EGPRS技術(shù)特點(diǎn)及建網(wǎng)中的典型問題研究

1、EGPRS技術(shù)特點(diǎn)及建網(wǎng)中的典型問題研究刁兆坤 內(nèi)容提要：該文結(jié)合EGPRS系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)就EGPRS建網(wǎng)中的典型問題進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對(duì)建網(wǎng)后對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的影響及存在問題進(jìn)行了分析和討論。 一、 概論近年來，我國(guó)EGPRS應(yīng)用正日益引起人們的關(guān)注，其應(yīng)用背景主要是：中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通在2G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面的競(jìng)爭(zhēng)，由于GPRS承載速率明顯低于CDMA 1X，中國(guó)聯(lián)通推出的基于CDMA 1X“互動(dòng)視界”等高速無線上網(wǎng)業(yè)務(wù)，使中國(guó)移動(dòng)基于GPRS的WAP等業(yè)務(wù)陷入了僵局，“互動(dòng)視界”僅三個(gè)月就發(fā)展了300萬用戶，幾乎是“移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)”兩年的業(yè)績(jī)。為了應(yīng)對(duì)CDMA 1X的競(jìng)爭(zhēng)壓力，中國(guó)移動(dòng)從2004年開始考慮

2、在GSM網(wǎng)絡(luò)上引入EGPRS。EGPRS是一種從GSM到3G的過渡技術(shù)，主要是在GSM系統(tǒng)中采用了新的調(diào)制和編碼方式，即最先進(jìn)的多時(shí)隙操作和8PSK調(diào)制技術(shù)。理論上EGPRS單時(shí)隙提供的數(shù)據(jù)速率是GPRS的4倍。如果捆綁使用8個(gè)時(shí)隙，最大數(shù)據(jù)速率可達(dá)473kbit/s。由于8PSK可將現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)采用的GMSK調(diào)制技術(shù)的信號(hào)空間從2擴(kuò)展到8，從而使每個(gè)符號(hào)所包含的信息是原來的4倍。這種速率可支持如：互聯(lián)網(wǎng)瀏覽、視頻電話會(huì)議和高速電子郵件等多種業(yè)務(wù)，即在3G網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化之前為用戶提供多媒體通信。二、 EGPRS技術(shù)特點(diǎn)      EGPRS無線接口主要參數(shù)

3、如圖1所示：圖1 EGPRS無線接口主要參數(shù)EGPRS的目的是為了在現(xiàn)有蜂窩系統(tǒng)中提供更高的比特率。為了提高總的比特率，引入了多電平調(diào)制方式（8-PSK調(diào)制）。它能提供更高的比特率和頻譜效率。GSM系統(tǒng)中使用的GMSK的調(diào)制方式也是EGPRS的調(diào)制方式的一部分。兩種調(diào)制方式的符號(hào)率都是271kbit/s，因此，每時(shí)隙的總比特率分別為22.8kbit/s(GMSK)和69.6 kbit/s (8-PSK) 。8-PSK 用于用戶的數(shù)據(jù)信道，GMSK調(diào)制用于GPRS的200kHz載波上的所有控制信道。最小移頻鍵控（MSK）是保持相位連續(xù)，一種調(diào)制指數(shù)的特殊頻率鍵控形式。GMSK的調(diào)制方式是高斯最小

4、移頻鍵控，是在最小移頻鍵控（MSK）之前加了高斯濾波器的一種調(diào)制方式。由于MSK頻帶利用優(yōu)于FSK，也稍優(yōu)于2PSK，它的抗噪聲性能相當(dāng)于2PSK，而且它的同步恢復(fù)也比較方便，因此，MSK方式得到了廣泛重視和應(yīng)用。對(duì)于EGPRS，采用了頻譜利用率更高的8PSK調(diào)擇方式，8PSK頻譜利用率為2PSK的3倍，其移相鍵控信號(hào)矢量與2PSK、4PSK的對(duì)比如圖2所示：圖2 EGPRS移相鍵控信號(hào)矢量與2PSK、4PSK的對(duì)比圖8-PSK的調(diào)制方式不同于GMSK（恒定的）調(diào)制方式。從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的角度看，具備EGPRS功能的收發(fā)信機(jī)必須與標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)信機(jī)相一致，即EGPRS收發(fā)信機(jī)的性能應(yīng)該滿足發(fā)送頻譜和熱耗

