东莞双频网络调整设想.doc

东莞双频网络调整初步设想惠州邮电工程有限公司2001年8月摘要：本文介绍了东莞移动网络在用爱立信GSM1800系统更换原来的西门子GSM1800系统后的组网原则及双网调整的设想，重点详述了在东莞移动网络在高拥塞的情况下应如何最大限度利用GSM1800系统对GSM900系统的话务分流，同时也设想如何对结构较为单一的GSM900系统进行改造，以提高系统的容量。关键词：双网模式、拥塞、双网调整、以点带面、话务分流、相邻关系、小区分层、覆盖、功能参数。 一、前言 东莞的GSM移动通信网正处于飞速发展时期，网络容量和用户数量均在迅速增加。特别是在其它地方话务量出现负增长的情况下，东莞的话务总量仍然稳步上升，所以为了满足不断增长的市场需要，尽快吸收增长的话务，应在继续建设优质GSM900网络的同时，进行大规模GSM1800网络的建设。对于GSM900网络而言，经过了这些年的大规模扩容，网络已经达到非常密集的程度，加上网络结构较为简单，除非进行网络结构的大调整，否则扩容的空间不大，调整网络结构需要较长的时间，同时也受到各种客观条件的限制，所以建设GSM1800系统是当前的较好选择。 从所使用的设备上看，东莞的GSM1800网络与GSM900网采用相同厂家（爱立信系统）的设备，但无论是否使用相同厂家的设备，双频网络的组成都是非常错综复杂，难于控制。如果不采取切实有效的措施加以解决，将无法保证双频网络的正常运行，难于发挥两网的功能。因此，需要选择适合东莞网络情况的组网原则，特别是在组网的初期应有一个完善的过渡方案，以适应东莞双频网的工程建设。如果简单搬用完善网络下的双网模式概念，势必会导致：话务拥塞，切换关系过多，切换频繁，网络信令负荷增大，网络运行质量急剧下降。同时，GSM1800系统也不能很好地缓和GSM900系统的严重拥塞问题，造成网络资源的浪费。针对以上情况，我们必须设计了一种灵活有效的双频网络过渡方法，这种过渡方案既要考虑当前急需缓和GSM900系统严重拥塞的问题，也要注重逐步积累双频网的调整经验，使网络能够平稳地向双网型网络模型过渡。二、东莞的网络现状由于东莞目前在GSM900网络上运行的设备均为爱立信公司的设备，虽然引入GSM1800系统也是爱立信公司的设备，在ABIS接口有着相同的协议，能够跟GSM900同MSC和BSC，但也会给当前网络带来多个方面的问题，其中最突出的是组网原则及过渡方案问题。过渡方案应是从零星GSM1800基站与完善的GSM900网络的“点对面”关系过渡到完善的GSM1800和GSM900的“面对面”的关系，充分发挥GSM1800的作用，避免造成过渡期的网络资源的浪费。由于东莞用户数量巨大，目前多达180多万；同时网络模型单一，话务负荷过高，话务仍然呈现快速的正增长。近期变频后撤离了西门子1800网络，只存下GSM900单频网络时更是出现较严重的拥塞，但这段时间正好反映出GSM900系统的话务负荷，同时也可看出系统在该负荷下的各项运行指标，结合路测及基站的分布情况可分析出网络目前存在的问题。目前，网络的拥塞情况可以从下面几天的话务统计中看出：表一：变频后三天的话务统计表时间无线接通率TCH掉话率话务掉话比切换成功率话务量拥塞率2001-7-17 0:0093.780.5788.1842.6717497.0114.42001-7-18 17:0095.420.5886.9450.7616250.4812.62001-7-19 17:0094.820.6476.8533.3918184.3118.9三天平均94.680.6083.9942.2717310.6015.30根据变频后的STS统计结果、路测及网络特性等多方面的情况对网络进行综合分析，得出的结论是当前网络中主要存在下列几个方面的问题：1、 网络的拥塞严重，使无线接通率较低。