改善GSM网络拥塞提高话务量有效方法研究.docx

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改善GSM网络拥塞提高话务量有效方法研究

1、引言

　　网络优化的目的就是在现有的网络条件下，通过不断地对系统进行调整从而改善网络的运行质量，提高网络话务量以取得更好的社会效益和经济效益，也就是说在给定的投资下得到最大的回报。

网络优化应该是移动运营商的重中之重，因为它直接面对的是用户和市场。

网优技术人员更应该积极。

主动地开展工作，争取对每一个无线参数都进行仔细研究，弄清楚它的效果和副作用，同时根据实际情况仔细调节天线高度。

天线方向和俯仰角。

合理采用这些手段可以在较大程度上改善网络性能，解决网络存在的拥塞、覆盖和干扰等问题。

　　在网络实际运行过程中，话务量的大小直接关系到移动公司的经济效益，但是话务量的大小主要是和本地区的经济发展程度密切相关，对于内地欠发达城市想在短期内大幅增加话务收入是不现实的。

然而，采用一些手段努力降低网络拥塞可以将由于拥塞而失去的话务量重新吸收回来，达到增加话务收入的目的。

更重要的是拥塞减少会提高用户对网络的信心。

本文仔细分析了对解决网络拥塞有很大效果的部分无线参数，然后讨论了调节天线高度。

方向和俯仰角对网络话务均衡的作用，最后讨论了建设微蜂窝和直放站的一些体会。

文中还有在实际优化重庆GSM网络中的一些经验供参考，需要注意的是文中所讨论的无线参数都是针对ERICSSON设备而言。

2、无线参数的作用

移动通信设备投入运行时，无线参数都设为缺省值。

网优技术人员应该对每一个无线参数进行仔细地试验分析，弄清楚修改这些参数将带来的效果。

以下将讨论一些和解决拥塞有关的无线参数。

2．1发射功率

通常在郊区我们可以通过增加发射功率的办法来扩大网络覆盖范围，但是在话务繁忙的主城区以内，降低拥塞小区的发射功率是一种减小小区覆盖范围从而减少话务拥塞的有效手段。

Pr=aptr-4，S=πr2——

（1）

（1）式中，pt是某个小区控制信道发射功率，Pr是该小区内的手机接收功率，S和r分别表示该小区的覆盖面积和半径（假设该小区覆盖一圆形区域），a是一个常数。

在这里采用了一个通用的传播准则即900MHz无线电波传播的路径损耗正比于距离的4次方。

如果发射功率pt，降低3dB，也就是发射功率的实际电平值（单位瓦）减小到原来的一半，这时调整后的小区覆盖半径从

（1）式推导可知为（0．5）1/4r=0．84r，也就是说发射功率降低3dB后小区覆盖半径减小约16％。

上面只是在理想条件下的理论推导，但是它可以给我们一个清晰的理性认识。

由于降低发射功率并没有影响路径损耗，因此接收功率可以认为和发射功率有一一对应的关系，即发射功率降低3个dB，手机接收信号也将降低3dB。

笔者的经验是降低发射功率可以很有效地减小小区话务量，降低网络拥塞，但缺点是可能会在室外产生一些盲区，另外也将使室内接收场强降低，影响其通话效果。

2．2最小接入电平accmin

同样，根据

（1）式，为了降低拥塞可采用提高accmin的手段，也就是说在发射功率pt不变，将可以接入网络的接收电平pr提高，例如提高到原来的4倍（即accmin提高6个dB），这样通过计算，小区新的有效覆盖面积将是原覆盖面积的一半。

