网络规划与优化
网络规划与优化范文第1篇
【关键词】移动通信；网络优化；教学改革
0引言
近年来，移动通信技术的发展异常迅速，移动通信在日常生活中的地位显著提高，从20年前大款用来谈生意的大哥大，到10年前城市里开始普及的方便通讯用具，再到现在不论城镇乡村大批中青年甚至老年人都已经离不开的万能信息平台，移动通信已经成为人们工作和生活中不可缺少的重要部分，中国庞大用户群的潜力已经几乎挖掘完毕，而围绕着这些用户，运营商之间的竞争也越来越激烈。随着移动通信标准的更新和移动通信网络的大规模建设，提高移动通信网络质量和性能成为移动运营商增强竞争力的杀手锏，如何高效且经济地满足用户对移动通信网络建设和维护的需求，已经成为三大运营商急需重视的问题，移动通信网络规划与优化的工作变得更加炙手可热。“无线通信网络优化与优化”这门课程的设立，正是为了响应通信领域对具备移动通信专业技术人才的需求。无线通信网络规划是根据蜂窝移动通信网络的特性以及需求，设定相应的工程参数和无线资源参数，并在满足一定信号覆盖、系统容量和业务质量要求的前提下，使网络的工程成本降到最低。移动通信网络优化是通过对现已运行的移动通信网络进行业务数据分析、测试数据采集、参数分析、硬件检查等手段，找出影响无线网络质量的原因，并且通过参数的修改、网络结构的调整、设备配置的调整和采取某些技术手段，确保系统高质量地运行，使现有网络资源获得最佳效益，以最经济的投入获得最大的收益。而无线通信网络规划与优化这门课程主要是为了培训移动通信规划与优化工程人员而设立的，是一门涵盖知识面广且相当复杂的专业课；并且需要将理论与工程实践相结合：首先从移动通信网络的基本原理开始，然后引导学生了解和熟悉网络规划与优化的基本流程，使学生们从理论上掌握网络规划与优化的步骤与目标，在此之外再尽量从工程的角度，结合案例分析，引导学生运用所学的方法与理论去解决实际网络运行中出现的各种故障问题，并提出相应的解决方案。我院从数年前就开始开设此门课程，也与企业进行过一些培养合作，在教学过程中遇到过许多问题，并针对这些问题做了一些改进。从学生的成绩、毕业生及用人单位的反馈来看，取得了一定的成果。
1问题归纳
在移动通信理论知识的学习和网络规划与优化案例的分析过程中，教师和学生会遇到各种各样的问题，其中很多问题存在着普遍性。下面将对这些普遍存在的问题进行归纳，为后续教学方法的研究奠定基础。
1.1课程知识面覆盖内容太广
无线通信网络规划与优化课程具有较强的专业性，涉及到的理论知识多而细，且较为复杂。学生首先需要掌握无线通信网络的架构和组成、天线原理和结构、电波传播模型、频率分配、干扰控制等等，然后才能对网络规划与优化的具体步骤进行学习。在理论学习中学生会遭遇铺天盖地的知识点、缩写词、概念、公式等内容，对学生来说难免枯燥，也给教学带来了许多困难。对于本课程来说，长篇大论地教授理论知识似乎不可避免，这样往往会让学生产生对立情绪，教学效果堪忧。理想情况下，先重点讲解移动通信网络的理论基础，然后一步步介绍实际的网络规划和优化操作，会帮助学生打好坚实的基础，在学习系统的理论知识之后再进行实践，可以更顺利掌握网络规划与优化的技术。然而实际情况下，如此多的内容需要在有限的课时内完成，比如我校该门课程的学时数仅为32学时，理论知识学习时间有限，还要留出足够的时间来讲解案例和实际操作，这样教师不得不把大量内容以“填鸭”的方式灌输给学生，容易使学生失去学习该课程的兴趣和动力。
1．2课程内容更新速度太快
移动通信技术是近年来发展最快的技术之一，不仅仅是3G、4G的技术在飞速发展完善，5G技术也已经提上日程。移动通信技术课程教材的建设往往跟不上技术的发展，这就要求我们根据当前通信网络的实际发展情况以及网络规划与优化实际操作的改变来修改教学内容。旧的通信技术逐渐被淘汰或改进，新的无线传输思想和概念不断出现，并应用到新的系统中。在教学中需要使学生对现有移动通信系统及未来的发展方向有较为系统和全面的认识，从而对网络规划与优化操作的变化能够从原理上进行理解和掌握，因此我们的教学内容必须及时更新，适应技术的发展，否则难以使学生学以致用，也势必影响学生的学习兴趣，从而影响教学质量。但如果不断更新教材，对教师来说是比较沉重的负担，因为每次更新教材教师都需要花较多的时间去阅读和掌握，然后再重新编写教案和讲稿等等。另外，受限于教材的编写和出版周期，即使经常更新教材，也需要我们在教学中不断自行修改和补充，这也进一步增加了教学的内容和难度。
1．3授课对象对移动通信基础知识的掌握有所不足
在过去与网络规划与优化相关的教学论文中，经常会提到这门课程由于应用性极强且涉及大网络做背景，需求一定的实验和实践操作，才能理论与实践相结合，获得较好的教学效果。而我们由于与企业进行合作，课程的对象不仅仅是本科生，也面向企业员工。过去的文献指出，对一般高校学生来说，存在着理论和实践脱节的问题：学校受限于资金和场地等原因难以提供相应的实验和实践环境，多采用传统的课堂讲授的方式，学生能接受的只有与网络优化相关的一些原理性的方法、流程和算法知识，如果面临实际的网络操作就无从下手。针对这些问题，过去的文章中提出了一些有效改革手段，类似的手段我们也有所采用。另一方面，据我们所知，企业员工也存在着理论和实践脱节问题，只不过和高校学生处于完全相反的方向。从我们对合作企业的了解来看，实际从事网络规划与优化工作的员工中有相当一部分并没有系统学习过移动通信网络的基础课程。这些课程对学生的专业基础知识需求较高，要求熟练掌握信号与系统、通信原理的基本知识，还要能用一定的电磁波、微波理论基础来分析电磁波传播特性。此外，相对有线传输方式，无线信号传输需要从时域和频域的不同方面分析和理解信道、信号的特性。无线信号传输过程中存在很多不确定因素，采用的数学模型更加复杂，这样就会有较为繁琐的数学公式推导，要求学生有足够的数学功底。学生必须先打好上述的这些基础，再去学习通信技术的一系列基础知识，才能达到对移动通信完全彻底的掌握。许多员工原本并没有这方面的专业知识，或是对专业知识掌握不牢，主要是从实践中学习网络规划与优化的步骤、要点等，往往知其然而不知其所以然，导致事倍功半。对于这样的人员来说，如果从头开始对移动通信网络的基础知识进行系统的补充，则需要消耗较多的时间和精力进行专门培训，比较难以实现。