2、 较多的同频和邻频干扰使掉话较高。3、 由于这两个问题使最差小区比例也大增，同时频率干扰及BSIC的规划不完善使掉话较多，切换成功率下降。在这些问题中，最为关键的是拥塞问题，由于要缓和拥塞，网络必须进行多方面的调整，如对边界进行推移而进行的功率、KOFFSET、天线下倾角、方位角的调整或加大负荷分担功能的调整等操作都会给网络带来负面的影响，从而使网络的各项运行指标受到影响，也会直接影响到整个网络的无线环境。从话务的统计中可以看出，高话务的地区主要集中在上述几个经济较发达的地区，同时在大部分的镇区也出现局部的拥塞。图一示出东莞区域内的几个主要拥塞区域：图一 东莞网络的主要拥塞区域即使排除部分新站及扩容载波没有开通的影响，网络拥塞情况也是十分严重的，同时由于拥塞区域成片出现，很难进行话务推移。更为严重的是使有业务需求的区域的业务不能发挥出来，影响到整个网络的效益。而从整个GSM900来看，业务繁忙地区的基站已经非常密集，在目前单一的网络模式下这些区域进行大规模的扩容是非常困难的。所以当前引入爱立信公司的GSM1800系统是解决当前网络拥塞，吸收快速增长的话务的较为有效的方法。东莞的GSM1800基站是在原西门子1800基站的原址上组建的，基站的站址较高，位置也不能根据现在的网络情况进行重选，所以如何在网络定位GSM1800，确定网络的过渡方案，充分发挥其功能，并为以后组成完善的GSM1800网络打好基础，是目前的当务之急。三、爱立信GSM1800的组网设想GSM1800系统的定位原则相对单一频段的GSM900网络而言，加入GSM1800后的双频网更为复杂，调节难度将会比单一频段更大，在目前东莞这种高话务的网络，一旦调整不合理，将会使网络的运行指标出现较大的下降。进行双频网调整前必须确定引入GSM1800的定位原则，然后才能进行各种调整，否则可能会影响到以后网络的扩容建设。本次组建的GSM1800基本上都是与GSM900基站同站址的，其分布主要在各话务较高的区域，且比较零星，较少连成片，其网络规模不大，不能连成一个完整的网络，也不能把它看成一个与GSM900基站完全相同的基站来看待，在设置及调整时必须有所区别。同时由于当前引入GSM1800的目的是缓和GSM900系统的严重拥塞问题，吸收高业务区域的业务，所以把与GSM1800同站址的那部分GSM900系统定位为辅助部分是比较合适的。根据省公司的双频网络组网调整指导性文件，结合东莞网络的具体情况，设想按：“以点带面，发掘话务”的原则来进行双网调整。1、 “以点带面，发掘话务”的原则（1）GSM1800基站与GSM900基站的无线性能分析从省公司工程管理中心的双频网络调整指导文件已对双频网络的特性作了深入的分析，它指出在已知工作频率、GSM900的传播衰耗可用Cost-231-Hata模型来预测：L900=46.3+33.9log900-13.82logh1-(h2)+ (44.9-6.55h1)logd+CmGSM1800的传播衰耗也可用Cost-231-Hata模型来预测：L1800=46.3+33.9log1800-13.82logh1-(h2)+ (44.9-6.55h1)logd+Cm其中h1、h2分别代表基站、手机的高度；密集市区：Cm=3dB,一般市区：Cm=0dB。这样,L900-L1800=-10.21dB。这说明了在共站址的情况下，GSM1800的传播衰耗要比GSM900大10.21dB。这个估计与实际测量结果是较为吻合的，实际测得密集市区及一般市区的传播衰耗分别为 10dB和 5dB，比理论值小，原因是GSM1800信号在建筑物之间反射的结果。可见在室外覆盖区域，两个网络的信号覆盖性能的区别主要在于传播衰耗。