中国移动通信集团广东有限公司湛江分公司
摘要：GSM俗称是"全球通"，这种移动通信技术标准起源于欧洲，第二代移动通信技术即以此为核心，促进全球各地的用户来共同使用一个移动电话网络标准是其终极目标，因此，优化移动通信网络服务质量势在必行。GSM通信网络的优化，即是通过一系列有效的技术手段，如整合系统各种参数、完善设备资源，从而使移动网络在最佳状态下通畅运转。文章分析了GSM通讯网络优化的三个优点，指出网络优化源于网络维护却又高于网络维护，GSM网络的优化工作具有持续性、长期性、艰巨性等特点，GSM网络优化的工作性质要求相关人员具有较高的技术能力。通过对实际优化案例的分析，提出了依照的诊断方法，并阐述了具体优化方案，对合理改善方法、调整网络质量进行了详细的研究。
关键词：GSM；无线通信网络；优化
引言
众所周知，网络质量是通信运营商抢占用户资源、获取最大利润，从而在激烈的竞争中制胜的法宝。随着GSM 网络建设的飞速发展和网络优化工作的不断开展，其网络的质量已达到了空前的水平。但是对于GSM网络仍存在着各种各样的问题，并需要及时进行全面的处理，开展网络优化工程。网络优化可以对GSM网络中的掉话率、覆盖调整、1860 投诉处理、路测和干扰分析等方面问题作出详细诊断，本文重点分析KPI指标的优化。网络统计是进行网络优化工作的主要依托和手段。网络质量的好坏，直接体现在网络各项指标的高低上。因此， 对整个网络或某个网络单元应进行细致的统计，有针对性地进行优化，然后再重复统计，检查优化的实际效果。优化－统计，统计－优化，周而复始，网络质量才能稳步提高。
一、覆盖指标计算原理
无线通信系统的覆盖门限通常设置为公共控制信道的某接收信号强度值，它需要满足两方面的要求，一方面是信道正确解调的要求，包括公共控制信道（GSM 网络为BCCH 信道，TD 网络为 PCCPCH 信道），以及上、下行业务信道解调的要求，另一方面是信号衰落储备的要求，它是在建筑物和地物阴影的影响下为确保通信而预留的信号储备。根据通信理论，覆盖率与慢衰落余量的取值有着对应关系，慢衰落余量取值越大， 覆盖质量越好，覆盖率越高。
经过了 10 余年的建设，中国移动的 GSM 网络已经积累了很高的慢衰落余量，确保了 2G 网络优良的质量。因此，慢衰落余量的取值应该根据 GSM 现网。实际测试结果，这样才能反映现网的覆盖水平。在获取现网的慢衰落余量后，可以计算出 GSM 的覆盖门限，同时算出对应的覆盖率。要求 TD 达到 2G 覆盖水平，也就意味着 TD 规划中的慢衰落余量的取值应该与 GSM 现网实际一致。利用 GSM 网络的慢衰落余量，可以算出 TD 的PCCPCH RSCP 覆盖门限，并要求 TD 的覆盖率与 GSM 的覆盖率保持一致，由此形成了 PCCPCH RSCP 的覆盖指标。
另外，作为仿真终止条件的覆盖率通常考虑了建筑物穿透损耗，是一个综合考虑了室外、室内覆盖效果的覆盖率。室内覆盖是中国移动 GSM 和 TD 网络的重要组成部分， 因此，在计算现网 GSM 系统的覆盖率时，应该考虑室内覆盖系统的贡献。
二、 GSM网络的生命周期
任何事物都是有其产生、发展、消亡的周期，GSM通信网络也不例外。GSM网络一般主要经历的是规划、建设、优化、维护四个阶段。如图1所示。
每个阶段有着完全不同的目的：规划目的是描述一个框架，主要考虑用户的基本需求；建设是将最真实地实现规划，主要重视的是质量；优化主要关心的是满足用户个性化需求；维护则侧重的是常规性的维持。每个阶段都必须完成其主要目的，一个阶段的问题一般很难在另一个阶段予以解决。其中对于本文关心的网络优化阶段，是在保持网络性能稳定的同时，清醒地认识到网络性能波动是客观存在的问题，并且这些问题累计到一定程度，导致系统性能下降时，即到了网络优化阶段了。总结网络性能波动存在的客观问题主要有以下几个方面：
1.移动网的特性，网络中用户数量和行为的变化无法控制。
2.各类新业务的推出，进一步加快了话务模型的变化。
3.网络的工程和调整总无法避免。
4.人工频率规划的局限性，造成这些调整无法保证和自动频率规划的效果。
5.任何设备和系统都会有损耗和老化，造成系统性能的下降。
三、KPI指标的优化过程
GSM网络优化中KPI指标主要包括有掉话率、切换成功率、无线接通率、最坏小区比率等指标，而影响网络最重要的两项指标则是掉话率和切换成功率、下面将对掉话率和切换成功率的优化过程进行详细分析。
3.1掉话率
掉话率是衡量网络系统性能及体现用户实际感受的重要方面，也是 GSM 系统网络优化的重点。系统产生掉话的原因有很多，具体分析主要有以下几种：
1、由于覆盖原因导致的掉话
若某路段优化前为覆盖盲区，每次路测经过该路段都会产生掉话。而且电平值非常低，在－94dBm 到－100dBm 跳动而TA 值常处于6-8。经网络优化统计指标分析，需对该路段所在小区进行增大发射功率和更改切换门限，并减少该小区间切换次数，并需在问题区域加站。
2、由于切换原因导致的掉话
对于移动通信系统来说，切换对系统运行质量有较大的影响。比如某基（BSC06），它的BSC 间切换掉话高，经分析后发现是由于该站1 小区越区覆盖，8 公里以外还能收到该站信号。14528 与它北面的任庄基站（BSC37）有切换关系，但没有做8 公里外的高庄基站（BSC37）的切换关系，高庄位于任庄的北面。此问题通过增加大张盖与高庄的切换关系，并合理地调整14528 的覆盖最终得到解决。
