緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇網絡規劃與優化范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
導言:
如今各個運營商都將網絡優化視為重點工作,提高自身網絡質量使得自己競爭力也顯著提高。在網絡建設成本以及運行穩定性上,網絡規劃是一項重要工作,它決定了網絡運行質量和移動通信網絡建設。在世界各地,幾乎所有移動運營商都十分重視網絡優化與規劃,并在其中投入大量財力、人力以及物力,將其作為自己的核心競爭力。我國的中國移動以及中國聯通這兩大行業巨頭也同樣將網絡優化與規劃作為通信設備招標過程中的重要測試項目。由此可見,移動通信網絡優化與規劃對于網絡建設和運營有著重大價值。
一、2G網絡的基本概述
1.1 2G網絡的規劃
在規劃區域前期勘測工作中,需要針對地形、地貌與周邊建筑物分布、交通發展、商業發展、周遭居民的消費等級等等方面進行詳細分析考察,這樣一來便可以計算出當前及未來這塊區域潛在用戶群數量。在考慮到該區域高層建筑以及高塔或其他高大建筑物分布情況下,再根據運營商提供服務等級來確定整個區域里主要話務分布以及布站策略,以及站點分布數目、站型配置、投資規模等都要納入考慮范圍。并且還要考慮到話務需求、傳播整體環境、信號平衡等對于站點覆蓋半徑各種限制條件以及站點建設的成本等因素。
由于各個方面以及各種因素限制,網絡規劃依然是一個相對復雜的工程,在網絡規劃人員培訓以及責任意識強化上要引起重視。網絡規劃不僅僅是一項技術上的問題,其中人員素質以及資金等都是問題。工作人員只有擁有高度責任意識以及豐富知識結構,才能充分認識網絡規劃重要性以及高回報能力。電波傳播能力在網絡規劃中有著重要影響力,電波傳播性能被用于校正電波傳播模型以此預測運營商的通信站點覆蓋半徑,而預測覆蓋半徑準確率對于網絡建設成本以及質量都是極其重要數據。
1.2 2GW絡的優化
在2G網絡建成初期,必將會出現一系列在前期規劃與實際使用發展方面出現偏差和各類問題,例如:資源緊張忙區和資源過剩閑區出現、用戶在同行過程中無線掉話、話音斷斷續續以及擁塞等等現象也將一同出現,若要解決這些不利的現象,保證業務的良性發展,那么就必須將網絡優化問題視為一項長期工作重視起來。
二、3G網絡的基本概述
在當今社會,3G網絡技術已經在全球各地飛速的發展,在中國信息產業部也已經成功組織開展了3G網絡實驗。3G運營商對網絡建設都有著相當重視,網絡投資和網絡質量都需要依靠前期網絡規劃作為基礎,需要從用戶利益角度出發,打造出高速、有效以及便捷的3G精品網絡。首先3G網絡又有良好的業務多樣性,針對高負荷以及干擾方面也有著極強感知能力。所以,在對3G網絡進行規劃時運營商應將市場、容量、投資、覆蓋以及網絡規模等等各種因素考慮在內,要制定發展性計劃來進行網絡建設。為了做好3G網絡規劃設計,擁有更加豐富經驗設備商這類合作伙伴可讓運營商在涉足3G網絡業務開始,便可以節省更多投資以及時間,可以更快更好地在運營中投入新3G網絡業務,在市場中搶占先機。提高3G網絡覆蓋率、減少通信盲區、提升移動通話質量、提高數據服務的速率、以及減少掉話都是3G網絡優化需要達到的目標。移動運營商也可以使用3G網絡運營服務外包的模式,與擁有豐富經驗的3G網絡商以及設備商合作,設備商針對網絡優化專業性保障了未來網絡的安全性能、網絡質量的高等級這些要求,運營商便可以將工作重心集中于業務的發展、提高自身的核心競爭力以及在市場上的經營能力方面,可以讓效益在更短的時間內得到顯著的提升。
但是,在競爭十分激烈的3G市場,新興的運營商則缺乏相關經驗,并且自身投資力度也不敵市場上的老牌運營商,若想要在3G市場占領到相當的地位,那么主要人力、物力都將投入與業務增長與用戶增長等部分,而網絡的運行、維護、優化和規劃方面則更復雜且專業性強,恐怕將沒有精力來維持。
結語:綜上所述,移動通信運營商若要保證移動通信網絡的質量以及自身業務效益,移動通信網絡優化與規劃是重中之重。2G網絡與3G網絡有著不同特點,需要針對其特點來進行一系列規劃與優化策略,保證運營商不斷提高自身核心競爭力,才能使得通信運營商擁有廣大客戶,并在市場有著不可替代的地位。
參 考 文 獻
0 引言
近年來,移動通信技術的發展異常迅速,移動通信在日常生活中的地位顯著提高,從20年前大款用來談生意的大哥大,到10年前城市里開始普及的方便通訊用具,再到現在不論城鎮鄉村大批中青年甚至老年人都已經離不開的萬能信息平臺,移動通信已經成為人們工作和生活中不可缺少的重要部分,中國龐大用戶群的潛力已經幾乎挖掘完畢,而圍繞著這些用戶,運營商之間的競爭也越來越激烈。隨著移動通信標準的更新和移動通信網絡的大規模建設,提高移動通信網絡質量和性能成為移動運營商增強競爭力的殺手锏,如何高效且經濟地滿足用戶對移動通信網絡建設和維護的需求,已經成為三大運營商急需重視的問題,移動通信網絡規劃與優化的工作變得更加炙手可熱。“無線通信網絡優化與優化”這門課程的設立,正是為了響應通信領域對具備移動通信專業技術人才的需求。
無線通信網絡規劃是根據蜂窩移動通信網絡的特性以及需求,設定相應的工程參數和無線資源參數,并在滿足一定信號覆蓋、系統容量和業務質量要求的前提下,使網絡的工程成本降到最低。移動通信網絡優化是通過對現已運行的移動通信網絡進行業務數據分析、測試數據采集、參數分析、硬件檢查等手段,找出影響無線網絡質量的原因,并且通過參數的修改、網絡結構的調整、設備配置的調整和采取某些技術手段,確保系統高質量地運行,使現有網絡資源獲得最佳效益,以最經濟的投入獲得最大的收益。
而無線通信網絡規劃與優化這門課程主要是為了培訓移動通信規劃與優化工程人員而設立的,是一門涵蓋知識面廣且相當復雜的專業課;并且需要將理論與工程實踐相結合:首先從移動通信網絡的基本原理開始,然后引導學生了解和熟悉網絡規劃與優化的基本流程,使學生們從理論上掌握網絡規劃與優化的步驟與目標,在此之外再盡量從工程的角度,結合案例分析,引導學生運用所學的方法與理論去解決實際網絡運行中出現的各種故障問題,并提出相應的解決方案。我院從數年前就開始開設此門課程,也與企業進行過一些培養合作,在教學過程中遇到過許多問題,并針對這些問題做了一些改進。從學生的成績、畢業生及用人單位的反饋來看,取得了一定的成果。
1 問題歸納
在移動通信理論知識的學習和網絡規劃與優化案例的分析過程中,教師和學生會遇到各種各樣的問題,其中很多問題存在著普遍性。下面將對這些普遍存在的問題進行歸納,為后續教學方法的研究奠定基礎。
1.1 課程知識面覆蓋內容太廣
無線通信網絡規劃與優化課程具有較強的專業性,涉及到的理論知識多而細,且較為復雜。學生首先需要掌握無線通信網絡的架構和組成、天線原理和結構、電波傳播模型、頻率分配、干擾控制等等,然后才能對網絡規劃與優化的具體步驟進行學習。在理論學習中學生會遭遇鋪天蓋地的知識點、縮寫詞、概念、公式等內容,對學生來說難免枯燥,也給教學帶來了許多困難。
對于本課程來說,長篇大論地教授理論知識似乎不可避免,這樣往往會讓學生產生對立情緒,教學效果堪憂。理想情況下,先重點講解移動通信網絡的理論基礎,然后一步步介紹實際的網絡規劃和優化操作,會幫助學生打好堅實的基礎,在學習系統的理論知識之后再進行實踐,可以更順利掌握網絡規劃與優化的技術。然而實際情況下,如此多的內容需要在有限的課時內完成,比如我校該門課程的學時數僅為32學時,理論知識學習時間有限,還要留出足夠的時間來講解案例和實際操作,這樣教師不得不把大量內容以“填鴨”的方式灌輸給學生,容易使學生失去學習該課程的興趣和動力。
1.2 課程內容更新速度太快
移動通信技術是近年來發展最快的技術之一,不僅僅是3G、4G的技術在飛速發展完善,5G技術也已經提上日程。移動通信技術課程教材的建設往往跟不上技術的發展,這就要求我們根據當前通信網絡的實際發展情況以及網絡規劃與優化實際操作的改變來修改教學內容。舊的通信技術逐漸被淘汰或改進,新的無線傳輸思想和概念不斷出現,并應用到新的系統中。在教學中需要使學生對現有移動通信系統及未來的發展方向有較為系統和全面的認識,從而對網絡規劃與優化操作的變化能夠從原理上進行理解和掌握,因此我們的教學內容必須及時更新,適應技術的發展,否則難以使學生學以致用,也勢必影響學生的學習興趣,從而影響教學質量。
但如果不斷更新教材,對教師來說是比較沉重的負擔,因為每次更新教材教師都需要花較多的時間去閱讀和掌握,然后再重新編寫教案和講稿等等。另外,受限于教材的編寫和出版周期,即使經常更新教材,也需要我們在教學中不斷自行修改和補充,這也進一步增加了教學的內容和難度。