另外，由于1800MHz频率的介质穿透能力较900MHz弱，根据测试结果，在市区一般建筑物条件下，1800MHz室外、室内信号强度差平均为20dB，而900MHz室外、室内信号强度差平均为13dB；而且1800MHz室内信号起伏较大，所以1800频段的这些电波传播特性对某些小区（特别是市区密集地区而且室内通话较频繁的小区）的影响较大，在激活模式下容易造成突然掉话、通话暂时中断；在空闲模式下，如果锁定在1800频段，在室内出现突然无信号、重新搜索网络等现象，可见GSM1800的室内覆盖性能不如GSM900。本次东莞的GSM1800基站与GSM900基站是采用同MSC和BSC的组网方式，由于GSM900与GSM1800基站采用同一个位置区，受系统寻呼能力的限制,位置区的范围必然缩小（共址情况），这样也会造成手机位置区更新增加；另外，由于GSM1800基站分别接入多个MSC，扩容时比较难于调整，GSM1800新业务的开展会稍显复杂。从上面的分析可见，不能把GSM1800基站与GSM900基站相同对待，在调整上应有所区别，应分别考虑其设置。（2）以点带面1800高优先级900中间优先级图二 东莞双频网络的组网设想图 东莞的双频网络中GSM1800基站总体定位在第一层，GSM900基站总体定位于第二层，但根据网络的话务情况，对部分基站作调整，部分GSM1800基站由于拥塞可设置为第二层，部分GSM900基站由于话务太小可能会调整为第一层，其双频网络设想图如图二所示。在调整时要充分利用GSM1800分担GSM900的话务，由于东莞GSM900的网络已经较为密集，拥塞情况较为严重，一方面已严重的影响网络的运行质量，另一方面影响到业务量的发掘。所以在目前这种情况下急需进行较大规模的话务分流，首选的分流对象应该是GSM1800系统。本阶段的GSM1800基站是安装在原西门子1800基站的旧址上的，与GSM900基站是同址的，基本都是在话务较忙的地方；从容量来看还是不能彻底解决GSM900的拥塞问题。所以如何充分利用有限的GSM1800容量更好地缓和GSM900的严重拥塞将是当前网络的一个非常重要的问题。当前由于GSM1800的基站较少，距离较远，网络内的干扰小，从目前开通的部分基站的路测结果来看，其STS统计指标及路测的通好率都比GSM900系统好，在这个基础上，对GSM1800基站可进一步进行调整，增大基站发射功率，调整ACCMIN等参数使移动台在GSM1800系统通话时能处于较强的信号模式下，即C/I值较高，这样可以增大其负荷。同时，调整GSM1800的天线方位、下倾角等硬件设置，使其处于较高负荷的状态，从而有目的地分担GSM900系统的话务，最大限度分流话务。这样通过调整那些置于GSM900网络上面的GSM1800基站点来解决整个GSM900系统的严重拥塞问题，从而提高整个GSM900网络的运行质量。即是所谓“以点带面”。目前从GSM900系统的运行情况来看，拥塞是影响到其运行质量的关键性问题，由于要缓和拥塞，必须对网络进行多方面的调整，包括对边界的推移、加大负荷分担的力度等调整，这些调整必然对系统造成负面的影响，降低无线接通率、切换成功率及路测的通好率，使掉话率上升。同时当前GSM900网络还存在结构过于简单的问题，基本是由宏蜂窝组成的单一层次的网络，且基站密集，频率复用度高，从而使网络内干扰较为严重，室内覆盖较差，而且影响到网络的扩容，因此必须对网络进行升级改造。利用GSM1800的话务分流减轻了高负荷地区的GSM900系统负荷的有利条件，重新对GSM900系统进行合理化调整，并对高密集区域的部分高干扰基站进行减容，使网络的运行质量迅速回升，同时对高业务区的扩容要向多层化结构转化，不要再增扩覆盖范围大的宏蜂窝，应增扩室内覆盖系统、微蜂窝、街道站等覆盖范围小的基站，从而向主要话务由室内覆盖系统、微蜂窝、街道站等类型的小区负担，覆盖由宏蜂窝覆盖的多层型网络转化。