无线网络自动参数优化解决方案

作者: Juicy

责任编辑: 阚智

来源: 论文联盟

时间: 2012-08-02 10:27

关键字: 参数优化,网络优化

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1 RRM参数优化存在问题

1.1RRM参数优化效率需要提高

无线网络的RRM(Radio Resource Management,无线资源管理)参数种类繁多,算法复杂,需要操作者深入理解每个参数调整对本小区及周边邻区的性能影响,并且要花费一定的时间进行分析,才能最终得到RRM参数的优化方案,这使得普通工程师的优化效率不高,而大量依靠经验丰富的工程师则又导致优化成本的增加。

因此,目前主要采取按照优化片区,一个或数个资深工程师带领多个优化人员进行优化的“人海战术”。除了优化资源和优化成本的问题,还存在由于主观经验引起优化后小区性能变差的问题。

另外,在2G、3G、4G多个网络共存的情况下,为同步网络维护与优化带来了更多挑战。如何利用有限的网络优化资源,提高网络优化效率、降低优化成本是迫在眉睫的事情。

总之,现阶段的RRM参数优化效率满足不了迅速增长的网络规模,为打造精品的无线通信网络,需要转变现有的RRM参数优化方法。

1.2RRM参数需要个性化优化设置

网络建设之初,厂家根据统一制作的脚本,对小区RRM参数进行设置,因此网络初始运行的时候,每个小区的RRM参数基本上都是一样的。网络商用以后,在优化的过程中,一些TOPN小区根据优化人员对小区覆盖环境的实地考察,将RRM参数进行了相应的个性化优化设置。但是其余大部分的小区并没有针对其独特的小区地理环境进行优化设置,所以小区没有处于最佳的工作状态。

小区RRM参数未能个性化设置,主要是受限于以下两方面的原因:

(1)小区所处地理环境和无线环境需要通过人工进行识别,因此在网络规模较大的情况下,对每个小区进行识别是一项艰巨的工作,使得小区RRM参数个性化优化设置变得难以实现。

(2)人工识别存在主观上的判断,在网络环境复杂情况下,容易忽略一些关键性因素导致错误识别。同时,每个人依据自身经验识别,导致同一地理环境而识别结果各不相同。

1.32G/3G互操作经验需要固化

目前运营商各自运营多张网络,如中国移动运营GSM网络、TD-SCDMA网络以及即将部署的TD-LTE网络。对于这些网络之间的互操作性能,运营商非常重视,如当下GSM网络和TD-SCDMA网络之间的2G/3G互操作优化,中国移动已作为网络优化工作的重点。

对于目前运营商最为关注的2G/3G互操作优化,设备厂家、三方公司通过人工优化,积累了大量优化经验和成功案例,但这些只局限于部分人掌握,缺乏有效和快速的沟通方式,因此需要将2G/3G互操作优化经验以软件方式固化,使普通优化人员依据优化软件即可进行效果极佳的2G/3G互操作优化。

2 自动参数优化解决方案

2.1自动参数优化解决方案概述

针对目前运营商多标准网络并存,无线网络优化任务十分艰巨的情况下,本文在自动参数优化方面进行了创新性的尝试,即通过吸取成功案例的优化思想,提炼大量的优化经验,把RRM参数优化设计为计算机流程,形成一个RRM参数优化专家知识库,并最终用计算机算法实现输出RRM参数优化方案。基于这一理念,开发了APO自动参数优化工具。

APO以专家知识库为中心,完成小区地理环境、无线环境等小区特性的识别以及TOPN小区的分析,并自动输出RRM参数优化方案。基于APO工具实现了自动参数优化解决方案,特别是实现了2G/3G互操作优化经验的固化,使得普通优化人员凭借APO工具就可快速完成2G/3G互操作优化。

APO自动参数优化工具完全区别于传统的人工参数优化的方式,人工参数优化需要大量的优化人员,优化效率、优化效果也取决于操作者对网络优化技术和RRM参数熟悉的程度。自动参数优化不需要“人海战术”,大大降低了对于优化工程师人员数量、优化经验的依赖。

