接入优化范文（精选8篇）
接入优化 第1篇
1 LTE-A随机接入过程
在LTE-A系统中, 随机接入过程可分为基于竞争的随机接入和基于非竞争的随机接入过程。二者的本质区别在于发起随机接入前UE是否收到来自网络分配的专用随机接入资源[1]。
在基于非竞争的随机接入过程中, 网络为U E配置专用随机接入资源, 从而避免该UE与其他UE选择相同的资源而发生冲突;然而在基于竞争的随机接入过程中, 由于UE根据小区系统消息中广播的随机接入参数, 随机选择接入资源发起接入, 因此不同的UE可能选择到相同的随机接入资源, 这样就会发生碰撞, 导致此次随机接入失败。在文章中我们只讨论基于竞争的随机接入过程。如图1所示, LTE-A基于竞争的随机接入过程分为4步[2]:
(1) 随机接入资源的选择和前导码 (preamble) 的发送;
(2) 随机接入响应的接收;
(3) 第一次上行数据的发送 (即Msg 3的发送) ;
(4) 竞争解决。
2 3GPP提出的几种解决LTE-A无线接入网拥塞的候选方案
在LTE-A随机接入过程中当接入资源一定时随机接入终端的个数会影响到终端随机接入的成功概率[3], 因此, 我们可以预想到, 大量MTC设备同时接入LTE-A网络, 势必会引起随机接入拥塞问题, 除了从MTC设备本身出发在应用层控制MTC设备的接入时间避免随机接入拥塞还可以对网络侧随机接入过程进行优化避免接入拥塞的问题, 下面将介绍3GPP提出的几种解决随机接入拥塞的无线侧候选方案[3]。
2.1 接入控制方案
在LT E-A中, 网侧可以通过接入等级的限制ACB (Access Class Barring, 接入等级限制) 抑制过多的流量, 避免拥塞。现行的LTE-A系统, 具有16个接入等级。LTE-A小区会广播一个限制因子和接入等级限制时间 (SIB2中携带) , 当UE准备接入时, 在一般情况下 (非紧急情况, 终端接入等级为0-9) UE会在 (0, 1) 之间抽取一个随机数, 将这个随机数和限制因子做比较, 如果这个随机数小于限制因子, UE开始随机接入过程, 否则, UE会在接入等级限制时间内被阻止接入[4]。
2.2 资源划分方案
大量的终端同时接入会增大无线网络的负载, 通过文献[3], 我们可知, 当两个或两个以上的终端选择了相同的随机接入前导, 并且在相同的随机接入RACH (Random Access Channel, 随机接入信道) 资源上接入时, 会造成接入碰撞, 影响UE的正常工作, 增大接入失败概率。将MTC所用的随机接入资源与UE所使用的随机接入资源分开, 这样可以避免在一段时间内大量MTC设备的接入所造成的UE不能正常接入, 保证了UE的接入质量。
在文献[5]中提出了将随机接入前导分为两部分:UE前导与MTC前导;在文献[6]中提出了将随机接入前导分为UE+MTC前导与UE前导两部分, 两种方案的前导分布如图3所示, 在文章的第三部分我们也将从吞吐量的角度来进一步分析这两种方案。
2.3 动态RACH资源分配方案
终端通过系统广播消息SIB2中的prachConfigurationIndex获取此时网络的随机接入时域以及频域资源的分配情况, 通过rach-ConfigCommon来获取此时随机接入所需前导的选择范围[2], 动态分配RACH资源就是说网侧通过动态调整随机接入参数, 来控制MTC设备大量的涌入造成的网络接入堵塞情况。
2.4 MTC特定的随机接入回退 (Backoff) 方案
在LTE-A随机接入中, 终端在随机接入初始化时其回退时间设为零毫秒, 当终端首次收到随机接入响应时, 如果响应中包含了BI (Backoff Indicator, 回退指示) , 终端会保存这个BI, 如果终端本次随机接入失败并且其发送前导次数尚未超过最大前导传送次数, 终端会在零到其BI值所对应的时间内产生一个随机值作为回退时间, 经过回退时间后, 终端才可以重新发起接入;如果首次收到的随机接入响应中不包含BI值, 终端会默认其回退时间为零毫秒[2]。
MTC特定回退方案, 即为MTC设备引入一个不同于UE的回退时间窗, 通过较长的回退时间窗来分散同一时刻接入的MTC设备数量从而在一定程度上避免了MTC设备与UE的接入竞争。
2.5 MTC特定时隙接入方案
MTC特定时隙接入方案为MTC设备定义一个接入周期/时隙 (与寻呼周期/时隙的概念相似) , 具体的接入时隙可以通过其ID (IMSI, International Mobile SubscriberI-dentification Number, 国际移动用户识别码) 来决定, 网侧可以通过寻呼帧的方式使MTC在其特定的接入周期/时隙接入。
2.6 Pull方案
Pull方案是通过MTC Server控制的方法, 即让MTC Server出发核心网来寻呼相应的MTC设备, 只有被寻呼的设备才能接入网络发送它们的数据。另外为了减少寻呼开销, 可以使用组寻呼的方式, 通过寻呼组, 使被寻呼组的MTC设备接入网络。另外, 在寻呼的过程中可以加入回退时间, 即指示MTC设备在接收到寻呼消息之后经过一定的回退时间再接入网络来缓解网络接入拥塞。
3 仿真与优化分析
本节, 我们主要对2.2节资源划分方案中提出的一个基于随机接入前导的划分的一个仿真, 并通过对两种方案的UE的吞吐量的比较做出优化分析。
3.1 参数设定
表1为本节仿真中所要用到的参数设定, 通过文献[3], 我们取N=54, 接入小区带宽为10 MHz (LTE TDD小区) , 通过文献[8], 我们设该小区能够容纳的UE最大个数为400, MTC最大个数为1000。
通过文献[7], 两种前导分配方案的UE的吞吐量公式分别如下:
方案一:
方案二:
3.2 仿真与分析
根据公式 (10) (11) , 我们分别做以下三组仿真:
(1) N=54, λ2=1000, NMTC分别取5, 15, 25, 变量λ1的取值范围为[0, 400], 仿真结果如图6, 图7, 图8所示。
由以上仿真结果我们可以发现当MTC的随机接入个数一定的情况下, 随着Nmtc的增加方法二的吞吐量的变化都比方法一的相对平稳, 并且, 两种方法中λ1在50附近的吞吐量最大。
(2) N=54, λ1=50, NMTC分别取5, 15, 25, 变量λ2的取值范围为[0, 1000], 仿真结果如图9, 图10, 图11所示。
由以上仿真结果我们可以发现当随机接入的UE个数一定时, 随着NMTC的增加方法二的吞吐量比方法一的相对高一些, 但是方法二与方法一并没绝对的优劣之分。由以上三图我们可以发现, 当我们保证了UE的接入个数时, 当MTC的接入个数在100到150之间时, 方法一的吞吐量都大于方法二的吞吐量, 当MTC的接入个数在300个以上时, 两种方法的吞吐量都相对保持不变。
(3) N=54, λ2=300, λ1=50, 变量NMTC的取值范围为[5], 仿真结果如图12所示。
由此, 我们可以发现, 分给MTC的前导的个数越多, 两种方法的吞吐量的大小都随之变小。
综上仿真结果, 我们提出以下优化分析:
(1) 在我们保证UE接入量不变的情况下, 如果选用方法一, 我们需要将MTC的接入个数限制在150左右;
(2) 当我们保证MTC设备接入量不变的情况下, 如果选用方法一, 我们需要将UE的接入个数限制在50个左右;
(3) 可以根据一个小区内UE与MTC设备的不同的优先级, 以及我们想要达到的接入效果, 来同过ACB方案或者EAB方案或者是其他无线接入侧的优化方案来控制MTC设备与UE的接入个数, 使接入吞吐量达到最大。
4结语
M2M业务与LTE-A的融合是必然趋势, 为了保证我们的正常通信不受M2M业务的加入的影响, 对无线接入的优化技术是不容忽视的。目前, 针对移动M2M业务的优化技术的研究才刚刚开始, 随着我国M2M业务在运营商营收中的比例提高, 产业界会给与这些优化技术更多的重视, 移动通信技术也终将会因此迎来大的变革。
摘要：移动通信产业即将走进LTE-A时代的今天, 随着物物 (M2M) 通信业务的快速发展, M2M业务融入到LTE-A移动通信网络已成为了必然的发展趋势。然而, 大量MTC设备同时接入网络又会造成无线接入网络的过载问题, 从而影响了人与人 (H2H) 之间的正常通信。为了解决这一问题, 3GPP提出了解决因大量机器通信 (MTC) 设备同时涌入而造成的无线网拥塞问题的候选方案。本文通过对这些解决方案进行分析与研究, 并在此基础上对融入M2M业务的LTE-A无线网络侧的随机接入提出优化方案。
关键词：LTE-A,随机接入,机器通信
参考文献
[1]邓江, 彭大芹.LTE终端随机接入过程研究及设计[J]广东通信技术, 2010 (4)
[2] 3GPP TS 36.321 V10.2.0 (2011-06) :Medium Access Control (MAC) protocol specication.Jun 2011.
