密集城區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化面臨的新問題

周興圍，沈 忱

（中國移動通信集團公司 北京100033）

隨著移動通信業(yè)務(wù)量尤其是移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量爆炸式的增長，為滿足客戶的需求，中國移動對網(wǎng)絡(luò)的投入持續(xù)增加，在原有頻率資源不變的情況下，城市建筑日趨復雜，新站點的獲取日益困難，網(wǎng)絡(luò)復雜度越來越高。密集城區(qū)室外高質(zhì)差、高干擾以及室內(nèi)覆蓋質(zhì)量差等問題逐漸成為用戶投訴的重點，維持甚至提高原有的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。

1 無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重點集中于對道路和全網(wǎng)的掉話率、接通率等KPI的優(yōu)化，相比其他電信運營商，中國移動的2G網(wǎng)絡(luò)在這些KPI方面仍保持整體領(lǐng)先的優(yōu)勢。然而，從現(xiàn)網(wǎng)尤其是密集城區(qū)的質(zhì)量分析和投訴統(tǒng)計情況來看，話音質(zhì)差（話音品質(zhì)差，聽不清）已成為當前GSM網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量方面亟需解決的新問題。全網(wǎng)高質(zhì)差（Rxquality為6、7級采樣點的比例超過5%）小區(qū)的比例超過3%，其比例是高掉話（GSM掉話率>3%且每線話務(wù)量大于0.1）小區(qū)比例的15倍，部分大城市高質(zhì)差小區(qū)的比例甚至超過5%。隨著業(yè)務(wù)量尤其是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的不斷攀升，密集城區(qū)的話音質(zhì)差問題呈現(xiàn)不斷惡化的趨勢。從近期委托科羅思咨詢公司所進行的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量客戶滿意度調(diào)查研究項目中的用戶調(diào)查統(tǒng)計來看，當前影響我國移動用戶感知的最大因素是通話質(zhì)量和上網(wǎng)業(yè)務(wù)中的網(wǎng)絡(luò)速度與穩(wěn)定性，從而進一步驗證了話音質(zhì)量是當前影響客戶感知的重要因素之一。

眾所周知，影響無線網(wǎng)絡(luò)話音質(zhì)量（Rxquality以及BER）的根本原因是載干比（C/I），出現(xiàn)話音質(zhì)差的原因主要有：弱覆蓋，即載波信號電平（C）偏弱；強干擾，即載波信號電平較強，但干擾電平（I）偏高。從部分城市的測量報告分析來看，70%的質(zhì)差話務(wù)信號的電平并不弱（>-95 dBm），充分說明干擾是造成質(zhì)差的主要因素。

通過對密集城區(qū)的高質(zhì)差小區(qū)的分析發(fā)現(xiàn)，干擾所導致的高質(zhì)差小區(qū)中，86%由GSM網(wǎng)內(nèi)干擾造成，這些網(wǎng)內(nèi)干擾主要來自以下幾個方面：

·密集城區(qū)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題；

·天線、無源器件互調(diào)干擾；

·數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)干擾問題。

除了網(wǎng)內(nèi)干擾造成話音質(zhì)差外，密集城區(qū)部分室內(nèi)分布的質(zhì)量問題也是引起室內(nèi)局部弱覆蓋，從而造成室內(nèi)用戶話音質(zhì)差的重要原因之一。

2 問題分析及解決建議

2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題

密集城區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題造成室外重疊覆蓋嚴重，從而引起嚴重的干擾和質(zhì)差。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指網(wǎng)絡(luò)中基站的布放和配置，包括站間距、站高、天線方向和下傾角、小區(qū)載波配置、室內(nèi)/外站點分布、直放站分布等。傳統(tǒng)的著眼于局部以增強載波信號電平為主的“以強制強”的道路優(yōu)化方式導致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越復雜，造成同一區(qū)域大量強信號重疊覆蓋。用重疊覆蓋度反映一個區(qū)域內(nèi)同時有多少個強信號進行了重疊覆蓋，該值越大則表明該區(qū)域同頻碰撞概率越大，同頻干擾越嚴重?，F(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，強信號重疊覆蓋度超過5后，質(zhì)差話務(wù)增加趨勢明顯（如圖1所示）。從大中型城市密集城區(qū)的道路掃頻統(tǒng)計來看，重疊覆蓋嚴重的路段占比較高，道路重疊覆蓋度在7以上的路段占比高達15%。

