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标题: 900MHz/1800MHzGSM双频业务优化 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-13 13:11
标题: 900MHz/1800MHzGSM双频业务优化
在目前已经开通EDGE功能的情况下，用户对数据业务的要求也越来越高，在建1800MHz网络的同时也需考虑尽量减少对数据业务的影响，笔者针对不同的典型组网进行了相应的参数设置优化，经过实验验证了优化对话音业务和数据业务的均衡效果。

双频组网无线电波传播特性及组网原则

      理论上，1800MHz信号比900MHz信号在各种环境中的传播衰耗要大6～10dB，而在实际中，由于受到地形地貌的影响，这种损耗的差距还会增大，这就造成了1800MHz小区在相同环境下覆盖范围仅相当于900MHz小区的50%～70%。根据GSM规范，1800MHz手机发射功率为30dBm（1W），而900MHz手机发射功率为33dBm（2W）。相对同种材料的天馈线系统，DCS1800的天馈线损耗比GSM900MHz高2dB，而且1800MHz信号受建筑物的阻挡更加严重，穿透损耗也比900MHz信号要大。

      当前舟山移动网络中1800MHz小区并没有实现成片覆盖，因此在建设双频网时可以遵循以下基本原则：以900MHz系统作为连续覆盖和主要的话务吸收部分，同时把1800MHz系统作为辅助部分，解决话务热点区域话务吸收问题，同时吸收部分数据业务流量，组成一个小范围的双层网络结构；根据这个基本原则，我们可制定和遵循以下具体原则。

      1．由于1800MHz覆盖范围小，在建网初期有较多的空闲信道，信号干扰少，我们通过参数设置使双频手机尽可能进入1800MHz网，减少900MHz网负荷，同时为用户提供更好质量的通话。

      2．对于移动速度不快或静止用户，应尽可能让其切入到1800MHz网上。而快速移动用户则应使其切入到900MHz网上，减少数据业务时的小区重选次数。不同频段小区之间的切换应采用不同的切换算法。

      3．对于数据业务，根据实际场景均衡考虑双频网对数据业务的分担，并通过小区重选算法的优化保证快速移动时的下载速率。

舟山1800MHz小区分布和建设思路

      目前舟山全网有42个1800MHz小区，主要分布在定海、普陀、岱山、嵊泗主要城区以及六横岛上主要的船厂集团区域，校园网也建设有1800MHz基站，基本都是900MHz和1800MHz小区共站址。

      根据舟山现有1800MHz小区分布情况，主要分为几类典型场景。

      1.城区：语音业务繁忙，GPRS业务较忙，SDCCH话务量正常。相应的双频组网策略是尽量让1800MHz小区分担室外部分话务，而900MHz小区则同时承载数据业务和部分语音业务。

      2.校园网：语音业务和GPRS业务都很繁忙，同时SDCCH话务量也很高；特别是上课时数据业务极为繁忙，晚上语音和数据业务也都很繁忙。因此相应的双频组网策略是使900MHz和1800MHz小区在IDLE状态下载表现一致，共同分担语音和数据业务以及SD话务量，否则可能会因为语音、数据业务和SD容量中任何一项受制约而影响用户感知度。

      3.船厂码头用户聚集区：主要是语音业务较为繁忙，可以参考城区的双频组网策略，再根据实际用户分布情况和用户行为进行参数微调。

      后期规划建设双频网的思路也应该从语音业务和数据业务两方面均衡考虑，特别是在目前数据业务迅猛发展的情况下，对数据业务所需资源应该给予一定的倾斜；在主城区、校园区需重点通过参数优化做好话音业务和数据业务的均衡，更好地提升用户感知。

参数优化调整主要思路

      为了实现共站址的900MHz和1800MHz小区的语音和数据业务均衡，可以利用小区选择和重选参数设置以及MOTO设备的特有切换参数实现。

       1.小区选择和重选参数

      小区选择和重选参数主要是C1和C2。手机在空闲状态时，手机通过小区选择和重选进入一个理想小区，从而减少通话过程中小区切换次数；手机开机首先寻找适合的服务小区驻留；此后在空闲状态下将寻找是否有更合适的小区登记，这就是小区重选过程。若手机计算邻区C2值超过当前小区C2值且维持5秒钟以上，则手机进入邻小区。

      C1=（Rxlev-rxlev_access_min）-max(ms_tx_max-P,0)