[3] 3GPP TR 37.868 V11.2.0 (2011-09) :Study on RAN Improvementsfor Machine-type Communications.Sep.2011.
[4] 3GPP TS 36.331 V10.2.0 (2011-06) :Radio Resource Control (RRC) protocol specication.Mar.2012.
[5] K.-D.Lee, “Preamble set separation for random access control in large scale cellular networks, ”US Patent Application 61/387, 008, 2010.
[6] K.-D.Lee, “Study on throughput performance behaviour in preamble separation with partial overlap among differet user classes, ”LG Elec-tronics Mobile Research Technical Memo, May 2011.
[7] K.-D.Lee, Sang Kim, and Byung Yi, “Throughput Comparison of Random Access Methods for M2M Service over LTE Networks, ”IEEE International Workshop on Machine-to-Machine Communications, Jul.2011, pp.373-377.
CDMA网络接入失败的分析与优化 第2篇
关键词：接入失败 分析 优化
CDMA网络中，系统在呼叫建立之后启动软切换和快速功率控制等功能，抗无线衰弱和干扰能力明显增强。相对而言，系统在呼叫建立阶段显得较为薄弱，由于种种原因发生接入失败的情况较为常见。因而，对网络接入失败原因深入分析，进而采取有效措施进行优化，是非常必要的。
1 接入机制理解
1.1 接入机制与参数含义 移动台无论做主叫或做被叫接入网络时，都会在反向无线信道上发射有规律的接入试探脉冲序列。
MAX_RSP_SEQ为响应类（被叫）接入序列的最大序列数；MAX_REQ_SEQ为请求类（主叫）接入序列的最大序列数；一个接入序列包含1+NUM_STEP个试探脉冲数。
RS是每序列之间的一段时延，为0至1+BKOFF之间的一个伪随机数；请求类接入序列还另外增加了一段持续性测试时延PD。TA、RT为每个试探脉冲之后的一段时延，TA=80×（2+ACC_TMO），RT为0至1+PROBE_
BKOFF之间的一个伪随机数。RS、RT为伪随机时延，用于避开大量接入试探间的碰撞，减少接入时相互间的干扰；TA是移动台等待系统响应的时延。
IP=-73-（移动台平均接收功率）+NOM_PWR+INI_PWR，为移动台接入网络初始功率，即每序列中第一个脉冲的发射功率；PI=PWR_STEP，为功率增量。
PREAMBLE=1+PAM_SZ，为接入信道前缀，太小会降低接入试探得到基站成功确认的可能性；MESSAGE CAPSULE=3+MAX_CAP_SZ，为接入信道消息实体长度，过大会造成接入信道容量的浪费，接入信道消息，一般是起呼消息，在最坏的情况下3个帧就足够了。
每次接入试探，移动台利用一个依赖于其ESN的（非随机）HASH函数来算出一段延时RN，可提高基站在同一时隙里分别接收和解调多个距离接近移动台的可能性。
1.2 接入消息流程 移动台做主叫接入网络时的消息流程如图1所示。
为方便分析和定位接入失败问题原因，通常将上述接入过程依顺序分为五个阶段，移动台从拨号到收到BS ACK（PCH）为第一阶段，移动台收到ECAM为第二阶段，移动台发出Preamble为第三阶段，移动台收到BS ACK（FFCH）为第四阶段，移动台收到Service Connect Message为第五阶段。
1.3 接入过程中的相关定时器 用户使用移动台接入系统时，按动“Send”键，定时器T41m=4秒启动。移动台在T41m时间内必须完成更新系统信息（Update Overhead Message），否则进入初始化状态。移动台完成更新系统信息后，才发出“Origination Message”。
移动台收到系统在PCH下发的响应BS ACK后，定时器T42m=12秒启动。移动台在T42m时间内必须收到系统下发的ECAM，否则进入空闲状态。
移动台收到系统下发的ECAM后，定时器T50m=0.2秒启动。移动台在T50m时间内必须正确接收和解调FFCH信息，否则进入初始化状态。
移动台接收并解调出FFCH信息后，发出“Preamble”，定时器T51m=2秒启动。移动台在T51m时间内必须收到系统在FFCH下发的BS ACK，否则进入初始化状态。
在接入过程前两个阶段中，定时器T40m=1秒一直启动，移动台必须不断在T40m时间内从PCH接收到系统下发的新信息，即接收PCH信息之间的时间间隔小于T40m，否则移动台进入空闲状态。
2 接入失败的分析
通常使用路测仪表进行路测，收集对应的系统记录，将路测和系统记录上下行数据放在同一个后台上分析，能更方便快捷地定位发生接入失败的问题原因。
2.1 无线环境差导致第一阶段接入失败 如果观察到移动台在第一阶段发生接入失败，首先应检查现场的无线环境是否良好，是否处于导频污染区域。处于导频污染区比较常见的情况是，移动台接收到的导频数多于3个而强度相差不大且信号不稳，接入前移动台反复在几个导频上发生Idle Handoff甚至进入初始化状态。移动台接入时，由于EcIo差导致难以解调PCH信息，继而触发T41m或T40m进入初始化状态或空闲状态而产生接入失败。对这种问题的处理方法，是进行无线环境的改善；另外注意核查PCH功率设置是否合适。
2.2 接入参数设置不当导致第一阶段接入失败 如果观察到移动台在第一阶段发生接入失败，并发现所有试探序列都已发射出去，检查无线环境良好，这时应注意核查相关接入参数配置有无错误，移动台是否能用每接入序列的最后几个试探脉冲发射出最大功率，以及接入时延是否太长。如果发现参数设置不当，则应进行接入参数的优化调整。
2.3 基站系统参数设置不当以及各种干扰导致第一阶段接入失败 如果观察到移动台在第一阶段发生接入失败，并发现所有试探序列都已发射出去，检查无线环境良好，核查相关接入参数配置无误，应进一步核查基站系统参数及各种干扰因素，如基站系统搜索窗（Preamble_Window_Length）是否设置过小导致不能正常接收移动台信号，检查基站导频功率是否设置过大导致上下行链路不平衡，检查是否存在外部上行干扰导致链路不平衡，是否切换区过小而又未启用接入过程的切换功能使得受邻区干扰严重，以及是否PN规划不当使得同、邻PN复用距离不够存在干扰等。
2.4 无线环境差导致第二阶段接入失败 如果观察到移动台在第二阶段发生接入失败，先应检查现场的无线环境是否良好。若处于导频污染区域，移动台接入时，由于EcIo差导致难以解调PCH信息，继而触发T42m或T40m进入空闲状态产生接入失败。优化处理方法是进行无线环境的改善。
2.5 系统资源不足以及多载波间覆盖不同导致第二阶段接入失败 如果观察到移动台在第二阶段发生接入失败，若能取基站系统记录验证ECAM是否下发就更易进行判断，若ECAM未下发，可能的原因是基站系统资源不足，需要核查网管统计数据验证是否存在CE、WC等过载现象，得到证实应进行扩容处理。另外，多载波间因为扇区覆盖范围不相等，跨载波分配TCH时，也会在小区边缘产生接入失败，因而应尽量采用同载波分配TCH运营策略。
2.6 无线环境差导致第三阶段接入失败 如果观察到移动台在第三阶段发生接入失败，先应检查现场的无线环境是否良好。若处于导频污染区域，移动台接入时，由于EcIo差导致难以解调TCH信息，继而触发T50m进入初始化状态产生接入失败。优化处理方法是进行无线环境的改善。
2.7 基站系统TCH功率设置过小导致第三阶段接入失败 如果观察到移动台在第三阶段发生接入失败，同时无线环境良好，应注意检查基站系统TCH功率是否设置过小，过小将导致移动台无法正常接收基站TCH信息而产生接入失败。