1.3 授課對象對移動通信基礎知識的掌握有所不足
在過去與網絡規劃與優化相關的教學論文中,經常會提到這門課程由于應用性極強且涉及大網絡做背景,需求一定的實驗和實踐操作,才能理論與實踐相結合,獲得較好的教學效果。而我們由于與企業進行合作,課程的對象不僅僅是本科生,也面向企業員工。過去的文獻指出,對一般高校學生來說,存在著理論和實踐脫節的問題:學校受限于資金和場地等原因難以提供相應的實驗和實踐環境,多采用傳統的課堂講授的方式,學生能接受的只有與網絡優化相關的一些原理性的方法、流程和算法知識,如果面臨實際的網絡操作就無從下手。針對這些問題,過去的文章中提出了一些有效改革手段,類似的手段我們也有所采用。
另一方面,據我們所知,企業員工也存在著理論和實踐脫節問題,只不過和高校學生處于完全相反的方向。從我們對合作企業的了解來看,實際從事網絡規劃與優化工作的員工中有相當一部分并沒有系統學習過移動通信網絡的基礎課程。這些課程對學生的專業基礎知識需求較高,要求熟練掌握信號與系統、通信原理的基本知識,還要能用一定的電磁波、微波理論基礎來分析電磁波傳播特性。此外,相對有線傳輸方式,無線信號傳輸需要從時域和頻域的不同方面分析和理解信道、信號的特性。無線信號傳輸過程中存在很多不確定因素,采用的數學模型更加復雜,這樣就會有較為繁瑣的數學公式推導,要求學生有足夠的數學功底。學生必須先打好上述的這些基礎,再去學習通信技術的一系列基礎知識,才能達到對移動通信完全徹底的掌握。許多員工原本并沒有這方面的專業知識,或是對專業知識掌握不牢,主要是從實踐中學習網絡規劃與優化的步驟、要點等,往往知其然而不知其所以然,導致事倍功半。對于這樣的人員來說,如果從頭開始對移動通信網絡的基礎知識進行系統的補充,則需要消耗較多的時間和精力進行專門培訓,比較難以實現。
2 無線通信網絡規劃與優化課程教學的幾點思考
基于上述歸納的問題,本文針對無線通信網絡規劃與優化教學提出幾點改進意見。
2.1 明確授課目的,改變授課重點
本課程的目的有兩個方面:一是,為企業預培養合格的網絡規劃與優化人才;二是,為企業員工補充必要的無線通信基礎知識。這兩個方面看似有所區別,實際上存在著完全相同的核心。
作為企業,必定會對新員工進行實際工作內容的培訓,以及讓老員工帶領新員工盡快熟悉操作。因此對高校來說,在教學過程中做到讓學生在較大程度上掌握對網絡規劃與優化的實際操作過程并不是必需的,但如果讓學生通過本科課程牢牢掌握無線通信基礎知識和網絡規劃與優化原理,這樣的學生能夠輕易理解每一個操作步驟的意義,因此可以預見能夠在企業順利完成培訓。另一方面,對企業員工開課的目的是給他們補充移動通信網絡的專業基礎知識,而實際操作對他們來說也早已熟悉。因此,與著重加強實驗、實踐教學環節的常見教學改革方向相反,我們做出對基礎理論教學環節進行著重加強的決定。
但這并不意味著放棄在實驗、實踐方面的教學,畢竟本課程注重的是實用性,并且單純的理論教學會讓學生感覺本課程是一門生澀枯燥毫無用處的課程。為了對這方面進行兼顧,我們選擇將日常網絡規劃與優化工作中遇到的一些的實例進行拆分,把拆分后的適當部分加入到相應的理論知識點中作為例題,這樣既可以讓學生對實際操作有一定的了解,避免理論脫離實際;又可以為理論教學添加必要的緩沖和總結,避免枯燥的理論教學。而這種做法的難點在于對實例的選擇和拆分有比較高的要求,需要花費較多的精力去解決,但好處在一勞永逸:一旦完成這方面的例題準備,哪怕通信技術再更新,也只需要在同一層次和方向上找類似的實例進行同樣的拆分。在此之外,我們也會請企業教師進行數個課時的授課,主要是在講解網絡規劃與優化的流程之后帶給學生更多實例,這些實例的復雜程度比理論教學中遇到的更高。
2.2 對教學內容進行精簡和改動
由于本課程覆蓋范圍太大,知識點太多,且授課時間有限,需要對教學內容進行精簡和改動,這樣可以充分利用授課時間,以傳授更多實用信息。
首先,盡可能避免把上課時間浪費在教授過時的或者已經學習過的知識上。例如,在目前的課程內容中一般會安排天線原理、電波傳播模型等章節作為基礎知識進行教授,然而這些章節的知識點在微波與天線以及通信原理等前期課程中都有所涉及。因此,授課時要注意避免知識上的重復,對已經學習過的內容只需要進行簡單回顧即可,著重強調各章節之間的聯系,把教學重點放在學生比較不熟悉的領域,例如覆蓋、容量等等。
然后,減少對掌握網絡規劃與優化具體操作來說沒有實際幫助的教學內容。例如公式推導過程,作為本科教材,經常會習慣性地將從已知公式推導得出新公式的過程放進課程中。這樣對學生來說固然容易加深理解,但對以實際應用作為目的的本課程來說其實意義不大。本課程的公式多且復雜,一一講解其來歷會占用太多時間,作為學生也很難全程都集中精力聽講,更何況很多公式都是從經驗公式推導而來,并沒有太多的理論意義。此外,根據對企業員工的調研,大多數此類公式只需要掌握其意義和用法即可,而且一些在本科期間學習過這方面課程的員工早已忘記公式的來歷,但并不影響他們的工作。
2.3 承前啟后,兼顧不同的移動通信系統
目前運營商所服務的移動通信網絡是從2G到4G同時存在的,并且已經開始考慮5G網絡,因此我們的教學不僅需要兼顧歷代通信系統,還需要對它們之間的聯系進行承前啟后的分析講解。不同世代的移動通信系統之間有著非常多的異同,一一講解需要太多的時間,但因為課時的關系,我們需要在重點考慮網絡規劃與優化的層面上適當選擇相關的知識點進行詳細講解,對其余內容只能一筆帶過。
移動通信系統的發展實質是移動通信向更快數據傳輸、更好服務的不斷發展。歷代的移動通信技術都離不開蜂窩網絡的基本架構,雖然技術細節存在很多不同,但網絡規劃和優化就是針對構成蜂窩網絡架構的每一個節點進行的,在這方面可以說是萬變不離其宗。因此我們把蜂窩網絡、天線選擇、頻率分配、覆蓋和干擾分析等學習任一代移動通信技術都不可缺少的基礎內容在前半部分的課程中進行講解,然后在講解技術方案和通信標準這些存在代差的內容時,才對各代移動通信系統加以區分。把重心放在對于經典移動通信系統的介紹,通過對不同系統的學習去更好地理解它們之間的異同,從而更進一步地體會不同系統對于系統容量,位置更新方式,鑒權方式,越區切換策略,信道的分配和使用等方面的處理,并且,更重要的,網絡規劃和優化方面的異同。
3 結束語
一、引言
網絡規劃是3G移動通信系統建設中一個非常重要的環節,是決定網絡性能優劣的最基本前提。由于網絡規劃涉及大量的復雜計算和概念抽象,如無線覆蓋預算、繞碼相關性計算、碼資源分配、相鄰小區規劃、鏈路損耗計算等,網絡規劃必須借助與工具軟件進行。
3G移動網絡優化與分析軟件可以將實際網絡建設中的復雜規劃計算通過快速仿真處理,用圖形和數據表的方式給出直觀的網絡規劃結果。另一方面,對于網絡規劃中的一些抽象概念也可以通過仿真軟件進行直觀展示,有利于建立完整的對移動網絡規劃的理解。
二、系統結構與組成
3G移動網絡優化與分析軟件定位于TD-SCDMA技術,是一種新型的網絡優化與分析軟件,該軟件采用分布式、分層、模塊化、可伸縮、可組合的體系架構,從基礎網絡、業務、用戶三個層面衡量網絡,并對關鍵指標進行分析,結合功能強大的地理信息系統(GIS),為用戶提供基本運營指標的顯示、定位與分析,不僅可以使運營商有效把握網絡所提供的業務運行質量,還可以運用于實際教學,全面展現網絡規劃與優化工作的核心內容。
GIS在通信系統的應用相當廣泛,如本地資源網、光纖接入網、電信線路管理等都是基于GIS的開發應用,這種電信地理信息系統把電信設備與當地的地圖結合起來,再結合圖庫轉化技術,實現了電信設備的地圖化管理。基于GIS的TD-SCDMA網絡規劃與優化系統將各種類型的基站同本地地圖有機地結合,能夠分析、優化網絡中基站的覆蓋狀況,及時獲取基站的工作信息,從而了解整個網絡的運行狀況。
本系統結構采用三層架構Client/Server模式,網管數據庫基于Oracle而建,為TD-SCDMA網絡提供性能管理、故障管理等數據資料,并記錄網絡中所有基站各個時刻的指標信息,如圖1所示。規劃與優化系統并不對網管數據庫進行修改,只是通過網管數據庫提供的接口,實時讀取相關數據,將其導入到后臺本地數據庫中。本地數據庫基于SQL Server而建,數據庫中保存有系統實現各項管理和優化功能所需要的數據資料。在本地數據庫基礎之上,建立起呈現在客戶端的各項管理和優化功能模塊,其主要功能是:覆蓋規劃是對網絡中現有基站的覆蓋狀況進行圖形化顯示,首先,軟件將導入數據庫中的基站信息,并結合詳細地地圖經緯度信息,在地圖上顯示出來,然后根據內嵌無線鏈路傳播模型,軟件能夠自動根據基站的相關數據計算覆蓋半徑,并將覆蓋面積用圖形化的形式在客戶端顯示出來,便于維護管理人員進行查看; 鄰區規劃是對每個基站下的相鄰小區進行規劃,能夠查看鄰小區信息,實現自動鄰區數據的輸出; 頻點規劃是對每個小區的頻點進行規劃設計,方便維護人員的使用; 擾碼規劃是可以實現全網擾碼規劃、局部擾碼規劃和小區擾碼規劃等功能;性能分析可以實現基站信息的導入分析,根據實際維護工作的需求,實現添加、刪除、管理與維護各個基站的信息,為網絡規劃與優化工作帶來方便。完整的軟件使用功能介紹可以查閱軟件的幫助說明。