從對網(wǎng)絡(luò)影響較大的高干擾小區(qū)所呈現(xiàn)的特征來看，密集城區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題主要來源于三大要素：高載波配置站、高站、高無線直放站（簡稱為“三高”）使用比例。降低“三高”比例已刻不容緩。

（1）高載波配置站

全網(wǎng)高配置小區(qū)約占全網(wǎng)總小區(qū)數(shù)量的9%，其中省會城市高配置室外小區(qū)的占比約為14%，密集城區(qū)高配置室外小區(qū)的比例超過30%。小區(qū)配置越高，相鄰小區(qū)出現(xiàn)同鄰頻干擾的概率就越高。針對這些高配置站，需要對其無線利用率和干擾狀況進行全面評估，并對影響質(zhì)量的高配置站進行整治。根據(jù)GSM規(guī)范，要滿足網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求，頻率復用系數(shù)不應(yīng)低于12。對于中國移動網(wǎng)絡(luò)，原則上900 MHz小區(qū)的載波配置不能超過7，1 800 MHz小區(qū)的載波配置不超過7（擁有20 Mbit/s 1 800MHz頻率資源的城市）或9（擁有25 Mbit/s 1 800MHz頻率資源的城市），超出部分的業(yè)務(wù)應(yīng)及時通過小區(qū)分裂等手段進行業(yè)務(wù)吸收；對于無線利用率較低的高配置站，應(yīng)直接減配；對于無線利用率較高、干擾較大的高配置站，應(yīng)根據(jù)其所在局部區(qū)域的站間距、業(yè)務(wù)密度等因素，通過小區(qū)分裂、1 800 MHz網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和街道站、室內(nèi)分布站建設(shè)等手段降低其載波配置。

（2）高站

省會城市室外高站的比例達到6.19%，密集城區(qū)高站比例超過20%。原則上，在密集城區(qū)，應(yīng)降低高站的天線高度（不超過50 m，并且不高于周邊基站平均高度15 m），控制過覆蓋。對于干擾較大的高站，應(yīng)視具體情況予以拆除或降低天線高度。對于確屬站址資源受限導致高站無法拆除或降低的情況，應(yīng)通過降低功率、下壓傾角、降低配置等方式對高站的過覆蓋和干擾影響進行弱化。

（3）高無線直放站

密集城區(qū)的直放站應(yīng)用比例較高，尤其是對質(zhì)量影響較大的無線直放站被大量應(yīng)用。從現(xiàn)網(wǎng)直放站的抽測情況來看，直放站本身存在互調(diào)干擾、上下行增益不平衡、發(fā)射功率不足、發(fā)射信號質(zhì)量差、收發(fā)隔離度不足等問題。圖2給出了現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用過程中出現(xiàn)各類問題的占比情況，其中直放站本身模塊故障的占比高達32%，其他方面的問題包括無源器件互調(diào)（占28%）、無線寬帶直放站應(yīng)用環(huán)境不合理（占17%）、工程施工（占13%）等問題。

在密集城區(qū)，除電梯、地下停車場等容量需求小的信號盲區(qū)外，原則上應(yīng)避免使用直放站或無線寬帶直放站。在使用直放站時，每個小區(qū)最多只能帶1個無線直放站或3個模擬光纖直放站。對于下掛直放站過多導致上行干擾較大的施主小區(qū)，應(yīng)根據(jù)覆蓋區(qū)域的業(yè)務(wù)量、傳輸、機房資源等具體狀況，將其下掛的干擾較大的直放站逐步改造成微蜂窩、宏蜂窩或分布式基站。

2.2 天線以及無源器件互調(diào)干擾

互調(diào)是由于無源器件的非線性原理（天線、耦合器等）產(chǎn)生的干擾信號，在高功率和多載波下，就會造成低電平的上行干擾。對于中國移動的GSM 900 Hz系統(tǒng)，三階并不落入上行接收范圍內(nèi)，而五階和七階則落入上行接收范圍內(nèi)，形成實質(zhì)干擾；對于中國移動的GSM 1 800 Hz系統(tǒng)，三階、五階都不落入上行接收的頻段范圍，七階則落入上行接收的頻段范圍，形成實質(zhì)干擾。落在上行接收頻帶內(nèi)的互調(diào)產(chǎn)物會提高基站的上行接收底噪，盡管其信號強度不大，但與網(wǎng)絡(luò)接收的上行信號相比，仍足以形成較大干擾。特別是在基站的載波配置較大時，多頻率的互調(diào)信號更加復雜，造成上行干擾的幾率大大增加。從現(xiàn)網(wǎng)針對上行高干擾小區(qū)的排查測試結(jié)果來看，天線和無源器件互調(diào)指標差導致的干擾較嚴重的問題占比高達30%。