2.8 无线环境差导致第四阶段接入失败 如果观察到移动台在第四阶段发生接入失败，先应检查现场的无线环境是否良好。若处于导频污染区域，移动台接入时，由于EcIo差导致难以解调TCH信息，继而触发T51m进入初始化状态产生接入失败。优化处理方法是进行无线环境的改善。
2.9 基站系统参数以及反向链路不平衡导致第四阶段接入失败 如果观察到移动台在第四阶段发生接入失败，同时取得基站系统记录显示BS ACK未下发，需要检查基站系统TCH Search Window设置是否过小，移动台是否超出了反向覆盖范围，移动台是否外环功率控制出现问题未发射足够功率等。
2.10 无线环境和切换等其他原因导致第五阶段接入失败 如果观察到移动台在第五阶段发生接入失败，这时功率控制和切换功能均已启用，这一阶段接入失败分析方法与掉话分析方法相同，应注意检查无线环境以及切换与邻区等系统参数。
3 接入失败的优化措施
3.1 接入参数的合理设置 接入参数设置是否合理直接影响系统的接入成功率，日常优化中主要涉及的以下接入参数：NOM_PWR、INI_PWR、PWR_STEP、NUM_STEP、
PAM_SZ、MAX_CAP_SZ、PROBE_PN_RAN、ACC_TMO、BKOFF、PROBE_BKOFF、BKOFF、PROBE_BKOFF。
一般情况下可使用设备厂家提供的默认值，结合后期的网优优化对接入参数进行调整，以提升系统接入成功率。
3.2 系统开销功率的合理设置 根据实际情况合理配置系统的开销功率，需要特别注意的是，要避免盲目提高导频功率来加强下行覆盖，一味加强下行导频功率将导致上行覆盖失去平衡。另外，PCH功率要注意充分得到保证，有时PCH覆盖比导频覆盖小，这时PCH覆盖决定了下行覆盖。
3.3 无线环境的改善 对于导频污染地区，优化原则是突出一至两个主控导频，拟制住周边杂乱导频信号。实施前需要根据地理环境仔细考虑整改方案，要从系统角度去看问题，避免改善了某个局部却出现其他地方更大范围污染的情况出现。
另外外部干扰也是影响无线环境的一种情况，一般需要通过定位干扰源，通过关闭其电源看干扰是否消失来进行最终确认。
3.4 基站系统搜索窗设置 应测算一下整个系统的最大RTD（Round Trip Delay）值，RTD=系统处理时延+下行链路时延+上行链路时延+移动台处理时延，如果通路上有直放站，就需要加入其设备时延和光纤链路时延等。
3.5 ECAM重发 在基站系统中设置把ECAM发送2～3次，移动台只要完整收到其中一个消息，即可继续进行下一阶段的接续。这种设置可较大提高网络接入成功率，提高移动台抗干扰能力。
3.6 接入过程启用切换功能 目前大多数系统均未启用接入过程的切换功能，使得接入过程后期受到邻区强干扰的概率大大增加，理论上网络接入成功率会受到较大影响。
天津联通数据接入网网络优化 第3篇
随着我国信息技术的突飞猛进, 互联网的发展速度十分惊人, 各种基于网络的业务迅速发展。天津通信发展水平在全国相对领先, 竞争异常激烈。客户对宽带业务的需求与日俱增, 能否把客户感知放在重要位置, 就成为各通信运营商在竞争中取胜的关键。因此面向更高更优质的客户服务和激烈的市场竞争, 天津联通宽带网络建设就要以客户需求为导向, 以提升客户服务感知为目的, 提高客户的综合满意度, 提升网络综合承载业务的能力, 深入贯彻集团公司的“光网世界沃宽天下”的宽带战略, 并且保障网络的安全稳定运行。
2 天津联通宽带网络现状
天津联通宽带网络始建于2002年, 经过十多年的网络优化, 目前承载的业务种类越来越多。随着公司光纤改制专项工作的不断推进, 光纤宽带普及率越来越高, 用户所需带宽越来越大, 而天津联通宽带网现有的网络资源非常紧张, 部分现网设备过于老旧, 所承载宽带用户量已达到该种设备处理能力上限。因此天津联通宽带网络面临着巨大的挑战, 网络调整改造势在必行。
2.1 查看现网情况进行统计分析
对现网接入服务器BAS和大二层汇聚设备进行统计分析, 包括承载能力、运行版本、端口流量和端口使用情况等方面。
天津联通宽带网现有中兴、华为两厂家四种型号BAS设备共计97台。其中华为BAS有三种型号:5200G、ME60、ME60-X8;中兴BAS一种型号为M6000。其中华为早期的5200G和ME60设备承载能力有限, 且这两种设备已经停产。现网华为ME60-X8和中兴M6000为最新大容量BAS设备。
2.2 现网用户业务比例
截止到2014年2月份FTTH用户数共824881户;ADSL用户数共660717户;WLAN用户数共82174户。总计1567772户。
3 网络优化必要性
3.1 用户需求
目前, 天津联通宽带网网内的主要业务为公众宽带业务、IPTV业务、WLAN业务。从发展趋势可以看出, 天津联通ADSL用户数缓步下降, 而光纤接入用户数突飞增长。不断增加的网络用户和应用, 使得带宽提速需求较大, 导致网络负担沉重, 网络设备超负荷运转, 从而引起网络性能下降。这就需要对网络的性能指标进行提取与分析, 对网络性能进行改善和优化。
3.2 网络需求
为让天津联通宽带用户享受更高速、更稳定的光纤宽带服务, 天津联通公司已于2013年7月到2014年7月实施了四次大规模宽带网速免费提升工作。宽带流量持续迅猛增长。结合天津联通宽带网络资源和设备使用情况, 对宽带设备使用情况和端口及流量进行统计。发现部分局点BAS设备中继峰值利用率超高, 老旧设备的承载能力已经达到该设备的上限, 将无法满足业务发展需求。需对老旧型号BAS设备进行业务割接及对二层设备增加10GE端口板卡扩容上行中继。
4 工程改造
本工程将部分宽带BAS设备下挂业务调整到华为ME60-X8设备上。此次业务均衡调整共涉及全市范围39个局点的39台BAS设备, 涉及割接宽带电路459988线。新建立中兴M6000设备6台。
4.1 新建BAS设备验收测试
新BAS设备上线前都要经过严格的测试检验。首先进行硬件验收, 包括机柜安装、缆线布放、电源安装、标签标识、核对全程光路等方面。软件验收包括:各单板及设备软件和补丁版本运行是否正常;与上下联设备端口互通是否正常;BAS与RADIUS和DNS通信是否正常;控制板主备转换是否正常;各种业务上网测试是否正常等方面。
4.2 制订详细的割接规划
(1) 提前整理割接资料, 制订新老BAS设备端口对应关系表。施工方可根据资料表提前布放线缆, 在ME60-X8设备到原下挂二层交换机设备之间布放光纤, 通过N*GE或2*10GE方式连接。 (2) 制订详细的割接步骤及割接失败紧急恢复方案。在以保障用户业务的情况下, 尽量缩短割接造成的用户业务中断时间。 (3) 提前联系业务部门登报告知割接时间及影响业务范围和影响业务时间。
4.3 割接前期准备工作
备份原有BAS设备配置, 根据原有下挂节点业务情况编制配置数据脚本, 部分数据可提前加载到新BAS设备上。并在原BAS上做好各端口中继流量和用户数等的采集工作, 割接前后需保持一致。
4.4 业务割接
割接工作本着尽量减少设备中断时间, 保证用户业务为首要前提。首先在原BAS上将所有认证域锁死, 以保证割接过程中无新用户申请上线, 避免这部分用户在割接过程中吊死现象发生。并进入各个域, 将用户逐一踢除, 这样可以完成BAS和radius的所有用户下线的信息交互, 使用户不会吊死在radius上, 以保证割接后用户重新登录时与radius信息交互正常, 避免了用户账户已在线的情况发生, 使用户可以正常顺利上线。反复查看各个域的用户在线数, 直到均为“0”, 并观察与下挂二层交换机互联口的流量。直到整机已无用户在线。Shutdown原BAS和二层交换机的互联端口, Shutdown原BAS和上联设备的互联端口。快速把二层交换机与新BAS做好物理连接, 逐步打开新BAS各端口, 观察用户上线情况和各端口流量。与割接前原BAS的采集数据逐一进行对比。我方和厂家一般3、4人到现场进行割接工作, 做到双人检查核对, 严格按照割接步骤, 以保证用户业务, 把客户感知放在首位, 尽量缩短割接时间, 保证用户尽快正常使用上网业务。
5 优化后的网络情况
本次工程后天津联通的接入网络得到了很好的优化, 替换了大量老旧设备, 替换后的接入服务器BAS均为华为和中兴厂家的大容量接入设备, 也都是目前最新的设备版本。目前全网共有华为ME60-X8设备50台, 中兴ME6000设备31台。