三、系統實現的關鍵技術
3.1 基于柵格法的無線信號覆蓋
無線網絡規劃中,覆蓋規劃的主要功能是通過無線信號的傳播模型對規劃區域進行覆蓋計算。傳播模型按照適用環境來劃分可分為室外傳播模型和室內傳播模型;按照傳播模型來源劃分可以分為經驗模型和確定性模型。以往的研究人員和工程師通過對傳播環境的大量分析研究已經提出了許多傳播模型,用于預測接受信號的中值場強。目前得到廣泛使用的傳播模型有Okumura-hata模型、COST321 Hata模型及通用模型等幾種[9]。
本系統采用的傳播模型是一種通用模型,它的系數由Hata公式導出。通用模型由下面的方程確定:
(1)首先根據基站的分布位置確定需要進行覆蓋規劃計算的Raster數據的范圍,即所有基站在東南西北四個方向上最邊緣的位置。這樣做可以有效減少計算空間,加快計算和顯示速度。(2)從第一個扇區開始,根據扇區設定的參數確定每個扇區需要計算的范圍。在數據范圍內逐格計算信號強度結果,對于已經存在信號的象元取信號強度的最大值為Raster數據值。并在Raster數據多余波段存儲信號強度最大的扇區索引,直至所有的扇區都計算完。(3)根據計算的信號Raster數據,按照設定的信號強度大小,對符合要求的Raster數據部分按指定的顏色和圖層進行顯示。
3.2 基于Thiessen多邊形的數據可視化
理論上小區的邊界范圍通常采用正六邊形表示,但實際系統中由于基站位置的隨意性,小區邊界不可能用正六邊形來表示,只能用多邊形表示。本系統中采用Thiessen多邊形法對小區的邊界范圍進行圖形化展示。
荷蘭氣候學家A?H?Thiessen提出了一種根據離散分布的氣象站的降雨量來計算平均降雨量的方法,即將所有相鄰氣象站連成三角形,作這些三角形各邊的垂直平分線,于是每個氣象站周圍的若干垂直平分線便圍成一個多邊形。用這個多邊形內所包含的一個唯一氣象站的降雨強度來表示這個多邊形區域內的降雨強度,并稱這個多邊形為泰森多邊形。泰森多邊形又叫Voronoi圖或Dirichlet圖。Delaunay三角形是由與相鄰泰森多邊形共享一條邊的相關點連接而成的三角形。Delaunay三角形的外接圓圓心是與三角形相關的泰森多邊形的一個頂點。泰森多邊形是Delaunay圖的偶圖。
泰森多邊形具有以下特性:(1)每個泰森多邊形內僅含有一個離散點數據;(2)泰森多邊形內的點到相應離散點的距離最近;(3)位于泰森多邊形邊上的點到其兩邊的離散點的距離相等。泰森多邊形可用于定性分析、統計分析、鄰近分析等。泰森多邊形示意圖如圖2所示。
仿真系統利用Thiessen多邊形計算扇區范圍的步驟如下:(1)將每個基站看做是平面上的一個離散數據點,用Bowyer_Watson算法構建這些數據點的Delaunay三角網。(2)在得到的Delaunay三角網中,對每個頂點的三角形的邊做垂直平分線,連接每條垂直平分線,得到Thiessen多邊形。(3)根據每個基站上的扇區之間的相對角度與設定的扇區計算半徑,計算扇區的覆蓋扇形。(4)把得到的覆蓋扇形與基站的Thiessen多邊形求交即計算出每個扇區的覆蓋區域。
3.3 帶邊數約束的無向網絡構建
在無線網絡的鄰小區規劃中,鄰區規劃的目的在于保證在小區服務邊界的手機能及時切換到信號最佳的鄰小區,以保證通話質量和網絡性能。鄰區規劃數量應該遵循適當原則,決定兩個扇區是否為鄰小區主要取決于兩個扇區之間的距離、天線朝向角、扇區周圍的無線網絡環境以及扇區預設的最大鄰區數量。
鄰區數據在規劃區域以內本質上可以表達為一個或多個有向圖網絡,而鄰接鏈表法是存儲有向圖結構最有效的方法之一[8]。仿真系統在進行鄰區自動規劃時,采用鄰接鏈表法記錄鄰區數據,將扇區作為網絡中的節點,扇區的鄰小區關系作為網絡中的邊,鄰小區的重要性作為邊的權值加以存儲。鄰小區規劃計算的過程就是帶邊數約束的無向網絡構建的過程。鄰區規劃步驟為:首先對符合要求的節點進行連接形成無向圖;然后將不符合參數約束的節點按照重要性排序刪除超出數量的邊,此時的無向圖即為鄰區規劃的結果。帶參數無向網絡構建的過程如圖3所示。
鄰區規劃算法有兩個關鍵問題,一是對扇區之間可以設置鄰小區的條件的確定,二是當扇區的鄰小區超過最大數量時對超出的數量如何取舍。系統首先將各扇區的鄰小區鏈表都置為空,然后根據扇區所屬基站之間的距離以及他們的相對朝向角決定是否應該將兩個扇區設置為鄰小區。為了解決第二個關鍵問題,算法引入鄰區優先級參數P。CellA與CellB的P值為:
K為距離角度歸一化參數,可以自行設置,將距離與相對角度統一處理。對每個扇區的鄰小區鏈表都按照權值排序。當某個扇區的鄰小區數超過最大數量時,剔除鏈表中權值最大的鄰小區。
四、系統功能
系統采用多文檔界面的開發模式,系統界面包含標準化的菜單、工具欄以及導航樹。在主體程序的框架下,用不同的子窗體分別用于顯示環境地理信息數據、移動網絡基站數據和網絡規劃仿真結果數據。系統運行界面如圖4所示,圖中顯示為利用Thiessen多邊形法計算所得到小區的邊界。
仿真系統利用ArcEngine在GIS圖形圖像方面的顯示和處理功能,網絡規劃中的各過程都可以形象直觀地在軟件中顯示。系統對基站覆蓋規劃計算,將計算結果得到的Raster數據按照設定的信號強度標準分為7種顏色,每種顏色覆蓋的范圍因所設定的強度標準而異。系統的仿真計算效果展示如圖5所示。
移動通信技術作為一種開啟信息交流新時代的重要現代科技,在社會發展以及市場需求的不斷推動下得到了多次的更新換代。目前第三代移動通信技術已經被研發應用,并且應用技術已經相對較為成熟,應用領域也較為廣泛,成為世界各國移動通信的主流發展方向,我國自然也不例外。相比較而言,我國在第三代移動通信網絡技術的研發應用方面與西方先進國家還是有一定差距的,為了縮短這一差距,我國的移動通信運營商也在不斷提高自身科研水平,來推動自身進入3G時代,并盡可能的優化網絡技術,以提高3G技術水平,促進4G技術發展。
1 當前我國的移動通信技術發展現狀
當前我國的計算機網絡技術已經發展到了一個新的階段,同時我國移動通信技術在這一過程中也得到了非常好的發展,這一發展模式也在很大程度上促進了相關信息的交流和共享。在我國的移動通信領域,3G技術也正在改變著人們的生活和交流方式,中國聯通的3G技術是借鑒了歐洲的技術進行開發的,而移動的3G技術是依靠自身的科研去研發的,所以二者比較起來,顯然前者的穩定性更強,也更成熟。但是后者的成本更低,同時技術在應用的過程中也更加的靈活,輻射也更低,所以二者是各有優勢的,二者共同促進了我國通信行業的健康發展。
2 WCDMA網絡的前期規劃
2.1 地址的科學選擇與確定。通常情況下,當前所構件的移動通信網絡都是按照現有的標準來執行的,但是隨著其發展的水平不斷的提高,在后期的發展中是按照運行的實際需求來建設相應的信號點的。因為當前地址選擇的目標靈活性有了非常顯著地提升,因此在選擇網絡建設地址的時候,俯仰角和天線的類型通常會按照網絡覆蓋的要求對其進行控制。
在工程建設的過程中,通常都是從網絡覆蓋的點線面層次對WCDMA網絡基站選擇的實際目的去分析的。所以在選擇地址的時候,首先要確定建設的實際需要,之后就確定了地址的具置。在實際的工作中,我們應該根據新建基站的地質來選擇與之相對應的標準,所設計的內容和周圍應該具備的環境也應該予以十分詳細的說明。無線參數的設置和俯仰角等都要充分的納入到考慮當中,同時還要按照上文當中所描述的要求和原則去勘察基站的位置,對基站的施工進行有效的管理,這樣才能更加切實的保證地質選擇的科學性和合理性。
2.2 天線的科學選擇與確定。由于不同天線的輻射場型、性能指標存在著較大的差異,在選擇天線時應該依照實際的需求情況和信號輻射要求來合理選擇和確定天線的類型;同時,外界因素對天線的性能也會產生不同程度的影響,降低其增益,縮小其覆蓋范圍。所以,天線的選擇不僅需要考慮自己的性能指標和信號輻射范圍,也需要考慮天線本身的抗外界影響的能力。另外,對于山區、公路、鄉鎮等不同地址應該選擇不同的天線類型使其取得良好的覆蓋效果。
2.3 聯通WCDMA網絡前期規劃的其它重點
