張衛(wèi)星，楊翠

（中國移動通信集團遼寧有限公司，沈陽 110179）

1 背景

1.1 穩(wěn)定的切換鏈是無線網(wǎng)絡接入性與保持性的重要保障

近年來，隨著網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大以及運營商打造高質量高性能網(wǎng)絡的目標，使得運營商需要付出更大的精力關注網(wǎng)絡性能現(xiàn)狀，維護及優(yōu)化網(wǎng)絡性能。網(wǎng)絡規(guī)模不斷擴大，也逐漸暴露某些網(wǎng)絡問題的更加嚴重性，比如小區(qū)重疊覆蓋高，覆蓋阻擋、覆蓋異常、覆蓋過遠等現(xiàn)象。這需要我們在日常測試中更加注重穩(wěn)定的切換鏈優(yōu)化。

穩(wěn)定的切換鏈優(yōu)化主要包括盡可能減少頻繁冗余的切換以及合理的切換優(yōu)化兩大方面。在切換過程中會產(chǎn)生偷幀(Stolen Frame)問題，即將TCH作為FACCH用于切換時信令的傳送，這將會導致話音幀的丟失從而對話音質量產(chǎn)生影響。如果存在乒乓切換或頻繁切換，SQI及MOS值會迅速下降，這就需要我們盡可能的減少頻繁的冗余切換。另外，不合理切換會導致手機切換到一個非最優(yōu)小區(qū)上，從而影響話音質量，甚至出現(xiàn)掉話，這需要我們對合理切換鏈的優(yōu)化。穩(wěn)定的切換鏈是網(wǎng)絡接入性與保持性的重要保障。

目前網(wǎng)絡優(yōu)化中, 針對基于ATU的分析軟件較少，且功能不完善，增加了日常網(wǎng)格優(yōu)化的強度與難度。

我們通過應用圖論上著名的Dijkstra算法進行延伸，設計能輔助網(wǎng)格優(yōu)化人員快速梳理出一套合理、穩(wěn)定的切換鏈，提升網(wǎng)絡質量，改善用戶感知度。

1.2 目前ATU切換鏈通道設計存在弊端

目前切換通道設計一方面需要網(wǎng)優(yōu)人員的豐富經(jīng)驗，另一方面需要時間對網(wǎng)絡進行熟悉，而且輔助工具極少，效率比較低，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）人工設計工作量大，核查完至少需要數(shù)周的時間，需要耗費大量的人力、物力。

（2）人工情況下切換鏈優(yōu)選更多在于網(wǎng)優(yōu)工程師的經(jīng)驗，工作量大的情況下，容易出現(xiàn)偏差。

為了在日常工作中，提升工作效率，避免以上述情形的發(fā)生，開發(fā)一種基于Dijkstra算法的切換通道設計系統(tǒng)，通過查找最短路徑，減少切換次數(shù)，提升MOS，同時能選擇合理小區(qū)，達到理想切換和提升網(wǎng)絡性能的目的。

2 ATU切換通道設計與分析系統(tǒng)的算法及解決方案

2.1 Dijkstra算法原理

在圖的點或者邊上表明某種信息的數(shù)，稱為權，含有權的圖稱為賦權圖。圖1就是一個公路網(wǎng)絡交通圖。

圖1 公路網(wǎng)絡交通圖

如果從a點出發(fā)，那么如何尋找一條從點a到其它各點的通路，使得通路上各邊的權和最小。接下來介紹著名的迪克斯特拉算法。這個算法很著名，應用很廣泛，比如路由器搜尋節(jié)點采用的就是由該算法改進而來，我們在ATU測試中，可以進行抽象化，假定從ATU起呼小區(qū)開始設定為起始小區(qū)，手機掛斷小區(qū)為結束小區(qū)，起呼小區(qū)設為單源，所謂單源是在一個有向圖中，從一個頂點出發(fā)，求該頂點至所有可到達頂點的最短路徑問題。要順利實現(xiàn)算法，同時還要理解圖的一些基本概念，圖由節(jié)點和邊構成，將節(jié)點和邊看成對象，每個對象有自己的特有屬性，如在GIS中，一個節(jié)點必須都有ID，橫坐標，縱坐標等基本屬性，邊有起點節(jié)點，終點節(jié)點，長度等屬性，而最短路徑分析，就是根據(jù)邊的長度（小區(qū)加權值）進行分析的，通過嘗試通過Dijkstra算法來完成切換鏈選取的工作，Dijkstra是典型的最短路徑路由算法，用于計算一個節(jié)點到其它所有節(jié)點的最短路徑。主要特點是以起始點為中心向外層層擴展，直到擴展到終點為止，在實際測試中，我們選取占用小區(qū)作為一個節(jié)點，那么長度根據(jù)滿足理想切換鏈小區(qū)進行取值。