截止到2014年12月底FTTH用户数共1071967户;ADSL用户数共482213户;WLAN用户数共142990户, 总计1697170户。
6 总结
通过对网络的优化和改造, 网络状况得到了很大的改善, 设备承载能力和中继路由带宽均能保障现网业务及3-5年内的业务发展需求。目前天津联通数据接入网以优质的网络状态迎接着高速发展的业务需求。我们一直把客户需求、客户感知放在首要位置, 努力做好网络的维护保障工作, 力争为联通用户提供最优质的网络和最高品质的服务。
摘要：随着我国互联网的迅速发展, 用户对网络业务和网络性能的要求也越来越高。因此面向激烈的市场竞争, 为给用户提供更高品质的服务, 提升用户服务感知和用户综合满意度, 提升网络综合承载业务的能力, 2014年天津联通数据接入网BAS设备做了全面的网络优化改造工作。
关键词：客户感知,优化,BAS
参考文献
接入优化 第4篇
随机接入是终端开始和网络通信之前的接入过程[1],LTE-A作为长期演进(Long Term Evolution,LTE)的平滑演进[2],在不考虑载波聚合等LTE-A增强技术的场景下,LTE-A与LTE的随机接入过程是相同的[3],并且都分为两种[4,53]:竞争随机接入过程与非竞争随机接入过程。由于随机接入过程直接影响到系统的性能[6],近年来国内外围绕着如何改善海量MTC设备同时接入LTE-A网络对H2H通信随机接入的影响做了大量的研究。
文献[7]提出了一种动态的随机接入资源分配方案,当一个MTC终端发送完随机接入前导并申请到上行资源时,多个MTC设备同时使用一个随机接入上行资源直接接入,此方案可以提高MTC设备上行资源的使用率,简化了MTC设备随机接入的步骤,但只适用于MTC设备种类单一数量较小的情况;文献[8]提出了一种MTC服务器通过“组寻呼”的方式调度需要接入的MTC设备,避免大量MTC设备同时接入而造成的随机接入拥塞现象,该方案可以有效地控制MTC设备的接入量,但是对MTC设备的要求较高,需要引入“MTC设备服务器”以及新的通信信令,造价比较高不利于M2M业务的普及化。文献[9]提出了随机接入前导资源的划分方案,将LTE系统中用于竞争随机接入的前导资源按照使用对象分成两种:H2H设备的随机接入前导与M2M设备的随机接入前导,并且用两种不同的方式来划分竞争随机接入前导资源,该方案有效地控制了大量的MTC设备的同时接入并且对MTC设备的要求不高、易于实现,但是忽略了非竞争随机接入用户的前导分配。
针对上述问题,本文拟以MTC设备来代表M2M通信终端设备,以用户设备(user equipment,UE)代表H2H通信终端设备,提出一个随机接入前导分配优化方案,通过动态分配H2H用户的前导资源,保障非竞争随机用户的接入性能。
1 前导资源规划方案
大量的终端同时接入通信网络会增大无线网络的负载,通过文献[9]可知,当两个或两个以上的终端选择了相同的随机接入前导同时接入时,会造成接入碰撞,影响UE的正常工作,增大接入失败率。将用于M2M的随机接入资源与用于H2H的随机接入资源分开,可以避免在一段时间内大量MTC设备的接入所造成的UE不能正常接入,保证了UE的接入质量[8]。
图1为一种随机接入前导分配方案[8],其中N1为UE非竞争随机接入前导个数,N2为UE竞争随机接入前导个数,NM为MTC设备随机接入前导个数,该方案主要是在N1为固定值的基础上,将竞争随机接入前导划分,从而保证了竞争随机接入中UE的接入成功率。
然而,如果当前非竞争用户数少于通过广播消息提前设置的N1则会对随机接入前导码造成了浪费,如果根据当前的负载情况需要修改非竞争随机接入的前导个数N1,系统需要通过广播消息周期性的通知小区内的所有用户[103],这样又浪费了系统广播资源。
为了应对非竞争随机接入用户较大的情景,本文提出一种随机接入前导分配优化方案,前导分配优化方案如图2。
该方案中,N1,N2以及NM的定义与原资源分配方案相同,NC为用来动态分配的调度前导的个数。当非竞争随机接入用户前导码不足时,UE调度前导将补充非竞争随机接入前导,反之,在非竞争随机接入用户前导码充足的情况下,UE调度前导将以一定的概率作为UE的竞争随机接入前导码使用。
2 随机接入前导吞吐量分析
本节中我们先做以下合理假设:
(1)在一个接入时隙只有一个接入时机,即一个接入时域资源上只有一个接入频域资源;
(2)LTE-A随机接入中,在一个接入时隙,当一个前导仅被一个终端选择发送即可以看做该前导发送成功;
(3)在本节中涉及到了随机接入前导发送的吞吐量,在[5]中提出,ALOHA系统中吞吐量的定义为在帧的发送时间T0内成功发送的平均帧数[7],在本节所涉及到的随机接入前导的吞吐量定义为:在一个接入时隙,成功发送一个前导的次数,且不考虑前导码的大小。
(4)在本节中所涉及到的随机接入情况不包括需要周期性接入的情况(周期性的跟踪区更新)。
2.1 LTE-A系统的随机接入前导吞吐量分析
LTE-A系统的随机接入协议采用基于资源预留的时隙ALOHA协议[113],即用户是先申请后调度接入,根据文献[12],在ALOHA系统中大量的站同时随机发送数据帧时如果各站的通信量很小则整个系统的数据帧到达过程可以看作一个泊松过程[7](假设重传时的随机时间足够延长),由泊松过程性质可知,若N(t)是(0,t)内数据帧到达的总数则,N(t)等于k的概率为:
式(1)中λ为数据帧的平均到达速率,则在一个接入时隙T0上,成功发送数据帧数为k的概率为:
如果Pk(T0)是LTE-A随机接入中终端在一个接入时隙T0上发送一个前导成功的概率,则λT0=G,G即为在该接入时隙平均每个前导被终端选择的次数,将λT0=G代入(2)式得(3)式:
那么,根据文献[12]终端要在该接入时隙发送前导成功即没有其他终端选择该前导从而避免碰撞,即k=0,将其代入(3)式得(4)式:
由吞吐量S与网络负载M的关系[7]:
在LTE-A随机接入中在一个接入时隙T0,一个接入前导上的负载即为G,我们又可以得到(6)式:
其中,S一个前导为一个接入时隙T0上,终端发送一个前导的吞吐量,我们假设在一个接入时隙有X个用户在Y个随机接入前导中选择一个前导进行发送,则平均每一个接入前导上的负载为
由(4)、(6)、(7)式我们得到(8)式:
则Y个前导的总吞吐量:
2.2 两种资源分配方案的吞吐量分析
结合两种前导资源划分方案,以及吞吐量计算公式,我们可以分析两种方案下的随机接入吞吐量情况,相关参数如表1。
通过上节推倒,我们可以得出:
在原资源分配方案中,当λ1≤N1时:
当λ1>N1时:
在优化的资源分配方案中:当λ1≤N1时:
当N1<λ1≤NC+N1时:
当λ1>NC+N1时:
3 仿真结果与分析
本节对2种前接入资源管理方案的吞吐量对比进行了Matlab仿真验证,根据随机接入过程分析,仿真条件和参数设置如下:LTE-A系统前导码数量为64个,原资源分配方案中N1为4,N2为56,优化资源分配方案中N1为4,NC为25,N2为31,UE的随机接入总量为50(λ1+λ2=50),Pm为1。
两种资源分配方案的非竞争随机接入吞吐量的仿真对比结果如图3,总吞吐量的仿真对比结果如图4。由对比结果我们不难看出,优化后的资源分配方案能够有效地保证非竞争随机接入的性能,虽然原方案能够更好的保障竞争随机接入的吞吐量使得当非竞争随机接入用户量小于竞争接入用户量的时候,原有方案的总吞吐量要高于优化方案;但是,当非竞争随机接入用户量的比例逐渐增大时,优化方案的吞吐量将高于原有方案的吞吐量。
4 结语
本文提出了一种动态分配两种前导码的随机接入优化方案,并且通过仿真验证了该优化方案能够在保证UE非竞争随机接入性能的同时,提高随机接入的整体性能。改进后的前导码分配方案能够减少系统广播资源的浪费,适应网络负载变化较大的环境,对于整个系统接入性能的提高有一定意义。同时该优化方案还可进行近一步研究,针对不同服务质量(Quality of Service,Qo S)等级的终端做动态调整方案,保证高等级终端的接入质量。
摘要：为了解决大量机器通信设备同时接入第四代移动通信网络所导致的人与人通信设备接入性能下降问题,提出一种随机接入优化方案,该方案主要通过网络侧根据其负载情况动态调整竞争随机接入前导码以及非竞争随机接入前导码的比例分配。仿真结果证明,该方案可以使人与人通信中的非竞争随机接入用户的吞吐量增大,在非竞争随机接入用户比例增大的情况下提高人与人通信用户的随机接入吞吐量。