2.2自动参数优化解决方案功能和流程

自动参数优化方案解决的优化问题包括:小区RRM参数的个性化优化设置、输出TOPN小区RRM参数的优化方案。解决方案以专家知识库为核心,对RRM算法涉及的常用接入类参数、保持类参数、重选类参数、功率控制类参数、系统内切换参数以及2G/3G互操作参数进行优化。并通过小区环境参数模板来完成对识别出的不同地理环境的小区进行个性化优化设置。

2.3自动参数优化解决方案特点

APO自动参数优化解决方案具有以下特点:

(1)自动输出RRM参数优化方案,优化人员可以直接实施,极大提高了优化效率,如输出2G/3G-5操作参数的优化方案。

(2)具有强大的RRM参数核查功能,对RRM参数的合理性核查、关联性核查及输出相应的推荐设置值,如APQ自动进行2G/3GE操作参数的一致性核查,并对核查出的问题进行报警,提醒优化人员调整。

(3)实现TD-SCDMA小区覆盖区域地理环境和无线环境的自动识别。地理环境包括道路、桥梁等线目标,还包括居民小区、学校、广场等面目标;无线环境则包括覆盖空洞、越区覆盖、快衰落、上下行干扰等小区的无线特性,并基于此实现了小区参数个性化配置。

(4)融合多方面的数据源,包括工程参数、天线数据、OMC性能统计数据、路测数据、覆盖预测数据和告警数据,通过多数据源的联动分析,考虑问题更加全面,参数优化也更加准确。

(5)灵活的约束条件设置能够满足用户针对不同网络性能优化的需求,可以对优化小区、优化参数、优化KPI指标进行选择,尽量符合人工优化行为,满足不同优化要求。

(6)通过对优化参数评估,在方案实施前可以得到网络KPI指标的预期变化情况,因此用户可以选择效果更好的优化方案进行实施。

(7)RRM参数优化专家知识库采用模块化结构,易于拓展,适用于不同无线网络技术体制,可以平滑向LTE网络过渡。

3 自动参数优化实现机制

3.1多数据源融合

自动参数优化解决方案应用了多方面的数据源,包括:工程数据(小区经纬度、天线数据、天线工程数据、电子地图)、网络配置数据(RRM参数配置)、DT数据(主服务小区测量电平、邻小区测量电平)、OMC数据(性能指标、测量统计、失败原因值和切换统计数据、话务统计数据、告警数据)。这些数据源的融合使网络问题的分析根据全面,判断更加准确。

3.2小区环境分析

从无线网络优化的角度来说,每个小区的RRM参数需要根据小区覆盖的地理环境进行个性化设置,才能保证小区性能处于最优状态。这是因为不同地形地貌,例如学校、居民区、商业区、道路和高架等都反映了用户对网络覆盖与无线资源管理的特殊需求。自动参数优化解决方案通过AP0软件解决了自动识别小区地理环境和无线环境的问题,从而可以根据小区环境参数模板对不同地理环境的小区进行RRM参数个性化设置。

对于一个小区,根据其覆盖区域内的主要地物地貌,将其归属于一种地理环境;根据其覆盖区域内信号传播表现的不同特点,将其归属于一种或数种无线环境。

3.3专家知识库构建

专家知识库通过提炼大量的优化经验和总结成功的优化案例,把参数优化归纳为一个个的标准优化流程,并通过确定性判决来输出参数的优化方案。其优化流程是:首先分析小区的KPI指标,找到需要优化KPI指标的TOPN小区;然后调用影响该KPI指标的相关参数的优化流程,根据小区环境和专家知识库存储的判决条件得到优化参数的量化值;最后输出优化方案,进入下一步的参数优化评估过程。