2无线通信网络规划与优化课程教学的几点思考
基于上述归纳的问题，本文针对无线通信网络规划与优化教学提出几点改进意见。
2.1明确授课目的，改变授课重点
本课程的目的有两个方面：一是，为企业预培养合格的网络规划与优化人才；二是，为企业员工补充必要的无线通信基础知识。这两个方面看似有所区别，实际上存在着完全相同的核心。作为企业，必定会对新员工进行实际工作内容的培训，以及让老员工带领新员工尽快熟悉操作。因此对高校来说，在教学过程中做到让学生在较大程度上掌握对网络规划与优化的实际操作过程并不是必需的，但如果让学生通过本科课程牢牢掌握无线通信基础知识和网络规划与优化原理，这样的学生能够轻易理解每一个操作步骤的意义，因此可以预见能够在企业顺利完成培训。另一方面，对企业员工开课的目的是给他们补充移动通信网络的专业基础知识，而实际操作对他们来说也早已熟悉。因此，与着重加强实验、实践教学环节的常见教学改革方向相反，我们做出对基础理论教学环节进行着重加强的决定。但这并不意味着放弃在实验、实践方面的教学，毕竟本课程注重的是实用性，并且单纯的理论教学会让学生感觉本课程是一门生涩枯燥毫无用处的课程。为了对这方面进行兼顾，我们选择将日常网络规划与优化工作中遇到的一些的实例进行拆分，把拆分后的适当部分加入到相应的理论知识点中作为例题，这样既可以让学生对实际操作有一定的了解，避免理论脱离实际；又可以为理论教学添加必要的缓冲和总结，避免枯燥的理论教学。而这种做法的难点在于对实例的选择和拆分有比较高的要求，需要花费较多的精力去解决，但好处在一劳永逸：一旦完成这方面的例题准备，哪怕通信技术再更新，也只需要在同一层次和方向上找类似的实例进行同样的拆分。在此之外，我们也会请企业教师进行数个课时的授课，主要是在讲解网络规划与优化的流程之后带给学生更多实例，这些实例的复杂程度比理论教学中遇到的更高。
2．2对教学内容进行精简和改动
由于本课程覆盖范围太大，知识点太多，且授课时间有限，需要对教学内容进行精简和改动，这样可以充分利用授课时间，以传授更多实用信息。首先，尽可能避免把上课时间浪费在教授过时的或者已经学习过的知识上。例如，在目前的课程内容中一般会安排天线原理、电波传播模型等章节作为基础知识进行教授，然而这些章节的知识点在微波与天线以及通信原理等前期课程中都有所涉及。因此，授课时要注意避免知识上的重复，对已经学习过的内容只需要进行简单回顾即可，着重强调各章节之间的联系，把教学重点放在学生比较不熟悉的领域，例如覆盖、容量等等。然后，减少对掌握网络规划与优化具体操作来说没有实际帮助的教学内容。例如公式推导过程，作为本科教材，经常会习惯性地将从已知公式推导得出新公式的过程放进课程中。这样对学生来说固然容易加深理解，但对以实际应用作为目的的本课程来说其实意义不大。本课程的公式多且复杂，一一讲解其来历会占用太多时间，作为学生也很难全程都集中精力听讲，更何况很多公式都是从经验公式推导而来，并没有太多的理论意义。此外，根据对企业员工的调研，大多数此类公式只需要掌握其意义和用法即可，而且一些在本科期间学习过这方面课程的员工早已忘记公式的来历，但并不影响他们的工作。
2．3承前启后，兼顾不同的移动通信系统
目前运营商所服务的移动通信网络是从2G到4G同时存在的，并且已经开始考虑5G网络，因此我们的教学不仅需要兼顾历代通信系统，还需要对它们之间的联系进行承前启后的分析讲解。不同世代的移动通信系统之间有着非常多的异同，一一讲解需要太多的时间，但因为课时的关系，我们需要在重点考虑网络规划与优化的层面上适当选择相关的知识点进行详细讲解，对其余内容只能一笔带过。移动通信系统的发展实质是移动通信向更快数据传输、更好服务的不断发展。历代的移动通信技术都离不开蜂窝网络的基本架构，虽然技术细节存在很多不同，但网络规划和优化就是针对构成蜂窝网络架构的每一个节点进行的，在这方面可以说是万变不离其宗。因此我们把蜂窝网络、天线选择、频率分配、覆盖和干扰分析等学习任一代移动通信技术都不可缺少的基础内容在前半部分的课程中进行讲解，然后在讲解技术方案和通信标准这些存在代差的内容时，才对各代移动通信系统加以区分。把重心放在对于经典移动通信系统的介绍，通过对不同系统的学习去更好地理解它们之间的异同，从而更进一步地体会不同系统对于系统容量，位置更新方式，鉴权方式，越区切换策略，信道的分配和使用等方面的处理，并且，更重要的，网络规划和优化方面的异同。
3结束语
无线通信网络规划与优化的教学不仅需要教师随着通信标准的变化不断更新教学内容，还要求教师能够培养出适应这种变化的网络规划与优化人才。本文总结归纳了无线通信网络规划与优化在教学中出现的一些常见问题，并针对这些问题提出了三点改进建议。这些改进要求任课教师相当程度的投入，因此最好是能够组织编写一部专门的教材，我们已经在这方面做了一些工作，相信能对这门课程的教学起到足够的帮助。
【参考文献】
［1］李汶周.浅议高职无线网络优化课程的教学改革[J].卷宗,2014(8).
