深圳市国人通信有限公司总工程师 丁天文
1概述
移动通信近年来发展速度惊人，在市场需求的驱动下，移动网络不断扩容，网络的规划也一再随之调整。建设周期短，发展速度快，前后工期的重叠进行，网络的建设无论在规划阶段以及后续的扩建工程中，均存在着一些质量问题，造成整个通信网络的各种资源不能得到合理的应用，资源大大浪费，还使得通话质量下降，服务水平低，网络运行效率低。
为使得网络资源能够合理配置和应用，移动通信网络的网络优化工作已经成为移动通信运营商提高服务水平，保障通信质量的重要工作内容。
网络优化工作，就是对整个网络的资源根据需求和发展的情况进行调配，达到合理的运用。同时，对于网络运行中存在的诸如覆盖不好、话音质量差、掉话、网络拥塞、切换成功率低、未开通某些新功能等问题时，也需要对网络进行优化。因此，网络优化是一个长期的过程，贯穿于网络发展的全过程。
网络优化，不仅对于当前的GSM900MHz网络而言，对于还在发展的GSM1800MHz和CDMA800MH也是同样重要的。
2网络优化的内容
网络优化既然是对网络资源的重新调配，那么，有哪些资源是可以应用的呢？
2.1网络资源
频率资源：无线通信的频率资源是宝贵的，移动通信的频率资源尤其珍贵，频率资源包括可用的频段（900MHz/1800MHz，对运营商而言）、可用的方式（固定、跳频）、覆盖的区域、单站的频率覆盖方式、相邻小区的频率复用方式等。
地域资源：移动通信网要完成网络覆盖，覆盖的地域非常重要，合理的分布站址无疑可以取得更好的覆盖效果，即使是经济不发达地区，有时也要有相应的投入。
业务资源：移动通信网是随业务的发展而设立的，只有满足不断变化的业务需求，才能充分利用好网络资源，网络中的移动业务，在不同的区域分布是不均匀，需求也不一样。网络的设置要充分吸收各种业务量，尤其是对于新增业务如短信息、信息广播、数据业务等都需要合理的安排。
经济资源：移动通信网络是经济飞速发展的需求，同时，移动网络的良好发展还会因信息的及时传递而促使经济的进一步发展。经济发展的不同地区，对通信的要求也有所差异，网络优化的工作就是要尽快覆盖经济发展快的地区，带动其它的地区。移动通信网络发展的一个特点就是需要资金提前做一定的投入，选建成可运行的网络。
2.2对资源有影响的因素
（1）计划（规划）
一个网络的建设，必然受到各方面的影响，这就需要有一个网络的规划，并据此按计划实施建议，这牵涉到各方面的财力、物力等，一个详细完整的规划，可以使网络的建设井井有条，而且节省投资，事半功倍。
（2）干扰的因素
这里所说的干扰是指移动网络信号传输过程中受到其它信号的侵扰而造成接收信号不稳定的现象，这种干扰源有可能来自外部（模拟网信号、BP机网信号、其它各种信号），也可能来自网内（相邻小区、邻频干扰、越站干扰等），这些干扰源需要在建网前检测清楚，在网络优化的过程中，也要不断地跟踪，以保证移动信号的稳定接收。
（3）设备的可靠性
移动通信网是面向公众的通信网络，因此，对设备的可靠性有较高的要求，不仅基站系统要工作正常，还要求交换系统、电源系统、监控系统具有同样的可靠性，对于用于扩大网络延伸和覆盖的直放站、室内分布系统也都有较高的可靠性要求，这就需要网络运营商选择性能价格比较好，质量过得硬的产品。
（4）业务的发展
移动通信网的发展过程中，移动通信的业务也不断发生变化，从开始的单纯话音业务到数据业务、短信息、小区广播，从城市到农村，从单个组网到全国漫游，业务的需求是在变化的，这种业务的需求，会促进网络优化的工作不断深入。
（5）覆盖