接入优化 第5篇
1 传输网络优化分类
传输网络优化主要有几个方面, 即:网络结构优化、传输设备优化以及光缆线路优化, 同时, 还包括网络同步和网络管理等方面的优化。网络结构的优化主要是对结构拓扑的优化、对通路组织的优化以及对网管结构的优化、对同步方案的优化等。本地传输网络结构分成核心层、汇聚层以及接入层这三个主要层次。做好网络优化工作有利于对网络进行相应的规划、建设与管理, 一般情况下, 传输专业维护人员特别注重对网络核心汇聚层的优化, 本文主要对接入层优化进行探讨。
对接入层网络的优化主要有几个方面的内容, 即:
首先, 需要对环路上节点数量进行一定的调整;对环路容量的扩容进行调整;其次, 改造链路、减少微波设备的使用。
2 某市现阶段基站传输网络存在的问题
某市在基站传输网络方面存在着以下几个方面的问题, 即:
2.1 该市基站传输网现状分析。
现阶段基站传输网主要有三张网络, 一种是原联通B网, 一种是新建华为W网, 另一种是新建中兴本地网。其中, 原联通B网主要是承载原联通GSM基站业务和少量的大客户专线, 还包括电信与移动开通的互联互通等方面的电路;新建华为W网主要对市区、城郊中所有的3G业务等承载, 对GSM基站业务进行改造;新建中兴本地网, 在新建W网时, 原有的B往设备在于以太功能、接入受限以及分期建设等方面无法有效的开通, 只能将三张网络独立的开通, 但是缺少光接口, 导致无法进行互开业务。
2.2 该市基站传输网络存在的问题分析。目前基站传输网存在的一定的问题, 主要表现在:
首先, 该市的个别网络结构安全性较差, 可靠性能较低, 该市有300多支链, 在新建传输网络方面存在的支链更多, 但是绝大部分的基站都处在支链上, 结构合理性较低, 还需要不断的提升, 这与翟俊俊, 李瑞芬在《做好基站传输网络接入层优化打造优质移动网络》一文中有着极为相似的观点[1]。
其次, 由于受到分期建设与物业等多个方面因素的影响, 网络结构的可靠性较差, 一个基站有两套传输设备、光纤浪费严重以及物业拆迁导致大面积的网络受到了极大的损害, 导致网络在运行维护方面与可控性方面出现了极大的问题等。
再次, 在高效性方面, 网络资源出现了利用率失衡的现象, 对于那些新建的W网网络通道利用率都比较低, 导致原联通B网络资源利用率不断下降, 致使三张网络通过不同的传输网运行, 通道就会大量闲置, 出现严重线路纤芯浪费的现象。
最后, 该市网络在扩展性方面也存在着不足, 新建W网网络结构在整体规划方面不够彻底, 无法与长远发展的要求相适应, 同时, 该市的网络现状也无法满足基站数据业务宽带调整方面的需求, 导致该市的网络扩展能力受到了极大的限制, 无法有效的发展。
3 移动优化网络的必要性、目的以及优化措施的分析
3.1 移动优化网络的必要性、目的分析。
为了能够确保移动网络优质, 确保能够与电信市场的竞争要求相适应, 同时提升其竞争力, 就需要对基站传输网接入层进行优化整合, 将传输网的资源力的作用充分的发挥出来, 对现有的各个方面的优势与存在的问题进行整合, 从而保证所建设的网络结构更加合理、运行与维护工作更加方便, 在调整电路方面更加高效, 所使用的网络传输设备较为合理、质量较好[2]。真正的实现应用更少的投资, 保证传输网的质量。
3.2 优化措施分析。
首先, 应该将新建W网传输和原联通B网中的基站相结合, 并进行优化。这一过程中需要将网络环境进行相应的改造, 以此有效的提升其利用效率。该市B网基站中的传输网络属于环上节点, 并且存在同名同址的站点, 该市应用了两种不同型号但是速率相同的设备, 可是在光端机功率方面却存在着极大程度的差异, 在维护人员检查核实后, 将所有使用设备与所承载的A类站点全被割接到新建W网中, 提升A类基站成环率。另外, 对网络结构进行优化, 提升网络的可靠性, 提升基站传输成环率, 在维护成本降低的背景下, 提升网络优化质量。
其次, 借助W网传输网络在同名同址站点方面实施光传输改造工作。微波设备维护工作一般较复杂, 并且具有较大的难度[3]。由于受到自然因素的影响, 微波设备常常会出现一些故障, 同时, 也很难从监控方面将故障找出来, 更换设备的费用一般较高, 导致最终无法控制其维护成本。因此, 为了能够将网络资源的使用效率大大提升, 保证其可靠性, 降低微波设备使用过程汇总出现故障的频率, 需要利用新建W网络传输, 为城市提供相应的网络服务等。
近年来, 伴随网络的不断发展, 人民群众的生活与工作发生了极大程度的转变, 网络不仅为人们的生活带来了极大的方便, 还为社会的发展带来了一定的基于, 因此, 一旦基站传输网络出现一定的问题, 必将会给人类生活带来极大的不便, 同时社会也会陷入到缓慢发展的尴尬局面, 这不仅在一定程度上影响社会的和谐发展, 严重的时候会使社会动荡, 因此维护网络工作的实施是非常重要的, 该问题也值得深入研究与应用。
4 结论
本文主要从几个大的方面着手, 即针对传输网络优化分类、某市现阶段基站传输网络存在的问题以及移动优化网络的必要性、目的以及优化措施进行分析, 明确现阶段的传输网络中存在可靠性差、可控性能低以及高效性不足等方面的问题, 这些问题严重的限制了网络的扩展, 应该引起高度重视[4]。众所周知, 传输网络结构较为复杂, 具有较多的优化对象, 这在一定程度上增加了优化工作难度, 并且需要工作人员进行有效的维护与管理, 确保能够将传输网络资源潜力充分的发挥出来, 在降低维护成本的基础之上提升网络质量。
摘要：在科技日益发展的今天, 网络已经成为人们生活中不可缺少的一部分, 它给人们的生活与工作带来了极大的影响。基站传输网络在近些年快速发展, 实现了从城市到乡村、从写字楼到居民楼、从车库到电梯等过度, 同时, 用户也逐渐认识到基站传输网络的重要性, 因此, 网络已经越来越受欢迎。由于网络和技术存在着极大的优势, 基站传输网络接入层已经成为提升网络资源利用率的重要方式, 同时也是节能降耗和降低成本的主要方法, 为此, 做好维护基站传输网络优化工作在整个工作系统中占据着较为重要的地位。主要针对实现基站传输网络接入层优化打造优质移动网络展开相应的分析, 旨在提升移动网络的质量。
关键词：基站传输网络,优质移动网络,接入层
参考文献
[1]翟俊俊, 李瑞芬.做好基站传输网络接入层优化打造优质移动网络[J].中国电子商务, 2013 (3) :261-262.
[2]朱翩英, 林六洲.基于电信C网基站传输网络的优化研究[J].中国新通信, 2014 (10) :31-32.
[3]陈艳丽.通信基站传输网络的优化实践浅谈[J].信息通信, 2013 (8) :267-268.
接入优化 第6篇
为应对全球能源短缺和气候变化,实现能源生产与环境可持续协调发展,当前电力系统优化调度问题的研究重心已发生转移,由传统的仅以系统总能耗最少为优化目标的经济调度迅速向以节能减排为综合优化目标的环境经济调度发展[1,2,3,4]。同时,随着可再生能源发电的迅速兴起,电网中大规模风电的接入越来越普遍,但由于自然界中风速不可控性导致风电场出力的不确定性,使得风电特性显著区别于常规火电及水电,具有很强的随机性和间歇性,这又对电力系统优化调度提出了更高的要求[5]。
为了提高含风电场电力系统优化调度的有效性和可靠性,在构建优化调度模型时必须对风电出力的不确定性加以考虑。目前常用的处理方法主要包括预测风速[6]、模糊建模[7]和概率分析[8]等。由于风速随机性太强,尽管国内外在风速预测方面已开展了大量研究,但总体而言预测误差仍然过大而难以实用;模糊建模中一般是应用模糊数来表示风电场出力,虽有一定可行性但其评判标准常带有较大的主观性;而概率分析法是通过对大量风速样本进行统计分析得到风速分布概率模型,并进而转换为风电出力分布概率模型,相对而言更具可行性及客观性。大量研究表明,双参数威布尔(Weibull)分布曲线能较好地拟合大多数地区的实际风速分布概率函数,并已在风能分析及风电场设计过程中得到广泛的应用[9,10]。本文拟基于风速变化特性服从双参数威布尔分布构建含风电场的电力系统环境经济调度随机优化模型,并在目标函数中引入因风电实际出力与计划出力可能不相符而导致系统需增加维持稳定运行的成本估计值,以充分体现风电出力不确定性对优化调度的影响。