［2］余晓玫.移动通信课程教学改革初探[J].黑龙江科技信息,2015(6).
［3］蒋锐.4G时代的《移动通信系统》课程教学改革的探讨[J].江苏第二师范学院学报(自然科学),2015(3).
网络规划与优化范文第2篇
关键词：城市轨道交通；网络规划；优化决策
城市轨道交通网络规划决策的有效实施，可以降低城市交通建设成本，提高城市轨道交通项目的交通能力，促进城市交通和经济健康、稳定的发展。但就我国已建设且开通的城市轨道交通实践情况来看，城市轨道交通网络规划存在诸多问题，其未能科学、合理、有效的运用，致使城市轨道交通运行效果不佳。对于此种情况，应详细、深入的分析城市轨道交通网络规划存在的问题，在明确原因的基础上，探究优化方法，对城市轨道交通网络规划加以调整，使其优化落实，如此可以提高城市轨道交通网络规划决策的应用效果。
一、城市轨道交通建设的原因分析
对于城市轨道交通建设的原因，笔者从必要性、充分性两方面予以说明。
（一）城市轨道交通建设的必要性
我国作为人口大国，出行量较大，随着经济发展，城市客运交通呈现出行量增大、出行距离变长的情况，这使得原先以常规公交+小汽车+慢行交通的城市交通体系运行效果不佳。城市轨道交通的建设，提升了客运交通速度及客运交通量，有效的解决了城市较长距离出行困难的问题，可以缓解当前城市行车拥挤、道路堵塞等问题，促使人们出行更加方便快捷。另外，城市轨道交通的建设还可以满足城市现代化发展的技术需求和持续发展的长远需求。城市轨道交通能够满足环保、方便、快捷、安全等多方面的要求，促使轨道交通深受城市居民的青睐，这必然会促进城市交通现代化发展、城市持续稳定发展[1]。
（二）城市轨道交通建设的充分性
城市交通建设需要巨大投资、较高的施工技术以及高运营管理要求。但城市轨道交通的建设，则可以降低城市总体运行成本、优化城市交通服务水平，提升城市形象，带动城市发展，从而在总体上提升城市的经济发展和竞争力。通过城市轨道交通建设，配合城市公共交通和综合交通系统的提升和改善，可以改善城市总体交通出行结合，使其符合城市长远运营及发展需要[2]。
二、城市轨道交通网络规划决策存在的问题
城市轨道交通线网规划包括城市相关规划研究分析、轨道交通建设必要性分析、客流需求分析和预测，轨道交通功能结构、规模和制式的选择，轨道交通线网规划，轨道交通综合规划，建设和土地时序分析控制规划。基于此点，可以确定科学、合理、有效的进行城市轨道交通线网规划，能够使城市轨道交通良好运行。但从多目标决策的角度来分析我国城市轨道交通网络规划，发现其存在一些问题，具体有：
其一，与城市规划协调问题。城市轨道交通网络规划不仅服务于城市轨道交通，还要服务于整个城市的规划，为合理规划城市空间创造条件。如何在轨道网络规模、制式选择、线路方案布局方面更符合城市规划的要求，是轨道交通线网规划需要首先解决的。
其二，经济性问题。城市轨道交通建设的目的之一就是为城市创造更多经济效益。因此，城市轨道交通网络规划不仅仅要考虑轨道交通的运行问题，还要考虑其经济问题，即建设成本的降低和经济效益的提升。但很遗憾的是一些城市轨道交通网络规划并没有做到这一点。
其三，网络设计问题。城市轨道交通网络规划具有一定的复杂性、繁琐性，设计者在对其进行设计的过程中应当参考城市交通现状、城市规划、城市发展、轨道交通应用、城市网络、线网客流需求等，规范、合理、科学的展开轨道交通网络规划设计。但从专业的角度来分析一些城市轨道交通网络规划设计方案，不难看出其线网规划不合理、网络规划复杂等问题。这充分说明，城市轨道交通网络规划设计深度不够、专业性不强、合理性差[3]。
三、城市轨道交通网络规划优化决策方法
面对当前城市轨道交通网络规划还不够成熟的情况，探究城市轨道交通网络规划优化决策方法是优化建设和发展城市轨道交通的必经之路。
（一）城市轨道交通网络规划优化决策原则
为使城市轨道交通网络规划优化决策可以有效实施，无论是从理论还是从技术出发，方案的制定都应当遵循以下原则。
其一，体现绿色交通理念。现代化城市轨道交通建设是服务城市居民的，而基于绿色交通理念原则的轨道交通网络规划，可以按照城市居民生活需求、和谐社会发展需求以及环境需求来加以优化和调整，如此可以使城市轨道交通网络规划合理且可行，促进轨道交通良好运行，方便居民出行的同时，不破坏环境，不阻碍城市发展。
其二，与其他运输系统有效衔接。轨道交通网络应与公共交通网络衔接配合良好，可以使两者的优势充分发挥出来，使各种运输方式协调配合，提高城市交通功能。
（二）城市轨道交通网络规划优化决策方法
1.发现问题，确定可行方案
在城市轨道交通网络规划决策应用存在诸多问题的情况下，首先就是对决策应用存在的不同层次问题进行分析和判断，了解城市轨道交通网络规划方案存在的缺陷和弊端。其次是基于对轨道交通网络规划方案的了解，提出解决和处理问题的方法。最后，将所提出的问题处理方法巧妙的融入到城市轨道交通网络规划方案中，使其可以优化实施[4]。
2.选用适合的优化方法
基于以上对城市轨道交通网络规划决策问题的分析，笔者认为应该将层次分析法、消除和选择转换方法等方法合理的应用到轨道交通网络规划方案中，优化决策，为使其有效应用创造条件。对于层次分析法的有效应用（如图一所示）是根据城市轨道交通网络规划的实际情况，建立与之相匹配的网络规划层次及判断矩阵，进而对城市轨道交通网络规划方案进行客观的分析，提出有建树性的优化决策。对于消除和选择转换方法的应用，则是构建决策矩阵，进而利用决策矩阵来掌握轨道交通网络规划决策详细信息及决策者的价值，提出几种可行的优化决策方案，并对这几种决策方案能否消除轨道交通网络规划问题进行思考，进而选择适合的优化方案。
图一 层次分析法的应用结构图
结束语：
目前，诸多城市轨道交通网络规划方法和方案都存在一定问题。对此，笔者建议通过发现问题，确定可行方案、选用适合的优化方法来制定城市轨道交通网络规划优化方案，弥补轨道交通网络规划的不足，促使城轨道交通可以在其支持下科学、合理、高效的运行。
参考文献：
[1]高鹏，汪鲲.浅析城市轨道交通网络规划的优化决策方法[J].计算机光盘软件与应用，2014，（1）：93-94.