2.3.1 聯通WCDMA網絡屬于覆蓋受限系統,它的系統容量和覆蓋范圍具有非常緊密的聯系。具體而言,聯通WCDMA網絡的用戶規模以及全部小區使用的比特率直接決定了它的覆蓋門限。用戶規模、業務類型均直接影響著聯通WCDMA網絡的覆蓋區域,在同一個小區里面,覆蓋范圍不同,則它們的網絡服務質量也存在著差異。
2.3.2 干擾控制。因為聯通WCDMA網絡屬于自干擾系統,所以干擾受限使得系統的干擾控制發揮著至關重要的作用。在規劃階段,建議采用“整體規劃、分段實施”的策略,即進行科學合理地預測,而后根據預測結果來分階段進行網絡的建設。
2.3.3 認真分析聯通WCDMA網絡的上行和下行鏈路。聯通WCDMA網絡屬于非對稱上下行鏈路網絡,其中,它的上行網絡寬帶要求要小于下行網絡寬帶要求,需要依照不同類型的業務要求來認真分析聯通WCDMA網絡的上行和下行鏈路。
2.3.4 合理控制聯通WCDMA網絡的軟切換區域。對于聯通WCDMA網絡而言,軟切換的優勢和劣勢均表現得十分明顯,必須要根據實際需要來對軟切換區域進行合理控制,力求能夠在最大程度上發揮軟切換的積極作用。
3 WCDMA網絡的后期優化
在第三代移動通信網絡技術的發展中,要求網絡工程不單單是要做好規劃工作,更要結合網絡的實際運營需求來進行后期網絡優化,以更好的滿足通信市場需求。若只重規劃而忽視了優化,就會使得移動通信網絡業務質量嚴重下降,給用戶的正常通信造成極大影響。特別是在城市,一方面移動通信發展較快,各種無線網絡設備密集,致使網絡中同頻干擾、鄰道干擾以及其他無線設備帶來的干擾上升,使通信質量下降;另一方面,用戶數量的不斷增多,又使城區某些區域信道嚴重不足,經常出現用戶忙無法呼出的現象。而在城區建設新的基站選址困難,這些問題只有通過網絡優化,挖掘現有網絡潛力、合理配置資源、適當調整參數,才能使網絡發揮最大效益。
網絡優化工作是在系統正常運行狀態下對系統的一個全范圍的調整,因此在優化實施前應對系統現有狀況作一個全面的了解。系統調查的主要內容有基站話務數據分析、話音質量測試、用戶申告、小區無線參數等,并建立各種必要的數據資料庫。數據資料庫應包括原設計文件中的數據和調查所得到的當前運行時使用的數據。匯總用戶申告、電測、小區數據、運行數據情況,進行綜合分析。以話務統計分析為例,分析話統指標時,要先看RNC整體性能測量指標,掌握了網絡運行的整體情況后,再有針對性地分析扇區載頻性能統計。分析時一般采取過濾法,先找出指標明顯異常的小區分析,此時很可能是版本、硬件、傳輸、天饋或者數據出了問題導致的異常,可以結合告警首先從這幾個方面檢查。如無明顯異常,根據指標將各扇區載頻進行統計分類,可整理出各重點指標較差小區列表,以便分類分析。
結束語
綜上所述,在我國的移動通信技術發展進程中,若要在4G時代下實現較好的移動通信網絡,不僅僅只需要做好網絡的前期規劃工作,還需要對網絡工程進行后期優化。為了能夠促進我國4G技術的進一步發展,還需要我們不斷提高研發水平,只有專業的網絡規劃、優化知識技能以及自身的行業經驗才可以幫助網絡科學地規劃其發展路徑,打造高質量的通信網絡。
分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2007)03-10695-02
1 引言
寬帶城域網作為數據、語音、視頻及其它新興增值業務的承載平臺,要求能提供99.999%的電信級可靠性。而傳統的IP協議只能提供盡力而為的服務、傳統的路由協議收斂也比較慢,只能提供99.9%的可靠性,已經不能滿足承載實時業務的需求。
2 MPLS基本原理
MPLS(Multi-Protocol Label Switching,多協議標簽交換)是一種將具有相同轉發處理方式的分組歸為一類(Forwarding Equivalent Class,轉發等價類FEC)的分類轉發技術。[1]在MPLS網絡中,通過LDP(Label Distribution Protocol,標簽分配協議)可以動態地建立一系列由源到目的LSR(Label Switching Router,標簽交換路由器)的LSP(Label Switching Path,標簽交換路徑),形成邏輯的全網狀拓撲結構。[2]進入MPLS網絡的IP分組被封裝成標簽分組后基于標簽高速網轉發,而不需要進行復雜的路由查找和轉發。MPLS結合了IP與ATM技術的優點,路由功能強大靈活,能滿足各種新應用對網絡的要求。
3 基于IP城域網的MPLS規劃
3.1 規劃基于IP城域網的MPLS域
使用華為Quidway S8016交換機組建基于IP城域網(Area 0)的MPLS域(MPLS Domain),其中核心層包括LSR1和LSR2兩個節點,向上連接城域網出口LSR0,負責各種寬帶業務的匯接。匯聚層節點與核心層使用主備線路互聯,匯聚接入層業務,拓撲結構如圖1所示:
圖1 拓撲結構圖
3.2 流量分擔和網絡備份
為了提高網絡的可靠性,MPLS域中的流量一組主用到LSR1的鏈路上行,另一組主用到LSR2的鏈路上行,主用鏈路的cost(10)值小于備用鏈路的cost(30)值。在正常工作情況下,LSR1和LSR2共同分擔整個網絡流量,當其中一個節點失效后,另一個節點能夠承擔起所有的流量,保證業務的正常運行。[3]可以同時使用以下兩種方式:
靜態路由協議:靜態路由是由管理員手工配置而成,優點是配置簡單、易于維護、不消耗路由器和鏈路資源并可以為重要的應用保證帶寬。因此,為保證骨干網核心層鏈路帶寬和可靠性,在LSR1上配置兩條靜態默認路由,高優先級指向LSR0,低優先級指向LSR2。而且一定要使LSR1與LSR0互聯的VLAN僅包含其和LSR0互聯的物理接口,這樣,在上行物理接口down掉后,VLANif接口也是down掉了。保證了高優先級的靜態路由失效,而低優先的靜態默認路由生效。LSR2也做同樣配置。但是當網絡故障發生后,靜態路由不會發生自動變化,必須有管理員的介入。
動態路由協議:IP動態路由協議是最基本的網絡層可靠性保障機制,負責進行網絡層IP轉發路徑計算,當主用路由或者節點發生故障導致原數據轉發路徑中斷時,對數據轉發路徑進行動態重新計算,自動使用備份鏈路。由于整個系統運行在一個區域AREA 0中,所以城域網的IGP選擇OSPF(Open Shortest Path First,開放最短路徑優先協議)協議。其優點是提供路由分級管理,在減少網絡振蕩的同時路由變化收斂速度快(平均水平在秒一級)。通過加快鏈路之間Hello消息的發送頻率,加快SPF計算速度和為路由更新消息設定高優先級等優化措施,OSPF可以快速發現、處理故障,并且準確快速地進行路由更新,加快路由協議的收斂,通過優化IGP路由協議可以實現小于1s的收斂。對于傳統IP業務這個恢復時間可以接受,但是對于承載實時業務等多業務的電信級IP網來說要求毫秒級恢復響應時間,傳統IP動態路由技術和這一要求有很大差距。
3.3 MPLS快速重路由
MPLS快速重路由(Fast Reroute,FRR)技術優勢是:可以提高保護恢復的速度;通過有選擇的在網絡薄弱環節配置保護能力,避免了在可靠網絡重復保護、無謂消耗核心網絡資源;可以實現在沒有信令介入情況下,由故障檢測點直接對故障鏈路流量根據預先設定的保護路徑進行重定向。啟動FRR的方法是在LSP的入口LSR使用“ip-reroute”命令,入口LSR會向LSP上的所有LSR發送信令,每個LSR都計算出一條旁路下一跳LSR的備份LSP,當LSP上的LSR檢測到下游故障時,由該LSR將本地將流量切換到備份LSP內。
FRR切換時間由兩部分組成:一部分是鏈路/節點失效的檢測時間,可以通過雙向失效檢測協議(BFD協議)或RSVP Hello(Resource reSerVation Protocol,資源預留協議)實現。BFD是一種不依賴于任何其他協議或應用、不影響設備性能的硬件實現辦法。BFD協議通過定期發送基于UDP的故障檢測數據包,檢測和判斷傳輸鏈路、光接口和設備端口的中斷故障以及鏈路層以上存在的誤碼、丟包等軟故障。缺省檢測間隔是10ms,連續3次檢測到故障(即30ms)就判斷鏈路故障。另一部分是切換流量的時間,主要由CPU及系統的負載程度決定。S8016的高可靠性設計(主控板和網板的主備倒換和路由表一致性檢查)配合MPLS流量工程技術完全可以使切換在20ms內完成。因此MPLS FRR可以提供50ms內的保護切換,完全滿足城域網承載實時多業務的可靠性需要。
4 結束語
對城域網MPLS域內鏈路進行系統地規劃,使用FRR并結合BFP、流量工程等技術,完全能夠滿足骨干網絡對電信級的高可靠性要求。
參考文獻:
[1][美]Eric Osborne,Ajay Simha.基于MPLS的流量工程[M].張輝,盧煒.北京:人民郵電出版社,2003.18.