鉴于大规模风电接入电网多目标优化问题非常复杂,本文主要针对风电并网静态环境经济调度问题进行深入研究。由于环境污染和经济性两优化目标的度量标准并不一致,且会相互冲突,因此只能在两目标之间进行协调折中,使各目标都尽可能达到最优。此外,根据风电出力和风速的关系可导出含风电场的环境经济优化调度模型中的风电出力为不连续随机量,因此难以采用常规的优化算法对模型进行求解。针对该优化模型所呈现的目标耦合、变量随机、多约束、非线性的特点,提出采用基于非劣排序微分进化(NSDE)的多目标优化算法对其进行求解,并根据优化结果对含风电场的电力系统环境经济调度问题进行深入分析。
1 风电机组出力随机特性分析
风电机组出力与其轮毂高度处的风速密切相关,风机捕获的风功率可以用式(1)来表示[11]。
其中,pw为风电机组出力;cpw为风机功率系数,是风机叶尖速比和桨距角的非线性函数;ρ为空气密度;A为风轮扫掠面积;v为风速。
由于式(1)中非线性因素影响作用通常很小,本文采用如式(2)所示的线性分段函数简化表达风电机组出力与风速的关系[12]。
其中,vin、vout和vr分别为风机的切入风速、切出风速和额定风速;prw为风机的额定功率。当风速高于vin时,风机启动并网运行;当风速等于或大于vr时,风机保持额定功率输出;当风速低于vin或高于vout时,风机停机并与电网解列。
由于风速的随机性和不可控性,风电机组出力必然也具有随机特性。风速的随机性通常可近似认为服从双参数威布尔分布[9],则风速的概率密度函数fV(v)可表示为:
其中,k和c为威布尔分布的形状参数和尺度参数,可由统计时段内的风速平均值μ和标准方差σ求得,计算式见式(4)和(5)。
其中,Γ为伽马函数。由于式(4)中需求解伽马函数的反函数而存在较大难度,实际应用中k值可采用式(6)近似计算[13]。
基于风机出力与风速的关系,综合式(2)和(3)可进一步导出风电机组出力的概率密度函数fW(pw),该函数为分段函数[8]。当风速服从威布尔分布时,风机出力pw等于0或额定功率prw时的累积概率PW可分别表示为式(7)和(8)。
pw处于0到prw之间的概率密度函数fW(pw)为:
可见风电机组出力的概率密度函数要比风速的更为复杂,应由不连续的3段构成,且可验证3段累积概率总和等于1。
2 风电接入系统多目标优化调度模型
2.1 环境污染目标函数
污染排放主要来自火电厂,所排放的有害气体主要包括CO2、SO2、NOx等,各气体排放量与输出功率的关系可单独建模,本文在此采用污染气体综合排放模型[1]。若系统中共有n台火电机组,则系统污染气体排放总量E(单位为t/h)的目标函数可表示为:
其中,pi为第i台火电机组计划出力;αi、βi、γi、ξi、λi均为第i台火电机组的污染气体排放系数,可以根据该机组的有害气体排放监测数据采用最小二乘法得到[14]。
2.2 经济性目标函数
2.2.1 常规电能费用
常规发电机组能耗特性曲线通常可用二次函数来拟合,此外,汽轮机进气阀突然开启时会出现拔丝现象而产生阀点效应,在机组能耗曲线上表现为叠加一个脉动效应。可将n台常规机组的总发电费用CT表示为:
其中,ai、bi、ci为第i台机组能耗特性参数;gi、hi为其阀点效应参数;pimin为该机组出力下限。
2.2.2 风电费用
考虑风电的不确定性对电网的影响,可将风电费用构成分为3项,分别为风电预期成本CW、风电低估不平衡代价Cp和风电高估不平衡代价Cr[8]。若风电由系统外部引入,则预期要支付的费用可看作风电预期成本,设其正比于风电机组计划出力,若系统中共有m台风电机组,则有:
其中,di和piw分别为第i台风电机组的费用系数和计划出力。若该风机归属于本系统,风能一般不产生成本消耗,则将di设为0即可。
若因某风电机组出力被低估而导致风电实际有效出力高于计划出力,将会增加系统平衡调整或能源浪费惩罚费用,即产生风电低估不平衡代价。当各风电机组的计划出力piw确定后,则可根据各风机所处地区的风速随机分布特征,考虑各风机出力被低估的概率,按式(13)计算出总的风电低估不平衡代价Cp。
其中,kp,i、prw,i、paw,i和fW,i(pw)分别为第i台风电机组的低估不平衡代价系数、额定功率、实际有效出力和出力概率密度函数。
若因某风电机组出力被高估而导致风电实际有效出力少于计划出力,将会增加系统旋转备用及平衡调整费用,即产生风电高估不平衡代价。当各风机计划出力piw确定后,考虑各自被高估概率,可按式(14)计算出总的风电高估不平衡代价Cr。
其中,kr,i为第i台风电机组的高估不平衡代价系数。
综合上述常规机组和风电机组成本分析,可得含风电系统的经济性目标函数为:
其中,C为含风电场电力系统综合运行成本,单位为。
2.3 约束条件
各机组出力应满足以下约束条件:
其中,LD和LL分别为系统总负荷需求和网损;LL与电网潮流有关,可采用式(17)简化计算[15]。
其中,Bi j为机组i和机组j之间的网损系数(当机组为风电机组时,则式中对应的p应改为pw)。pimin和pimax分别为第i台常规机组在调度时段内的出力下限和上限,可以根据调度时段初始出力并考虑机组爬坡速率约束和机组运行时最大/最小出力限制等因素后确定。
综合目标函数式(10)、(15)及约束条件式(16),即为含风电场电力系统的环境经济调度模型。
3 模型求解
3.1 算法设计
由于上述含风电场的环境经济调度模型中污染排放和经济性两优化指标的度量标准不一致,且会相互冲突,一般不存在使所有指标都同时达到最优的绝对最优解,而是存在着一系列所谓的Pareto非劣解,各解对应的目标函数值称为非劣目标向量,由所有非劣目标向量形成的区域称为Pareto前沿[3,16]。对多目标优化问题的求解实际上是设法找到尽可能多的Pareto最优解,且对应的各目标向量在Pareto前沿中能均匀分布,以使得决策者的可选择域更大。针对上述多目标优化问题,在此采用文献[3]中提出的NSDE算法进行求解。该算法通过将非劣排序操作与微分进化算法有机融合,并对个体排挤机制和变异策略进行改进以克服进化早熟和搜索不均等问题,已被验证其多目标寻优性能要明显优于常规的NSGA-Ⅱ等算法。
设系统中共有n台火电机组和m台风电机组,本文算法设计流程如图1所示。其中,Gmax为最大迭代次数,F和CR分别为微分进化过程的变异尺度因子和交叉概率因子。
父种群U构造如下:
式(18)中每行代表一个体编码,v为种群包含的个体总数,各元素u为在[0,1]间随机产生的实数,则各机组的出力可通过式(19)进行计算。
将最后一台机组定为风电机组,其出力不参与随机编码,可根据式(20)由功率平衡约束条件得到。
且当个体编码不满足等式约束时(pmw<0或pmw>pwr,m),则该个体对应的各机组出力根据式(21)更新以施加全局惩罚。
然后代入式(10)和式(15)计算种群中所有个体的各目标函数值,以作为循环迭代过程中Pareto非劣排序和种群更新的依据。Pareto非劣排序和种群更新过程可详见文献[3]。最终得到的父种群即为本文多目标优化问题的Pareto最优解集。
3.2 多目标优化决策
实际应用中,实施的方案一般只需一个,决策者还需从Pareto最优解集中选取出一个综合最优解,因此最终还要进行多目标优化决策。
在此首先可根据模糊集理论将每个Pareto最优解对应各目标的满意度用如式(22)所示的模糊隶属度函数表示[17]。
其中,i=1,2,…,Nps;j=1,2,…,Nobj;Nps和Nobj分别为Pareto最优解和目标函数个数;fi,j为第i个Pareto最优解对应的第j个目标函数值;fjmax和fjmin分别为第j个目标函数的最大和最小值;si,j为0或1时分别代表对第j个目标函数值完全不满意或完全满意。
由全部si,j可构成一个Nps行Nobj列的决策信息矩阵。在此借鉴信息论原理,采用熵权法由决策信息矩阵来客观确定各目标在综合评价中的权重。在信息论中,熵可以度量数据所提供的有效信息量[18]。可将各目标的熵H定义为:
其中,j=1,2,…,Nobj;当hij=0时,令hijln hij=0。
熵权法的基本思想是某指标数据的差异程度越小则熵值越大,说明该目标所提供的信息量越少,则其在综合评价中的权重应越小,反之亦然,这与实际决策的思路相吻合。根据熵权法原理各目标评价权重的计算式可定义为:
不同于传统的多目标加权转单目标优化方法中权重需主观预设,式(24)所得的熵权为综合性客观计算的结果,更加科学合理[19]。然后,可用式(25)求得Pareto最优解集中各解的综合满意度:
最后通过比较,将具有最大S值的Pareto最优解确定为综合最优解。
4 算例及分析
为说明本文方法的可行性,以文献[3]中含6个常规发电单元(设分别处于电网中6个不同节点上)的简化电力系统为例进行风电接入多目标优化调度分析。各火电机组参数及该系统网损系数矩阵如表1和表2所示。
为便于公平对比,设在系统中1号节点位置接入一同等容量的大规模风电场以取代原常规机组U1。设该风电场拥有200台同型号风机,风机额定功率为1.5 MW、切入风速vin=3 m/s、额定风速vr=15 m/s、切出风速vout=25 m/s,安装地点地形平坦,该地区风速所
服从的威布尔分布形状参数k和尺度参数c分别为2.2和8.9;风电费用系数d为35,风电低估和高估不平衡代价系数(kp和kr)均为3.0。因单台风机容量太小,一般以整个风电场为单位参与经济调度,则风电总装机容量为300 MW。系统总负荷需求为2000 MW·h。
采用本文提出的多目标优化调度方法可得图2所示的风电场接入前后环境经济调度Pareto前沿对比。
由图2可看出,风电不宜盲目接入。因风电的高度随机性将增加系统不平衡代价,只有当废气排放量E被限制在较低水平时(本例中为1.98 t/h),接入风电才能体现出明显优势和必要性,可用更低的综合运行成本C实现更少的废气排放;相反,当系统的废气排放限制较宽松时,若接入风电后仍允许维持原废气排放量,则系统最优综合运行成本C反而会更高。因此一般只有在对环境保护要求较高时,新建和接入风电场才是合适的。
同时还将目前最广泛采用的多目标优化算法NSGA-Ⅱ[20]所得到的风电场接入后的环境经济调度结果与本文NSDE算法所得结果进行了对比(最大迭代次数均为2 000次),局部Pareto前沿对比如图3所示。明显可看出本文方法可得到更准确、更完整的Pareto前沿。
根据式(25)可得如表3所示的该风电接入系统的环境经济调度综合最优解,其中的综合运行成本C已考虑了风电计划出力与随机性的实际出力不符时产生的系统不平衡代价。
为进一步研究风电随机性对环境经济调度的影响,在此分别调整kp和kr值可得到图4所示的3类Pareto最优解集中各解对应的风电计划出力。
可见,在风电和火电综合系统中,当污染排放控制较严时,风电的节能减排效应就会凸显,此时风电的影响力显著增大,风电出力的提高可使得废气排放量呈线性下降趋势;此外,若风电计划出力定得过低,节能减排效应微弱,而风电随机性导致的不平衡代价却激增,风电接入的优势将逆转为劣势,因此系统多目标优化调度方案中不会出现很低的风电计划出力。上述分析与图2的分析结果也相吻合。
图5为改变kp和kr值所得到的3个Pareto前沿对比,由此可深入分析不平衡代价系数对系统综合成本的影响特性。将图5结合图4的风电计划出力与污染排放的关系可看出,若要污染排放较低,风电计划出力应较高,此时风电被高估概率较大,被低估概率较小(当风电计划出力接近300 MW时,则低估概率接近为0),因此图5反映出Pareto前沿在较低排放区对高估不平衡代价系数kr的变化高度敏感,而对低估不平衡代价系数kp的变化不敏感;反之,Pareto前沿在较高排放区则表现为对kr的敏感度下降而对kp的敏感度上升。因此系统在实际运行中可根据对环境经济调度优化结果的分析,通过适当地调整kr或kp值来有效降低系统运行成本和减少污染排放。比如在本例中实现节能减排最有效的措施是降低系统旋转备用价格以减小kr,而通过减轻可再生能源浪费罚款等相关措施以减小kp的效果则相对较弱。
5 结论
接入优化 第7篇
关键词：工程管理,双向,管网,EPON
中国有线电视网经过二三十年的发展, 从单一的广播电视业务向网络双向多种综合信息业务的方向发展。我国“十一五”规划指出:加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等基础设施建设, 推进“三网融合”。[1]
随着有线电视的数字化、双向化、智能化的发展, 对有线电视设施也提出更高的要求。有线电视工程管理质量的优劣, 不仅可以避免对基础设施的重复投资, 而且势必影响有线电视将来扩展和增值等多业务的传输和发展, 这样就要求我们以长远的技术要求, 严谨、扎实的工程管理方案来建设广电数据网络城区接入网。
1 新建小区 (建筑单体) 接入机房
有线电视网络接入机房位于接入网覆盖用户范围的中央区域, 面积不小于15m2, 净高不小于2.6m, 一般覆盖用户不超过500户, 并且应选择属于本建筑 (群) 公共部分的房屋, 有独立门户, 以便于日常维护。
机房应为全封闭式, 内部不宜设置吊顶及铺设活动地板, 墙面和顶棚的面层材料应采用光洁、阻燃的材料;地面应水平可采用水泥地面或地砖, 地面荷载不低于4.5kN/m2。内部走线一般采用上走线模式, 室内应安装丁字形钢质桥架, 桥架离地高度为2.2m。
机房供电为220V一户一表市电引入, 进户电缆应不小于6mm2, 在机房侧必须加装熔断器、空气开关和防雷装置。机房内空调、照明、电源插座等布线均要求采用不小于4mm2的电缆;每侧墙面设置的电源插座数量不少于1组, 普通电源高度距地坪0.3m, 设备电源同缆线桥架齐平;设备用电与空调、照明用电应由不同空气开关馈出;如使用直流馈电, 直流供电系统应采用60V供电, 并应明装挂墙。
2 建筑内管网的建设
建筑内有线管网系统的容量应立足于现状, 并能满足中远期的发展需求 (见表1) 。
建筑物内暗管不宜穿越建筑物的变形缝, 若必须穿越时应采取补偿措施;弯曲敷设时, 弯曲半径应大于该管外径的15倍, 且不得有S弯, 必要时加设过线盒;铺设竖向暗配管时, 每层均设置一个过线盒如图1所示。
同一楼层内有多个终端的, 采用横向布线一律走建筑物梁体内, 以防止用户开凿墙体导致管线被破坏;用户终端盒不得作为过线盒, 也不得在用户可能破环的墙 (地) 面上敷设暗配管、加设过线盒;建筑物应预埋进楼管, 伸出外墙长度为2m。[2]
3 箱体及内置设备
网络综合箱是用户电缆线路网络的基础, 其安装应横平竖直、坚实、牢固, 网络综合箱下沿距地面为1100mm, 误差为-20mm~20mm。安装面板紧贴墙面, 并与箱底连接牢固, 箱内外应整洁, 无泥浆, 配件应齐全有效, 电气特性可靠。
引入箱体的竖向暗配管应平均分布在箱内上下两侧, 引入箱内的长度为10mm~15mm, 管口要齐平并加盖。考虑现行设备楼道光接收机的信号指标最佳时输出电平为102dB, 光点覆盖用户<50户, 高层住宅考虑使用多个EPON网络综合箱。
网络综合箱可分为EPON网络综合箱和网络集中分配箱两类。
(1) EPON网络综合箱一般内置楼道光接收机、分配器、ONU、电源、空气开关、防雷模块、光缆终端盒 (熔接盘) 等配置并预留内置设备固定孔。
(2) 网络集中分配箱的的设置应能满足中远期广电双向网络的发展需求, 箱体内应带有电源、分配器, 预留交换机等网络设备的位置。
在无法暗埋网络综合箱时, 可用落地式室外不锈钢箱来代替网络综合箱, 其一般安置于花坛或靠近建筑物相对较隐蔽的位置, 必要时应在箱体周围设置钢质旁护栏;箱体安装必须牢固、安全, 其垂直偏差应≤3 mm。
过路盒应横平竖直砌在墙体内, 盒体的下沿距地面为900mm高度安装, 面板紧贴墙面, 并与箱底连接牢固。
4 光 (电) 缆网络的建设
新建建筑物均采用HTTB即光纤到楼, 一般设计一个光点覆盖不大于50户用户, 4芯光缆单独从机房直接到每个楼道光点, 其中一芯传输广播信号, 一芯预留广电增值业务, 两芯备用。[3]
内部电缆线路网络敷设时, 可参照以下操作: (1) 室内外主干电缆:-9同轴电缆、五类线; (2) 室内用户电缆:-5同轴电缆、五类线;商铺、会所等终端较远的用户电缆可用-7同轴电缆替换; (3) 相应型号的同轴电缆应配相应型号的电缆接头。 (4) 室内电缆除网络综合箱内加装网络分配设备除外, 其余处必须一线到底, 中间应无接头。
参考文献
[1]王道谊, 刘元安.信息通信网络解聚融合与下一代有线广播网[J].中国有线电视, 2009 (10) .
[2]樊永锐.有线电视HFC网系统工程工艺[M].山西科学技术出版社.
