GSM移動(dòng)通信網(wǎng)容量解決方案

1、GSM 移動(dòng)通信網(wǎng)容量解決方案GSM 移動(dòng)通信網(wǎng)容量解決方案鮑鋒在 GSM 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期， 用戶數(shù)有限， 只需配置少量的基站及較小 的站型即可滿足網(wǎng)絡(luò)容量的需求，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)涉及的要緊矛盾在于覆蓋咨詢 題。隨著用戶數(shù)量的增加，新業(yè)務(wù)的推廣，小區(qū)擁塞現(xiàn)象日益嚴(yán)峻，網(wǎng)絡(luò) 質(zhì)量持續(xù)受到?jīng)_擊，因此運(yùn)營(yíng)部門不得不進(jìn)行一期又一期的括容工程，持 續(xù)增加基站，縮小站距。然而這種擴(kuò)容方法不管從成本上依舊從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 上講都不可能無止無盡。因此，室內(nèi) /熱點(diǎn)解決方案、緊密頻率復(fù)用、半速 率語(yǔ)音編碼及雙頻等擴(kuò)容方法應(yīng)運(yùn)而生。其中，半速率技術(shù)目前還不是專 門成熟，專門少采納。 GSM 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、優(yōu)化和擴(kuò)容的一樣步驟如圖 1

2、所示。圖1 GSM網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、優(yōu)化與擴(kuò)容流程本文結(jié)合華為GSM設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)，介紹幾種常用的網(wǎng)絡(luò)增容手 段。一、提升頻譜利用率方案跳頻技術(shù)跳頻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)GSM系統(tǒng)頻率的緊密復(fù)用，從而為大幅度提升 網(wǎng)絡(luò)容量提供了便利條件。跳頻的頻率分集成效改善了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和話音質(zhì) 量，跳頻的干擾分集成效可方便地實(shí)現(xiàn) MRP、1X 3、1X1等緊密頻率復(fù)用 方案。目前，華為GSM設(shè)備對(duì)跳頻的基帶跳頻和合成器跳頻兩種方式均予 以全面支持，且數(shù)據(jù)配置簡(jiǎn)單，實(shí)施快捷。在1X 3復(fù)用方式下，RF-Load可達(dá)50%,在1X 1復(fù)用方式下，RF-Load可達(dá)16.7%,采納MRP方案，平 均頻率復(fù)用度可達(dá)7-8。具體方案如下

3、：假設(shè)頻率資源為10MHz，共50個(gè)頻點(diǎn)。1X 3方案:BCCH：12 個(gè)頻點(diǎn)；TCH :分成三個(gè)頻率組，每組12個(gè)頻點(diǎn);在RF-Load=50%情形下，可實(shí)現(xiàn)最大站型為：S7/7/7； 剩余 2 個(gè)頻點(diǎn)預(yù)留微蜂窩或網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)調(diào)整。1X 1方案:BCCH: 12 個(gè)頻點(diǎn);TCH :分為一個(gè)頻率組，分配36個(gè)頻點(diǎn);在RF-Load=16.7%情形下，可實(shí)現(xiàn)最大站型為：S7/7/7;剩余 2 個(gè)頻點(diǎn)預(yù)留給微蜂窩或網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)調(diào)整。MRP 方案: 平均復(fù)用度為 8;BCCH: 12 個(gè)頻點(diǎn);TCH1-TCH5: 12/8/6/6/4;可實(shí)現(xiàn)最大站型: S6/6/6;剩余 2 個(gè)頻點(diǎn)預(yù)留給微蜂窩或網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)調(diào)

4、整。-同心圓技術(shù)本方案通過設(shè)定有關(guān)參數(shù)及發(fā)射功率將一個(gè)小區(qū)分成內(nèi)、外兩個(gè)同心 小區(qū)，如圖2所示。圖2同心圓擴(kuò)容技術(shù)MS1能夠使用內(nèi)外小區(qū)所有頻點(diǎn)（f1 , f2）, MS2只能夠使用外小 區(qū)頻點(diǎn)（f2）,只有一個(gè)BCCH頻點(diǎn)，分配在外小區(qū)，內(nèi)小區(qū)只有 TCH頻 點(diǎn)。3所示。C1值高，11值低，相應(yīng)的C1/1X 3、2X 3、3X 3等，從上述情圖3同心圓擴(kuò)容技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)干擾分析手機(jī)在內(nèi)小區(qū)覆蓋范疇內(nèi)接收到的11也大。因此，f1可采納較高復(fù)用度，如形能夠看出內(nèi)小區(qū)能夠分配較多載頻，從而實(shí)現(xiàn)增大站型，增加網(wǎng)絡(luò)容量 的目的。此方案無需專門的硬件支持，是一種低成本、高效率的網(wǎng)絡(luò)增容 方案，具有網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、