采用提高accmin的方法来减少有效覆盖面积，降低话务量是非常有效的。

但是提高accmin的同时将会使以前处于该小区覆盖边缘的用户不能够接入网络从而产生新的盲区。

曾经有用户投诉“手机有信号但不能正常拨打”就是这个原因。

2．3小区优先级参数Level和Levthr

网络分层覆盖中的小区优先级参数Level和从低优先级小区改变到高优先级小区的接收场强阈值bevthr这两个参数对话务均衡来说也是很有用的。

一般都将微蜂窝的Level设为1即具有最高的优先级，而将宏蜂窝的优先级定为2即具有正常的优先级，Level为3的小区定义为伞状小区具有最低的优先级。

实际应用中一般没有定义伞状小区。

三种优先级小区的定义并非绝对的，网优技术人员可以根据实际情况进行相应地改变，能够得到意想不到的效果。

例如重庆市主城区的一号桥基站是一个宏蜂窝，Level为2，由于其处于一个地势相对低洼的地区，活务量很小，然而周围的基站由于地势高话务却非常繁忙。

我们根据该站的实际特点将其优先级Level改为1以作为周围高站的下层覆盖基站，取得了良好的效果：

在提高该站话务量的同时又降低了周围基站的拥塞。

表1是该基站调整前后的话务量对比。

　表1一号桥基站调整前后的话务量比较

小区

改变前每线话务量

Ed（忙时）

改变后每线话务量

Erl（忙时）

A小区

0.15

0.43

B小区

0.16

0.42

C小区

0.14

0.25

很明显，该基站话务有很大的增加。

另外一个例子，陈家坪基站的Level为2，其C小区由于覆盖成渝高速公路重庆长途汽车站，因此话务特别繁表1一号桥基站调整前后的话务量比较忙，同时C小区方向正对的喻洲交易城基站也非常繁忙，而其已C小区话务相对较小，在忙时用户因不能呼叫意见很大。

我们根据具体情况将C小区的Level改为3后，C小区拥塞消失，而其B、C小区话务量有很大的提高。

渝洲交易城的拥塞也有比较明显的降低。

经过实测发现，Level改为3后，由于原来该小区覆盖范围内的手机首先选择高优先级的小区（即使该小区信号较低），因此会在某种程度上造成话音质量的下降。

Level的改动应该根据实际情况慎重的考虑后进行，同时不应该大范围的改变。

另外一个参数Levthr的含义是手机如果从低优先级的小区改变到高优先级的小区，那么手机的接收场强必须高于目标小区的门限值。

对不同优先级小区的Levthr进行仔细的调节对解决拥塞也会有一定的效果。

2．4小区切换的信号强度偏置参数Koffset

小区间切换的信号强度偏置参数Koffset是网优技术人员进行话务调节主要的且非常有效的手段。

Koffset有正偏置KoffsetP和负偏置KofiketN两个参数。

如果定义两个相邻小区A→B间有正偏置KoffsetP＝3，而B→A有负偏置KoffetN=3，这就意味着手机从A小区切换到B小区需要手机接收的B小区的信号强度高于手机接收的A小区的信号强度3dB，而手机从B小区切换到A小区，只要手机接收的A小区的信号强度大于手机接收的B小区的信号强度-3dB就可以。

也就是说，A小区中的手机更难于切换到B小区，而B小区中的手机易于切换到A小区，这样就能够很有效地进行话务均衡。

表2是几个实际调整结果。

调节时，Koffset改变的大小很重要，如果Koffset改变幅度过小，并不能得到应有的话务均衡效果；而当Koffset实际改变幅度过大时，可能产生手机振铃后用户接话时掉话，这是我们曾经遇到过的情况，具体原因还有待于仔细分析。