对于位置太高，无法进行改造的小区，在减容后就可以把它设置为第三层小区，减少它对网络的负面影响。通过上述的调整，一方面使GSM1800能够最大限度发挥其话务分流的作用；另一方面利用这个有利条件对GSM900系统进行改型，使其能适应高话务、高负荷的要求。（3）发掘话务业务量是网络的性命，提供优质的网络的最终目的也是为了吸引更多的用户，吸引更多的话务。在当前GMCC大部分分公司的网络用户数量增加而话务增长不快的情况下，东莞分公司的话务出现增长较快的良好势头。针对这种情况，如何尽快吸引没有发挥出来的话务量是一个关系到整个网络效益的问题。从话务统计来看，高话务区如虎门、厚街、长安、莞城区等区域拥塞比较严重，开通新站及扩容载波后仍然存在拥塞问题。这可看出这些区域还有一部分话务没有发挥出来，而这些区域的网络已经相当密集，GSM900系统的宏蜂窝的扩容已经很难进行。而GSM1800由于频率资源较为丰富，扩容比较容易，所以必须尽快对这些地方的GSM1800进行扩容，尽快吸收这部分话务。同时，对于室内区域，由于GSM1800系统的覆盖不如GSM900系统，所以对于GSM900系统应尽快在话务潜力大的室内区域加装微蜂窝，以尽快吸收室内的话务。 通过路测分析可知，东莞还有一部分工厂区域路测的信号较弱，再加上厂房的墙对信号造成的严重衰耗，可以预测在这些地方室内的信号很弱，即可能存在较大话务潜力，因此我们计划下一步进行话务调查：一方面通过CQT检查这些区域室内的通话情况；另一方面对用户进行调查，听取用户的各种意见，尽快形成话务潜力图，同时在进行基站扩容时优先考虑这些区域。 四、网络调整的具体实施方法目前在GMCC的网络中，双频网络的组网方案是多种多样的，调整的方法也各不相同。我们经过对各种组网方案及调整方法分析，结合东莞的实际情况提出了具体的调整设想。（一） 硬件的调整由于GSM1800基站最主要的任务是分担GSM900系统的话务，在硬件数量一定的情况下，关键要考虑的一方面是分流量尽量大；另一方面是分流的对象要合适，主要针对高话务的GSM900小区，否则再大的分流量也是没有实际意义的。所以在对GSM1800基站的调整时首先应考虑对基站天线的方位角、下倾角、功率等因素进行综合的调整。并结合路测再进行细调，力求能够使工作于GSM1800的移动台有较强的信号和较高的C/I值，能够在较高的负荷下稳定工作；同时也使其分流的对象合理。1、GSM1800方位角的调整GSM1800基站天线的方位角应指向话务高的区域和GSM900载波数较多的小区方向，以分流这些区域的话务。首先跟踪STS的统计结果，对GSM1800基站周围的GSM900小区的话务进行连续的统计，根据统计结果寻找出高话务的方向，同时也要结合GSM900小区的载波数量，对于载波数量超过10个、所在区域的干扰较为严重的小区应特别重视。平衡这两个方面的因素，确定出GSM1800小区的方向，使其一方面能够指向最大话务的区域，一方面能够分担载波数量较大的GSM900小区的话务，以便对多载波的GSM900基站进行减容，从而减少GSM900的网内干扰。2、下倾角、功率、接入电平的调整要使GSM1800基站能够在较高的负荷下稳定工作，应该保证其激活状态下的覆盖区域内有较高的信号强度和较高的C/I值。目前东莞的GSM1800系统基站数量不多，频率复用不高，GSM1800频段的网络内干扰较小，从目前开通的部分基站来看，造成质差的多数是因为其激活状态下的信号强度较弱，C/I值较低所引起的，所以我们可尝试提高基站的发射功率，提高移动台空闲状态的接入电平ACCMIN，这样可以提高C/I值较低区域的C/I值，以弥补高负荷情况下弱信号区域的C/I值的下降。