理想切換序列需滿足以下兩個條件。

（1）在路面的覆蓋電平要足夠強：ATU測試中，路面電平高于-80 dBm時，才能保證切換準確度和通話質量，所以理想切換序列小區(qū)在路面做主服小區(qū)的平均電平需高于-80 dBm。

（2）在路面要實現(xiàn)無縫覆蓋：在GSM通信事件中，小區(qū)重選的時長為5s，切換的最大時長為7 s。為滿足雙向重選和雙向切換要求，以20 km/h的車速計算，切換序列鄰區(qū)對之間的重疊覆蓋距離在60 m時，才能實現(xiàn)理想切換序列在路面無縫覆蓋。

2.2 ATU切換通道核心算法

軟件算法基于賦予ATU測試小區(qū)不同的δ值，經(jīng)過Dijkstra算法得出理想的切換鏈。

我們主要對（切換電平低、占用時間短、室分小區(qū)、占用質量差）小區(qū)（冗余小區(qū)標準）設置不同的權值（δ），從而找出最優(yōu)切換鏈。

圖2 最短路徑示意圖

圖2為從cell_A點到cell_F點的最短路徑示意圖。

在ATU實際測試的切換序列中，滿足以下一個或多個條件的小區(qū)，將被判定為非主候選小區(qū)（由ATU切換序列分析工具完成運算）：占用時長小于7 s；切換目標電平小于-75 dBm；切換目標質量大于5；室分小區(qū)。

網(wǎng)格負責人再根據(jù)ATU測試路線、測試所占用小區(qū)以及實際無線環(huán)境確定理想切換序列，理想序列表以外的小區(qū)即為冗余小區(qū)。

圖3 切換序列分析流程圖

我們根據(jù)市區(qū)日常測試經(jīng)驗總結所得的冗余小區(qū)δ權值，具體如表1所示。

表1 市區(qū)日常測試經(jīng)驗總結所得的冗余小區(qū)δ權值

不同權值的設置是經(jīng)過大量的ATU測試的基礎上總結出來的，對優(yōu)化切換鏈非常重要，權值軟件算法篩選出加權值最低的路徑為最佳切換鏈小區(qū)。

2.3 ATU切換通道設計與分析系統(tǒng)應用

為了盡快梳理切換鏈，項目小組開發(fā)了一套基于C/S模型的優(yōu)化工具，具體軟件結構圖如圖4所示。

圖4 軟件結構圖

只要導入相應的數(shù)據(jù)，經(jīng)過此軟件分析和處理，能夠導出一張合理的切換鏈表，能夠指導網(wǎng)優(yōu)人員現(xiàn)網(wǎng)的切換鏈優(yōu)化，目前該軟件只支持適用于愛立信設備，后期希望能夠擴展到其他廠家設備。該軟件操作方便，經(jīng)過了全省的測試驗證，效果較好，測試分析的工作效率也得到了明顯提高。

2.3.1 統(tǒng)計數(shù)據(jù)采集

系統(tǒng)主要輸入基本數(shù)據(jù)如下。

包括基礎數(shù)據(jù)（SITE，CDD）。

SITE文件至少包括小區(qū)名，經(jīng)緯度，所屬BSC，小區(qū)類型。

CDD指令至少包括RLDEP; RLLHP; RLLOP;RLSSP; RLSBP; RXTCP：Moty=rxoCF，F(xiàn)aulty;RXTCP：Moty=RxoTX，F(xiàn)aulty; RXTCP：Moty=RxoTRX，F(xiàn)aulty等。

測量文件MRR；愛立信的MRR文件。

ATU的原始Log。

利用ATU網(wǎng)格測試導出每一次測試占用的小區(qū)形成切換序列，計算這些小區(qū)的占用時間、占用時長、覆蓋必要性判斷其是否為冗余小區(qū)。在進行切換序列優(yōu)化時，具體步驟如下。

（1）下載ATU測試原始Log，或者利用本系統(tǒng)將各個網(wǎng)格的測試記錄導出為xls文件。

（2）利用后處理工具根據(jù)所有導出的信令整理出每個網(wǎng)格測試中（主被叫）測試路線通過的切換順序。

（3）計算這些小區(qū)的占用時間和覆蓋距離，將占用時間少于10 s、切換前RxQuality大于5的小區(qū)列為候選分析小區(qū)。

（4）結合周邊覆蓋情況對這些候選分析小區(qū)進行覆蓋必要性分析，進一步篩選出對道路測試造成影響的冗余覆蓋小區(qū)。

通過天饋或參數(shù)調整避免這些冗余覆蓋小區(qū)出現(xiàn)在切換序列中，提高切換序列的精確性和穩(wěn)定性。

結合以上思路和流程，定期對網(wǎng)格測試切換序列進行評估和優(yōu)化，保證序列穩(wěn)定、占用小區(qū)合理，提升通話性能。

2.3.2 系統(tǒng)輸出信息

冗余小區(qū)列表和合理切換小區(qū)序列，指導網(wǎng)絡優(yōu)化人員梳理切換鏈，大大提高工作效率。

輸入文件為ATU的原始Log，即從ATU設備里面直接取出來的文本Log。使用本工具可以把測試Log文件中的切換/重選序列整理出來，可以統(tǒng)計每次切換（重選）占用時長和占用距離，計算小區(qū)改變前后的信號強度和質量。