[2]陶克，吴小萍.城市轨道交通网络规划的优选决策研究[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2010，34（3）：608-610，615.
网络规划与优化范文第3篇
【关键词】 多维度评估 FDD-LTE 网络优化 无线网络
一、引言
随着FDD-LTE无线网络的大规模建设和应用，4G通信用户已经数以亿计，其可以为通信用户提供了强大的数据传输、语音通信功能。FDD-LTE网络是一个应用场景复杂，信号穿透力较弱，高频段覆盖能力弱，组网存在的问题日益突出[1]。为了提高FDD-LTE通信性能，运营商组建了专业的无线网络优化部门和团队，采取了多种优化手段对网络进行优化分析，或引入多样化组网模式，比如利用皮基站、微基站和飞基站构建一个层次化、多样化、异构型的TD-LTE网络，优化网络覆盖范围和性能，进一步解决网络干扰、覆盖不足的问题[2]。
尽管FDD-LTE无线网络优化手段较多，但是许多优化人员依然保持传统GSM、WCDMA、CDMA2000等2/3G网络的优化思维，不能够适应FDD-LTE网络具体应用需求，造成网络数据、语言传输信号覆盖不足，亟需引入多维度评估分析方法，从快速邻区规划、网络结构评估和单站性能评估等方面进行优化，进一步改进FDD-LTE无线网络通信性能[3]。
二、常规FDD-LTE无线网络优化手段存在问题
FDD-LTE无线网络优化中，由于SINR较差、重叠覆盖度较高、覆盖分布不足，因此容易导致FDD-LTE无线网络信号弱，不能够满足移动通信用户需求。通过对网络优化工具和方法进行分析，发现网络优化效果不好的原因如下：
（1）FDD-LTE无线网络建设过程较为粗放，基站建设选址仓促，规划时间不足，站址选择不科学，因此FDDLTE无线覆盖信号存在漏洞[4]。
（2）FDD-LTE是最新的4G移动通信网络，使用时间较短，网络优化人员尚未彻底转变思路，依然采用传统2G/3G网络优化思路，侧重于信号覆盖强度优化内容，忽略了提升SINR质量[5]。
目前，FDD-LTE 4G网络与2G/3G网络并存，各个网元之间存在海量的规划数据和测试数据，因此仅仅依赖网优分析人员的力量进行分析，效率非常低下，难以满足多张网络并存优化需求，因此亟需采用多维度评估分析方法，改善网络优化效果，以便提高FDD-LTE通信传输性能[6]。
三、多维度评估分析法
FDD-LTE移动通信利用基站发射信号为用户提供数据、语音传输网络，由于这些网络应用环境较为复杂，比如高楼大厦的阻隔、远距离分布的用户等，都给移动通信网络造成了严重阻碍，因此为了保证移动通信网络的覆盖性能，需要根据用户通信需求实施动态的网络优化[7]。网络优化是一个非常系统的工程，无线网络优化时，网友技术员需要充分的了解无线网络组网结构、通信性能和存在的问题，这也是网络优化的第一步。因此，不同的无线网络存在的问题可以从不同的维度进行评估和分析，进一步改进网络优化结果，精准的对网络实施优化，保证网络拥有一个最优化的通信传输状态，论文结合笔者多年多年的网络优化工作实践，从快速邻区规划与优化、网络结构评估、单站性能评估等三个维护进行优化，进一步改进FDD-LTE网络通信性能。
四、多维度评估与优化
4.1 快速邻区规划与优化
邻区规划与优化是无线网络优化的重要内容之一，优化技术员需要不定期的检查邻区，发现问题，删冗补缺。比如某一个基站新开通时，网络规划数据不能够及时的提供；基站拆除时，被拆除的站点与周边基站的邻区关系无法及时的更新；基站升级时，路由数据无法同步更新，这些都需要采取快速邻区规划与优化，保障邻区完整性。对于FDD-LTE网络来讲，邻区如果存在某些却吓你，则无线网络通信将会产生SINR信号质量差、通信路段存在若电平现象，因此不管是采用片区优化或簇优化，都需要保证基站邻区的完整性和准确性。快速邻区规划与优化措施包括很多，可以从基础邻区表的邻区检查和批量路测数据邻区查漏等维度进行优化。FDD-LTE网络全网邻区实施定期检查较好的办法时比对现网邻区和基础林区表，仔细查看存在缺漏的邻区，并且针对这个需求使用VBA创建一个无线网络通信传播模型，有效计算每一个基站周边的关联度，关联度高的可以作为一个候选邻区，不需要采用二维、三维地图，因此只需要输入相关的小区坐标、方向的工参表就可以快速生成规划区域的基础邻区表。邻区规划的方法包括人工规划、自动工具规划，这些工具方法均存在与FDD-LTE网络实际需求不相符的问题，因此需要根据路测数据补充邻区，以便能够更好的优化网络覆盖，批量路测数据邻区查漏可以针对Log日志文件进行批量分析，使用自动化分析工具进行处理，大大的提高邻区规划查漏效率。
