0　前言

        随着移动通信网络规模的发展和竞争的加剧，用户对网络覆盖、质量的要求也越来越高。运营商对网络优化也提出了更高的要求，形成了一整套比较成型的网络优化体系和工作流程，并取得了一定的效果。

        与2G相比，3G除了提供基本的语音业务外，还能够在相同的无线承载上提供各种不同速率、不同QoS要求的业务，与此相关的网络指标和参数在数量级上远远大于2G系统，网络优化的工作量也大大增加，将给目前运行良好的网络优化体系带来更大的挑战。

1  3G带来的新的挑战和新的要求

        网络优化包括了解决问题和提高性能两方面的要求。解决问题主要是针对网络中出现的功能性问题和故障采取有效手段予以解决；提高性能主要是针对网络中可正常运转但指标较差的情况，通过网络相关参数的调整来提高网络性能。

        在2G网络中，由于最终关注的优化指标和需要调整的参数比较少，网络优化工程师凭借经验可以比较容易地定位问题，并在相应的参数空间中通过试错的方式较快地找到最佳的配置。在3G网络中，由于业务的多样性，相应的指标和参数的数量也大量增加，需要关注的参数空间的复杂度将大大提高。在这样一个空间中，寻找一个最优或次优参数配置的难度也将大大提高。传统网络优化工作模式会对网络优化的精确度和响应速度产生较大的影响。3G对网络优化提出了下列新要求。

        a） 网络优化应建立在日常测试的基础上。网络优化应以主动测试作为发现问题的主要手段，以用户投诉为辅，避免被动应付而对网络质量改善造成滞后的效果。这就要求必须要有海量、精细化的常规测试数据，并且有发现问题的有效手段。

        b） 统一的、同步的数据库。各相关部门在日常优化维护工作中，会针对发现的问题更改相关的数据配置甚至网络结构，建设部门也会按照网络建设方案将新的基站割接进网，这就要求必须建立统一的、同步的数据库，确保每个部门对网络所做的变更都能实时反映到数据库中，从而使优化工作可以建立在准确的数据基础上。目前存在的一个突出问题是：天线配置参数的更新和管理不及时，导致维护数据库中的天线配置参数和实际情况出入较大，给网络优化带来了很多问题。

        c） 要和实际网络情况紧密结合，由现网数据来支持优化。优化必须针对问题出现前后一段时间的网络实际配置和话务情况的变化综合分析，因此，必须及时、准确地获取网络中的相关参数和测试数据。能够方便地获取多厂家设备和远程设备的数据。

        d） 优化方案的快速验证和实施。由于系统的自干扰特性，网络优化不能仅着眼于孤立的小区，必须以小区簇为单位进行。这进一步加大了3G系统参数空间的复杂度。在某个小区的覆盖和性能不理想的情况下，可以调整该小区相关参数，调整完成后，应及时测试评估同一个小区簇内每一个相邻小区的性能，并对这些小区可能出现的问题做出相应的调整，这往往会导致调整成为一个循环过程。如何最快、以最小成本验证这些参数组合的有效性，并将其快速予以实施，将对3G网络优化提出很高的要求。

2  网络优化相关技术的发展动向

2.1  自动路测系统

        作为网络优化的一项重要手段，路测往往包括定期大规模测试和问题解决测试两种。前者主要用来进行网络总体质量对比评估，后者主要针对网络中存在的问题点进行有针对性的进一步测试。

        无论是定期大规模测试，还是问题解决测试，都需要投入大量的人力，而且由于测试定位的局限，无法在问题发生前及时准确地预测或定位问题点。自动路测系统的出现大大简化了这方面的工作。

        自动路测系统可以看做是一个传统路测系统的嵌入式简化版本，通过将路测软硬件的集成，所有的测试任务可以模块化，通过远程控制需要执行的测算任务并得到相关参数。自动路测系统可以根据关注的区域放置于具有不同活动习惯的用户车辆中，如出租车、大巴等，以观测不同的用户在不同网络区域中的实际网络覆盖和质量情况。自动路测系统将测试得到的数据通过无线传输发送回机房中的控制设备，然后由控制设备将数据整理后送其他相关的处理模块。

        自动路测系统并不能完全代替定期的大规模测试和问题解决测试，但是自动路测系统的引入，可以使运营商利用尽可能少的代价，通过常规测试工具和方法获得广域范围内的海量测试数据，为及时发现网络中存在的问题提供了翔实的数据基础。