實現(xiàn)功能如下。

（1）支持多個ATU File Player原始Log處理。

（2）對ATU導出文件進行MOS測試指標分析，對輸出的內(nèi)容，可以通過界面中的選項進行個性化設置。

（3）支持切換/重選序列的地圖化呈現(xiàn)，方便在Mapinfo中直觀的顯示各切換點及占用距離。

輸出報表涉及的字段如下。

SCName:服務小區(qū)。

NCName:切換目標小區(qū)。

InState:切入服務小區(qū)前MS的狀態(tài)。

OutState:從服務小區(qū)切出時MS的狀態(tài)。

Duration:服務小區(qū)的占用時長，對于占用時長較短的小區(qū)如果有必要可以處理掉,以減少不必要的切換。

HORxLevSub:從服務小區(qū)向切換目標小區(qū)切換前5個測量報告中的服務小區(qū)的平均信號強度，可以用來判斷層門限,以及Eric3算法中高低轉換門限的設置是否合理。

HORxQualSub:從服務小區(qū)向切換目標小區(qū)切換前5個測量報告中的服務小區(qū)的平均信號質量。

AverageDis:服務小區(qū)下所有采樣點距離服務小區(qū)的平均距離。

MinDis:服務小區(qū)下所有采樣點距離服務小區(qū)的最小距離。

MaxDis服務小區(qū)下所有采樣點距離服務小區(qū)的最大距離，可用來判斷小區(qū)的覆蓋范圍是否合理。

TotalRxQualSub:該服務小區(qū)下所有質量采樣點的數(shù)目。

0To5RxQualRate:該服務小區(qū)下0～5質差點的比例，處理質差可以重點關注該值較低的小區(qū)。

HoLon:切換時的經(jīng)度。

HoLat:切換時的緯度。

HandInTime:切入服務小區(qū)的時間。

HandOutTime:從服務小區(qū)切出的時間。

Log:對應的Log。

某區(qū)域的冗余小區(qū)信息以及合理的主覆蓋小區(qū)。

軟件能給出某段道路的最佳的、合理的主覆蓋小區(qū)。

基于重疊覆蓋系數(shù)和DT測試數(shù)據(jù)的市區(qū)道路小區(qū)最優(yōu)切換序列生成算法，輸出冗余切換小區(qū)列表；基于輸出的切換/重選序列，輸出冗余重選列表。

2.3.3 規(guī)劃算法可靠性的驗證

為了驗證切換鏈的算法的可靠性，針對大連所有網(wǎng)格進行了分析,共獲取了市區(qū)16個網(wǎng)格的信息做對比，按照軟件輸出的切換鏈進行了優(yōu)化，經(jīng)過優(yōu)化后，每個網(wǎng)格的每通話切換次數(shù)均得到下降。其中網(wǎng)格10每通話切換次數(shù)從6.59下降至4.14，下降很明顯。說明軟件的切換鏈算法具有可靠性。

2.3.4 ATU切換通道設計與分析系統(tǒng)應用案例

針對某些冗余切換較多，明顯影響路面話音質量的區(qū)域，按照上述思路的梳理的具體工作流程如下。

首先根據(jù)ATU測試梳理理想切換序列表，輸出了正常的切換序列為“DLH0862_鑫豐賓館1800→DLH0863_鑫豐賓館1800→DAV1132市委南→DLH0863_鑫豐賓館1800”，冗余切換小區(qū)有 “DAVD382_三八電話局1800”、“DLH0433_二七廣場”。

然后根據(jù)理想切換序列進行相鄰小區(qū)切換關系的優(yōu)化，對覆蓋異常的小區(qū)進行優(yōu)化調整。工作內(nèi)容如下。

（1）天線調整：調整DAVD382_三八電話局1800下傾角10→12,DLH0433_二七廣場下傾角6→8，DLH0863_鑫豐賓館1800方位角120→150。

