GSM900/1800雙頻網(wǎng)優(yōu)化
李云芝
　
隨著GSM移動通信網(wǎng)絡用戶數(shù)量的迅速增長，GSM900頻段的有限資源已明顯不夠用，有必要引入另一個頻段以滿足GSM網(wǎng)絡容量增長的需求。1800MHz 頻段與900 MHz頻段的傳播特征基本相似，利用1800 MHz頻段比較寬松的資源，采用GSM900/1800雙頻段操作，會極大緩解GSM900的容量壓力。同時，由于GSM1800與GSM900系統(tǒng)在系統(tǒng)組網(wǎng)、工程實施、網(wǎng)絡維護及支持的業(yè)務等方面比較一致，因此，采用GSM900/1800雙頻段操作，能經(jīng)濟有效地解決網(wǎng)絡容量需求的問題。
雙頻網(wǎng)的建設必須合理規(guī)劃，使GSM900與GSM1800良好配合，滿足網(wǎng)絡覆蓋與容量需求。在網(wǎng)絡投入運營后，需要根據(jù)實際運行情況，針對雙頻網(wǎng)的特點進行網(wǎng)絡調(diào)整與優(yōu)化。網(wǎng)絡優(yōu)化的目的是分析系統(tǒng)的實際運行狀況，找出現(xiàn)有網(wǎng)絡可能存在的問題，確定解決方案，提高網(wǎng)絡性能，保證網(wǎng)絡穩(wěn)定、良好運行，此外通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，可進一步預測網(wǎng)絡容量發(fā)展需求。
網(wǎng)絡優(yōu)化一般從OMC話務統(tǒng)計分析和路測兩方面展開。
一、OMC話務統(tǒng)計分析
OMC話務統(tǒng)計為了解網(wǎng)絡性能指標的一個重要途徑。OMC話務統(tǒng)計報告具有全面的網(wǎng)絡運行數(shù)據(jù)，通過話務統(tǒng)計，可以了解各小區(qū)的話務量、信道可用率、TCH掉話率、SDCCH射頻丟失率、擁塞率、切換成功率、接通率等各項指標。了解TCH、SDCCH、RACH等的信道占用和信令承載情況，掌握全網(wǎng)的話務分布和信令流量，對存在的問題和潛在的問題進行分析，為網(wǎng)絡優(yōu)化提供依據(jù)。
OMC話務統(tǒng)計結(jié)果一般具有原始數(shù)據(jù)結(jié)果、統(tǒng)計分析結(jié)果、圖表形式等幾種顯示方式。優(yōu)化工作一般應根據(jù)所需檢查的指標項及分析需求，選擇合適的數(shù)據(jù)顯示方式，對各項指標進行分析。
如TCH掉話率高，可從以下幾個方面展開：
* 信號覆蓋差、RxLev低
* 干擾大、RxQual高
* 鄰區(qū)關系不全，結(jié)合數(shù)據(jù)配置及路測進行檢查
* 切換原因
* 設備故障
出現(xiàn)SDCCH擁塞則可從以下方面考慮：
* 與信令流量聯(lián)系較緊的各項設置：周期位置更新、最大重發(fā)次數(shù)、尋呼次數(shù)等
* 是否需要增加SDCCH的配置數(shù)量
GSM900的TCH信道擁塞時，可檢查GSM1800系統(tǒng)的話務量及話務分擔效果。
以上各參數(shù)之間的設置是相互關聯(lián)的，必須綜合考慮。
二、路測
路測的目的在于評估網(wǎng)絡整體服務質(zhì)量，了解小區(qū)場強分布、通話質(zhì)量等是否滿足要求。
測試時，路測設備報告提供用戶所在位置、基站距離、接收信號強度、接收信號質(zhì)量、切換點、6個鄰小區(qū)狀況、整個頻段的掃頻結(jié)果等，并可完整記錄各項測試數(shù)據(jù)，便于進行后臺分析。測試數(shù)據(jù)可按地理統(tǒng)計分布，有效地反映無線小區(qū)的覆蓋范圍及干擾區(qū)，便于分析干擾源位置、確定頻率配置是否合理，檢查鄰區(qū)關系和觀察切換、掉話等事件的發(fā)生。此外，還能檢查天饋系統(tǒng)的實際安裝和性能是否達到預期的設計要求。
結(jié)合MA10等信令分析儀，可以同時了解網(wǎng)絡的上行信號質(zhì)量，觀察完整的信令接續(xù)過程，全面了解網(wǎng)絡的實際運行狀態(tài)。