移动通信网的目的是要建设一个全球无缝隙的通信网络，因此，有效的覆盖是建设网络的关键，这种覆盖首先是地域的覆盖，然后是由于阻挡的原因使无线电波未能有效实施覆盖地段的补盲覆盖，进而是高大建筑物内由于建筑材料的阻挡而要求用室内分布系统进行的立体扫盲覆盖，有的覆盖是完成平面上地域的划分，有的覆盖则要实现业务的均匀分布。
（6）资金
建设一个先进的移动通信网络，无疑是需要前期的大量资金投入，没有资金的支持，很难使网络优化工作达到理想的程度，在网络建设中，基站的建设相对投资较大，为了完成覆盖的优化，适当的引入一些直放站，对网络的建设是非常有意义的，而且只需少量资金，尤其对于一些高大建筑物，更为重要。在日常维护工作 ，也需要资金的保障。
3网络优化的方式
网络优化是一个系统的工程，它包含着一系列的优化方式，各种优化方式的综合，形成了网络的整体优化。
3.1频率优化
网络优化的首先是频率的优化，众所周知，频率是非常珍贵的资源，合理的使用好有限的频率，可以扩大服务面积，降低网内干扰，提高通话质量。频率的优化用的，要考虑符合国家无线电管理的规定，要考虑频率复用的效率（尽量在同一个地区内采用最少的频率），要考虑同频及邻频的干扰，尤其是在同一区域不同移动网络，同频段内相邻的信道使用时尤其需注意。频率优化中还需要考虑，在相邻小区内有效跨越的切换。
3.2覆盖的优化
覆盖的优化在网络优化中的地位是非常重要的，覆盖优化主要是通过天线的指向（方位角）和发射功率去调整所需要覆盖的区域：如信号的弱区和盲区，偏远山区，话务量小并且地域范围广，一般多采用室外安装的直放站；高层建筑如大厦和地下室等，多采用室内分布系统覆盖，同样也需要对信号的弱区（电平低于-85dBm）进行覆盖。有的情况下，即使接收信号很强也可能出现接收不正常（乒乓效应）的状态，也应采用覆盖优化的方法解决。
3.3话务量的优化
话务量优化的目的就是将移动通信网中的话务量均衡，使得整个网络的业务负荷是均匀的，尤其是在一些人口密集的商业区，要考虑人口的滚动特点，有些大型的活动，会在某一区域出现突发性的话务量，同时，交换机阻塞也应该在话务量优化的过程中予以注意。此外，多种业务并存的情况下，也应注意业务的均衡。
3.4设备的优化
随着移动通信网的发展和网络优化工作逐步深入，提供主设备的厂家和提供配套设备的厂家也多了起来。对移动通信网络运营商而言，采购什么样的设备，要求什么样的服务，就非常重要了！在移动通信网中，主要考虑的设备包括：基站设备、传输设备、交换设备、系统监控设备、供电设备、配套设备等，还要考虑用于加强室外盲区覆盖的直放站设备及室内覆盖的室内分布系统等，设备优化选择要从设备的性能指标，设备的可靠性，设备的价格、维修服务等多方面的来综合考虑。
3.5干扰信号的分析
移动通信的信号是用无线方式传输的，极易受到各种其它无线电波的干扰，为了保证网络的通信质量，网络优化的过程中，需要经常的对网络的各种干扰信号详细分析，要分析干扰信号的种类、强度、性质以及来源，一旦发现有其它未知来源的干扰信号，应同无坶电监测部门取得联系，查找干扰源，保证网内信号的纯洁。同时，也要注意调整好频率规划，避免网内的邻频干扰和越站干扰等。
3.6资金的优化使用
资金的优化使用，就是要根据移动通信网的发展特点，把资金用在关键的地方。如对于CDMA网的发展而言，扩大每个基站的覆盖区域是很重要的，可以拿出一部分资金引入直放站来延伸覆盖，对GSM网而言，发现有容量不够的区域，可以引入微蜂窝基站进行补充，优先发展业务量大的区域，可以尽早的收回投资，并再应用到其它区域。
4网络优化的步骤
网络优化要贯穿整个网络发展的全过程，因此，从建设网络起直至网络的运行维护、优化始终都是非常重要的。