2.2  使用常规路测数据辅助规划软件预测

        在网络规划过程中，也可以通过使用网络规划软件来对规划中的网络覆盖、质量等予以仿真和预测。在这个过程中，无线传播模型的选取和校正是非常重要的。通常在每个城市的不同地物条件下选取若干个典型代表点，通过使用相应频段的连续波测试，来获得相应的测试数据，然后使用网络规划软件中的模型校正模块来进行模型的校正，获得一组反映相关地物情况的无线传播模型参数。这项工作往往在新建一个网络的初期进行。

        在网络建成投入使用之后，随着话务量的增长，会不断面临网络优化、扩容和新建基站的情况，在这个阶段网络规划工具仍然可以发挥作用。通过网络规划软件的预测，来判断各种参数调整、扩容和新建基站对网络带来的影响。而这时决定预测准确度的因素主要取决于传播模型和地图的准确度。

        在网络建设初期，校正后的无线传播模型在规划阶段可以认为是准确的，但是随着网络的扩容，覆盖区域的地形地貌会逐步发生变化，与模型校正时的情况有较大的出入，如果仍然使用原有的模型，其预测结果必然有较大的误差。而要定期进行连续波测试来更新模型又是一个费时费力的工作。地物变化导致的地图变化也是一个影响预测精度的非常重要的因素。尽管可以定期更新数字地图，但是在不同的阶段中，地物的变化对预测结果的影响不可避免。在网络建成后，已经有网上用户和话务量，可以获得大量的实时网络测试数据，如何充分利用海量的自动路测数据来辅助规划软件的预测，提高预测精度是一个值得研究的课题。

        用自动路测数据来辅助规划软件的预测，可以体现在两个方面。

        a） 用实际网络路测数据的结果来修正基于原有模型的网络预测结果。在有实际网络路测数据的地理点，用实际数据来替代网络预测结果；在没有实际网络路测数据的地方，根据地形和地物的具体情况，用实际测试数据和预测数据来进行拟合。通过实际网络路测数据的辅助，对地图和无线传播模型的准确度的要求可以降低。

        b） 用实际网络路测的结果来修正原有的无线传播模型。这需要获取实际网络中各小区的相关参数，还需要补偿功控等功能的影响，以获得类似于连续波测试的效果。通过海量的网络路测数据的引入，可以对原有的无线传播模型有一个逐步渐进的校正作用。

        通过对自动路测数据的筛选和利用，可以辅助提高网络规划软件的预测精度，从而使网络规划软件在优化中得以应用，大大节省了常规的用于测试—调整—测试的时间成本。

2.3  网络覆盖的栅格化统计

        通过对网络测试数据的栅格化处理，可以基于海量的测试数据准确地发现网络中覆盖情况的变化，并根据相关的指标及时发现存在的问题。

        目前，基于路测的分析往往从测试路径覆盖的显示、测试数据的统计分析两个方面进行，对整个路测的整体和较大的局部可以得到比较好的统计和分析结果。但是这样做的结果是整个统计的粒度不够小，无法从“点”级别的粒度单位对多次路测数据进行对比，从而准确及时发现网络中存在的问题点。

        网络覆盖的定量化统计是通过将测试区域按照特定的形状分成“点”级别的固定栅格，通过对每次路测落在各栅格中的数据的统计和筛选，获得该栅格的相关指标。由于栅格是相对固定的，就可以在每次路测后从“点”的级别对不同时间的路测数据进行精确比较，及时发现存在问题的区域。

        最简单的栅格形状是正方形，比如市区按照200 m×200 m、郊区按照1 000 m×1 000 m的规模来划分栅格，然后在地图上形成固定的分区。每次的路测数据和划分好的栅格模板进行匹配，分别统计落入各栅格的数据，得到栅格化的路测数据。

        为了能够更好地和实际话务分布、无线环境的变化相匹配，栅格可以根据需要进行合并或分裂，而且形状也可以不局限为正方形，可依据特殊地理区域的布局来定制多边形，以便在统计“点”性能的基础上，更好地分析某一个建筑（如道路、住宅小区）的相关统计性能，这可以通过定义各种统计模板来快速得到各种相关统计，从而为后续的分析提供更加灵活的分类数据。