5、的要求，當(dāng)高功率的EGPRS收發(fā)信機(jī)在發(fā)送一8-PSK的信號(hào)時(shí)，必須降低其平均發(fā)射功率，即比采用GMSK調(diào)制方式時(shí)的平均功率降低2dB5dB。EGPRS的物理層的許多參數(shù)與GSM相同。載波間隔為200kHz，時(shí)隙結(jié)構(gòu)也與GSM相同。在TDMA系統(tǒng)中，所有的數(shù)據(jù)都是以突發(fā)的形式發(fā)送的，因此也可以認(rèn)為是一個(gè)個(gè)的小“數(shù)據(jù)包”。這些業(yè)務(wù)的特性由無線資源分配方式來決定，可以是分配給連續(xù)的使用，也可以是按需分配。顯然，采用按需分配方式時(shí)無線資源利用率要高得多。當(dāng)然，盡管EGPRS使用了GSM的載頻帶寬和時(shí)隙結(jié)構(gòu)，但并不意味著它僅限于用在GSM系統(tǒng)中。相反，它是一個(gè)通用的空中接口，可以高效地提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

6、。三、 EGPRS與GPRS、CDMA 1X的比較EGPRS 載頻支持GPRS和話音，每個(gè)載頻的容量可以根據(jù)話音/GPRS/EGPRS的不同容量要求進(jìn)行分配共享。EGPRS的抗干擾能力比GPRS低，對(duì)現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化有利于EGPRS數(shù)據(jù)速率的提高。EGPRS MCS9對(duì)C/I要求比CS4高，同等C/I條件下，EGPRS的速率較CS3/4更高。CDMA 1X系統(tǒng)采取碼分多址方式，一個(gè)載頻帶寬為1.228MHz，手機(jī)在一般無線環(huán)境下速率可以到達(dá)120kbps左右。GSM/EGPRS是時(shí)分系統(tǒng)，一個(gè)載頻帶寬為200kHz。實(shí)際數(shù)據(jù)速率與手機(jī)時(shí)隙捆綁能力（目前終端最大支持4個(gè)下行時(shí)隙或2個(gè)上行時(shí)隙

7、捆綁）和小區(qū)無線環(huán)境有關(guān)，在經(jīng)過優(yōu)化的無線環(huán)境下，小區(qū)的特定范圍內(nèi)可提供與1X相當(dāng)?shù)乃俾?。?顯示了三種網(wǎng)絡(luò)能提供的理論下載速度和目前的實(shí)測(cè)速度，其中GPRS CS4 是8時(shí)隙下行理論速度是171kbps；EGPRS MCS9終端支持4個(gè)下行時(shí)隙的理論速度列為236kbps；如果是支持8時(shí)隙的終端，則其理論速度可達(dá)473kbps。表1 EGPRS與GPRS、CDMA 1X理論傳輸速度與實(shí)測(cè)速度對(duì)比網(wǎng)絡(luò)類型下行理論速度下行實(shí)測(cè)速度GPRS CS4171kbps70kbps左右EGPRS MCS9236kbps170kbps左右CDMA1X153.6kbps120kbps左右四、 EGPRS建網(wǎng)中

8、的典型問題研究1. EGPRS的覆蓋區(qū)域設(shè)計(jì)EGPRS網(wǎng)絡(luò)與GPRS網(wǎng)絡(luò)是基于同一個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，但EGPRS與GPRS相比在應(yīng)用場(chǎng)合上不一樣：GPRS提供的是中低速率的服務(wù)，適合對(duì)數(shù)據(jù)速率要求不高的地區(qū)；EGPRS提供的是中高速率的服務(wù)，適合對(duì)數(shù)據(jù)速率要求較高或數(shù)據(jù)吞吐量較大的地區(qū)。在EGPRS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期，著重考慮有潛在EGPRS業(yè)務(wù)需求的地區(qū)，例如城市市區(qū)、大中型企業(yè)、高校、機(jī)場(chǎng)、中大型車站、熱點(diǎn)基站小區(qū)等；在建設(shè)中期，可以根據(jù)各個(gè)地區(qū)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況，做統(tǒng)計(jì)分析，逐步由中心向周邊擴(kuò)展。EGPRS的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的市場(chǎng)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略而言，從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃角度看，除了考慮原有GRPS用戶的增長(zhǎng)