专家知识库采用模块化的结构,易于扩展优化的RRM参数范围和类型,随着LTE网络的部署和商用化,可以平滑过渡到LTE网络的RRM参数优化。

3.4参数优化方案评估

通过系统仿真对RRM参数优化方案进行评估过程中,要求考虑接入过程、切换过程、重选过程、掉话过程(其中包括DCH信道的建立)、系统间互操作过程以及上述各过程之间的关联关系。自动参数优化解决方案应用半动态系统仿真来对优化方案进行评估。

半动态仿真可以精确评价参数优化调整对系统KPI指标的影响(KPI指标通过无线接通率、掉话掉线率、切换成功率来衡量)。半动态仿真能够做到对KPI指标精确评价的主要原因是可以将诸多的网络特征体现在数据建模和算法之中,例如接入初始发功率、上下行干扰等。

半动态系统仿真引入时间轴的概念,并在矢量目标上仿真用户的行为,以评估参数优化对系统性能KPI指标的影响。图4是应用半动态仿真对系统内切换参数优化调整的仿真过程。

4 自动参数优化的应用

自动参数优化在无线网络优化工作中得到普遍的应用,例如网络的日常维护、网络的专题优化以及网络扩容、基站搬迁后的优化。

下面是三个有效使用自动参数优化工具的场景:

(1)网络的日常维护

为保证无线网络性能处于良好的状态,需要对网络进行日常维护,例如网络KPI指标的监控、TOPN小区的优化调整、RRM参数的核查整理。随着网络的逐渐成熟以及运营商自主优化意识的增强和对优化成本的控制,现有人工主导优化方式的优化效率很难满足需要,因此通过自动参数优化工具可以解决这一问题。

事实上目前网络优化主要靠厂家带领三方优化公司在做,运营商只是提出指标要求,这样一方面不利于降低优化成本;另一方面厂家会在设备扩容、升级维护方面提出要求。

(2)2G/3G互操作专题优化

随着运营商2G网络的扩容和3G网络的成熟,2G/3G互操作优化日益提升成为网络优化工作的重点。2G/3G互操作性能在某种程度上影响了两网的网络性能,且优化资源的不足导致2G/3G互操作优化专题难以开展,因此,可以凭借APO工具的2G/3G互操作参数优化功能很好地解决这一问题。

(3)网络扩容或搬迁优化

随着网络扩容以及基站的搬迁,网络环境发生了变化,需要针对某一区域重新优化,以保证新设备和新用户的入网不会对网络性能带来冲击,因此要在短时间内平息网络性能的波动。自动参数优化工具依靠在优化效率方面的突出表现,可以很好地帮助优化人员度过这一难关。

5 典型案例

应用无线网络自动参数优化工具APO对南方某省会城市一个TD-SCDMA网络进行了优化。该网络已经商用化一年左右的时间,当时是依靠三方公司多名优化人员进行网络的维护优化。本次优化区域选定密集市区的320个小区,如图5所示。

优化开始后,该区域的优化人员从3人调整为1人,并要求连续5个工作日为一个优化周期,即从数据采集到方案实施限定在5天以内。通过表1的对比,可以看出在优化成本降低60%的情况下,优化效率提高了2倍以上。

APO软件提供了对优化方案的评估功能,使得可以预期方案实施后网络性能的变化情况,从而选择最佳的优化方案并将对网络带来的风险降到最小。

6 结语

通过自动参数优化方案,快速进行小区场景的典型RRM参数配置和优化TOPN小区的RRM参数,为现今网络优化资源紧张的状况提供了创新性解决方案,特别是针对目前2G/3G互操作优化越来越普遍的情况下,提供了一个高效的解决方案。在网络优化工作中,该方案为网络优化工程师提供了一个便捷实用的工具,极大节省了人力成本,提高了优化效率,同时稳妥地维护了网络性能。

随着LTE网络的即将部署和商用化,对LTE网络的RRM参数优化提出了更高要求,同时LTE网络也更加适用于自动参数优化,目前国内外对于LTE网络的自动优化正在进行方兴未已的研究。下一步的研究是将参数优化流程平滑升级到LTE网络的RRM参数优化,为LTE网络自动优化、智能优化提供行之有效的优化工具平台。

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