關鍵詞: 路由;路由算法;無線傳感器網絡;跳數值
Key words: routing;routing algorithm;wireless sensor networks;hop value
中圖分類號:TP393.1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)06-0192-02
0 引言
隨著社會通信技術的發展與進步,我國在傳感器和計算技術方面有了突飛猛進的發展,當世界各國出現計算能力、感知能力的微型傳感器,表明通信技術的發展已逐步全球化。我們所說的這個傳感器網絡可以感知和采集網絡內的環境信息,還能實時的監測對方的信息,然后經過分析有效的傳送到需求客戶手中。這種網絡的優勢就在于他能在任何環境、任何地點、任何時間來獲取大量的可靠信息。所以,其通常被應用于國家安全、國防軍事以及交通、衛生和家庭等多個領域。
伴隨著網絡處理器的飛速發展,能夠利用很少的成本產生大量的有效傳感器節點,并且在某些特定區域內散播,從而形成無線傳感器網絡。隨著這種技術的發展,使得管理和控制算法被急需,這同時也是對傳感器網絡發展的一個巨大的挑戰,經過分析研究,大部分科學人員認為算法的核心就是傳感器網絡中的路由問題。
1 無線傳感器網絡路由問題及其研究狀況
無線傳感器網絡的一個重要組成部分就是傳感器,它通常包含信息處理單元、能量單元、感知單元以及信息交換單元,特殊的傳感器還會包含移動器、位置定位系統和能量生成器等等。收集和感知數據是任何一個傳感器所具備的基本功能,它通常通過多跳的方式向匯點傳送信息,而后匯點通過網絡與用戶進行信息傳遞,同時任務管理中心也是運用這種方法為各個節點布置任務。
傳感器的主要功能是信息的收集、處理以及傳播,上文所講的路由問題是在一定的指標背景下所存在的延遲、容錯性、消耗水平、網絡的壽命等等情況,要積極有效的改進匯點與源節點之間的信息疏導,要依據各個國家實際情況的不同制定不同的路由協議。路由協議可以分為多跳路由協議以及單跳路由協議,LEACH屬于單跳路由協議,多跳路由協議則包含很多種,同時多跳路由協議也可分為多徑路由和單徑路由。我們通常所接觸的rumor即為單徑路由,Braided和MESH則為所徑路由。我們在設計傳感器路由的同時要考慮的關鍵問題就是傳感器網絡中能量是否有效,同時還要考慮它信息的可靠性。最近新提出的ACO(蟻群優化算法)是將如何對復雜組合進行優化這一問題作為首要解決問題的一種啟發式算法。這種算法在實驗中得到了較為滿意的結果。
2 基于動態規劃的路由算法
在研究決策的過程中,動態規劃是最行之有效的一種方法。它的基本原則就是將M階段過程的問題立即轉化為M個單階段的問題,然后運用不變嵌入原理進行求解,這是最為優化的一個戰略。經實驗證明,這種處理問題的方式是解決無線傳感器網絡路由問題的最優方法。
2.1 傳感器網絡節點跳數生成算法和網絡結構特點 在實驗中,我們一般用G=G(V,E,w)來表示帶權重的連通圖,它代表的是無線傳感器網絡,節點集—V,邊集—E,w則代表一個費用值。V中的任何一個節點都代表著一個傳感器,對于vk,vl∈V,ekl=(vk,vl)∈E僅僅代表vk,vl可以交互纖細。由于能量有限,并不是任何兩個傳感器都可以實現信息交互。
算法1:節點跳數生成算法
A:s代表匯點,跳數表示為h(s)=0,對于?坌■∈v-{s},標記為h(vi)=∞,并且使之滿足h=0。
B:循環生產跳數,如h節點的跳數所傳播信息用hop-num來表示;收到的節點為vi更新其跳數,更新法則為h(vi)=min{h(vi),h+1},則其停留時間h=h+1。
C:最終停止的條件就是當多有的節點都不改變跳數,算法結束。
定理1:設置節點vi的跳數為h(vi)=k,k=1,2,…,H-1,因此,vi的臨界節點集可以表示為k-1,k,k+1的三個子集的合并,即N(vi)=Nk-1(vi)∪Nk(vi)∪Nk+1(vi),而且,當h(vi)=H時,N(vi)=NH-1(vi)∪NH(vi)。
2.2 傳感器網絡最小跳數和最小跳數最大剩余能量路由 借助于傳感器網絡,實現點對點的有效傳遞,在設計路由算法時要首先考慮的問題就是傳輸延遲。一般情況來講,信息傳輸的跳數與傳輸延遲是成正比的。
算法2:MinHR(s,t)
將源節點s、t與匯點輸入,記錄h(t)=h
A:初始化:令j=0,vj=t
B:循環:While(j
在Nh-1-j(vj)中任意選擇一個節點,記為t=v0v1…vh-1vh=s。
由此我們可以看出,在每次數據交換,傳送的信息到達匯點的跳數都會減1,因此,在跳數路由算法經過n次的迭代,終究會結束。
在傳感器路由的設計中,能量問題也是一個非常關鍵的問題,同時網絡節點中的能量消耗并不均勻,如網絡出現故障,其剩余的能量通常會很多,為了保證網絡的壽命,就要選擇下述算法。
算法3:MinHMaxRER(s,t)
輸入源節點s、t和匯點,記錄h(t)=h
A:初始化:令j=0,vj=t
B:循環:While(j
當Nh-1-j(vj)中選擇剩余能量最大的節點當做下一跳節點,所以:vj+1=■{?著r(vi)}
J=j+1
C:結束條件:當j=h時,本算法結束。
輸出:從t-s的最小跳數最大剩余能量路徑t=v0v1…vh-1vh=s
2.3 傳感器網絡最小跳數最小費用路由 在設計傳感器網絡路由時還要考慮一個關鍵因素—能量消耗,一般來講,在路由算法的實驗中要求費用最小,我們可以設計如下算法:
算法4:MinHMinCR(s,t)
源節點s、t和匯點,記錄h(t)=h
A:初始化:令v0=v0,0=t,Nh={v0,0},f 0(v0,0)=0
B:前向循環:For(j=1,2,…,h)
Nh-j=■Nh-j(vj-1,i)
對于?坌vj,l∈Nh-j,計算:
f j(vj,l)=■{f j-1(vj-1,i)+?著(vj-1,i,vj,l)}
C:后向循環:vh=s
For(j=1,2,…,h-1)
vh-j=■{f h-j+1(vh-j,i)}
D:終止條件:當v0=t時算法結束。
輸出:從t-s的最小跳數最小費用路徑t=v0v1…vh-1vh=s
3 最小跳數最小費用路由與最小費用路由之間的關系
在傳感器網絡應用工程中,能量的消耗并不符合“三角不等式“,圖1充分的描繪出了最小跳數最小費用的充要條件。
定理2:從圖1可以看出,最小跳數最小費用路徑的充要條件就是傳感器網絡一定滿足“三角不等性“。
4 能量消耗分析
本章節研究算法的能量消耗。如果全部的傳感器都具備同樣的發射半徑和感知半徑,并且它的發射數據包消耗的能量和數據包的包長成正比,我們可以計算出,在動態規劃背景下,三種路由算法都能改進能量消耗過快的情況,并且它比數據前傳等路由算法所消耗的能量要小很多。
5 結論
最近幾年,一些專家學者開始研究無線傳感器網絡,至今為止,路由問題仍然是其最為核心的問題,經過研究實驗證明,數據傳送多跳特點仍然是路由算法的最佳方式。因為傳感器網絡的網絡環境是現實中具體的網絡,所以想要設計一款通用的路由算法可謂是難上加難。我們要根據不同的具體應用,設計不同的路由算法。本文通過研究計算,給出了最小費用路徑的一個充要的條件,但是,如何設計求解最小費用路徑的具體路由算法,是我們下一步研究的方向。
參考文獻:
[1]裴莉.無線傳感器網絡應用綜述[J].科技信息,2010(33).