      其中：Rxlev_access_min为最小接入电平；Ms_ts_max为手机允许最大发射功率；P为手机实际最大发射功率；因此在相同的接收电平（900MHz和1800MHz小区同站址）情况下，1800MHz小区的C1要小于900MHz小区的C1。

      C2=C1+Cell_reselect_offset-Temporary_offset×H（penalty_time-T）；

其中：

      Cell_reselect_offset：手机小区重选补偿值，具体数值为N×2dB

      Temporory_offset：临时补偿值，具体数值为N×10dB

      Penalty_time：惩罚时间，具体数值为（N+1）×20秒

      T：该邻区在手机测量报告中停留持续时间

      H：0（Penalty_time-T<0）1（Penalty_time-T>0）

      当Penalty_time＝31时，C2=C1- Cell_reselect_offset

2.MOTO切换参数

      Motorola切换算法可以分成普通切换算法、微蜂窝切换算法。其中，普通切换算法包括上/下行质量切换、上/下行干扰切换、上/下行电平切换、距离切换和标准PBGT切换算法。

      微蜂窝切换算法是普通切换算法中PBGT切换算法的扩展，细分为7种。分别是：

      (1)标准GSM功率预算(PBGT)

      (2)紧急预算(Rescue/Imperative)

      (3)拐弯邻区预算(Around-The-Corner)

      (4)时间延迟预算(DelayTimer)

      (5)话务分配(TrafficRe-direction)

      (6)快速移动用户预算(Transient)

      (7)相邻信道预算(AdjacentChannel)

      在双频网建设中，根据双频网的无线传播特性和组网原则，我们通常将900MHz小区作为覆盖层，1800MHz小区作为话务吸收层，因此我们须在900MHz网小区之间、1800MHz小区之间、900MHz小区与1800MHz小区之间选择不同的切换算法，常用的算法为3、5号算法。

3.具体思路和参数设置：

      (1)对于一般城区双频网（大多情况都是900MHz和1800MHz小区共站址），我们希望1800MHz小区能够更多地分担话音业务，以频点干净的优势为用户提供更好质量的通话；而目前1800MHz小区的配置一般都不是很大，又要避免过多的频段间切换，因此尽可能少让使用数据业务的用户和快速移动的用户驻留在1800MHz网络上。

      (2)对于校园区域双频网，则需要1800MHz小区和900MHz小区设置为相同的参数，同等考虑，共同分担语音业务和数据业务以及大量的短消息。

4.小区选择和重选相关参数：

      900MHz小区：Rxlev_access_min=15（城区的一般建议值），Cell_reselect_offset=0，Temporory_offset=0（0dB），Penalty_time=0（20s）；

      1800MHz小区：Rxlev_access_min=20；Cell_reselect_offset=0，Temporory_offset=1（10dB），Penalty_time=0（20s）；

      这样的设置结合C1和C2的公式可以看出，1800MHz小区的C2值会明显小于900MHz小区，能够使用户在空闲状态下尽量占用900MHz小区，而快速移动的用户在1800MHz小区停留时间很短，C2计算结果不会执行重选，基本不会在空闲状态下重选到1800MHz小区去。