4.2 网络结构评估
FDD-LTE无线网络组网结构是通信传输质量保证的即使，针对站间距进行有效的评估，可以提出采用多样化异构网络类型，进一步改进网络性能。站间距评估对于网络通信质量存在严重的营销，站间距增大导致信号覆盖较弱，站与站之间覆盖重叠度较小，保障小区准确切换，因此降低基站倾角，可以降低小区在切换点附近衰减降低。但是由于FDD-LTE网络基站在建设时受到地理分布区域的影响，比如山体、楼栋、公园、河流和湖泊等都会影响基站建设，直接影响站间距评估结果。为了能够有效的优化网络结构，可以使用规划最近站距平均值和测试点典型采样距离等评估方法。规划最近站平均值可以计算每一个基站与最近基站之间的距离，所有站距离可以使用平均值进行计算。测试点典型采样距离可以输出每一个采样点、基站间距离，取平均值计算网络评估值。针对网络结果进行评估之后，可以使用多样化异构网络优化通信性能。目前，FDD-LTE采用相同的基站类型、传输机制、相对规则等组网通信网络，因此不同的小区采用了相同的频率资源。同构网络虽然可以降低投资成本，实现网络快速组网，但是在某些局部区域连续覆盖能力不足，并且容易产生同频干扰、交叉覆盖等问题，并且同构网络的拓扑结构较为单一，造成相邻区信号无法控制，系统连续覆盖质量较差，为了解决FDD-LTE同构网络存在问题，需要在宏基站覆盖的边角部署一些轻型、微型基站，实现混合分层部署，以便实现多基站协同覆盖，形成一个异构网络，为移动通信提供中继能力。目前，FDD-LTE异构分层网络采用的基站主要包括皮基站、微基站、Relay站和飞基站。皮基站可以通过有线连接到核心网，通常部署于综合性体育场馆、购物广场、火车站等人群密集的地区，补充宏基站覆盖效果不佳、性能不足的问题。微基站利用八通道天线、双通道天线接受和发射信号，部署于城区密集大型住宅区域，可以强化室内深层覆盖。飞基站可以通过有线连接到核心网，部署于以家庭为单位的室内通信环境。Relay站可以通过无线介质回传到宿主基站，可以解码、转发数据信息，不需要光纤传输数据。
4.3 单站性能评估
FDD-LTE网络优化时优化人员需要充分的掌握每一个基站的覆盖情况，因此单站性能评估可以检测一个基站是否合格，评估维度包括远近比、场景采样。
（1）远近比评估。一般地，RSRP随着距离增大逐渐衰减，计算小区区间的RSRP平均值，可以获取基站近处[0m，120m]范围的RSRP平均值和远处（120m，300m]范围的RSRP平均值，进而评估远近比，根据远近比评估单站性能，优化网络。
（2）场景采样评估。单站验证可以测试某一个场景的速率，并且设置一定的门限值，如果测试单站速率达到这个值，就可以认为单站性能达到了标准，比如规定FDDLTE基站的上下行PDCP层的平均速率要求不能够低于45/85Mbit/s，但是如果基站的下载速率在一个SINR很高的环境下达到了85Mbit/s，这个基站依然不合格，需要进行优化。
五、结束语
FDD-LTE是目前最为先进的一种无线通信网络，其可以为移动用户提供数据通信、语音传输功能。随着FDDLTE网络基站的大规模建设，网络覆盖面积越来越大，很多城区、农村都已经开始使用FDD-LTE网络，但是也给网络优化带来了新的困扰。论文提出了一种基于多维度评估的网络优化方法，可以解决宏基站覆盖存在的死角、偏角问题，构建一个完整的、连续的、信号强的网络模型，合理规划站点布局，提高FDD-LTE网络传输性能。
参 考 文 献
[1] 杨永祯. FDD-LTE网络DT测试下载速率提升浅析[J]. 移动通信， 2015， 39（22）：14-18.
[1] 郭致毅. FDD/TDD LTE无线网络智能优化作业工单系统[J]. 电信技术， 2015， 14（3）：28-30.
[3] 文志成， 亓新峰. FDD LTE无线性能与影响因素分析[J]. 信息通信技术， 2013， 17（2）：70-74.
[4] 周东波. FDD-LTE网络优化关键问题的研究[J]. 信息化建设， 2015， 32（12）：114-115.
[5] 周爱群. 浅谈FDD-LTE无线网络的多场景覆盖解决办法[J]. 中国新通信， 2015， 17（19）：87-87.