我们的经验值是Koffset设为3～6之间比较恰当。

　表2话务均衡调节前后的话务比较

小区

调节前每线

话务Ed

调节后每线

话务Ed

调节方法*

建材市场A

0.81

0.60

建材市场B

0.54

0.51

建材市场C

0.17

0.60

C→A，Koffsetp=5，

C→B，Koffsetp=3，

A→C，Koffsetp=5，

B→C，Koffsetp=3，

打铜街A（a）

0.90

0.70

解放东路A（b）

0.10

0.22

解放东路B（c）

0.18

0.44

a→b，Koffsetn=3，

a→c，Koffsetn=3，

b→a，Koffsetn=3，

c→a，Koffsetn=3，

注：

调节前，各小区的Koffsetp和Koffsetn都为0

3、基站天线的作用

基站天线的高度、俯仰角和方向的实际设置对网络的运行状况有很大的影响。

天线的实际高度和周围的建筑物分布将直接影响到小区覆盖区的面积以及实际形状。

加大天线的俯角能够有效地控制网络干扰。

根据相临小区话务分布的实际情况，调节天线方向可以很有效地进行话务均衡。

3．1无线高度的作用

对重庆这类严重“丘陵”地形的城市，采用平坦地形的天线高度增益公式来进行分析明显是很不准确的。

如图1，h为一高站小区天线实际高度，h1为用户手机实际所在地的地形斜率线到该天线垂直线相交点的高度，h-h1就是天线的有效高度，而h3为将该高站天线下降的实际高度，调整后实际有效高度为h2。

采用有效高度来进行计算，那么调整前与调整后的天线高度增益改变分别为：

——

，

—

———

（2）

如果实际中，h1=200m、h2=50m、h3=50m，也就是说将天线下降50米后，从

（2）式可计算出信号将衰耗6dB。

在以上的推导中虽然没有考虑建筑物阻挡的影响，但仍有一定的参考价值。

目前国内的GSM网络基本都经过了多次扩容，在网络建设初期由于基站较少，为了满足覆盖的要求，站址都选择在高楼或高山上。

经过多次扩容后城区内基站密集，此时高站将会引起很大的干扰，因而此时将高站降下来是我们的当务之急。

下降高站将减少手机接收信号，至于会将覆盖半径减少则可以由

（1）和

（2）式进行推导得到。

3．2天线俯仰角的作用

为了减少干扰和降低话务量，加大小区天线俯角是一个有效的手段。

但是问题在于如何调整天线俯角以及起到怎样作用？

根据一些资料和实际分析。

测试，我们发现：

和天线不下倾相比较，在水平方向上如果天线下倾1°时，信号衰减3．5dB，如果天线下倾10°时，信号衰减4dB，即水平方向衰减并不显著。

但是在小区的实际覆盖地面，天线下倾10°时接收信号将有约8～12dB的增加。

这意味着天线俯角加大时，对小区的覆盖范围影响较小，但是对小区的覆盖区域也就是该小区信号占优势的区域内载干比将有很大的改善。

另外，天线下倾不能太大，否则将会引起天线水平方向图的分裂，这种情况在许多文献中进行了详细的讨论，本文不再赘述。

3．3无线方向改变的作用

网络实际运行时，有必要根据基站实际周边环境以及一些新的新件，如新修商场、写字楼等来微调小区天线方向，这对进行小区话务均衡和减少拥塞有一定的作用。

表3是根据实际情况对市内一个基站调整天线方向后的话务分布对比。

　表3调整天线方向后的话务分布对比

小区

改变方向前话务量

（Erl/天）

改变方向后话务量

（Erl/天）

双碑A小区

26.0

22.0

双碑B小区

7.7

20.7

双碑C小区

7.7

8

可见，天线方向的改变能够有效地进行话务均衡。

但是改变天线方向后需要相应调整相邻小区关系和小区频率。

4、微蜂窝、直放站的补点

建微蜂窝的优点是通过增加TRX能够有效地增加热点地区话务量的同时便于统一规划，但缺点是需要调传输，时间长，同时价格较为昂贵。

建直放站的优点是简便。

快捷，但需要进行很好的管理，防止对网络产生干扰，同时直放站的信号源也需要进行很好的选择。

我们的经验是在市区内最好不采用建直放站补点的办法，如果在一些商场、酒店和地下车库确有必要建直放站，那么需要网优技术人员严格监控防止其信号泄露出来干扰其它基站。

另外直放站的信号源不能采用拥塞很高的小区，否则用户并不能进行有效地呼叫。

如果周围基都较忙，那么建设微蜂窝是一个很有效的方法。

5、总结

本文中讨论的几种方法不仅可以有效地用来解决网络拥塞。

提高话务量，而且对于控制覆盖以及解决干扰问题也有很积极的意义。

但是为了更好地提高网络运行质量，还需要网优人员更加积极主动地进行工作并进行不断地总结。