5、優(yōu)化簡(jiǎn)單靈活的特點(diǎn)。下面舉例講明同心圓頻率規(guī) 劃的具體實(shí)施方法。假設(shè)頻率資源為10MHz，共50個(gè)頻點(diǎn)。內(nèi)小區(qū)：分配 12 個(gè)載頻，頻率復(fù)用度為 6，配置 2/2/2；外小區(qū)： BCCH：12 頻點(diǎn)，復(fù)用度 12，配置 1/1/1；TCH：24 個(gè)頻點(diǎn)，復(fù)用度 8，配置 3/3/3；站型總配置 =內(nèi)小區(qū)+外小區(qū) =2/2/2+1/1/1+3/3/3=6/6/6；剩余 2 個(gè)頻點(diǎn)備留，供微蜂窩或網(wǎng)絡(luò)調(diào)整頻點(diǎn)。二、室內(nèi)、熱點(diǎn)解決方案由于 GSM 系統(tǒng)終端具有移動(dòng)性， 因此其話務(wù)分布極不均衡， 網(wǎng)絡(luò) 在商場(chǎng)、寫字樓、酒店、賓館、機(jī)場(chǎng)、車站、商業(yè)區(qū)和娛樂場(chǎng)等場(chǎng)所存在 話務(wù)熱點(diǎn)，如何有針對(duì)性的吸取這些熱

6、點(diǎn)的話務(wù)，對(duì)緩解宏蜂窩小區(qū)話務(wù) 壓力，提升網(wǎng)絡(luò)容量和質(zhì)量起著專門重要的作用。目前，最常用的室內(nèi)與熱點(diǎn)解決方案要緊包括微蜂窩、直放站、分布式天線、泄露電纜等，各種解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較如表 1 所示。優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 使用場(chǎng)合微蜂窩安裝方便、適應(yīng)性廣、規(guī)劃簡(jiǎn)單、靈活 必須精確定位話務(wù)熱點(diǎn)和覆蓋盲區(qū) 室內(nèi)外熱點(diǎn)，宏蜂窩覆蓋盲區(qū)直放站低成本、無需傳輸、技術(shù)成熟、高效 無絕對(duì)容量增加、收發(fā)天線要充分隔離、放大噪聲 地下車庫(kù)等封閉性場(chǎng)所分布式天線信號(hào)平均、覆蓋面廣、施工快捷 有時(shí)需要功分器、投資較大、系統(tǒng)設(shè)計(jì)困難 大型商場(chǎng)、高層建筑、賓館、大型公司泄露電纜支持多頻段、多系統(tǒng) 成本高、安裝困難、工期長(zhǎng) 隧道、地鐵

7、、建筑物走廊等表 1 幾種常見的室內(nèi)與熱點(diǎn)擴(kuò)容方案性能比較上述幾種解決方案在具體實(shí)施前，需認(rèn)真分析以下幾個(gè)方面的因素：1、正確的話務(wù)推測(cè)；2、室內(nèi)無線傳播特性分析;3、建筑物結(jié)構(gòu)的充分研究;4、系統(tǒng)參數(shù)的正確設(shè)定;對(duì)室內(nèi)及熱點(diǎn)解決方案來講，最重要的一點(diǎn)確實(shí)是要在保證覆蓋 的基礎(chǔ)上，最大可能地提升網(wǎng)絡(luò)容量和質(zhì)量，圖 4為一個(gè)典型的例子。單小區(qū)方案1.2MHz 帶寬，6TRX/小區(qū) 50mErl/用戶，2%擁塞率-頻率無復(fù)用-a）三層樓情形36Erl約720用戶-b）十層樓情形36Erl約720用戶名店區(qū)方1.2MHz 帶寬-50mErl/用戶，2%擁塞率-頻率復(fù)用情形如圖所示-a）三層樓情形27