网络规划与优化范文第4篇
【关键词】WCDMA 网规网优 Monte Carlo仿真 导频强度
1 引言
3G的商用已经紧锣密鼓地展开,在网络建设的初期,网络规划设计和优化尤为重要。作为三大标准之一的WCDMA已经在欧洲和亚洲的一些国家和地区商用,取得了良好的效果。
WCDMA系统除了可以提供比GSM更高的频谱利用率外,最主要的是可以为移动用户提供非对称多媒体业务。由于采用宽带码分多址(WCDMA)接入方式,其在无线接口设计方面有许多新的特点,例如上、下行链路1.5kHz的快速功率控制、支持软/更软切换等。在WCDMA系统中,干扰分析特别重要,基站灵敏度要视特定小区和业务而定。因此,WCDMA网络与传统GSM网络有着本质的不同,对网络规划设计提出了更高的要求,在规划设计时需考虑更多的因素。
2WCDMA无线网络规划设计需考虑的问题
WCDMA系统无线网络规划设计中有许多关键问题,包括多种业务支持、干扰受限、覆盖与容量相互依存、导频功率分配等,下面进行简单的陈述。
2.1 多业务支持
WCDMA系统将不局限于提供话音和低速电路型数据业务,还支持包括高速分组数据业务在内的多种业务接入。各种业务对服务质量(QoS)要求的不同将直接影响信噪比门限参数的设定,因此不同的业务对应着不同的覆盖半径。网络规划工程师在实际工作中必须依据混合业务模型,从中级业务小区半径着手进行规划,在小区中均匀覆盖区域提供高速率业务,在小区边缘提供低速率业务;覆盖区域设计成连续覆盖,并对热点覆盖区域进行优化以提供高速数据接入。
2.2 干扰受限
WCDMA是一个自干扰系统,其容量受制于干扰电平的大小,干扰控制在WCDMA网络中显得尤为重要。采用合理的功率控制方法来降低干扰是WCDMA无线网络规划的关键,链路性能和系统容量都取决于干扰功率的控制结果。简要地讲:在WCDMA系统中,既要保证一定的通话效果和服务质量,又要把干扰降低到最小。
2.3 覆盖和容量规划
WCDMA系统是一个干扰受限系统,因此小区负荷的变化会对小区允许的最大传播损耗产生影响,也就是对覆盖产生影响;同时小区负荷的大小又是小区容量的决定因素。在多业务环境下,不同业务(话音、数据等)需要不同的无线承载,需要不同的物理信道,使用不同的扩频因子,获得不同的处理增益,其抗干扰能力不同,由此产生不同的接收机所需信噪比(SNR)门限要求,支持不同的覆盖范围。
一个小区的业务量越大,就意味着干扰越大,在相同的处理增益下,小区半径就较小,小区覆盖随系统负载的这种动态变化称为“小区呼吸”效应。WCDMA系统中,当负荷较小时,小区上行链路覆盖受限(coveragelimited),因为上行小区覆盖取决于手机的发射功率和基站热噪声;而当负荷较大时,小区下行链路容量受限(capacitylimited)。即在WCDMA网络规划时,覆盖和容量的规划对于上、下行链路是不同的,此外还要将它们二者之间的规划联合起来考虑。
2.4 导频功率分配
在WCDMA系统中,公共导频信道(CPICH)信号强度与系统性能有很大关系,表现在:导频信号强度的大小确定了小区的服务区域;根据导频信号的大小决定哪个小区可以进入激活集内实施软切换;移动台使用导频信号可获得系统消息并且利用它进行信道估计。在进行无线网络规划时,导频信道功率的分配非常重要,最优的导频信号功率可以在保证小区覆盖基础上对邻小区产生最小的干扰,从而达到最大的系统容量。
3 WCDMA无线网络设计与优化
3.1 WCDMA无线网络设计流程
WCDMA无线网络规划设计分为六个步骤,依次是:制定规划目标、传播模型校正、网络预规划、站址勘查和选择、无线网络设计(无线仿真)、网络优化。设计步骤见图1:
在WCDMA无线网络设计中,首先制定规划目标,设计目标应综合考虑市场需求和成本因素。这些因素将极大地影响所需要的基站数目和配置,包括所要覆盖的区域、每个区域所支持的业务类型、每个区域内每种业务所要达到的覆盖概率、需满足的服务质量等。此外,还要收集各种业务量的密度分布图、地形地貌数据资料和网络增长规划等信息。
其次完成传播模型的校正。传播模型用于路径损耗的预测,为WCDMA系统的覆盖规划提供依据。在实际移动通信环境中,在系统设计之前,应该选用合适的传播模型进行路径损耗的预测;在有条件的情况下,进行车载测试,根据测试数据,对原始模型进行校正来获得更准确的路径损耗预测。
无线网络预规划是根据规划目标中提出的要求,综合考虑网络的覆盖、容量和质量,根据链路预算计算出网络在不同的地理区域(密集城区、城区、郊区、农村等)下所需要的基站间距以及覆盖面积,结合客户提供的初选站址信息得出基站的初始布局。
根据网络预规划结果提供的基站数量及站间距,在建站的可行性分析基础上,寻找合适的站址并进行筛选,同时建立基站信息数据库,主要包括:基站经纬度、基站可能的天线高度、方位角、基站周边环境、天馈线、天线与机房的位置等。
在站址确定以后,为了进行更精确的设计,提早发现网络设计的不足,必须借助网络规划工具对网络进行全面的仿真分析,根据仿真分析结果对网络进行优化处理,以得到尽可能满意的网络覆盖。
3.2 WCDMA无线网络设计及仿真
本次WCDMA无线网络设计拟建规模为全套最小配置化的核心网系统以及无线子系统,其中RNC配置两套、基站配置6套,可支持跨RNC间切换。WCDMA系统中容量与覆盖密切相关,所承载的用户数量和覆盖距离可以互相转换。在网络初期,用户较少,覆盖范围较大;随着用户的增加,基站覆盖范围会变小。本系统采用2010年预测用户的1/10来进行模拟仿真。
本设计中我们采用了Sbell规划工具A9155中用于WCDMA场强预测的标准传播模型(SPM)作为路径预测模型,SPM建立在经典的Hata模型基础上,引入了绕射、地物对传播的影响,能够精确用于150MHz～2000MHz频段近距离和长距离的场强预测。在此基础上,我们通过实际车载测试,对上述预测进行了校正,得到较准确的场强预测结果。
在预规划工作中,需根据链路预算计算出网络在不同的地理区域下所需要的基站间距以及覆盖面积。因为下行功率被所有公共信道和业务信号共享,而上行功率是有限的,因此覆盖设计主要基于上行链路预算。图2为网络预规划工作流程图:
借助专业规划设计软件,利用当地的数字地图及校正的传播模型,通过Monte Carlo模拟法仿真移动业务量分布,对无线网络中各种性能进行分析。在Monte Carlo仿真中,用户根据预先的业务模型被随机地分布在指定区域里,每个用户被指派了随机的位置、随机的业务类型和移动性、上下行速率及业务状态(激活或未激活);然后进行系统性能仿真来判断网络的性能指标,比如:导频覆盖、Ec/Io(码片能量与干扰之比,单位dB)、上行发射功率等是否满足要求。
通过仿真分析,我们得到最佳服务小区的Ec/Io如图3所示,相应的统计见表1。最佳服务小区Ec/Io是反映干扰有没有得到有效控制的重要指标值,设计目标是希望在覆盖的大部分区域里Ec/Io都能高于-12dB,尽可能使小区容量和通话质量达到最佳。
从图3可见,大于-12dB的区域在进行话音呼叫的时候可以保证优良品质,即为图中蓝绿色区域所示;小于-12dB的区域可能还可以通话,只不过服务可靠性比较差,即为图中紫色区域所示。另外图中出现了相当面积的白色区域,此为覆盖盲区。由此可见,基站部署不合理,导频覆盖质量较差,出现了严重的覆盖不连续现象。
由表1中的统计数据可以更加清晰地看到,由于本设计方案中基站分布范围过大,无法达到连续覆盖效果,出现了覆盖盲区,因此需要对本方案进行优化调整。
3.3 WCDMA无线网络优化及仿真
通过规划设计软件输出结果评估设计方案,如果预算所得到的覆盖质量未能满足要求,需进行网络优化。通过优化处理,然后重新进行Monte Carlo仿真验证,最终获得一个最优的网络设计。这是一个循环往复的过程,直至网络设计满足各项指标需求。
根据前述Monte Carlo仿真看到,网络覆盖特性没有达到设计目标,即在加载容量进行最佳服务小区Ec/Io性能仿真时,部分区域出现小于-12dB的情况。为达到目标,常用的优化措施包括:调整基站位置、数量、导频功率、天线高度、天线方位角和倾角等。此外还可以通过调整物理层参数,比如:减小业务所需的Eb/No值、减小基站射频部分的基站噪声指数、减小干扰储备、增加天线增益等,改善上行链路覆盖。
在本设计中,首先通过基站调整,我们放弃了一部分范围的覆盖;又进行了相关参数的调整,最终保证设计区域内达到比较满意的覆盖效果。经过仿真分析后得到优化后的最佳服务小区的Ec/Io如图4所示,相应的统计表如表2所示:
从图4可见,经过基站调整之后,基本上消除了白色区域的覆盖盲区,达到了较理想的覆盖。由表2统计数据可见,优化后的设计方案已达到了连续覆盖效果。
4 结束语
系统仿真可用于系统实施和系统优化,从而加速网络建设进度,保证了系统建设质量。本文在专业规划仿真软件的基础上,设计实现了WCDMA网络,根据Monte Carlo仿真结果对设计方案进行了修正和优化,得到了对网络覆盖、干扰等性能的最终预测,确定了系统设计参数,完成了最终的WCDMA无线网络设计和基站配置。
WCDMA网络规划是一个系统工程,需要依靠丰富的无线网络规划和运营经验。虽然目前有一些CDMA网络规划的经验可以借鉴,但WCDMA网络规划要复杂得多。在充分利用现有2G网络条件和运营经验进行3G网络的规划与实施的同时,平衡好覆盖、容量和服务质量的关系,提交给客户一个优质高效的WCDMA网络,最大限度地满足终端用户的质量需求,就可以在日益激烈的竞争中取得质量竞争优势。
参考文献
[1]张长刚,孙保红,等. WCDMA无线网络规划原理与实践[M]. 北京: 人民邮电出版社,2005.
[2]周胜,等译. WCDMA技术与系统设计[M]. 北京: 机械工业出版社,2002.
[3]Vijay K.Garg. 第三代移动通信系统原理与工程设计[M]. 北京: 电子工业出版社,2001.
网络规划与优化范文第5篇
摘要：合理控制网络流量流向可更好的服务互联网发展与广大网络用户需求，可显著降低成本、降低链路负载、更好应对流量突发变化。本文结合线性规划对网络流量流向控制技术做了简要分析，在介绍网络流量流向控制与线性规划的基础上，探讨并验证了线性规划优化策略，证实了应用的可行性与优化效果，对于互联网的稳定高效运行有积极意义。
关键词 ：线性规划；网络流量；流向；控制
1．网络流量流向控制
信息技术和计算机技术的快速发展带来了当前时代互联网的飞跃式发展，激增的网络用户、信息数量和网络资源刺激着网络的不断升级与开拓。呈指数级增长的广大用户、信息与资源数量要求运营服务商提供不断升级的高品质服务，网络带宽与速度升级都迫在眉睫。从整体来看，以上这些目标的实现依赖于基础设施建设的升级，从战略上来看，通过合理控制网络流量流向也可达到高效利用当前基础设施实现升级的目标，更好的保障服务的实现与品质升级[1]。
截止2013年底，我国互联网用户数量已经达到8亿多，几乎相当于美国用户数量的2-3倍，庞大的用户数量以及随之而来庞大的网络应用需求推动着互联网硬件设施和软件设备的升级，网络流量十分庞大，面对这些庞大的网络流量，做好流向控制是关键。我国网络流量流向控制主要面临三大问题的解决，分别是：现有设施的高效开发与利用以满足现阶段网络流量传输需求、通过降低网络链路负载达到节省网络资源的目的、通过平衡网络链路负载从而保障各链路有充足裕量应对网络流量的突发情况[2]。对于网络流量流向控制而言，基础设施的建设、升级与高效利用是基础，链路节余、负载平衡和裕量应对突发情况是关键，三者之间的平衡最终决定了流量流向控制[3]。通过将高负载链路的流量转移可降低局部高负载，实现整体负载水平的提升，有利于全局统筹协调链路资源，保证各链路游刃有余的运行与处理流向问题[4]。想要实现各链路负载的全局性平衡，需要科学的控制策略和定向计算方法。
线性规划作为数学运筹学的重要分支，在多个领域均有深入应用，目前无论是理论还是技术都已发展成熟，线性规划中从全局角度实现统筹最优化的思路为网络流量流向控制提供了解决思路，通过结合控制策略定量化各个要素建立线性规划模型，通过最优化求解方式实现整个网路流量资源的统筹，实现负载均衡目标。下面我们就线性规划在网络流量流向控制中的应用加以分析。
2．线性规划介绍
线性规划（LP）是目前多个已知领域应用较为广泛的优化技术，最早于1947年提出，应用于解决目标函数和约束条件等线性问题，关于线性规划的问题可用以下公式描述。