測試方法可以采用持續(xù)通話方式測試檢查切換和鄰區(qū)關系；Idle模式測試衡量各小區(qū)的話務承載量；掃頻方式測試鄰頻干擾、自動重撥呼叫測試方式評估整網(wǎng)性能，各種測試方法依據(jù)需要結(jié)合使用。
根據(jù)測試結(jié)果，對系統(tǒng)參數(shù)、天線狀態(tài)進行相應調(diào)整，其中系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整主要包括：調(diào)整發(fā)射功率、改變頻率配置方案、切換電平調(diào)整、相鄰小區(qū)參數(shù)設置調(diào)整、話務負荷調(diào)整、以及SDCCH和TCH信道的配置數(shù)量調(diào)整等；調(diào)整天線狀態(tài)對改善覆蓋、降低干擾具有重要作用，包括調(diào)整天線掛高、選擇天線主瓣方向和傾角等。
通過對路測及OMC數(shù)據(jù)分析，能全面了解網(wǎng)絡狀況，對網(wǎng)絡優(yōu)化進行指導。
三、GSM900/1800小區(qū)參數(shù)調(diào)整
GSM1800主要作為GSM900網(wǎng)絡的補充，吸收話務量是雙頻網(wǎng)優(yōu)化中考慮的重點。因此，雙頻網(wǎng)的優(yōu)化工作，除了以上各項指標的測試及相應的調(diào)整外，還必須特別考慮小區(qū)選擇、小區(qū)重選、切換等與頻段之間的選擇有關的行為上。運用小區(qū)選擇、重選和切換過程中的相關參數(shù)，根據(jù)網(wǎng)絡覆蓋及容量要求控制手機在保證通話質(zhì)量的前提下使通話保持在GSM1800上，分擔GSM900網(wǎng)絡負荷。即：
* 在Idle模式下，手機能駐留在GSM1800小區(qū)。
* 在Active模式下，在保證通話質(zhì)量的前提下手機保持在GSM1800小區(qū)。
下面舉例說明在雙頻網(wǎng)網(wǎng)絡優(yōu)化過程中，通過參數(shù)調(diào)整，使 GSM1800盡可能吸收話務量，發(fā)揮雙頻網(wǎng)優(yōu)勢。
1、小區(qū)選擇的優(yōu)化設置
手機開機后會與公用GSM網(wǎng)進行聯(lián)系，選擇一個合適的小區(qū)，從中提取控制信道的參數(shù)和其它系統(tǒng)消息，完成小區(qū)選擇過程。在GSM規(guī)范中，規(guī)定了小區(qū)選擇的依據(jù)參數(shù)即路徑損耗準則C1，C1與允許的最低接入電平（RXLV_ACCESS_MIN）有關。
C1=A-Max(B,0)
A= Received Level Average - RXLEV_ACCESS_MIN
B= MS_TXPWR_MAX_CCH - P
其中:　
Received Level Average 為手機實際接收到的電平
RXLEV_ACCESS_MIN 為手機接入系統(tǒng)時所需的最小接入電平
MS_TXPWR_MAX_CCH 為手機接入系統(tǒng)時可使用的最大發(fā)射功率
P 為手機所具有的最大輸出功率
對GSM1800 Class 3 手機而言，B= MS_TXPWR_MAX_CCH + POWER OFFSET - P其中: POWER OFFSET 為與MS_TXPWR_MAX_CCH相關的功率偏移。
手機所選擇的小區(qū)的C1必須大于0，同時還要判斷該小區(qū)是否被禁止接入、小區(qū)的優(yōu)先級等因素。在滿足C1標準的前提下，手機將選擇優(yōu)先級高的小區(qū)。
若手機中存有BA表，則在該表中的BCCH載頻上進行搜索，若檢測到一個小區(qū)，其級別為高，且C1>0，則選擇該小區(qū)。否則在所有頻點中搜索。
由于GSM1800頻段的信號衰耗較大，在GSM900與GSM1800共存的情況下，為了使雙頻手機能夠盡可能接入GSM1800系統(tǒng)，可以通過設置小區(qū)的CBQ (CELL_BAR_QUALIFY)和CBA(CELL_BAR_ACCESS) 值，來控制小區(qū)選擇的優(yōu)先級。鑒于GSM1800小區(qū)的信號強度通常低于GSM900，因此設置GSM1800小區(qū)的優(yōu)先級為“正�！�，GSM900為“低”，這樣在小區(qū)信號滿足C1準則的前提下，通過該參數(shù)的設置，使雙頻手機優(yōu)先選擇GSM1800小區(qū)。表1是一個實際運行的雙頻網(wǎng)中該參數(shù)配置情況：