9、情況外，還要留意的是EGPRS引入后對(duì)網(wǎng)絡(luò)變化的影響，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)未來13年的GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋有通盤考慮。具體而言，對(duì)EGPRS的覆蓋區(qū)域設(shè)計(jì)策略可以考慮分為三個(gè)步驟來考慮：第一步，EGPRS部署的初級(jí)目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)城市和密集市區(qū)的基本連續(xù)覆蓋。通過對(duì)一定比例的小區(qū)開啟EGPRS功能，初期開啟EGPRS和GPRS共用信道，未來將考慮使用NCCR功能（網(wǎng)絡(luò)控制的小區(qū)重選功能）提高覆蓋能力。NCCR功能將終端切換到更合適的小區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)更快更好的小區(qū)重選，提升了GPRS/EGPRS用戶的服務(wù)質(zhì)量。第二步，EGPRS部署的中級(jí)目標(biāo)，完成超過90%城區(qū)的小區(qū)開啟EGPRS功能，對(duì)于熱點(diǎn)地區(qū)開啟E

10、GPRS專用載頻。EGPRS和GPRS共用信道，逐步啟用NCCR功能，提升深度覆蓋性能，逐步加強(qiáng)優(yōu)化工作，保證較高的網(wǎng)絡(luò)性能。第三步，EGPRS部署的高級(jí)目標(biāo)，即需要覆蓋的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全覆蓋，EGPRS和GPRS共用信道，熱點(diǎn)地區(qū)EGPRS開啟專用EGPRS載頻，在保證第二步網(wǎng)絡(luò)性能的基礎(chǔ)上，全面提升覆蓋區(qū)的EGPRS網(wǎng)絡(luò)性能。2EGPRS的頻率規(guī)劃EGPRS的技術(shù)特點(diǎn)決定了EGPRS在只有干擾較小的無線環(huán)境里，才能支持高速率的數(shù)據(jù)傳輸，充分發(fā)揮EGPRS的優(yōu)勢(shì)，也就是說對(duì)頻率規(guī)劃質(zhì)量的要求更高了；同時(shí)，EGPRS網(wǎng)絡(luò)是基于GSM網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，與GSM的語音業(yè)務(wù)、GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共用現(xiàn)有GSM頻率資源

11、。在做頻率規(guī)劃的時(shí)候有如下原則：（1）不影響現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)基本語音業(yè)務(wù)。（2）盡量減少網(wǎng)內(nèi)頻率干擾。（3）和GSM網(wǎng)絡(luò)頻率規(guī)劃綜合考慮。（4）若使用GSM網(wǎng)頻點(diǎn)分配中的BCCH頻點(diǎn)，需要和不使用比較孰優(yōu)孰劣。（5）在允許的情況下，開通EGPRS的小區(qū)不單獨(dú)分配一個(gè)頻點(diǎn)，而與語音業(yè)務(wù)共用頻點(diǎn)。在做頻點(diǎn)規(guī)劃的時(shí)候，還需要針對(duì)不同廠家的設(shè)備，進(jìn)行特殊考慮，例如有的廠家設(shè)備不能將EGPRS業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)共用一個(gè)頻點(diǎn)。在EGPRS無線網(wǎng)絡(luò)中，越高的數(shù)據(jù)速率需要越強(qiáng)的C/I，也就是抗干擾的能力越弱。為獲得較好的性能，至少能達(dá)到MCS5編碼速率，通常要求有15dB以上的載干比。寬松的復(fù)用模式意味著較小的干

