《移动通信网络优化基础》课件

移动通信网络优化基础移动通信网络优化是确保网络高效运行的关键技术随着用户数量激增和业务需求多样化，网络优化对提升用户体验、保障网络质量至关重要第一部分移动通信网络基础理论基础网络架构技术发展移动通信系统的核心原理包括无线传播从2G到5G的网络架构演进体现了技术的特性、信号调制解调、多址接入技术不断进步理解各代网络的架构特点有等这些基础理论是网络优化工作的理助于深入掌握优化技术论支撑移动通信发展历程11G模拟时代1980年代模拟蜂窝系统，仅支持语音通话，频分多址技术22G数字时代1990年代数字化革命，支持短信和低速数据，采用时分多址33G多媒体2000年代宽带化，支持视频通话和移动互联网，码分多址技术44G LTE2010年代全IP网络，高速移动宽带，正交频分多址技术55G万物互联移动通信网络架构无线接入网核心网络包括基站、天线系统和无线控制负责用户管理、业务控制和数据器等设备，负责提供无线覆盖和路由等功能包括移动交换中接入服务基站通过空中接口与心、归属位置寄存器、网关等关用户设备建立连接，实现数据传键设备，确保网络正常运行输传输网络网络架构LTE用户设备UE终端设备通过LTE-Uu接口接入网络eNodeB基站提供无线接入和资源管理功能MME移动管理负责用户接入认证和移动性管理S/P-GW网关无线信道特性路径损耗信号在传播过程中由于距离增加而产生的功率衰减，遵循自由空间传播模型或经验模型路径损耗是影响覆盖的主要因素阴影衰落由于地形地物遮挡造成的信号慢衰落现象在网络规划中需要考虑阴影衰落储备，确保边缘覆盖质量多径效应移动通信基本原理多址接入调制编码频分、时分、码分、正交频分多址技术信道编码和高阶调制技术12资源调度43多天线技术时频资源分配和QoS保障MIMO、波束赋形等技术蜂窝网络规划基础网络规划1制定整体网络架构和部署策略频率规划2合理分配频率资源避免干扰覆盖规划3确保无缝覆盖和服务质量容量规划4满足用户业务需求和流量增长第二部分网络优化关键指标性能指标体系指标分类方法建立完善的KPI指标体系是网按照覆盖、质量、容量、移动络优化的基础通过科学的指性等维度对指标进行分类管标体系可以全面评估网络性理不同类型指标反映网络不能，发现潜在问题同方面的性能表现目标值设定根据网络建设目标和用户需求确定各项指标的目标值合理的目标值设定是网络优化工作的重要依据移动网络关键性能指标KPI覆盖类指标1评估网络信号覆盖范围和强度质量类指标2衡量网络服务质量和稳定性容量类指标3反映网络承载能力和资源利用体验类指标4直接体现用户使用感受覆盖类指标详解RSRP测量参考信号接收功率是评估覆盖强度的核心指标RSRP值高表示信号强度好，覆盖质量佳通常要求RSRP大于-105dBm覆盖率统计按照不同RSRP门限统计覆盖率，分析覆盖分布情况重点关注弱覆盖区域占比和覆盖空洞位置边缘性能小区边缘用户的覆盖质量和吞吐量表现直接影响整体网络性能边缘用户体验是覆盖优化的重点质量类指标详解20dBSINR目标信干噪比良好覆盖门限1%BLER门限块误码率优良标准