表1 小區(qū)選擇參數(shù)設置
　
　CBQCBARXLEV_ACCESS_MIN(dBm)
GSM900小區(qū)Low(1)No(0)-102
GSM1800小區(qū)High(0)No(0)-102
　
按表1參數(shù)進行設置后，通過實際的網(wǎng)絡運行及測試表明，在GSM900與GSM1800的共同覆蓋區(qū)內(nèi)，手機優(yōu)先選擇1800MHz小區(qū)。
2、小區(qū)重選的優(yōu)化設置
在空閑模式時，手機停留在所選的小區(qū)中，通過接收該小區(qū)的系統(tǒng)消息，檢測BA1列表，測量該列表中鄰近小區(qū)的BCCH載頻的信號電平，記錄其中信號電平最大的6個相鄰小區(qū)，并從中提取出每個相鄰小區(qū)的各類系統(tǒng)消息和控制信息，在滿足一定的條件時，手機將從當前小區(qū)轉(zhuǎn)移到另一個小區(qū)，即小區(qū)重選。對phase2手機而言，由無線信道質(zhì)量引起的小區(qū)重選以參數(shù)C2作為標準，C2是基于參數(shù)C1及經(jīng)驗值而形成的。
C2= C1+ CELL_RESELECT_OFFSET – TEMPORARY OFFSET * H(PENALTY_TIME - T)
當PENALTY_TIME<>11111
C2= C1- CELL_RESELECT_OFFSET
當PENALTY_TIME<>11111
其中：CRO(CELL_RESELECT_OFFSET)用于設置經(jīng)驗值修正重選參數(shù)C2
TO(TEMPORARY OFFSET)是臨時偏移，在PT(PENALTY_TIME)規(guī)定的時間內(nèi)起作用，T是計數(shù)器。
對非服務小區(qū)，H(X)=0 當X<0
H(X)=1 當X>=0
對服務小區(qū)，H(X)=0
小區(qū)重選不分優(yōu)先級，在合適條件下，手機重選C2值大的小區(qū)。根據(jù)C2算法，通過設置CRO、TO、PT等參數(shù)調(diào)整C2值，使GSM1800的C2值大于GSM900，使GSM1800小區(qū)信號強度低于GSM900情況下，通過參數(shù)設置仍可以使雙頻手機重新選擇到GSM1800小區(qū)。
下面是一個實際運行的雙頻網(wǎng)中的部分小區(qū)相關參數(shù)配置。在建網(wǎng)初期，部分1800MHz小區(qū)的CRO等參數(shù)與900MHz小區(qū)一致，對話務吸收效不明顯。在網(wǎng)絡優(yōu)化過程中，結(jié)合網(wǎng)絡運行情況對該參數(shù)進行了調(diào)整，設置1800MHz小區(qū)的C2值比900MHz小區(qū)高約20dB，如表2所示。
表2 小區(qū)重選參數(shù)設置
CROTOPT
GSM900小區(qū)000
GSM1800小區(qū)1000
　
各小區(qū)的參數(shù)均經(jīng)過實際運行測試，根據(jù)網(wǎng)絡話務分布、場強覆蓋、相鄰小區(qū)之間的關系等因素，進行相應調(diào)整和進一步驗證。圖1、圖2是該雙頻網(wǎng)經(jīng)過參數(shù)調(diào)整前后的測試路徑上小區(qū)重選示意圖（右邊三個站為GSM900/1800共站址）。

圖1 優(yōu)化前的小區(qū)重選結(jié)果示意圖

圖2 優(yōu)化后的小區(qū)重選結(jié)果示意圖
由圖中可以看出，，在GSM1800與GSM900的共同覆蓋區(qū)，當手機進行小區(qū)重選時，雙頻手機大多會重選GSM1800系統(tǒng)，使雙頻手機守侯在GSM1800系統(tǒng)上，盡可能在GSM1800上建立通話。
3、切換優(yōu)先級的設置