[2]司海飛,楊忠,王琣.無線傳感器網絡研究現狀與應用[J].機電工程,2011(01).
引言
隨著社會經濟的發展,有線電視網絡的重要性愈加顯著,為了滿足用戶對帶寬的需求,寬帶光線接入技術得到了人們高度關注,其關鍵點便是下移光節點,使其靠近用戶。FTTH作為有線電視網絡的重要發展趨勢,探討其接入系統設計與規劃是必要的。
一、FTTH的概況
FTTH主要是指光線到戶,即:在用戶住宅或企業中安裝ONU光網絡單元,它是光纖入網系列中較近用戶的類型,但其未能滿足廣大用戶的需求,隨之出現了FTTH,其優勢顯著,一是,保證了帶寬,二是,增強了網絡對數據的透明度,三是,減少了對供電、環境等要求,四是,簡化了接入維護與安裝。在建設FTTH過程中,其基礎為無源光網絡PON,雖然EPON與GPON網絡結構一致,但技術各異,經學者研究顯示,與EPON相比,GPON擁有更為良好的網絡性能,主要是因其采用了光層指標,同時其封裝使用了GEN,進而滿足了對TDM業務支持的QoS需求,使其擁有了較好的表現及良好的語言效果。經對比分析可知,二者有著相同的網絡傳輸距離,均支持1:64的分光比;此外,GPON對物理器件有著嚴格的要求,而EPON相對寬松。總之,兩個系統均存在優點與不足,本研究選用了EPON系統[1]。
二、有線電視網絡FTTH寬帶光纖接入系統的設計與規劃
有線電視網絡FTTH寬帶光線接入過程中應對各影響因素給予全面與綜合考慮,包括性價比、產業鏈等,在此基礎上,本研究使用了“兩纖三波”接入,具體為:有線電視廣播信號、寬帶雙向信號均以1芯光線承載,同時借助了EPON技術。具體設計規劃如下:有線電視網絡FTTH寬帶光纖接入系統基礎為“兩纖三波”與EPON技術,具體組成擁有ODN光分配網絡、ONT光網絡終端及OLT光線路終端,其中OLT主要是依照既有的格式匯聚不同業務信號,此后經ODN傳輸,使其到達ONT,再結合業務類型,匯聚源于ONT的信號,并對其進行轉發,最終達到各業務網。ODN有效連接了OLT和ONT,保證了光傳輸的實現,而ONT的功能主要有為用戶提供語言、數據等[2]。關于EPON的可用帶寬,以單個EPON為例,其可用帶寬應滿足以下條件:標準EPON:1G的使用YD/t1475,10G的使用IEEE802.3av;下行線路速率,1G與10G分別采用1250Mbit/s與10312.5Mbit/s;下行可用帶寬:1G與10G分別為950Mbit/s與8300Mbit/s。關于業務模型,系統中常見的業務有標清電視、標清點播,高清電視、高清點播及Internet接入等,其下行業務所需帶寬分別為3M/每路、3M/每路、12M/每路、12M/每路、4M/每路,所占帶寬分別為300M、0.5M×n、200M、2M×n、2M×n,其中標清點播、高清點播及Internet接入均存在一定的業務滲透率,分別為1/3、1/3與1/2。經計算可知,每個EPON接口的FTTH用戶容納量應在1718左右。在設計規劃過程中應考慮以下因素,第一,工作波長,IG-EPON的上下行波長可選用1310nm與1490nm,而I0G-EPON存在兩種情況,一種為非對稱模式,則使用1310nm、1577nm,另一種為對稱模式,則要采用12700nm、1577nm。第二,傳輸距離,設計時應對各影響因素給予關注,具體有OLT與ONT參考點見的最大通道插入損耗、二者光鏈路中各級光分路器的總插損、每個光連接器的插損、每條光鏈路上的連接器個數、最長光鏈路長度及光纖衰減系數等。以最大通道插入損耗為例,1G-EPON的1000BASE-PX20+光模塊最大值應為28dB,I0G-EPON的PR30光模塊應為29dB;通常,每個廣連接器的插損值應為0.5dB;1270nm、1310nm波長的光纖衰減系數為0.38dB/km,1490nm、1577nm應分別為0.26dB/km與0.25dB/km[3]。
三、總結
綜上所述,在有線電視網絡發展過程中,其最為重要的趨勢之一便是光線到戶,在先進技術支持下,通過FTTH寬帶光線接入,由原有的銅線網絡媒介轉變到了光纖網絡媒介,為了促進有線電視網絡發展,本文分析了寬帶光線接入系統的設計規劃,旨在為光線到戶實踐提供理論支持。
參考文獻
[1]朱冬旭.有線電視網絡FTTH寬帶光纖接入系統的設計與規劃探析[J].科技傳播,2014,17:226+134.
近年來,隨著經濟發展和新農村建設的推進,有線電視已經逐漸進入千家萬戶,并且網絡方式逐漸從模擬過渡到數字化,由單向管理變為雙向管理,增強了有線電視用戶的自主選擇性。這是新農村建設中的一項重要舉措,也是規范有線電視網絡的必要途徑之一。但是在新形勢下,對有線電視網絡的管理面臨新的機遇和挑戰,電視網絡不僅要方便統一管理,提高經營效率和效益,更要適應廣大用戶的實際需求。長期以來農村電視網絡的管理方式并不理想,以致電視網絡常年滯后,難以得到更新。本文針對我國一些農村的有線電視管理經驗,初步總結了規范有線電視網絡的一些有效舉措。
一、規范服務制度
一般而言,廣電網絡公司在農村電視網絡管理中居于壟斷地位,競爭機制的缺失使得運營商的服務態度和服務制度都不盡人意。規范的管理往往取決于細節,所以服務制度有必要得到改善。建立規范合理、人性化的管理制度,不僅有利于了解到用戶需求和意見,還能從根本上提升自身的經濟效益。
(一)服務程序標準化
在統一規范的管理制度的基礎上引導服務程序,力求服務程序規范化。在標準化的服務制度的指引下,確定規范的服務程序和環節。對所有用戶一視同仁,提升工作人員的服務態度和效率。通過為服務環節制定統一的標準,不僅能提高職工的業務素質,明確職責所在,在有效的服務過程中提升自身技能,進而提高網絡公司的整體運營效率和質量。
(二)服務態度主動化
作為企業,就應本著“顧客是上帝”的原則來對待所有客戶,全心全意為民謀利,維護用戶的合法權益,將服務態度由被動變為主動。為了更好地滿足有線電視用戶的實際需求,廣電網絡公司應做到以下幾點:首先,應對電視網絡發生的突發狀況,要有系統的維修程序和規定。比如信號中斷、網絡不穩定等情況,應及時予以檢查和維修,在規定時間內完成維修任務。其次,完善服務體系,各鄉鎮設立專門的網絡服務點,負責處理有線電視網絡的業務受理、收費繳費、安裝、系統維護、用戶咨詢等工作,確保有求必應,處理及時。再次,網絡管理工作人員在與有線電視用戶的溝通過程中,態度盡量熱情友善,變被動為主動。溝通方式除了電話和網絡以外,還可以通過實地調查等方式進行,切實了解客戶需求并及時予以解決。
二、規范成本管理
廣電網絡公司作為以營利為目的的企業,只有規范成本管理,才能實現成本的最小化和利益的最大化,從而提高企業的整體經濟效益。規范成本管理應從財務管理、資產管理等方面進行。
(一)合理分布服務點
為了避免企業內部出現人多事少或人少事多的現象,應該合理安排服務部門和分布點。當前體制下,很多鄉鎮沒有網絡服務點,縣級網絡公司閑置部門人多,實際外出維修人員相對較少,應把縣級閑置人員下派到鄉鎮,設立網絡管理服務站,根據鄉鎮人口分布狀況和地形分布等因素確立鄉鎮網絡服務站的位置和規模,以免浪費不必要的人力和財力。
(二)財務管理
作為成本管理的核心內容,財務管理在企業內部的管理占有舉足輕重的地位。部分鄉鎮由于沒有網絡管理站點,在財務管理上存在各種不力,比如發票不正規、用戶消費檔案管理不到位,收支情況缺乏必要的監管,亂收費等等。為了杜絕這些現象,要從以下幾點進行完善:首先,建立規范的財務系統,保證財務正常運營。其次,讓員工積極參與到財務管理中來,為如何理財出謀劃策,使用最小的支出謀求最大利益。最后,建立合理的收費制度,定期繳費,提前催費,收費后建立真實全面的檔案。嚴格監管收費程序和費用。
(三)資產管理
企業資產以檔案形式進行管理,將責任明確到位。對有線網絡的收費情況定期進行審計和總結,分季度或者分年進行。在科學發展觀的指引下積極引進節能環保的硬件材料,以提高網絡設備的使用壽命和周期,減少不必要的維修和更換費用。此外,提高能源的利用率,特別是偏遠地帶,根據實際情況將廢棄設備回收利用,節約開支。
三、規范人事管理制度
優秀的企業領導是決定企業成敗的關鍵,所以網絡公司應該慎重選擇和聘任領導。電視網絡公司的負責人除了應具備必要的專業知識和技能以外,還要具備良好的個人素質和管理能力,并經過重重選拔之后上任,在試用期合格后方可正式上任。而鄉鎮網絡服務站應該是在技術上占優勢的管理人員,具備良好的網絡安裝和維修技能,直接服務地方電視網絡。同時,以合理的獎勵制度來促進企業的發展的電視網絡的優化,根據每個鄉鎮的運營情況優劣,予以適當的獎懲。
四、結束語
如今,作為人們日常生活必不可少的有點電視,只有在規范的管理下方能保證電視網絡的正常運行。所以,廣電網絡公司應該本著服務優良化、成本最小化和人事管理規范化的原則,對當地有線電視網絡進行有效管理。
參考文獻:
中圖分類號: TN711?34 文獻標識碼: A 文章編號: 1004?373X(2015)19?0114?03
Abstract: Regression testing means after modifying the source code, re?testing to confirm whether the discovered defect is repaired, and whether detection and modification have brought in a new bug or caused the errors in other codes which possesses a large proportion of the workload during testing procedure. The fundamental principle of neural network is analyzed, and the thought of BP algorithm is introduced into the case set selection of regression testing. The algorithm to select regression testing case package is presented. The functions which may be influenced by code modification are screened out by samples training, and the higher priority use case can be screened out. A set of regression testing strategy with high efficient and easy operation was summed up through the accumulation of testing practice.