        原始路测数据的栅格化处理，可以在以下场景中得到应用。

        a） 网络搬迁的前后覆盖情况对比。

        b） 多运营商网络覆盖情况对比。

        c） 日常网络优化中网络指标变化分析。结合自动路测系统测试数据，显示任何一个栅格中的长期网络指标变化情况，及时发现存在问题区域。

        GPS的测试精度对栅格化统计的准确度有很大的影响。在测试前，必须校准路测设备的GPS，确保地理信息的准确性。在使用多路路测设备时，各GPS的精度问题更需要引起重视。栅格的大小必须大于GPS的最小分辨率10倍，否则栅格化处理的数据会出现较大误差，造成不精确的统计结果。

2.4  远程电调倾角天线

        网络建成后的工程优化中，最大量的工作就是根据测试情况对天线的倾角和方向角进行调整。在网络的后期扩容中，随着基站密度的逐步增加，原有基站的天线参数也需要进行调整；而在日常网络优化中，天线参数的调整也是一个常规性的工作。因此，尽快实施天线调整对提高网络优化效率具有相当重要的意义。

        通过引入符合AISG标准的遥控电调倾角天线（RET）系统，运营商不仅能够实时调整天线下倾角，还能够实现对天馈系统的告警信息、增益设置信息的实时获取，甚至实时监控天馈系统的驻波比。

        RET系统主要包括电调下倾天线、RET中心控制单元（CCU）、RET远程控制单元（RCU），RET modem等几个部分。

        RET系统具有如下的一些优点。

        a） 节省天线调整的人工费用。

        b） 不受天气和时间的影响。

        c） 天线倾角调整可大批量、快速实施。

        d） 调整时不影响网络的运行。

        e） 可随时掌握天线的最新状态。

        这些优点主要体现在对运营商维护工作的便利和网络优化工作效率的提升。在RET系统基础上，可以引入新的网络优化工作思路，不仅提高日常网络优化的效率，还可以结合一些智能工具有效提升网络优化的效果。

2.5  自动网络优化

        从数学分析的角度来说，网络优化就是在一定网络资源条件的约束下，在一个由各种网络参数构成的多维空间中，寻求一组使得目标网络指标最优的参数组合。例如：GSM网络中的掉话率优化，就是在一个一定规模的GSM网络中，通过调整设备系统参数、天馈参数、基站物理站址等，使得网络的掉话率达到考核指标。考虑到网络资源条件的约束，网络优化并不是一个寻求最优组合的过程，而是寻找一个可以使网络指标目标/优化资源成本最大化的参数组合，这样的优化结果一般属于次优组合。

        在这样一个优化过程中，如果各种参数对网络最终指标的影响能够精确地建立模型，那么完全可以通过计算机模拟的方法寻找到最优的参数组合。

        目前以人工为主导的网络优化过程实际上都是建立在工程师的经验基础之上的，由于无法在庞大的参数空间中进行足够多的试错比较，得到的结果即使有改善，但是与所谓的次优结果还是有较大的差距。假设一个简单的3G网络由两个相邻的小区组成，为了调整彼此之间的覆盖范围，可以调整小区的导频强度和天线倾角，其结果也很容易通过测试获得，这对于工程师来说是一个很容易的工作。但是如果网络由100个小区组成，为了调整网络的覆盖情况，就需要考虑所有小区之间的相互影响，这时的调整工作量将迅速扩大到2100的数量级。在这样的复杂度之下，往往只能对一些条件进行简化，得到一个可接受的结果，做出最优的选择几乎是不可能的。

        随着移动通信系统网络优化工作经验的逐步积累，在商用网络规划软件的基础上，引入新的自动网络优化模块，将新建网络的预测数据和已建网络的测试数据相结合，通过规划的方式来仿真优化调整的结果，以规划来验证优化，为网络优化提出了一种新的思路。这方面的工作主要体现在以下几点。

        a） 将网络规划工具的作用从项目的前期扩展到了项目的整个阶段。

        b） 使用软件替代人工来完成多维参数空间中的求解问题。

        目前的自动优化研究基本上都是基于一定的无线传播模型，根据网络的覆盖情况、话务的分布和平衡情况，以多业务网络环境下的QoS指标作为目标函数，在一定的网络资源空间中进行求解。从可操作性出发，自动优化研究的网络资源包括设备系统参数、天馈参数、基站物理参数。具体来说，常见的可供调整的参数有最佳站址、每个基站的最佳扇区方向、天线类型、天线高度和倾角、导频强度、扰码等。根据定时更新的传播模型，结合网络不同时段的话务量情况，实时对网络中出现的问题进行监控，并及时计算得出相应的最佳网络配置。通过这样的优化过程，还可以发现哪些资源参数成为限制网络性能的瓶颈，在后期可以根据网络的发展，综合考虑是否需要引入新的资源。