0.5%掉话率网络稳定性指标目标99%接通率业务建立成功率要求容量类指标详解小区吞吐量PRB利用率1单小区最大承载能力和实际流量统计物理资源块使用效率和负载分布2并发用户用户速率43同时在线用户数量和活跃度平均和边缘用户速率性能表现移动性指标详解用户体验类指标详解网页加载时间用户访问网页的响应时间直接影响上网体验理想的网页加载时间应控制在3秒以内，超过5秒会明显影响用户满意度视频流畅度视频播放的卡顿率和分辨率切换频率是衡量视频体验的关键指标优质的视频体验要求卡顿率低于2%游戏时延在线游戏对网络时延极为敏感，端到端时延应控制在50ms以内时延过高会导致游戏操作不流畅第三部分网络测试与分析网络测试是优化工作的重要环节，通过科学的测试方法可以准确发现网络问题测试数据为优化决策提供重要依据网络测试方法测试方法优势局限性应用场景路测真实用户体验成本高、覆盖问题定位、验有限证优化效果网管数据全网统计、成缺乏空间信息整体性能评估本低用户投诉直接反映问题主观性强热点问题识别大数据分析海量样本处理复杂趋势分析、预测路测基础测试终端配置标准UE进行实际业务测试扫频仪全频段信号扫描和干扰检测GPS定位精确记录测试位置信息分析软件数据采集、处理和分析平台路测数据分析方法12覆盖分析质量分析通过RSRP分布图识别弱覆盖和覆盖空洞区域结合地理基于SINR和BLER指标评估网络质量识别干扰严重区信息分析覆盖问题成因，制定针对性优化方案域，分析干扰源类型和影响范围34移动性分析业务体验分析统计切换成功率和切换时延，分析切换参数设置合理性测试HTTP下载、视频播放等典型业务的用户体验评估识别乒乓切换和切换失败热点区域网络对不同业务类型的支撑能力网络问题定位流程统计分析从网管系统提取KPI数据，进行趋势分析和异常检测，初步识别问题区域和时间段问题定位结合告警信息和性能数据，缩小问题范围，确定具体的问题小区和可能原因现场验证组织路测验证问题，采集详细的无线环境数据，确认问题的具体表现和影响范围根因分析综合各类数据进行深入分析，找出问题的根本原因，制定有效的解决方案测量报告分析A2事件A1事件2服务小区质量低于门限服务小区质量超过门限1A3事件3邻区质量优于服务小区A5事件5A4事件服务小区低于门限且邻区高于门限4邻区质量超过门限第四部分覆盖优化信号强度覆盖优化的核心目标是确保网络信号能够到达服务区域的每个角落，为用户提供可靠的通信服务覆盖区域合理规划覆盖边界，避免覆盖空洞和过度重叠通过精确的覆盖设计提升网络整体性能天线优化天线方位角、下倾角和功率配置是覆盖优化的主要手段通过参数调整实现最佳覆盖效果覆盖问题分类弱覆盖问题信号强度不足导致用户接入困难或业务质量差主要表现为RSRP低于门限值，影响用户正常使用需要通过功率调整或增加站点解决覆盖空洞特定区域完全没有网络信号覆盖通常出现在建筑物遮挡或地形复杂的区域需要新建基站或室分系统填补空洞越区覆盖远距离基站信号传播过远，在非预期区域产生较强信号可能导致干扰问题和不合理的切换行为重叠覆盖多个小区在同一区域信号强度相近，导致频繁切换和干扰加剧需要通过参数调整优化覆盖边界弱覆盖优化效果验证优化实施优化后进行路测验证，确认弱覆盖原因分析通过调整天线下倾角、增加发射功问题是否得到有效解决监控相关问题识别分析弱覆盖产生的根本原因，包括率、优化天线方位角等方式改善覆KPI指标的改善情况通过路测数据和用户投诉识别弱覆距离过远、地形遮挡、天线参数不盖必要时考虑新增基站或微站补盖区域重点关注RSRP低于-当等针对不同原因制定相应的优盲105dBm的区域，分析弱覆盖的分化策略布特征和影响范围覆盖空洞处理新建宏站1适用于大面积覆盖空洞微站补盲2针对局部热点区域补强室分系统3解决室内覆盖问题中继站4扩展偏远地区覆盖越区覆盖优化重叠覆盖优化重叠识别参数调整通过路测数据分析多小区信号强度相近优化天线下倾角和方位角减少重叠度的区域效果评估功率控制验证优化后的覆盖边界和干扰改善情况适当降低发射功率控制覆盖范围第五部分干扰优化干扰识别通过多种技术手段