4.1网络建设的规划
网络的规划，是一个网络发展的纲要，自建网起，就要考虑好网络优化的工作，要把网络的日常维护和网络优化联系起来，并成立专门网络优化队伍，根据一些专家的预测，在某一大城市如果把网络优化规划做好，在不增加通信设备的情况下，可将此城市目前的移动话务量提高好几个能量级。
4.2网络数据的分析
进行网络优化的关键一步就是以来自移动通信网络数据进行分析，主要数据类型包括：无线数据、话务数据、干扰分析数据。
无线数据分析包括：信号覆盖范围，接收信号场强，天线增益、指向，相邻小区间无线频率的切换，同频及邻频信号强度，使用的直放站覆盖效果。
话务数据分析包括：对掉话率的分析，相邻小区间的关系是否完整，信令流量的设置准确度，误码率情况，话务流量是否溢出，高话务量基站是否出现阻塞掉话，接通率和拥塞等等。话务数据分析还应该注意话务量发展的前期预测，如某个区域话务量的增长情况。
干扰分析数据包括：当误码率超过一定的容限出现的低话音质量区域，干扰的分布，网外干扰源的定位和分布，网内和网间（联通和移动）的干扰、无线信号的衰落概率等。以上这些数据可以从网内的数据库及监控系统的统计分析得到，也可以专门使用网络优化测试工具（路测）而取得。
4.3优化方案的制定
在进行网络优化时，要提前制定方案，制定优化方案是对网络运行现状进行综合分析的过程。通过网络数据分析，从中找出影响网络运行的最重要的内容，如基站容量不够的，覆盖效果不好，网外干扰严重等。通过分析，制定几个可供选择的优化方案。在容量不够时，可以增加宏蜂窝基站，也可以增加微蜂窝基站。覆盖效果不好，可以调整基站发射功率，调整天线的方位和储仰角，增加直放站。这些方法制定后，从中分析比较，寻找出优选方案。
为了能够保证整个网络优化取得最佳效果，制定的优化方案最好采用试点的形式，以点带面逐步推开。
5覆盖优化的重要性
前面已提到了覆盖优化是网络优化的重要内容，许多优化方案都是通过覆盖的优化而实现的，所以建设网络的过程中，覆盖的特性是非常重要的。
5.1覆盖有多种方式实现
覆盖是指无线电波辐射的区域，对GSM基站建设而言，早期的建设，因网络初建，用户规模较小，资金情况也紧张，一般采用大区制基站，而且使用较高的铁塔，尽可能的增加覆盖范围，而当网络发展到一定程度后，就要降低天线的高度，防止因架设的基站太多而引起相互间的干扰，此时以吸收话务量为主。
在特殊的情况下，单靠基站已经很难达到更好的覆盖效果，或者投资过大，那么，采用直放站就是一种很好的选择，直放站具有多种形式，主要有用于覆盖室外的直放站，有用于建筑物内覆盖以及用于立体覆盖的室内分布系统，这些产品都是对基站覆盖的补充和延伸，可以有效的改善和消除弱区、盲区，改善网络优化的覆盖特性。
5.2直放站产品的特点
直放站是利用射频转发技术来实现移动无线信号的双向放大，在基站和用户手机之间是透明的，它的设置不会增加系统的用户容量，但会起到的均衡容量、吸收话务量（增加话务量）、扩大覆盖的作用。
直放站中核心的技术包括：线性功放、矩形滤波器、高效率天线等。在移动通信网络（GSM网、CDMA网、网开始采用的模拟网）中，多采用不用经变换频率的直接放大的形式，特殊情况下也采用移频放大技术。
采用直接放大技术构成的直放站，一般认为技术上比较容易实现，所以可以提供设备的厂家很多，但前期的一些设备只注意增加功率输出而不注意线性（三阶互调）杂散辐射，造成直放站对周围信号的干扰，影响了移动通信网的通信质量。近年来，国家无委颁布了一系列关于直放站应用的检测标准（YD/T1028-1999,YD/T1047-2000,TIA/EIA/IS-97），规范了地放站研发、生产和应用的指标，使得直放站在网络优化中扮演了十分重要的角色。