接入优化 第8篇
关键词：传输网,断站,1+1备份,迂回路由
1 引言
随着移动互联网和智能手机的发展,中国电信天翼网络规模也快速壮大,传输网络作为电信网络的基础,为网络的各项应用提供所需要的传输带宽。如何最大限度地发挥网络能力,最大限度保证网络的稳定性,成为了电信运营商市场经营的成败关键。传输网优化调整,是传输网络建设和维护工作的重要组成部分,要维护和管理好一个网络,就必需根据市场和维护需求,及时对自身网络进行优化和调整,进一步提高网络拓扑结构的合理性和网络的安全性。因此,做好传输网络优化,才能实现网络资源的合理配置,提高网络的服务质量,提高用户满意度,在激烈的市场竞争中,获得一席之地。
2基站传输网络问题分析
2.1 基站接入层传输网络存在问题
CDMA2000系统包括IX系统和EV-DO系统,整个网络包括CN(核心层)和UTRAN (无线接入层)两部分。UTRAN (无线接入层)通过本地传输汇聚网和C网基站传输接入网承载;CN (核心层)的电路通过传输骨干网承载。网络结构图见图1。
通过比较中国电信与其他运营商基站传输建设模式,可以发现中国电信的传输模式具有以下几个优点:建设周期短,投资少,易维护。但对移动网络运营的不足,也比较明显:成环率低,安全性和稳定性低;基站接入光缆维护等级低,造成基站中断修复不及时。
首先,老基站采用的是原有运营商的传输模式,新建基站采用的是中国电信固网的传输模式,造成新基站要加入老基站的传输环中困难,新基站与链状的老基站共同成环困难。
其次,中国电信固网传输从接入网机房往下,沿道路走向,根据用户的分布,安装多个光交接箱,不少光交接箱是级联的。如图2所示,从某接入网机房拉出24芯光缆,在道路的a点安装了光交接箱A,根据周边的用户和业务只使用了6芯,后道路延伸有新的业务需求,就在b点安装了光交接箱B,又使用了6芯,以此类推,又建设了光交接箱C和D。在CDMA网络新建基站的需求中,在光交接箱A,B,C,D下新建了基站1,2,3,4。这些基站都是单链的,没有成环,而且从接入网机房到光交接箱A之间的光缆路由是所有基站同缆,一旦发生中断将使得全部基站断站,如果要在后续的传输成环整治中,实现成环,则必须在接入网机房和基站1,2,3,4之间都新建一条光缆,不能使用原有光缆,如果沿用原有光缆,就会出现同缆的假环,依然没有保护作用。如此新建光缆的投资更大,而且一些稍远的乡镇农村地区,是一条道路从中心区到村庄的,很难在避开原来光缆走线的区域新建光缆,成环难度非常大。
2.2 基站传输网络优化应遵循的原则
基站传输接入网络优化,目的是提高传输网络的稳定性和合理性,降低网络的故障率,提高网络用户的感知度,因此基站传输网络优化应遵循以下几点:第一,要做到有的放矢,分析日常维护中发生的故障及存在问题,有针对性的优化网络;第二,节约成本投入,尽量利用现有资源优化传输路由;第三,充分预计后续传输压力,疏导繁忙传输节点,提高传输网络稳定性。
在传输优化实施过程中,考虑到现场施工人员可操作性及可行性等,必须考虑以下几个问题:
⊙简便性:要采用相对操作简单的方法,使传输维护人员可以尽快着手实施。
⊙高效性:要采用投资较少,尽可能利用现网资源,进一步提高设备利用率,降本增效,节省维护成本。
⊙安全性:要采用对现网影响最小的方法,不能因此中断现有网络的使用,合理安排规划网络优化方法。
3 基站传输接入网络优化解决方案
本文结合日常传输优化的工作开展,经过对CDMA传输网络的研究,通过日常断站分析、传输网络结构组网方式、网络资源、网络拓扑图等方方面面,形成以下四种有效的传输优化解决方案。
3.1 传输通道双路由1+1备份
中国电信的CDMA基站承接自中国联通,后来为了开通3 G业务,又新增了中国电信光缆到基站,因此,原有的1X业务使用中国联通传输设备和光缆路由,3G业务使用中国电信传输设备和光缆路由。通过中国电信传输设备和光缆路由为1X业务配置多1条链路,这样就可以实现双路由的保护,一方的传输发生故障,另一方的传输仍然能够保证基站业务的继续。
对于中国电信新建基站,采用接入到北电传输环中,通过双路由起到保护作用。中国电信新建站接入北电环有两种方式,直接路由方式和迂回路由方式。目前已完成可通过这两种路由方式改造的基站。
以华为BTS3900基站为例,一般情况下,1X业务使用了1个2M端口,EVDO业务使用了3个2M端口或FE端口。基站接口板有充足的2M端口,4端口的老型号CMPT板配上8端口的UTRP板,或直接使用8端口的新型号CMPT板,足够新开1个2M端口用于1X业务。通过传输维护部门的配合,可以不用再新建光缆和传输设备的情况下,调通电路,实现保护。
3.1.1 直接路由1+1备份
图3中惠东园岭基站为2009年中国电信新建宏基站,与惠东园岭有传输路由连接的基站“三利”为2008年收购的中国联通基站,三利-新世界—平山电信-广播局为北电传输环,它们通过惠东园岭开通DO业务,惠东园岭可通过三利接入到北电环,从而起到1+1双路由保护,改造后的拓扑图见图4。三利、新世界、平山电信、广播局1X走中国联通的北电传输网,DO走中国电信传输网,将3条DO中的1条DO改为1X,使得1X具备双路由保护、中断联通或是电信光缆不会中断业务。惠东园岭通过三利接入中国联通的北电传输网,通过将3条DO中的1条改为走北电环的1X,具备了双路由保护。
3.1.2 迂回路由1+1备份
图5中新联业基站为单链,该基站为A级基站,为加强对该站点的保护,将其接入到北电环中,但是该站点与北电环中的站点并无直接路由连接,只有通过中间节点惠阳洋纳基站的跳接完成1+1备份,跳接完成后传输路由如图6所示,新联业通过惠阳洋纳、沙田长龙港接入北电环,达到双路由保护的效果。经过传输1+1备份后,对光缆中断起到很大的保护作用,当一方的光缆发生阻断时,另一条路由正常使用,不影响业务,客户感知不受影响。
3.2 杜绝长链,新建迂回路由成环
对于接入环过长链路,宜在建设初期杜绝长链的产生;对于已经存在的长链,应新建迂回路由将长链成环,如图7所示;对于无法建设迂回路由的,应同路由环回形成虚拟环,防止单个节点失效或停电影响所有下游业务,如图8所示。新建迂回路由将链成环或同路由环回形成虚拟环后,在任意一个节点出现故障后,可利用环路的自愈功能对业务进行保护,提高了网络的安全性。
3.3 微波通道改光通道或新建微波站点备份
接入层基站在中国联通转网时存在不少微波传输通道,新建通道由于光缆路由不具备或光缆管道(杆路)没有敷设到位,可利用微波进行代通,但应杜绝微波链路过长,以及单个S D H基站下挂微波基站数量过多的现象,以保证网络的安全性。在光缆铺设完毕的情况下,尽快实施微波改光端,提高网络的安全可靠性。如果地形条件限制确实不合适光缆敷设,需新建微波站点做传输备份。
如图9所示,SDH光端站A共下挂微波站6个,其中微波站B又下挂微波站2个,从图9中我们可以看出站A的安全性要求非常高,一旦A站单点失效或停电将直接导致其下挂的6个微波基站业务中断,对网络的影响将是致命的;而B站的安全性要求仅次于A站,一旦B站失效或A站与B站微波出现故障,将直接导致B站及其下挂的2个微波站业务中断。因此必须加大微波改光端的力度,在光缆接入条件具备的情况下要进行微波路由改造,将部分微波站入环,减少微波链路长度和单个站点接入微波数量,降低微波对网络的影响,保证业务的安全稳定。
3.4 拆环优化方法
随着近几年移动网的迅速扩大,接入环网数的站点急剧增加,很多地方的接入层网络因节点过多,环上站点(或中继设备)数量多,同环两处地方同时发生故障的概率就越大,出现网络组织困难、新建节入点无法及时开通的问题,因此部分网络需要拆环优化。根据已有站点和新建站点的分布,结合现在光缆资源,再建设物理路由上的直达光缆,最后对接入环进行拆分和重组,这是比较合理的拆环优化方法。目前比较常用的拆环方法分为三种方案。建设优化光缆,对接入环进行裂分,如图10所示,通过选取合理的物理路由,新建光缆将原环拆分为较小的环及链。拆环后网络清晰,拓展性更强。其示例如图1 1所示。
3.4.1 建设汇聚点,对接入环进行拆分
如图12所示,现状为一个汇聚点下挂一个较多接入点的大接入环。由于该汇聚点地理位置较偏,如果从简单的设备拆环来看,需要将其拆分为2至3个接入环,对接入层的纤芯消耗较快。但是若在接入环中心位置选取一个新汇聚点,并通过该汇聚点选取合适的物理路由,分别建设优化光缆至环上2个基站,将原接入环拆分为3个接入环,则网络更简单更清晰,且网络安全性更高。
3.4.2 结合支线拆环优化
一般在接入层中除了环网还会存在支线。链状网络在节点失效或光缆损断的情况下,无法实现自愈和恢复,因此在拆环中,还应统筹考虑支线的情况,尽量将其成环。如图12所示,通过利用局部段落的光缆,一方面实现了单个接入环上节点的减少,另一方面实现了支线成环。图13中为结合支线拆环优化示例。
4结束语
通过以上优化手段,使得天翼网络结构得到了很大的改善,网络拓扑结构从无保护、单方面、单节点结构、环路带链路结构、环路线路过长节点数量过多、环路物理路由不合理等发展成有保护功能的、安全性和稳定性更高的自愈环网络和网格型网络,并实现接入层网络的无保护链状结构改环,保证了网络的安全性,提高了业务保护能力。通过对传输网络的优化,使得网络结构将更为合理,网络调度更加灵活,网络也将更为安全,进一步保证了天翼CDMA网络向安全、高效、大容量的建设目标逐步演进。
参考文献
[1]杨宝磊.天津电信传输网优化设计.天津大学电子信息学院.2008