3、由于硬件故障导致的掉话
由于硬件故障原因导致的掉话，对系统总掉话的影响很大，由于一个T C U（载频）、DL N B 故障，可能会导致一个小区的忙时掉话高达几十次。因此在优化过程中硬件排障也是一个重要的组成部分。除优化中进行硬件排障外，在系统日常维护中，及时的发现并处理故障设备，也是保证网络运行质量的重要措施。以下以3 个小区说明硬件排障在改善掉话中的作用，详见表1所示：
可见，经过故障处理后该小区的掉话恢复到较好的水平。该类问题的处理始终贯穿了整个优化过程，是改善掉话的主要措施之一。
4、由于频率干扰导致的掉话
无线环境是保障GSM 网络性能的基础，频率规划的合理与否对一个网络的运行性能有着决定性的影响。在网络设备硬件工作正常的前提下，频率规划的优化，是改善掉话、切换、通话质量等网络整体性能的关键。主要为邻小区相向和同向的同频、邻频干扰。
5、由于天馈原因导致的掉话
基站天馈线的损坏或安装错误，也会给系统带来掉话及其他的不良影响。尽管该问题在整个系统中只有极少数站遇到，但该问题带来的掉话等网络问题是不容忽视的。主要有两种原因引起天馈问题：一是由于工程质量问题：馈线接头问题，小区内天线倾角或方位角不一致，架顶跳线接错等；二是由于天馈部分老化或损坏（如冰雹天气带来的损坏或进水等），会导致驻波比过大，或该天线根本无输出。
3.2切换成功率
切换成功率是评估网络的另一个重要指标，针对切换成功率的优化工作是结合系统统计数据分析及RF PLAN 检查，加上硬件排障的综合处理过程，着重处理切换失败高的小区。影响的主要因素有：
1、频率规划对切换成功率的影响很大，目标小区的频点有同、邻频干扰时极易导致切换失败；
2、载频或接收电路板（SURF 或DLNB）的硬件故障；
3、基站时钟是否锁相成功；
4、切换参数的设置是否合理；
四、案例分析
本节中介绍KPI指标优化案例是GSM网络中某地市比较典型的案例。案例分析过程的关键技术体现对网络优化
KPI统计指标的优化，从而实现整个GSM系统性能的改善。其中重点分析掉话率、切换成功率两个KPI指标。
通过详细分析和计算得到如下表2中所示该案例网络优化前后KPI统计指标的对比情况。
表2 案例中网络优化前后KPI统计指标的对比列表
4.1全网掉话率
如图5所示，案例系统中的掉话率在优化前周平均为
1.47%左右，而优化后周平均降到1.03%左右，下降明显。在对掉话的优化中，网络优化工程师和地市移动公司的工程师对全网的硬件进行全面的排障，排除了系统有故障的载频和有问题的天馈线。接下来再对系统参数进行了优化，从而减少了掉话次数。所有这些都减少了案例系统掉话的总次数（从优化前的7025 次降至4990 次），改善了网络的整体服务质量。
4.2切换成功率
图6中，案例系统全网切换成功率在优化前一周平均是94.55%，网络优化后一周平均95.07%，有所上升。优化前系统全网的切换成功率已经比较高，但部分小PDH设备与SDH设备相比，存在以下主要缺点：
首先，PDH光端机组网单一，多数只能组成简单的点对点网络，局端机房将会堆叠大量的PDH光端机和大量接口转换器或光纤收发器等设备。这给整个网络的运营和维护带来了麻烦，不利于网络结构优化和业务整合。其次，由于PDH光端机光口没有统一的速率标准，在大多数汇聚层与接入层的结合点上，接入层PDH光端机与汇聚层SDH光端机网络只能通过E1等物理接口实现“背靠背”连接。这就需要大量的电缆以及DDF配线架，不仅增加了相应的机房面积相当可观的附件成本，而且由于E1电缆的调整大多依赖人工方式，大大增加了电接口接触的概率， 整个系统的可靠性大大降低。第三，采用PDH光端机阻断了汇聚层与接入层之间在网络管理上的有机联系，运营成本增加，业务转接复杂，难以实现集中监控以及资源灵活调配，造成了管理上的盲区。
鉴于上述原因，建议在新建的油气田项目中，尽量采用SDH光传输设备。站场—调度中心之间一般均有输送油气的管道，因此井口—站场之间的光缆采用铠装埋地敷设光缆与输送油气的管道同沟敷设，以节省光缆敷设的费用。
结束语
随着通信技术、网络技术和自动化软硬件技术的迅速发展和融合，必将加快油气田数字化建设的步伐，油气田的采集、传输、监控应结合多种技术手段，加快建设高效的数字化油气田。本文结合油气田的实际情况，通过利用有线的和无线的传输手段的分析比较，结合先进的光纤通信技术和安全考虑，提出了数字化气田数据、监控信号传输的解决方案，为数字化油气田建设提出了一些建议和看法。
参考文献：
[1]葛勇.宜宾移动GSM网络优化工程中的问题分析及处理.四川大学.2013.04
[2]马汀.基于测试手机的GSM-R无线网络优化测试系统开发.铁路通信信号工程技术，2011.07
[3]韩斌杰.GSM原理及其网络优化.北京：机械工业出版社.2016.07
论文作者:宋志强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/19
标签：网络论文; 系统论文; 成功率论文; 指标论文; 余量论文; 覆盖率论文; 质量论文; 《防护工程》2018年第16期论文;