设X1，X2，X3，……，Xn为各变量，n为变量个数，m为约束条件数，aij(i=1，2……，m；j=1，2……，n)为各种系数，b1，b2，b3，……，bm为常数，C1，C2，C3，……，Cn为目标函数系数，Z为目标值，则线性规划模型如下：
线性规划的一个典型特点就是最优解min(max)通常总发生在可行域的顶点上，从而构成了求解线性规划问题的单纯形法的理论基础。单纯形法基本思路是将所有变量分为基变量和非基变量两部分，令非基变量的值为0，从而得到一组解（即基解），如果基解满足非负的条件就可称为基可行解，从而符合线性规划问题的解题定理，即线性规划问题如有最优解，一定在基可行解中[5]。正是基于这个理论，线性规划最优解的获取需从基可行解中得到，单纯形法也是基于这一原理而呈的有效搜索方法，通过搜索排除直到获得最优解，目前线性规划问题最优解的获得多数都是使用这个方法。不过由于此法较慢，目前多使用阻挡层法，此法的原理为产生一系列可行点，在该法收敛时这些点可满足所有约束条件并且不一定是顶点，这些点可穿过可行域，适用于大型问题的求解，相对单纯形法较快。本次研究中网络流量流向线性规划问题的解决使用单纯形法[6]。
线性规划问题的解决要建立线性规划模型，模型建立步骤为：抽象现实问题－建立模型－求解模型－分析结果与结论，前两个步骤依托线性规划软件IKOG或LINGO可实现，结果的分析与结论必须由专业人士进行，其余可以依托计算机完成。抽象现实问题是，模型建立关键，将具象问题转化为线性函数与方程，为问题解决提供量化计算手段[7]。
3．基于线性规划的网络流量流向控制策略
3.1 控制策略
我们假设有port1，port2，……，portn共n个网络节点，每个节点对应相应网络服务器Sevi，及对应网络节点portj的服务需求Rqtij，其中Sevj的存在是为了满足Rqtij，这个目标的实现需要借助不同网络链路流量Flowij来实现，Sevj满足Rqtij既可通过Flowij实现，也可通过Flowjk借助portk的转发通过Flowki实现。因此，控制策略第一条为Flowij要确保Rqtij和Sevj的实现。Flowki要确保portj与porti之间的信息传递及其他节点之间的信息传递，不过由于Flowki加Flowji不能超过链路的双向带宽，所以控制策略第二条为流向的控制要限制在带宽之内。Flowki越大，意味着控制成本越高，所以，控制策略第三条是要尽可能降低ΣCost（Flowji），Flowji越接近满负荷，意味着链路裕量应对突发流量情况的能力越差，所以在接近满负荷时，要考虑将部分流量转向富余链路，所以控制策略第四条是要尽量避免链路满载或者超负荷。
3.2 控制策略实现
线性规划模型的建立关键在于现实要素向抽象变量的转变，要素之间关系抽象为方程必须满足要求也要抽象为方程，从而完成目标函数的构建，根据这一要求，网络流量流向控制的线性规划问题中Sevi、Rqtij、Flowij都是变量，策略一所描述的三者之间的关系可抽象为现象方程，策略二规定了其必须满足的条件，策略三规定了成本控制条件，策略四规定了综合目标，其都应被抽象为线性函数，从而构成多目标线性规划问题。因为线性规划问题目标函数只能有一个，所以必须由策略三与四系统构成。基于以上分析，线性方程的条件描述情况如下：Sevi、Rqtij、Flowij为基本变量，Sevi、Rqtij值固定可视为常量，说明二者之间的需求关系必须得到满足，Flowij值的变化会根据流量流向策略下Sevi、Rqtij的变化优化调整，PunishKij确定为惩罚变量，Flowij增加会影响PunishKij随之增大，成本则提升；网络中每条链路都对应一个相应的惩罚变量，port1，port2，?，portn则对应Punish1ij，Punish2ij，?Punishnij，网络带宽分段处理中Flowij越接近带宽则成本提升幅度越大，因此必须尽可能的降低ΣCost（PunishKij）才能实现最优目标。基于此设计所得到的线性规划函数最优结果一方面可显著降低成本，另一方面也会降低整体网络的链路平均负载，避免接近满载，促使多余流量被平衡到其他链路，达到最优。
Flowij被限制在带宽内，具体方程细节如下。首先是portn的m服务的流量平衡方程：
如果m ≤ n综合带宽控制方程和以Punishkij为基础的目标函数，则链路流量越大成本越高，因Costmij ≤ Costnij，所以越接近满载则成本越高，这也是寻求最优解时所必须注意的。
3.3 控制策略结果分析
通过1和2中提供的控制策略和实现手段，在网络链路结构确定的情况下可了解到网络需求变化下流量和流向的变化，并且可实现自动化寻求最优结果。假设我们有A0-A9十个关键网络节点，那么根据以上线性规划方程可得到网络关键节点之间的链路带宽矩阵，具体见表1。以上矩阵说明了链路宽带矩阵必须满足网络服务流量需求，同样，成本矩阵、优化链路负载矩阵与优化实际流量矩阵同样都是如此，在几个矩阵基础上，定义特定条件下网络情况，通过线性规划模型求得最优解，获得最优流量配置方案。
综上所述，网络流量流向控制作为当前互联网迅速发展形势下必须解决的难题，控制效果直接关系到全局性网络运行服务的质量，关系到经济发展和社会建设。线性规划的应用可很好的把握网络流量全局与局部的整体统筹和协调，实现流量流向的控制，更好的为社会服务。本文通过应用线性规划方法解决网络流量流向控制问题，取得了不错的效果，证实了应用的可行性与效果，不过在实际应用中还需进一步精细化模型中的各个参数，以获得最优流量配置方案。
参考文献
[1] 李常兴,胡小飞,冼梨萍,胡月明,唐宪.基于线性规划的县级建设用地结构优化研究[J].广东农业科学.2010(07).
[2] 叶苗,王勇.基于支持向量回归学习机的网络流量预测[J].桂林工学院学报.2007(02).
[3] 隋允康,贾志超.0-1线性规划的连续化及其遗传算法解法[J].数学的实践与认识.2010(06).
[4] 张端,高岩,章苗根,何熊熊,邹涛.线性规划实现动态优化的模型预测控制策略[J].化工学报.2010(08).
[5] 任勇,李一鹏.互联网信息共享的复杂性研究[J].复杂系统与复杂性科学.2010(Z1).