对于由于提高功率所造成的网络干扰可通过对基站下倾角的调整来减轻，目前很多GSM1800基站的下倾角较小，甚至为零，我们应该结合上、下链路动态功率的控制功能对其进行调整，保证GSM1800网络内的干扰符合我们的要求。（二）相邻关系的调整由于GSM1800系统与GSM900系统的重叠覆盖，所以会造成地理上相邻的小区数量大大增加，相邻小区的增加相应也会使空闲状态的BA表和激活状态的BA表中相邻小区的测量频点数增加。短的激活模式的BA表对切换的执行比长的BA表好。如果激活模式BA表太长，则移动台对每小区的测量样值将会较少，因此导致测量的精度下降。同时它也会使移动台花费更多的时间去解译相邻小区的BSIC码。此外，如果这时解码不成功，那么MS将会花费额外的时间再对这个小区的BSIC码进行再解码尝试，那么它重新解译其它小区的BSIC码之前的等待时间将会更长。因此，在一般情况下，爱立信公司推荐激活模式BA表中的测量频率不要超过15个。基于这原理应对目前较多的相邻小区进行调整，减少一些相邻关系。当前在业务密集区域的信号覆盖较好，信号重叠也较为严重，每一个位置经常都有好几个信号强度不相上下的信号，在一种情况下，应该对部分相邻小区进行删除。删除时在确保话务均衡的前提下，只要保证各个方向的切换都有切换的对象而不会引起掉话。目前一部分相邻关系是因为要解决拥塞而定义的话务分流小区，当网络拥塞缓和后可以考虑删除。我们知道，小区的话务分成两大部分：一部分来自本小区建立的呼叫；一部分来自在其它小区建立呼叫后切换到本小区或者指配到本小区的通话，相邻关系的定义会影响到话务的分流，我们经常采用多定义小区的方式进行话务分流。所以在对相邻小区进行调整时，应特别注意GSM1800和GSM900相邻关系对话务分流的影响。在保证各方向的切换关系的前提下，GSM1800小区尽量多定义话务较忙的GSM900小区，删除话务较少的GSM900小区的相邻关系，这样可以使这些小区的话务在忙时能够及时分流到GSM1800小区上，这也有利于负荷分担功能，同时便于话务的推移操作。（三）小区分层的调整通过上面两个步骤的调整后，根据STS统计结果对小区的话务量进行跟踪，观察各个GSM1800小区的话务量的变化情况，同时结合路测观察其覆盖区内特别是边缘区域的干扰情况，把话务量过大、拥塞严重、使用层与层之间的切换电平LAYERTHR难以调整的GSM1800小区调整为第二层小区。（四）空闲模式覆盖区的调整GSM1800系统在室内通话性能与GSM900系统的差别很大，这是由1800频段的这些电波传播特性所引起的。在室内通话时，在激活模式下GSM1800系统容易造成突然掉话、通话暂时中断；在空闲模式下，如果锁定在1800频段，在室内容易出现突然无信号、重新搜索网络等现象。这样在确定空闲覆盖区时要特别注意这一特性，所以对于GSM1800系统的ACCMIN不能设置太低，建议比GSM900高些。同时也应平衡GSM900系统与GSM1800系统的控制信道SDCCH的负荷，不能造成资源的浪费。下面列省内几个采用相同设备的分公司的参数设置作为参考：佛山双频网主要参数设置GSM1800GSM900备注空闲模式CBQ=HIGHCBQ=HIGHCB=NOCB=NOACCMIN=102ACCMIN=104CCHPWR=30CCHPWR=33CRO=0CRO=0TO=0TO=0PT=0PT=0CRH=8CRH=8广州双频网主要参数设置：GSM1800GSM900备注空闲模式CBQ=HIGHCBQ=HIGHCB=NOCB=NOACCMIN=102ACCMIN=104CCHPWR=30CCHPWR=33CRO=0CRO=0TO=0TO=0PT=0PT=0CRH=8CRH=8深圳双频网主要参数设置：GSM1800GSM900