12、擾，但是需要更寬的頻帶，頻譜利用率會(huì)下降。如果將PDCH配置在BCCH頻點(diǎn)上，或者進(jìn)行獨(dú)立的頻率規(guī)劃，理論上在上下行方向沒有新增干擾，但前者在BCCH沒有備份載頻的情況下無法提供足夠安全性，后者對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬產(chǎn)生浪費(fèi)。3. EGPRS時(shí)隙配置現(xiàn)網(wǎng)既要考慮能提供較高質(zhì)量的GPRS業(yè)務(wù)，保持GPRS業(yè)務(wù)的良好增長(zhǎng)，還要考慮在開啟EGPRS之后會(huì)進(jìn)一步增加靜態(tài)信道數(shù)。l 時(shí)隙總數(shù)：時(shí)隙總數(shù)為靜態(tài)時(shí)隙數(shù)和動(dòng)態(tài)時(shí)隙數(shù)之和。普通小區(qū)可按照4個(gè)左右時(shí)隙配置，對(duì)于少數(shù)數(shù)據(jù)重點(diǎn)保障或熱點(diǎn)小區(qū)，可以配置到8個(gè)時(shí)隙。此部分小區(qū)可由各個(gè)地區(qū)結(jié)合實(shí)際確定；l 靜態(tài)時(shí)隙數(shù)：建設(shè)方案中的取值參考當(dāng)前小區(qū)忙時(shí)PDCH占用數(shù)設(shè)置。

13、工程后根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展和信道占用和擁塞情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。4. EGPRS信道配置（1）采用EGPRS相對(duì)優(yōu)先策略：l EGPRS信道設(shè)置為相對(duì)優(yōu)選信道；l GPRS業(yè)務(wù)可以占用EGPRS信道，如果有EGPRS用戶登陸，GPRS業(yè)務(wù)能夠遷徙出EGPRS信道。（2）EGPRS信道占用頻點(diǎn)選擇：在初期要根據(jù)開通區(qū)域范圍，考慮使用非BCCH頻點(diǎn)或者BCCH頻點(diǎn)。5.基站Abis口數(shù)量引入EGPRS后一般會(huì)增加12個(gè)E1的傳輸鏈路，現(xiàn)有基站傳輸主要滿足的是話音業(yè)務(wù)和中低速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在采用信令壓縮的時(shí)候，1個(gè)E1能滿足12個(gè)TRX，不采用信令壓縮的時(shí)候，能滿足10個(gè)TRX，引入EGPRS以后，建議采用非信令

14、壓縮的方式傳輸。各廠家的設(shè)備對(duì)Abis的傳輸需求可能有不同的算法，主要的區(qū)別在于PD C H對(duì)64K時(shí)隙的利用率、信令上，和語音相結(jié)合計(jì)算基站的Abis口需求。典型計(jì)算公式如下：基站E1數(shù)=ROUNDUP(話音時(shí)隙*1/4+EDGE時(shí)隙數(shù)*3/4+C3C4時(shí)隙數(shù)*1/2+n個(gè)RSL)/30)。五、 EGPRS建網(wǎng)后存在的主要問題分析1、EGPRS開啟對(duì)現(xiàn)網(wǎng)容量的影響因?yàn)橹С諩GPRS的信道將同樣適用于標(biāo)準(zhǔn)的2G業(yè)務(wù)，而且EGPRS、GPRS和GSM業(yè)務(wù)之間不需要固定的信道分配。引入EGPRS后，基站將有兩種收發(fā)信機(jī)，即標(biāo)準(zhǔn)GSM收發(fā)信機(jī)和EGPRS收發(fā)信機(jī)，每個(gè)物理信道（時(shí)隙）都可以看成是以下

15、幾種信道：A. GSM語音和電路交換數(shù)據(jù)(CSD)；B. GSM分組數(shù)據(jù)(GPRS)；C.分組數(shù)據(jù)(GPRS和EGPRS)。標(biāo)準(zhǔn)的GSM收發(fā)信機(jī)只支持上面前兩種信道類型，而EGPRS則支持所有種類的信道。物理信道可以根據(jù)需要在基站動(dòng)態(tài)定義，例如，如有許多語音用戶正在通話，就需增加第一種信道的數(shù)量，但這會(huì)減少GPRS和EGPRS信道的數(shù)量。因此要強(qiáng)調(diào)的是，為了避免把信道分成靜態(tài)組合，信道的管理過程應(yīng)該是自動(dòng)的。如果將信道分成靜態(tài)的組合的話，不但會(huì)嚴(yán)重降低信道的利用率，還會(huì)使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商同對(duì)一個(gè)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的分組問題。從運(yùn)營(yíng)商角度看，以上的結(jié)論將使之能夠無縫地推出新的EGPRS業(yè)務(wù)，支持EGPRS的基

