFF、NUM_STEP、BKOFF、ACC_TMO、MAX_REQ_SEQ、MAX_REQ_SEQ、MAX_RSP_SEQ、NOM_PWR、INIT_PWR、PWR_STEP。接入参数优化总体上分三步，即：

1）簇参数核查：对簇范围内扇区的基本接入参数进行核查，确保其设置值在厂家建议值或公司建议值范围之内。对偏离建议值的情况，需进行认真核实，确保其合理性，若不合理则需进行参数调整优化；

2）话统指标提取&跟踪及分析：从后台提取与接入参数相关的话统指标，并进行分析。建议重点关注各扇区忙时呼叫建立成功率、呼叫失败次数、ACH最大占用率、ACH最大碰撞率等指标差的扇区，同时结合其相应时段RSSI值变化情况，制定并实施相应的参数优化调整方案，使其指标趋向合理化。

3）DT&CQT长/短呼测试：通过DT&CQT短呼测试对当前簇各扇区的接入情况进行现场摸查，获取簇内各扇区或某一特定区域接入时延的分布情况、首次探针起呼成功次数、二次探针起呼成功次数、平均每次起呼成功的探针数量的分布情况，确定哪些扇区的接入参数存在进一步优化的空间；结合扇区覆盖区域类型、电磁传播环境以及当前的接入参数进行综合分析优化，在确保接入成功率及对系统反向干扰足够小的前提下使得用户的接入时延尽量小，提高用户感知度。

（2）搜索窗及切换参数优化

搜索窗的大小直接关系到MS搜索强支路导频信号的能力及其准确性，间接关系到MS能否有效发生切换，相应的参数有SRCH_WIN_A、SRCH_WIN_N、SRCH_WIN_R。

基本切换参数设置合理与否关系到MS能否在恰当的时间、地点发生合理的切换，相应的参数主要有：T_ADD、T_DROP、T_TDROP、T_COMP。

搜索窗及基本切换参数优化总体上同样可分三大步，即：

1）搜索窗参数核查：确保MS能收到相应导频的强多径信号，又要避免因设置过大发生PN混淆现象或影响MS对其它导频的搜索速度，需在两者间求平衡；

一般来说，搜索窗参数取值与其覆盖区域类型、扇区覆盖半径等关系密切。在密集城区、普通城区、郊区、农村，三个参数的取值逐渐增大。

此外，搜索窗参数取值与基层网络结构关系密切，即与扇区及相邻扇区是否带直放站，带的直放站类型及其与施主基站间的传输介质、距离等关系密切。通常，扇区本身、与相邻扇区间的切换区域及其周围扇区若带有直放站，则其搜索窗参数设置通常要大于正常情况的取值，具体值与直放站类型、中继传输类型及距离等有关。

基本切换参数的取值在参数核查阶段只要保证其在厂家建议值范围内即可，特殊情况除外。

2）话统指标提取&跟踪及分析：重点对提取与切换参数相关的指标（如掉话率、掉话次数、软切换比例等）进行分析，重点判断掉话率高、软切换比例高的扇区是否与其切换参数设置不合理有关，若是，则应该对切换参数进行调整优化；

3）DT&CQT长/短呼测试与分析：主要是在簇内各扇区覆盖区域的交界处进行DT长呼往返测试，实现对各扇区间切换及时性、切换区域范围及是否发生强乒乓切换等进行摸查。同时结合扇区单PN覆盖图判断其合理性，若不合理，及时优化切换参数，避免因切换问题影响用户感知度或耗费系统资源等。

【作者简介】

颜丽峰：硕士毕业于南京邮电大学，现任职于中国电信广东无线网络运营中心优化部，长期从事CDMA网络优化工作。