8、Erl約540用戶-b）十層樓情形90Erl約1800用戶由上面分析能夠看出，不同的解決方案其成效不盡相同，規(guī)劃時(shí)應(yīng)認(rèn) 真分析，從而提升增容成效。三、雙頻網(wǎng)解決方案雙頻解決方案實(shí)質(zhì)上是通過新建 GSM1800網(wǎng)絡(luò)，使新建的GSM1 800網(wǎng)絡(luò)充分吸取雙頻手機(jī)用戶，緩解 GSM900網(wǎng)絡(luò)話務(wù)量，從而達(dá)到增 加網(wǎng)絡(luò)容量的目的。目前，華為提供全套雙頻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)雙頻兼容，支持 增強(qiáng)型速率編碼，其基站設(shè)備 M900和M1800可共用MSC/VLR、HLR、B SC、SMC/VMS等設(shè)備，組網(wǎng)方式靈活。目前，要緊雙頻實(shí)施策略如圖5所示。城市市區(qū)郊區(qū)圖5雙頻網(wǎng)實(shí)施策略對(duì)雙頻網(wǎng)來講，高效的雙頻配合對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和

9、有效的雙頻話務(wù)吸取成效至關(guān)重要，為此GSM1800必須能在覆蓋范疇內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全連續(xù)的室內(nèi) 覆蓋。然而由于1800網(wǎng)絡(luò)信號(hào)損耗較GSM900系統(tǒng)大得多，因此，若想在 目前的網(wǎng)絡(luò)上盡量少增加新基站，而通過共站址建設(shè)的方法實(shí)現(xiàn)GSM1800連續(xù)覆蓋，必須采取一些補(bǔ)償措施。大、中都市市區(qū)GSM900覆蓋現(xiàn)狀如下: 站間距400-1000米;天線傾角較大，天線增益一樣為15dBi ；大部分 BTS 未滿功率發(fā)射；如此就為 GSM1800 共站址建設(shè)提供了有利條件。在上述條件下， 共站址建設(shè)可依情形采取如下補(bǔ)償措施： GSM1800 系統(tǒng)采納高增益天線 （18dBi）； 增大 BTS 發(fā)射功率（華為 BTS

10、：MAX. 40W）； 適當(dāng)減小天線 下傾角； 采納 GSM1800 微蜂窩提供深度室內(nèi)覆蓋。實(shí)踐證明，大部分情形下通過共站址建設(shè)實(shí)現(xiàn) GSM1800 連續(xù)覆蓋 是完全可能的。如此一來，一方面有效地降低了增容成本，另一方面，新 建 GSM1800 系統(tǒng)能有效地吸取雙頻話務(wù)，緩解 GSM900 系統(tǒng)話務(wù)壓力。另外，在具體的話務(wù)引導(dǎo)上， 華為 GSM 設(shè)備支持一系列話務(wù)引導(dǎo) 技術(shù)，能夠有效地將雙頻手機(jī)用戶吸取到 GSM1800 網(wǎng)絡(luò)上，并在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展 到適當(dāng)時(shí)候，有效實(shí)現(xiàn)話務(wù)均衡。這些措施要緊有：小區(qū)選擇和小區(qū)重選； 小區(qū)分層分級(jí)不； 直截了當(dāng)重試； 話務(wù)負(fù)荷切換； 共 MSC/BSC 調(diào)整； 快速

11、移動(dòng)切換。下面以 M1800 系統(tǒng)在福建云霄雙頻網(wǎng)絡(luò)的成功應(yīng)用為例講明雙頻 網(wǎng)的擴(kuò)容方案，云霄 M1800 基站分布如圖 6 所示。*3或業(yè) 0,583 km =O-5B3 km rj圖6云霄M1800基站分布圖云霄市區(qū)樓宇平均高5層,20-25米之間，天線增益為 18.5dBi， 試圖。M1800基站功率為40W，基站高度在 平均站距600米。圖7為小區(qū)重選測(cè)523SZ3 釘iSi1;5并B料車址57 537 537S42酗3052SS素書局5M143fi4PS4flWH圖7云霄小區(qū)重選測(cè)試示意圖由圖7能夠看出，手機(jī)在雙頻覆蓋區(qū)內(nèi)進(jìn)行小區(qū)重選時(shí)，雙頻手 機(jī)大多數(shù)重選在GSM1800系統(tǒng)上，并