准确识别干扰类型和来源干扰分析是优化工作的重要基础，需要综合运用网管数据、路测数据和频谱分析等方法干扰定位确定干扰源的具体位置和影响范围利用方向性测量和三角定位等技术，精确锁定干扰源位置干扰消除采用合适的技术手段消除或减轻干扰影响根据干扰类型选择参数调整、设备更换或协调处理等方案效果监控持续监控干扰消除效果，确保优化措施的有效性建立长期监控机制，防止干扰问题反复出现无线网络干扰类型同频干扰邻频干扰使用相同频率的小区之间产生的干扰，是最常见的干扰类型相邻频率之间的相互干扰，通常由设备非线性特性引起需要主要影响网络质量和用户体验，需要通过频率规划和功率控制通过滤波器设计和频率间隔优化来减轻影响来解决互调干扰外部干扰多个信号在非线性器件中产生的互调产物造成的干扰在多系来自通信系统外部设备的干扰，如工业设备、广播电视等需统共站场景下较为常见，需要合理设计射频链路要通过现场测试确定干扰源并协调处理干扰识别方法85%PRB干扰门限物理资源块干扰超过此值需要重点关注6dBSINR恶化信干噪比下降超过此值表明存在干扰30邻区数量过多邻区关系可能导致干扰问题10%重叠覆盖重叠度超过此值容易产生干扰同频干扰优化优化方法适用场景预期效果注意事项PCI重规划PCI冲突严重显著改善SINR避免PCI碰撞天线下倾角调越区覆盖减少远端干扰保证近点覆盖整功率控制信号过强降低干扰功率避免弱覆盖频率调整局部干扰严重彻底消除干扰频率资源限制邻频干扰优化滤波器优化采用高性能滤波器改善邻频抑制频率间隔增大相邻载波频率间隔功率控制降低邻频载波发射功率第六部分移动性优化切换流程移动性管理包括测量配置、报告触发、切换决策和执行等环节每个环节的参数设置都会影响切换性能和用户体验小区重选空闲态用户的移动性管理通过小区重选实现合理的重选参数设置可以确保用户选择最优服务小区负载均衡移动负载均衡功能可以将用户从高负载小区转移到低负载小区，提升网络整体容量和用户体验移动性管理基础事件触发测量配置A1-A5事件触发条件设置2配置测量频点、测量周期等参数1切换判决3基于测量报告做出切换决策5切换执行4资源准备UE执行切换到目标小区目标小区准备无线资源切换流程分析1测量配置eNodeB向UE下发测量配置消息，包括测量对象、报告配置和测量标识等信息2测量执行UE按照配置进行周期性测量，监控服务小区和邻区的信号质量变化情况3报告触发当满足事件触发条件时，UE向服务小区上报测量报告，包含相关小区的测量结果4切换决策源eNodeB根据测量报告和切换算法做出切换决策，选择合适的目标小区5切换准备源eNodeB向目标eNodeB发起切换请求，目标eNodeB准备无线资源并确认切换切换参数优化切换带优化切换带定义切换带是两个相邻小区信号强度相近的区域，是发生切换的主要区域切换带的位置和宽度直接影响切换性能最佳位置确定通过路测数据分析确定最佳切换位置，使切换发生在信号质量最优的位置避免在弱覆盖区域发生切换切换带宽度控制通过调整A3偏移量和迟滞参数控制切换带宽度过窄容易造成乒乓切换，过宽可能导致切换滞后保护区设计在切换带两侧设置保护区，确保用户在保护区内享受稳定的服务质量，避免频繁的切换尝试切换问题分析与优化乒乓切换切换失败用户在短时间内在两个小区间频繁切换主要原因是切换参数设置切换过程中发生异常导致业务中断可能由于目标小区资源不足、不当或覆盖边界不合理需要调整A3偏移量和迟滞参数无线环境恶劣或参数配置错误引起需要分析具体失败原因切换中断切换滞后切换过程中的业务中断时间过长影响用户体验需要优化切换流程用户在信号质量