16、站硬件的部署可以成為普通的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和提高容量的一部分。這樣來看，引入EGPRS后對(duì)話音容量沒有任何不利的影響，對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說，EGPRS與GPRS系統(tǒng)之間的切換所帶來的額外開銷相比較引入EGPRS所帶來的傳輸速率的提高所帶來的容量的提升這兩點(diǎn)相加到底是增量還是減量還需要由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來得出。下面，我們同樣分情況來討論一下不同策略下的影響程度。（1） 新開辟頻點(diǎn)引入EGPRS信道以上所指的引入EGPRS后對(duì)話音容量沒有任何不利的影響是指不新開辟頻點(diǎn)的情況下，如果新開辟頻點(diǎn)來作為EGPRS的專有頻點(diǎn)，則這些頻點(diǎn)的復(fù)用度要比TCH頻點(diǎn)的復(fù)用度小。如果在不加大當(dāng)前TCH頻點(diǎn)復(fù)用度的情況下規(guī)劃新的復(fù)用度大

17、的EGPRS頻點(diǎn)，則每個(gè)小區(qū)所能配置的最大載頻數(shù)必定要比開辟EGPRS頻點(diǎn)之前所能配置的最大載頻數(shù)要少，這樣在基站密度不是很高的地區(qū)很可能造成極限配置無法滿足話務(wù)量需求的現(xiàn)象，從而影響了網(wǎng)絡(luò)容量。（2） 在BCCH頻點(diǎn)引入EGPRS信道這樣雖然不會(huì)出現(xiàn)影響話音容量，但是這種配置方法確會(huì)影響EGPRS系統(tǒng)的容量，因?yàn)橹挥?個(gè)頻點(diǎn)可供EGPRS使用。2、EGPRS開啟對(duì)現(xiàn)網(wǎng)質(zhì)量的影響我們分情況來討論一下不同策略下的影響程度：（1） 新開辟頻點(diǎn)引入EGPRS信道這樣可以開通跳頻的功能，從而可以帶來跳頻增益。但這樣的弊端也是顯而易見的：需要重新進(jìn)行對(duì)全網(wǎng)的頻率規(guī)劃，且規(guī)劃難度增加；EGPRS頻點(diǎn)的復(fù)用

18、程度也不夠小，無法獲得更好的載干比；造成TCH頻點(diǎn)的復(fù)用度更大，從而造成全網(wǎng)干擾的提升，整網(wǎng)質(zhì)量的下降。（2） 在BCCH頻點(diǎn)引入EGPRS信道因?yàn)锽CCH信道所在的頻點(diǎn)的無線環(huán)境要優(yōu)于TCH信道所在的頻點(diǎn)（因?yàn)锽CCH頻點(diǎn)的復(fù)用方式要寬松許多），所以EGPRS可以從BCCH頻點(diǎn)得到更高的載干比。反之，因?yàn)锽CCH頻點(diǎn)的相互隔離度比較大，引入EGPRS信道后對(duì)鄰頻以及同頻的干擾也幾乎可以忽略。又因?yàn)闊o需重新進(jìn)行頻率規(guī)劃，即省事也對(duì)全網(wǎng)也沒有影響。3、EGPRS開啟對(duì)網(wǎng)絡(luò)后期建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的影響隨著我們的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增加，必然會(huì)增加靜態(tài)PDCH的配置，保證GPRS業(yè)務(wù)的正常使用，這樣會(huì)減少動(dòng)態(tài)PDCH的配置比例，而靜態(tài)PDCH不能轉(zhuǎn)化為TCH，會(huì)引起語音業(yè)務(wù)信道減少，造成一些小區(qū)擁塞，可能到時(shí)需要擴(kuò)容。當(dāng)手機(jī)位置更新時(shí)，對(duì)于GPRS手機(jī)需要增加GPRS重新附著，必然會(huì)占用BCCH和SDCCH信道，會(huì)相應(yīng)增加信道負(fù)荷，有可能引起擁塞，到時(shí)根據(jù)情況需要調(diào)整信道的配置。對(duì)于一些本身信道數(shù)較少的基站，這部分基站如進(jìn)行GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，必然會(huì)引起TCH信道數(shù)更少。在城市區(qū)域，隨著后期GPRS用戶業(yè)務(wù)的增加，對(duì)于目前