5.切换相关参数：

      根据现网经验，一般将同频段小区之间的切换算法设置为Type1，即正常的PBGT切换，只须满足PBGT（Nei）>HO_Margin即可尝试向邻小区切换。

      手机由900MHz小区向1800MHz小区切换时，算法设为Type5。当邻区满足以下3个条件时，即尝试向该邻区切换：

      1PBGT（Nei）>Ho_margin；2Rxlev_NeiCell>Rxlev_Ncell_H 3条件2满足的时间>Timer threshold。

      这种算法设置尽可能使处于通话状态的快速移动用户驻留在900MHz网上，避免占用1800MHz小区后出现接收电平波动较大的情况。

      而手机由1800MHz小区向900MHz小区切换时，算法设置为Type3。当满足以下3个条件时，即可尝试向邻小区切换：

      1PBGT(Nei)>Ho_Margin；2Ul_rxlev(serv)；3Dl_rxlev(serv)。

      这种算法设置可以使慢速或静止手机保留在1800MHz网中，从而尽可能吸收话务，保证用户获得更好的通话质量。

      在900MHz和1800MHz小区之间设置3号和5号算法后，相互的切换门限ho_margin_cell也要相应地根据实际话务分担需求进行设置。

在利用小区最小接入电平和切换门限（RXLEV_ACCESS_MIN和HO_MARGIN）来均衡小区间的话务量时，若在A小区起呼，应当尽量满足条件：

      ΔRXLEV_ACCESS_MINA-B＋HO_MARGINA->B>0,这样能减少切换次数。

      为避免乒乓切换，调整切换门限进行话务量均衡时，必须满足条件：HO_MARGINA->B+HO_MARGINB->A>0。

      舟山目前设置如下：900MHz小区到1800MHz小区的ho_margin_cell设置为-4（dB)，1800MHz小区到900MHz小区的ho_margin_cell设置为6（dB)；通话的用户占用900MHz小区后较容易切换到1800MHz小区去，而当900MHz邻小区的测量电平与1800MHz服务小区相比满足PBGT(Nei)>Ho_Margin且1800MHz服务小区上下行电平达到设置的门限时，用户才会从1800MHz小区切换到900MHz小区；同时RXLEV_ACCESS_MIN，ho_margin_cell这样的设置可以避免用户在1800MHz小区出现乒乓切换和频繁切换的可能。

      这样的参数设置使用户通话后迅速切换到1800MHz小区，以获得更好的通话质量，同时分担900MHz网络的话务负担。

      以上小区选择、重选和切换参数设置后，在同站址的900MHz和1800MHz小区覆盖范围内，用户在空闲状态基本都占用900MHz小区，呼叫也大多从900MHz小区发起，然后在1800MHz邻小区电平较好的情况下切换到1800MHz小区；进行数据业务的用户也基本都会占用在900MHz网络上。因此相应的小区SD信道配置也要进行调整，一般来说同站址的900MHz小区SDCCH和数据业务信道配置应该较大，而1800MHz小区的SDCCH和数据业务信道相对配置较小即可。

      校园网双频组网参数设置中1800MHz小区选择和重选参数设置与900MHz小区相同，保证空闲状态下的用户可以根据实际接收电平情况选择占用900MHz还是1800MHz网络，这样SDCCH和数据业务可以由900MHz和1800MHz小区分担；在切换参数上分别使用3号算法和5号算法即可，相互切换门限根据实际话务吸收情况进行合理调整，保证900MHz小区和1800MHz小区负荷相当。

实际参数设置后的测试情况

      这样的参数设置理论上应该有上述的效果，为实际验证城区这样的双频网参数设置的作用，我们挑选了北门基站作为测试对比的试验点（900MHz小区CI=36101，1800MHz小区CI=36055）。

      900MHz小区参数设置：Rxlev_access_min=15，Cell_reselect_offset=0，Temporory_offset=0（0dB），Penalty_time=0（20s）；切往36055的ho_margin_cell=-4；

      1800MHz小区参数设置：Rxlev_access_min=20，Cell_reselect_offset=0，Temporory_offset=1（0dB），Penalty_time=0（20s）；切往36101的ho_margin_cell=6；

      图1为通话状态下手机占用小区的情况，通过DT连线图可以看到手机占用的小区都是1800MHz的36055小区。

图1 通话状态下手机占用小区情况示意图

图2为空闲状态下手机占用小区的情况，通过DT服务小区连线图可以看到手机占用的小区基本都是900MHz的36101小区，在当前GPRS没有独立PBCCH的小区配置下，能保证EGPRSDT测试时减少重选，提高速率。

图2 空闲状态下手机占用小区情况示意图

通过晚忙时统计也可以看出目前北门基站36101和36055小区的空闲状话务和数据业务分担情况。
通过图3呼叫建立成功率和切换成功率的比较，可见参数设置后主要的系统指标均保持稳定，没有引起大的波动，900MHz小区还稳中有升。

图3 呼叫建立成功率和切换成功率比较示意图

同时，通过TCH话务量和数据业务流量的比较发现，1800MHz小区分担了60%的话务量，并且总话务量在原有基础上保持平稳。EGPRS手机因EGPRS信道繁忙而占用GPRS信道的次数大大减少了（该小区配置了8个EGPRS信道和6个GPRS信道），并且因语音繁忙而导致EGPRS信道转换成话音信道的现象也已经消失，说明参数设置对均衡900MHz小区话务负荷，稳定数据业务信道起到了较好的作用。上行流量增加，说明手机接入变得容易了，且小区拥塞时长50以上也下降了约50％。
而1800MHz小区的数据业务指标保持平稳，说明参数设置对900MHz小区提供数据业务的能力没有减弱。

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