Keywords: regression testing; testing case; neural network; BP network
0 引 言
軟件分析,設計過程中難免有各種各樣的錯誤,需要通過測試查找錯誤,以保證軟件的質量。軟件測試是由人工或計算機來執行或評價軟件的過程,驗證軟件是否滿足規定的需求或識別期望的結果和實際結果之間有無差別。大量統計資料表明,軟件測試工作量往往占軟件開發總量的40%以上。而回歸測試作為軟件生命周期的一個組成部分,在整個軟件測試過程中占有很大的工作量比重,軟件開發的各個階段都會進行多次回歸測試。在漸進和快速迭代開發中,新版本的連續使回歸測試變得更加頻繁,而在極端編程方法中,更是要求每天都進行若干次回歸測試。因此,研究回歸測試方法,盡可能地將軟件存在的問題找出來,對保證軟件質量和提升測試工作效率都是非常有意義的。
1 相關工作
1.1 回歸測試
回歸測試是指修改了舊代碼后,重新進行測試以確認修改沒有引入新的錯誤或導致其他代碼產生錯誤。對于一個軟件開發項目來說,項目的測試組在實施測試的過程中會將所開發的測試用例保存到“測試用例庫”中,并對其進行維護和管理。當得到一個軟件的基線版本時,用于基線版本測試的所有測試用例就形成了基線測試用例庫。在需要進行回歸測試時,就可以根據所選擇的回歸測試策略,從基線測試用例庫中提取合適的測試用例組成回歸測試包,通過運行回歸測試包實現回歸測試。
在軟件生命周期中,即使一個得到良好維護的測試用例庫也可能變得相當大,這使每次回歸測試都重新運行完整的測試包變得不切實際。一個完全的回歸測試包括每個基線測試用例,時間和成本約束可能阻礙運行這樣一個測試,有時測試工作不得不選擇一個縮減的回歸測試包來完成回歸測試。
1.2 相關技術的研究
測試用例的優化技術旨在以小的運行代價盡可能多地發現系統Bug。假設測試用例是能發現缺陷的;測試用例的運行效率是一樣的。測試用例的集合的選取不僅是減少用例的數目,降低用例的執行代價,也需要考慮測試覆蓋能力,即缺陷發現能力。在測試用例選擇優化的問題上,已有很多文獻對此進行了研究,如配對測試法[1]、關系樹模型[2]、蟻群模擬退火算法[3]及一些其他新的理論和方法[4?7]。
2 回歸測試用例集生成方法
2.1 基本原理
神經網絡是通過對人腦的基本單元――神經元的建模和聯接,探索模擬人腦神經系統功能的模型,并研制一種具有學習、聯想、記憶和模式識別等智能信息處理功能的人工系統。
神經網絡的一個重要特性是它能夠從環境中學習,并把學習的結果分布存儲于網絡的突觸連接中。神經網絡的學習是一個過程,在其所處環境的激勵下,相繼給網絡輸入一些樣本模式,并按照一定的規則(學習算法)調整網絡各層的權值矩陣,待網絡各層權值都收斂到一定值,學習過程結束,從而以新的方式響應環境。
2.2 BP神經網絡
Back?Propagation Network,由于其權值的調整采用反向傳播(Back Propagation)的學習算法,因此被稱為BP網絡。網絡中心思想是梯度下降法,通過梯度搜索技術,使網絡實際輸出值與期望輸出值的誤差均方值最小。網絡的學習過程是一種誤差邊向后傳播邊修正權系數的過程。一般分三層:輸入層(Input Layer),隱層(Hide Layer),輸出層(Out Layer),也可以有2層或更多個隱層。層與層之間采用全互聯方式,同一層單元之間不存在相互連接,如圖1所示。
由于神經網絡具有自學習、自組織和并行處理等特征,并具有很強的容錯能力和聯想能力,因此,神經網絡具有模式識別能力。在神經網絡識別中,根據標準的輸入輸出模式對,采用神經網絡學習算法,以標準的模式作為學習樣本進行訓練,通過學習調整神經網絡的連接權值。當訓練滿足要求后,得到知識庫,如圖2所示。
BP算法的具體步驟如下:
(1) 用小的隨機數對每一層的權值[W]初始化,以保證網絡不被大的加權輸入飽和;
(2) 計算網絡各層輸出矢量以及網絡誤差[E;]
(3) 計算各層反傳的誤差變化并計算各層權值的修正值以及新權值;
(4) 再次計算權值修正后誤差的平方和;
(5) 檢查誤差是否小于給定誤差,若是,訓練結束;否則繼續。
輸入信號[Xi]通過中間節點(隱藏層節點)作用于輸出節點,經過非線性變換,產生輸出信號[Yk,]網絡訓練的每個樣本包括輸入向量[X]和期望輸出量[t](類別),網絡輸出值[Y]和期望輸出值(真值)[t]之間的偏差,通過調整輸入節點與隱藏層節點的連接強度取值和隱藏層節點與輸出節點之間的連接強度以及閾值,使誤差沿梯度的方向下降,經過反復學習訓練,確定與最小誤差項對應的網絡參數(權值和閾值),訓練即告停止。學習樣本的數量和質量影響學習效果和學習速度。
為了訓練一個BP網絡,需要計算網絡加權輸入矢量以及網絡輸出和誤差矢量,然后求得誤差平方和。當所訓練矢量的誤差平方和小于誤差目標,訓練則停止;否則在輸出層計算誤差變化,且采用反向傳播學習規則調整權值,并重復此過程。當網絡完成訓練后,對網絡輸入一個不是訓練集合中的矢量,網絡將給出輸出結果。
2.3 回歸測試用例包選取
基于全量的測試用例庫,回歸測試包的選擇策略可遵循下述基本算法進行:
(1) 識別出軟件中被修改的部分。
(2) 從原基線測試用例庫[T]中,排除所有不再適用的測試用例,確定那些對新的軟件版本依然有效的測試用例,其結果是建立一個新的基線測試用例庫[T0。]
(3) 依據一定的策略從[T0]中選擇測試用例測試被修改的軟件。
(4) 如果必要,生成新的測試用例集[T1,]用于測試[T0]無法充分測試的軟件部分。
(5) 用[T1]執行修改后的軟件。
在上述步驟中,第(2)和第(3)步測試驗證修改是否破壞了現有的功能,第(4)和第(5)步測試驗證修改工作本身。第(3)步中,將神經網絡知識結合到測試領域,通過對樣本的學習,確認修改沒有引入新的錯誤或導致其他代碼產生錯誤。
其主要思想為:對于[q]個輸入學習樣本:[P1,P2,…,Pq,]已知與其對應的輸出樣本為:[T1,T2,…,Tq。]通過網絡的實際輸出[A1,A2,…,Aq]與目標矢量[T1,T2,…,Tq]之間的誤差來修改其權值,使[Al (l=1,2,…,q)]與期望的[Tl]盡可能地接近,使網絡輸出層的誤差平方和達到最小。
3 回歸測試實踐的優化
在項目測試過程中,不僅需要應用高新的測試技術,也要從宏觀上制定可行的測試策略,解決在有限的時間中使測試覆蓋率最優化。本文從項目實踐角度出發,提出以下的回歸測試策略:
(1) 對所有已修復Bug進行驗證;
(2) 對新增功能進行全量重點測試;
(3) 對原有功能,按優先級進行測試。基于一定的風險標準從基線測試用例庫中選擇回歸測試包。首先運行最重要、關鍵和可疑的測試,而跳過那些非關鍵、優先級別低或者高穩定的測試用例,這些用例即便可能測試到缺陷,這些缺陷的嚴重性也較低,不影響系統的功能。一般而言,測試從主要特征到次要特征。
(4) 對修復的Bug可能會引入新的Bug的功能模塊重點測試,可采用本文介紹的神經網絡進行樣本訓練和用例篩選。將回歸測試局限于被改變的模塊和它的接口上。通常,一個回歸錯誤一定涉及一個新的、修改的或刪除的代碼段。在允許的條件下,回歸測試盡可能覆蓋受到影響的部分。