直放站产品是用于覆盖优化的重要手段，在GSM网内已经大量的采用，有不少的厂家都生产这种设备，据不完全统计，已有超过50个生产厂家，但真正可以提供批量产品且具有良好的产品质量的厂家却不多。自1997年起，共发放各种直放站型号核准为77个。已经通过型号核准的直放站生产厂家为：1997年2个。1998年1个，1999年12个，2000年30个，2001年截止到五月有10个。其中：可提供GSM900蜂窝通信直放站设备厂家有53个，可提供GSM1800蜂窝通信直放站设备厂家有3个。
早期的直放站产品主要来自12能指标同国外设备相类似的产品。
5.3直放站产品的种类
直放站产品最先用于弱区、盲区的覆盖，随着移动通信网的普及，各种类型的设备均得到应用，常见的种类有：
（1）室外应用的直放站
安装于室外，用户城郊、农村、偏远地区及山区补盲，可以实现定向定点覆盖，一般转功率可达30dBm以上，可以扩大覆盖区域，多安装在室外的恶劣环境下。目前的产品已适用于GSM900、GSM1800及CDMA800的系统中，可以通过无线信号方式采集基站信号，也可以采用光纤传输方式连接基站。
（2）室内分布系统
这是直放站的建筑物（室内）内应用形式，可以实现移动信号的立体覆盖，多用于大楼、地下室 、车库等建筑物内。2动信号均匀分布到每一个地方。信号分布的方式有电缆分布型和光缆分布型。
在大楼内的电梯是信号比较封闭的地方，许多手机在经往往无法使用，利用室内分布系统可以较好地解决这一问题。国人通信公司还专门设计了一种用于电梯内的产品一电梯通，在保证电梯正常运转的同时，把移动信号传递到电梯内。
（3）塔顶放大器包含有两种产品，一种是增强上行（手机-基站）信号接收灵敏度，另外一种是下行（基站-手机），可以增强基站的发射功率。
上行塔顶是低噪声放大器，可以有效地解决手机信号较弱的问题，扩大手机的服务范围，最适合的场合是具有有1发2收（其中一个天线单收）天线的基站；下行塔放的关键技术是线性功放，尤其是基站的载频娄较多（4载频以上）时，对线性功放的要求较高。
由于塔放工作在室外，而且需要串入电缆，这就要求塔放具有恶劣环境下工作和避雷的能力，同时，需要解决利用馈线向塔放馈电的问题。虽然可提供塔放的厂家不多，但国内国外的产品均能较好的解决问题。
5.4直放站安装工程的重要性
直放站做为网络优化的一种重要形式，工程安装质量的好坏，直接影响着网优的结果，虽然直放站的安装工程比起基站的安装要简单，但仍应按照规范认真执行。
室外直放站设计和安装过程中，最重要的就是防止外环（施主天线同重发天线间）自激，这需要保持2个天线之间一定的距离并注意天线间的方位角，也可采用自然屏障相互隔离，当直放站的增益过高（≥90dB）时，尤其应该注意。有的直放站之所以安装后又被拆除，往往是自激影响了使用效果。
室内分布系统因具有电缆分布型、光纤分布型等多种形式，安装工程中的主要注意事项是要使上下行的信号平衡，尤其注意上行信号不要造成对邻近基站的干扰。
6结束语
我国的移动通信发展迅猛，网络优化工作也取得了长足的发展，现在，已经有许多城市实现了地域内的无缝隙覆盖。随着用户数量及话务容量的不断扩大，对网络优化的要求越来越高，即将开通运行的CDMA移动通信网，也会对网络优化提出新的要求。移动网优对于移动通信网的建设和发展是十分有意义的。
摘自《无线电工程》2001.08
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