在通話過程中，當有更合適的小區(qū)出現(xiàn)時，手機會切換到該小區(qū)，以保持良好的通話質(zhì)量。在雙頻網(wǎng)中，測試并改善系統(tǒng)的切換性能是網(wǎng)絡優(yōu)化的一個重點。由于各個廠家的設備其切換算法有差異，因此該項優(yōu)化應緊密結(jié)合網(wǎng)上運行設備的實現(xiàn)機制來進行，但總的思路是一致的。
根據(jù)目前網(wǎng)上運行的設備來看，雙頻網(wǎng)絡多采用分層小區(qū)結(jié)構，基于該類結(jié)構的切換算法，一般根據(jù)GSM900/1800雙頻組網(wǎng)的復雜情況，在處理方式上考慮了小區(qū)優(yōu)先級、失敗懲罰、乒乓效應的消除、小區(qū)內(nèi)連續(xù)切換的防止、速度敏感性、流量控制等問題。在雙頻分層網(wǎng)絡中讓GSM1800系統(tǒng)具有比GSM900系統(tǒng)更高的優(yōu)先級，使手機更容易切換到GSM1800系統(tǒng)。通話也盡可能將手機保持在GSM1800小區(qū)，實現(xiàn)負荷分擔。優(yōu)化工作必須結(jié)合實際網(wǎng)絡特點和運行情況正確地設置相關參數(shù)，使網(wǎng)絡達到預期的性能。這些參數(shù)主要有：小區(qū)所在層的設置、小區(qū)優(yōu)先級的設置、層間切換門限、層間切換遲滯等參數(shù)設置。
下面是一個實際運行的雙頻網(wǎng)的實例。該網(wǎng)絡采用分層分級結(jié)構，GSM1800為第1層，具有高的優(yōu)先級，GSM900小區(qū)為第2層，采用了分層分級的切換算法，使雙頻手機盡可能停留在1800MHz小區(qū)上。各層也分不同的優(yōu)先級，可以根據(jù)實際話務的分布，對每個小區(qū)進行更完善的話務負荷分布調(diào)整。在該雙頻網(wǎng)優(yōu)化過程中，通過多次測試和參數(shù)調(diào)整后，其層間切換門限為-90dBm，為防止乒乓切換，將層間切換遲滯設為5dBm。
圖3是該雙頻網(wǎng)在參數(shù)調(diào)整后，測試路徑上的切換示意圖。

圖3 網(wǎng)絡優(yōu)化后路測過程切換示意圖
在切換測試過程中，發(fā)現(xiàn)有由于新增GSM1800基站而引起的鄰區(qū)關系不完全、越區(qū)覆蓋等因素引起的掉話，通過網(wǎng)絡優(yōu)化調(diào)整后切換正常。通過路測圖示看，在1800MHz系統(tǒng)的覆蓋范圍內(nèi)，雙頻手機基本保持在1800MHz上，進行1800 MHz系統(tǒng)內(nèi)的切換；當1800MHz小區(qū)信號覆蓋變差時，雙頻手機切換到900 MHz小區(qū)。整個測試結(jié)果表明，切換性能良好，切換成功率為100%，預期的切換過程得到了良好體現(xiàn)。系統(tǒng)實現(xiàn)了GSM1800具有較高的優(yōu)先級，使雙頻手機在保證通話質(zhì)量的前提下優(yōu)先切換到GSM1800系統(tǒng)，從而使通話狀態(tài)的雙頻手機盡量駐留在GSM1800系統(tǒng)上，實現(xiàn)話務量吸收功能。
通過以上幾個方面的調(diào)整，雙頻網(wǎng)覆蓋區(qū)的900MHz和1800MHz小區(qū)的話務量發(fā)生了明顯的變化，由于1800MHz系統(tǒng)對話務量的吸收作用，900MHz小區(qū)不再出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象。
這里只是討論了GSM900/1800雙頻網(wǎng)優(yōu)化的幾個方面， 在網(wǎng)絡運行中，還會涉及到許多相關的參數(shù)、測試方法、網(wǎng)絡指標評估等因素，必須針對具體的網(wǎng)絡環(huán)境綜合考慮。
GSM網(wǎng)絡在我國的應用已經(jīng)非常廣泛，GSM900/1800雙頻網(wǎng)也在大力推廣，并在許多城市投入運營。雙頻網(wǎng)的運作有其特殊性和復雜性，應在實際運行中不斷地跟蹤網(wǎng)絡質(zhì)量和雙頻用戶的增長速度，進行優(yōu)化調(diào)整。通過網(wǎng)絡優(yōu)化，使GSM1800盡量吸收雙頻用戶，起到話務負荷分擔的作用，緩解GSM900的壓力，提高網(wǎng)絡的整體性能。(深圳華為技術有限公司網(wǎng)站)