(5) 如果情況允許,測試全部用例的策略是最安全的策略。但已經運行過許多次的回歸測試不太可能揭示新的錯誤,而且很多時候,由于時間、人員、設備和經費的原因,不允許選擇再測試全部用例的回歸測試策略,此時,可以選擇適當的策略進行縮減的回歸測試。
4 結 語
將神經網絡知識引入到測試領域是一個比較新的研究,本文就此方向進行了研究,并給出了實例說明。然而,BP神經網絡需要大量的樣本數據用來訓練和測試,當樣本數量不夠時,預測的誤偏差可能會較大,回歸測試開始時,由于數據樣本不足,可能會存在預測的偏差,所以下一步的研究方向將是如何克服這一問題。
參考文獻
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有線電視網絡的基本作用就在于方便用戶收視各種電視節目,在網絡發展中不能缺少光纖接入作為支持。然而實際上,寬帶光纖接入本身包含了較復雜的內容,這種類型的接入系統也具備復雜性的特征[1]。目前的狀態下,與有線電視網絡密切相關的光纖接入正在逐步獲得改進,技術改進的基本趨勢就在于雙向化改造、大規模覆蓋以及全覆蓋。由此可見,具體在推行FTTH的全過程中,作為系統設計人員有必要因地制宜,從而選擇適用于光纖接入的設計模式。在全面規劃的前提下,才能保障系統本身的穩定性以及實效性。
一、 FTTH的基本技術原理
從基本原理的角度來講,光纖到戶簡稱為FTTH,這類技術指的是把光網絡單元(ONU)安裝于住宅內部,從而讓用戶能獲得實時性的網絡信息。相比于傳統技術模式,FTTH本身具備獨特的技術優勢。這是由于,FTTH可以提供所需的帶寬,對于網絡整個的透明程度都進行了強化。與此同時,FTTH還能從根源上杜絕過高的耗電量以及環境污染,對于安裝流程與維護流程都進行了簡化。從目前的現狀來看,FTTH已經受到了很多用戶的接受,因此這種新型技術值得推廣運用[2]。
FTTH應當建立于無源光網絡的基礎上,也就是PON。相比于EPON而言,GPON表現為更強的綜合性能,這是由于GPON設置了光層指標并且建立在GEN封裝的基礎上。針對各種類型的TDN業務而言,GPON都能用來提供支持。由此可見,無源光網絡具備實時性的語言效果。從物理構件的角度來講,GPON設計了寬松度較高的物理指標。具體在進行選擇時,應當密切結合接入系統本身的特征來加以選擇。經過分析可知,FTTH有助于提供用戶所需的帶寬,與此同時也保障了網絡本身的波長透明度,確保依照特定的格式與速率來傳輸數據。
二、系統設計以及系統規劃的具體思路
從整個系統設計的角度來講,FTTH通常涉及到多樣的影響要素,其中應當包括產業鏈、性價比及其他要素。目前的狀態下,針對FTTH具體在開展設計時,設計人員通常可以選擇光纖承載、雙向寬帶信號以及有線電視信號的接入模式,在此基礎上構成了“兩纖三波”的基本系統構架。由此可知,寬帶光纖接入通常涉及到較多的規劃要點,因此在設計時應當密切結合如下的關鍵點:
(一)構建系統模型
FTTH的有線網絡應當建立于“兩纖三波”的前提下。在綜合對比的基礎上,就可以選擇與之相應的系統設計模式[3]。具體進行整個的系統設計時,作為設計人員有必要密切結合寬帶信號與有線電視信號,借助光纖來承載信號。具體來講,EPON技術應當構成寬帶光纖的前提與基礎,對此應當設計1500nm的波長。從系統構成的角度來講,系統模型應當包含光線路終端、光網絡終端以及光分配網絡的幾部分。
在各種類型的系統結構中,OLT可以用來匯聚特定格式的業務信號,依照下行傳輸的模式來完成實時性的信息傳輸。在這之后,ODN就可以匯聚ONT發送過來的網絡信號,然后轉發給各種類型的網絡。此外,光傳輸通道應當包括ONT以及OLT的兩種類型,ONT可供發送語音并且傳輸信息。
(二)系統規劃的要點
具體在設計與規劃系統時,應當選擇特定的下行波長與上行波長。依照非對稱模式來設計各種波長,通常可以選擇1310nm的下行波長以及1490nm的上行波長,上述兩種類型的波長分別對應著特定的對稱模式。在滿足傳輸距離的前提下,對于通道插入的損耗應當予以精確的計算。一般來講,光分路器在整個系統中占據了較大比例的損耗[4]。
例如:針對高檔次的居民區來講,通常可以選擇一次分光架構的集中型布置模式,對此運用的是ODN的多級分光結構,并且設計為兩級的分光級。針對單個的光纖鏈路而言,假設可以布置n個連接器,那么予以相應的維護裕量就應當與連接器的總數相符合。這種狀況下,光纖接入系統有必要滿足特定的傳輸距離。
(三)計算系統容量
計算系統容量應當區分業務模型與可用帶寬的兩部分。如果針對單個的系統接口,那么有必要考慮到可用帶寬,具體在運算時當涉及到線路速率,通常為每秒鐘1200Mbit。在各種類型的業務模型中,典型模型包括高清點播、視頻通話、標清點播以及高清電視的幾種模式。在下行業務中,幾種典型模式分別需要占據每路12M、3M、4M、3M的帶寬。如果考慮到業務滲透率,那么每個接口一般都能容納1700左右的用戶用量。
結束語:
從本質上講,光纖到戶應當構成有線電視網絡的整體趨勢。進入信息化的新時期,FTTH技術與有線電視網絡產生了密切聯系,這種現狀有助于提升城鄉居民的整體生活水準,確保運用新型的技術措施來提供優質清晰的電視信號[5]。在光纖網絡的輔助下,與有線電視相關的系統設計將會不斷健全。未來在技術實踐中,作為技術人員還需要不斷的摸索,依照因地制宜的基本思路來健全系統設計,進而服務于有線電視網絡整體質量的提升。
參考文獻:
[1]朱冬旭. 有線電視網絡FTTH寬帶光纖接入系統的設計與規劃探析[J]. 科技傳播,2014(17):226+134.
[2]李. 有線電視網絡FTTH寬帶光纖接入系統的設計與規劃探析[J]. 中國新通信,2016(22):47.
深度和全面的網絡優化成為了目前中國移動具體需求的兩個方向。在優化數據的采集來源上,網絡優化逐漸向深度擴張,由簡單手機采集向規模路測方向發展。韋再雪介紹,通過手機采集是一種比較傳統的方法,有較大程度的局限性,比如手機采集的數據多數是在道路上得到的,無法代表廣大的覆蓋范圍內的狀況。對于路測來講,如何才能選擇足以代表網絡狀況的測試路線一直是運營商關注的重點。
廣度上,網絡優化除了路測外,從協議入手進行網絡優化是目前主流的思路。據悉,利用協議交互接口過來的數據,充分將空中接口Abis/Iu-b的數據利用起來,能夠更好地為網優服務,使其優化的結果更為全面和合理。目前網管數據采集,Abis接口數據采集等方法都有對應的產品和商用。
考核優化工具的標準
無線網絡規劃需要對預測的站點和小區進行實地勘測,并配以設備廠商的系統參數,用規劃工具對網絡進行仿真預測和驗證。TD規劃過程中涉及到大量的TD-SCDMA技術,如智能天線,不同廠商的無線資源管理算法、接力切換、聯合檢測、DCA等。3G系統優化中主要修改的系統參數主要有導頻功率參數、功率參數、接入參數和切換參數四類,這些不同于GSM系統的優化需求都是擺在優化服務提供商面前的指標。
目前中國移動也開始關注自主研發的網絡規劃優化工具或考慮用第三方的工具。北京郵電大學韋再雪博士表示,由于網絡優化需要結合各個設備供應商的具體設備參數,因此中國移動在選擇網絡規劃服務提供商的時候,主要看重的是他們的規劃優化的工具是否具有自主的知識產權,是否自己掌握相關技術,是否與國內設備供應商保持著緊密合作。據記者了解,具有自主知識產權的國產規劃軟件已順利地被眾多的設備廠商、規劃設計院和運營商選用。