        奥地利的Symena公司对自动优化工具的使用效果进行了评估，通过使用自动优化工具，在人工使用商用规划软件对WCDMA网络进行优化的基础上，仅仅通过对天线下倾角和导频功率的调整，整个网络容量可取得29.7％的提升。若能够和相关设备的特有参数进一步紧密结合，预期将获得更高的优化增益。

        影响自动优化系统效果的主要因素有：目标价值的定义、无线传播模型的准确度、数字地图的准确度等。其中目标价值的定义与业务的变化、考核指标的变化有关。优化必须要考虑优化的成本问题，因此目标价值的定义不应追求最优化的目标。无线传播模型必须要与数字地图相结合，在可能的条件下，数字地图要做到及时更新、校正。

2.6  多厂家设备的综合配置和性能管理系统

        作为一个闭环的网络优化系统，在取得测试数据和话务数据后，通过计算机模拟，可以得到一组当前情况下的最优参数配置。如何能将这些参数及时、准确地配置到由不同厂家的设备组成的3G网络中，同时能够从网络中取得当前的设备参数配置，是一个关系到自动网络优化系统能否具备实用性的重要问题。

        作为多厂家设备的综合配置和性能管理系统，必须具备如下的基本功能。

        a） 可作为多厂家设备和自动优化软件的接口，屏蔽不同厂家设备的差异化，访问各类网络参数。

        b） 可通过专用控制系统访问网络中辅助设备的参数（如天馈、直放站）。

        c） 可存储一组历史设备参数，实现定时倒换功能。

        d） 网络配置应能够定期保存，若自动网络规划、优化系统出现故障，能够将全局配置倒回最近的有效配置。

3  面向3G的融合的优化体系

        通过将各种先进的网络优化技术引入现有的网络优化工作，整个网络优化的流程将发生很大变化。

        从图1可以看到，在3G网络中引入相关网络优化技术后，整个网络从问题的发现、问题的分析、问题的解决方面将呈现出闭环的特征，系统能够发现网络中出现的问题，并对问题进行分析，找到相应的优化调整措施，并将相关措施配置到网络中去，完成网络优化的基本工作。

        与自动网络优化系统相结合后，有两种典型应用场景。

        a） 非实时。在某些局部区域，因为特定的人员流动情况，可能会造成话务分布产生周期性的变化，可以根据不同话务状况产生包括倾角在内的不同系统参数最佳配置，然后通过配置工具定期配置相应的参数，以确保网络能够应对预期的话务迁移情况。也可以针对不同时段的话务分布特点，找到各时段最合适的网络参数配置，定时调配参数以适应当时的状态。这种方式可以解决网络中周期性或临时可预见的一些话务分布不均匀问题。

        b） 实时。通过从配置系统不断获取最新话务负荷情况，结合自动路测系统获得的最新路测数据，自动优化系统计算得到当前情况下最佳的配置，并实时将最佳配置参数应用到网络中。这种方式对于网络中非周期性出现，且无法预见的问题具有较好的效果。

        尽管自动网络优化系统具有许多优势，但还是有其局限性，特别是对基本信息的过度依赖决定了结果的准确性和灵活性还比不上人的决策。但是自动网络优化系统能将网络优化工程师从繁复的工作中解放出来，将精力集中于网络中存在的疑难问题和网络架构方面的重大问题，从而提高网络优化工作的整体效果。

4  结束语

        作为一个可管理、可发展的体系，在网络优化体系中引入各项网络优化的先进技术，构成自动网络优化系统，使整个网络优化的流程发生比较大的变化，从而需要在网络维护流程上进行相应的变化。同时，自动网络优化系统整体的自主化程度提高，对系统的稳定性提出了更高的要求。未来的发展还需要开放的体系架构，各厂家的设备应提供统一的优化配置接口，以节省运营商的投入，提高网络优化的效率。

参 考 文 献

1    3GPP Technical Specification, UTRAN Iuant interface: General asp-ects and principles. 3GPP TS 25.460

2    Antenna Interface Standards Group, Standard No. AISG v2.0. Control interface for antenna line devices. http://www.aisg.org.uk

3    SYMENA Software & Consulting GmbH, The Value of Automated Optimization.