12、盡可能保持在該系統(tǒng)上，以便在GSM1800系統(tǒng)建立通話。圖8分不為話音質(zhì)量及信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果。匚M2備対& _沁h(yuǎn) fijrM：33ITorL, r.7 210)a G柚血Q)S他揃1Lil) 4(0 on倒 3iff jsnM)* iW 5518)1,廠1tl詢崗11c b(M 4q込)1jLlr、云霄話音質(zhì)量與信號(hào)質(zhì)量的測(cè)試結(jié)果由圖8可看出，在測(cè)試路線上，絕大部分GSM1800接收信號(hào)電平和質(zhì)量良好，講明在上述的基站分布情形下,GSM系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)良好的覆蓋目的。圖9是云霄雙頻網(wǎng)切換情形示意圖。k4lJtff1；1EFranc MUTWOLm 11 口 H INTnK ing#Ct s

13、$iM： zjiMeJJWU拘 BinMl輸CH Wfn4uiIC比 fiW5CH； 41W亦r裁5Etale; UfFR gdid me -54RAsue竝冃g(shù) 4亍1wIU.LV JUfucr 2ftxOiJd: Dz；iau他QRJlLM ifFHUshdSw MiMinU：KOI&39I CHPttl帥MCpf41仏豳*SBHCeW35PCrtJ甜PKrfc3D9云霄雙頻網(wǎng)的呼叫切換測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)手機(jī)在 GSM1800系統(tǒng)覆蓋范疇內(nèi)的GSM1800小區(qū)建立通話后，雙頻手機(jī)差不多保持在GSM1800系統(tǒng)，并進(jìn)行1800-18 00系統(tǒng)切換。若手機(jī)通話建立在GSM900小區(qū)，在保證通話質(zhì)

14、量的前提下,手機(jī)會(huì)被優(yōu)先切換到GSM1800小區(qū)，只有在GSM1800覆蓋成效專門差,無法保證通話質(zhì)量時(shí)，才會(huì)切換到GSM900小區(qū)。圖10是使用路測(cè)工具采集到的一個(gè)1800-1800切換實(shí)例HlI ICCllHhR iCW H 5T751TipSni-RKL:.JI1*JEWMmeTmc 1T：m4Ct 24SS JJSIUleft flflfl 代s fEft tnSIM： 324TIU.LJUt aW9CN： 41曲C； UHhI fhc .54j *HfOt W! rw；u h -I RMiM afwtCM w:njd HC1 Ctaccti &3947 -餐Stu靈Ks?TCH WF

15、Ci7HCeWnCr圖10路測(cè)工具采集的18001800切換數(shù)據(jù)圖10表明，當(dāng)服務(wù)小區(qū)為BCCH=527時(shí)，盡管現(xiàn)在第一鄰小區(qū)為GSM900小區(qū)，但由于存在一個(gè)1800鄰小區(qū)（BCCH=539）也能滿足鄰小區(qū)條件，故通話從BCCH=527的小區(qū)切換到了 BCCH=539的小區(qū)，實(shí)現(xiàn)了GSM1800話務(wù)吸取的目的。圖11是路測(cè)過程采集到的GSM1800系統(tǒng)到GSM900系統(tǒng)的切換實(shí)例。HlRy 0JMDiiS?hKWIffCnlA対illfl*U牡441H圖11路測(cè)采集的GSM900到GSM1800的切換數(shù)據(jù)圖11講明當(dāng)GSM1800服務(wù)小區(qū)的鄰小區(qū)中沒有滿足要求的 GSM1800小區(qū)時(shí)，才會(huì)發(fā)

16、生 GSM1800小區(qū)到GSM900小區(qū)的切換。一個(gè)好的雙頻網(wǎng)應(yīng)盡量幸免這種切換。圖12是路測(cè)中采集到的GSM900系統(tǒng)到GSM1800系統(tǒng)切換實(shí)例。KcN flCOIhkii -rcM 5 an-50rn-：iij 1.xir aa UHL 7溯1ICFt Mrv. 7ffft a%BSC： 53RkIlk _41RkOliH naiat M(heff NKi.-eHZCN yza 69ICMa*MNTlW3)的/I：355?77nCMI 空 a hK 癢Uhr AIMV5、,f圖12路測(cè)采樣的GSM900到GSM1800的切換數(shù)據(jù)在雙頻配合時(shí)期，900-1800切換要緊為傘狀切換。利用傘狀切換,GSM1800網(wǎng)絡(luò)能夠吸取GSM900雙頻用戶。圖12講明，當(dāng)服務(wù)小區(qū)為 GSM900小區(qū)時(shí)，盡管信號(hào)專門好，且其最強(qiáng)鄰小區(qū)也為GSM900小區(qū)，然而由于存在GSM1800