恶化后未能及时切换到更好的小区需要适当放宽和参数配置，减少切换中断时间切换门限，加快切换速度第七部分容量优化容量评估1准确评估网络承载能力负载分析2分析用户分布和业务模式资源调度3优化资源分配和调度策略扩容规划4制定容量扩展方案容量问题分析方法PRB利用率分析用户分布分析业务模型分析物理资源块利用率是衡量小分析用户在时间和空间上的不同业务类型对网络资源的区容量负载的核心指标当分布特征，识别热点区域和需求差异很大语音、数PRB利用率超过70%时需要高峰时段基于用户行为模据、视频等业务的资源消耗重点关注，超过85%时容易式制定差异化的容量优化策模式不同，需要分别进行容出现拥塞问题略量规划负载均衡评估评估各小区间的负载均衡程度，识别过载小区和空闲小区通过负载均衡技术可以提升网络整体容量利用效率负载均衡优化负载检测用户转移实时监控各小区的负载情况和资源使用将高负载小区的用户转移到低负载小区率效果监控参数调整持续监控负载均衡效果和用户体验调整小区选择和重选偏置参数资源调度优化容量扩展方案频谱扩容增加更多频段和载波是提升容量最直接的方法通过载波聚合技术可以将多个载波的容量进行叠加，显著提升峰值速率小区分裂通过增加基站密度减小小区覆盖范围，在相同区域内服务更多用户微站和小站的部署是热点区域容量扩展的有效手段多天线技术MIMO技术通过空间复用可以成倍提升系统容量4T4R、8T8R等多天线配置在容量受限场景下效果显著异构网络宏站与微站、皮站等异构网络的协同部署可以实现容量和覆盖的双重优化不同层次网络承担不同的业务负载第八部分特殊场景优化特殊场景具有独特的无线环境特征和业务需求，需要采用针对性的优化策略不同场景的优化重点和技术手段存在显著差异高铁场景优化高速移动特性高铁时速可达300-350公里，用户移动速度极快需要特殊的参数配置来适应高速移动环境，包括多普勒频移补偿和快速切换机制多普勒效应处理高速移动导致显著的多普勒频移，影响信号解调性能需要在基站侧实现多普勒估计和补偿算法，确保通信质量专用覆盖方案采用定向天线沿铁路线布置，形成带状覆盖天线配置需要考虑高铁的运行方向和速度特征，优化覆盖模式快速切换策略高速移动要求更快的切换速度和更严格的切换参数需要缩短测量周期，降低切换门限，确保切换及时性密集城区优化50站间距米密集城区典型站间距3dB下倾角增量高楼环境天线下倾角调整80%室内业务占比密集城区室内流量比例15邻区数量单小区平均邻区关系数大型活动场所优化流量预测基于历史数据和活动规模预测流量需求，制定容量保障方案重点分析业务类型和峰值特征临时站点部署可移动基站和临时天线系统，快速提升场馆覆盖和容量设备部署需考虑供电和传输条件参数调整针对高密度用户场景调整网络参数，包括接入控制、负载均衡和QoS策略等，确保网络稳定运行应急保障建立应急响应机制，实时监控网络状态配备现场技术人员和备用设备，确保活动期间网络正常运行第九部分典型案例分析问题识别通过数据分析发现网络问题原因分析深入分析问题产生的根本原因方案实施制定并执行针对性优化方案效果评估验证优化效果并总结经验弱覆盖优化案例问题描述优化方案某商业区用户投诉信号弱，路测发现该区域RSRP普遍低于-110dBm分析发现最近基站距离超过800米，中间有高层建筑遮采用综合优化方案调整邻近基站天线方位角增强该方向覆盖，同时增加一个微站进行补盲挡微站选址在商业区中心，采用全向天线，发射功率设置为23dBm邻近宏站功率适当提升2dB现状分析显示覆盖率仅为65%，远低于95%的目标要求用户接入成功率为87%，严重影响业务体验。