（2）頻點優(yōu)化：更換DLH0863_鑫豐賓館1800的BCCH(534 → 557),TCH(607、633 → 576、680)。

（3）切換參數(shù)：調整DLHD863 LAYERTHR 70→ 75、LAYERTHRHYST 3→ 5、SSLENSD/QLENSD(10/8→ 6/4），DLHD862 LAYERTHR 70→73，DLHD863-DAVD382 HIHYST 6→4。

經(jīng)過優(yōu)化后，切換次數(shù)從優(yōu)化前的6次降到優(yōu)化后的2次，MOS低于2.8的采樣點個數(shù)有所下降，達到了預期的效果。

在應用切換鏈設計軟件后，工作效率得到極大的提高,切換次數(shù)以及MOS話音質量得到了改善，提升了用戶對網(wǎng)絡的感知度。

3 ATU切換通道設計與分析系統(tǒng)應用主要成效

3.1 工作效率得到有效提高

在沒有切換鏈設計通道的軟件時，切換鏈梳理只有靠測試人員經(jīng)驗梳理，測試分析工作量大的情況下，該工具不僅能提高切換鏈設計的準確性，而且能大大提高工作效率， 并且算法都集成到軟件中，只要輸入統(tǒng)計數(shù)據(jù)，便可以自動輸出規(guī)劃結果。

3.2 全網(wǎng)的網(wǎng)格切換次數(shù)減少

按照上述方法和流程對市區(qū)網(wǎng)格進行分析優(yōu)化調整后進行了分析，調整后切換總次數(shù)從調整前的413次降到398次，其中同層切換次數(shù)從271次降到269次，雙頻切換次數(shù)從142次降到129次，雙頻切換占比從34.38%降到32.41%。統(tǒng)計雙頻切換占用時長少于10 s的切換共計62次，其中可以通過參數(shù)調整避免的為9次，覆蓋距離少于50 m，同時占用時長少于20 s的小區(qū)為7個（不包含通話時長少于10 s的小區(qū)），可以通過優(yōu)化避免切換的次數(shù)為2次。發(fā)現(xiàn)質差小區(qū)為2個，一個為室分泄露，另外一個為頻點干擾，通過優(yōu)化均可以規(guī)避和改善，優(yōu)化后指標提升明顯。

優(yōu)化后效果小結如下。

（1）減少了路面占用服務小區(qū)數(shù)。

（2）減少了路面切換次數(shù)。

（3）提升了ATU測試指標。

（4）減少質差切換。

（5）減少越區(qū)覆蓋。

3.3 全網(wǎng)的Rxquality得到提升

圖5 經(jīng)過優(yōu)化后Rxquality對比

在利用ATU切換鏈通道設計工具， 對大連網(wǎng)格內(nèi)的切換鏈進行梳理，結合實際對網(wǎng)格內(nèi)的基站覆蓋范圍進行調整，包括參數(shù)和天饋線調整，通過調整這些網(wǎng)格的占用小區(qū)Rxquality有不同程度的上升，如圖5所示。

3.4 話音業(yè)務質量MOS提升

對于運營商來說，話音業(yè)務質量好壞直接體現(xiàn)在用戶對網(wǎng)絡的感知度，直接影響到移動的品牌形象，通過應用軟件優(yōu)化切換鏈后，話音質量MOS也呈上升趨勢，如圖6所示。

圖6 經(jīng)過優(yōu)化后話音MOS質量（%）對比

4 ATU切換通道設計軟件的效益分析

4.1 提高了用戶對網(wǎng)絡感知度

通過軟件梳理和建立穩(wěn)定的切換鏈，一方面減少切換次數(shù)，通過減少話音幀的丟失，提升用戶感知度，另一方面能減少掉話事件和未接通事件的發(fā)生， 提升話音用戶對網(wǎng)絡的感知度，有關話音類的投訴有所下降，為遼寧移動打造出良好的品牌形象。

4.2 提升移動品牌的認可度

目前通信運營商的市場競爭是十分激烈，所以打造一個精品網(wǎng)絡對運營商爭取手機用戶尤為重要，只有通過長期的網(wǎng)絡建設，網(wǎng)絡功能不斷完善才能滿足手機用戶的日益增長的需求，并且在這個過程中逐步建立更好的移動品牌信譽。如何能讓客戶獲得更好的話音體驗，對于一個健康的網(wǎng)絡來說，無線側方面需要保持網(wǎng)絡良好的接入性和保持性。穩(wěn)定的切換鏈是對網(wǎng)絡良好的接入性與保持性的一個重要保障，通過切換通道設計與分析系統(tǒng)軟件能夠協(xié)助網(wǎng)優(yōu)人員梳理出理想切換鏈，起到提升網(wǎng)絡話音質量的目的，從而提升移動品牌形象。

[1]宮雁巡，楊翠，佟智威. EGPRS網(wǎng)絡中PCU資源的規(guī)劃工具[J].電信工程技術與標準化，2009(8).