备注空闲模式CBQ=HIGHCBQ=HIGHCB=NOCB=NOACCMIN=*ACCMIN=*CCHPWR=30CCHPWR=33CRO=0CRO=0TO=0TO=0PT=0PT=0CRH=8CRH=4（五）激活模式覆盖区的调整在激活模式下，大部分GSM1800的基站都是工作在第一层，优先级较高，可能经常出现在相邻GSM900小区的信号强度较强的情况下仍然在较弱的GSM1800信号下通话，这种情况如果发生在室内时，由于GSM1800系统室内覆盖性能较差，将导致掉话增多、通好率变差。所以，建议采用较高的层间切换门限值LAYERTHR减小这种情况的出现，但必须配合基站发信功率的提升及接入电平ACCMIN、天线下倾角等参数的调整。不同层的小区间的话务平衡可以用LAYERTHR进行调整，但在调整后要进行实地的路测，特别是对覆盖区边缘区域必须特别注意，防止出现C/I值不能满足通话要求的区域出现。同层的小区可采用KOFFSET进行调整。对于高速公路区域，可能有些GSM1800小区目的不是用来覆盖高速公路，但是这些小区的部分信号覆盖到高速公路上，造成在高速公路上出现较多不必要的切换，而又不能对GSM1800小区的天线下倾、功率等参数进行调整，这种情况应考虑采用PSSTEMP和 PTIMTEMP参数进行调整。下面列出GMCC三个GSM1800和GSM900采用同厂家设备的网络的相关参数的设置供参考。佛山双频网主要参数设置：GSM1800GSM900备注激活模式LEVEL=1LEVEL=2LEVTHR=95LEVTHR=95LEVHYST=2LEVHYST=2PSSTEMP=0PSSTEMP=0PTIMTEMP=0PTIMTEMP=0MBCR=2MBCR=2广州双频网主要参数设置：GSM1800GSM900备注激活模式LEVEL=1LEVEL=2LEVTHR=95LEVTHR=95LEVHYST=2LEVHYST=2PSSTEMP=0PSSTEMP=0PTIMTEMP=0PTIMTEMP=0MBCR=2MBCR=3深圳双频网主要参数设置：GSM1800GSM900备注激活模式LEVEL=1LEVEL=1&2&3LEVTHR=95LEVTHR=75&95LEVHYST=2LEVHYST=2PSSTEMP=0PSSTEMP=0PTIMTEMP=0PTIMTEMP=0MBCR=*MBCR=*（六）各种功能参数的优化1、动态功率控制功能参数优化采用上下行动态功率控制功能时，网络中所有正在使用的MS和BTS的输出功率会减小，上下行总的功率辐射也将减小。这意味着网络中的所有上行信道的同频和邻频干扰将会减小。可见上、下动态功率控制功能直接影响到系统的输出总功率的大小，合理调整其设置参数能够合理地减少系统的输出总功率，使系统中的内部干扰减小，从而提高C/I值，也使BTS的实际覆盖区域增大，同时也能够克服接收机的饱和现象。从整个东莞网络来看，各种业务区域的无线环境是不一样的，在进行这些功能参数的试验时不能全网进行，首先区分出不同类型的区域，然后以不同的设置进行试验。例如，计划对网络按不同业务量及不同频率复用度进行区分，总体分成四类：第一类为：高话务、高频率复用度的区域，主要包括莞城区、厚街、常平、长安、虎门等区域，这些区域的业务多，系统总的输出功率大，同频及邻频干扰较大，减小系统的输出功率是非常重要的，同时由于这些区域的基站密集，信号覆盖较好，盲区少，可以试验采用较低的信号强度期望值，上行链路的试验值从85开始，每次增加2，一直试验到93。而下行链路则从90开始。第二类为：话务较高、频率复用度较高的区域，主要包括上述区域之外的其它镇区和STS统计出来话务较高，路测中发现干扰较大的区域，这些区采用比较高期望值，上行链路的试验值从82开始，每次增加2，一直试验到90