與外部干擾不同的是，互調(diào)干擾與話務(wù)量具有強相關(guān)性。對上行干擾與話務(wù)量趨勢呈較強相關(guān)性的所有高干擾小區(qū)進行天饋系統(tǒng)問題排查整治，尤其是天線以及離基站射頻輸出端口最近的前三級無源器件互調(diào)問題的排查整治可以有效定位此類問題。從現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)完成整治的小區(qū)統(tǒng)計來看，上行高干擾帶（>-100 dBm）的比例平均由40%下降到5%。

2.3 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)干擾問題

在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)密集區(qū)域，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)除了搶占公共信道資源和業(yè)務(wù)信道資源外，對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響還體現(xiàn)在沒有下行功率控制，帶來了大量網(wǎng)絡(luò)底噪。試驗數(shù)據(jù)表明，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占比為40%的情況下，將至少額外帶來2.39 dB的網(wǎng)絡(luò)底噪，相當于給話音業(yè)務(wù)帶來的底噪提高了近一倍。從北京、上海等大城市的現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看，當小區(qū)載波滿配時，小區(qū)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)資源占比超過45%后，話音質(zhì)量出現(xiàn)下降拐點。

當前需要從兩方面入手解決數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)干擾問題。一方面，部署和應(yīng)用GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)下行功率控制功能，改善數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)由于缺乏下行功率控制而干擾話音業(yè)務(wù)的問題；另一方面，市場、建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)、終端等多部門要加強協(xié)同，針對用戶分布的特點，在GSM熱點區(qū)域開展精細化分流，在達到GSM業(yè)務(wù)承載極限的區(qū)域，必須對低價值數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進行限流，控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占比，以優(yōu)先確保話音業(yè)務(wù)質(zhì)量。

2.4 室內(nèi)分布質(zhì)量問題

從全網(wǎng)基礎(chǔ)通信類投訴來看，“室內(nèi)覆蓋投訴”約占覆蓋類投訴的70%。對現(xiàn)網(wǎng)23個省會城市進行了分析，發(fā)現(xiàn)室內(nèi)分布系統(tǒng)的質(zhì)差問題普遍較室外站嚴重，23個城市中有22個城市，室內(nèi)分布高質(zhì)差小區(qū)比例均高于室外高質(zhì)差小區(qū)比例。對其中兩個城市進行了試點，發(fā)現(xiàn)室內(nèi)分布話音質(zhì)量明顯差于宏站話音質(zhì)量，室內(nèi)分布高干擾小區(qū)比例明顯高于宏站。這些存在質(zhì)差和干擾問題的室內(nèi)分布系統(tǒng)，在設(shè)計、建設(shè)、參數(shù)等方面存在諸多問題。除了無源器件質(zhì)量差外，設(shè)計、建設(shè)、參數(shù)設(shè)置原因占比累計高達51%（如圖3所示）。25%的室內(nèi)分布設(shè)計上存在直放站干放設(shè)備使用過多、天線布放不合理或過少、天線點下接收功率過低等問題。50%的室內(nèi)分布系統(tǒng)在建設(shè)方面存在施工與設(shè)計方案偏離、器件亂用、輸出端空掛、走線不合理、接頭未擰緊等問題。室內(nèi)分布系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置方面，主要存在小區(qū)參數(shù)、直放站干放設(shè)備參數(shù)設(shè)置不合理等問題。

針對室內(nèi)分布系統(tǒng)，要進一步加大室內(nèi)分布的建設(shè)力度，從設(shè)計、建設(shè)、參數(shù)設(shè)置等多個方面對室內(nèi)分布質(zhì)量進行嚴格把關(guān)；對于現(xiàn)網(wǎng)已建室內(nèi)分布，要加強室內(nèi)質(zhì)量優(yōu)化，針對“一高一低（高干擾、低話務(wù)）”室內(nèi)分布小區(qū)開展天線、器件、直放站、干放排查和整改工作，器件整治的重點應(yīng)該是位于主干鏈路的電橋、合路器、耦合器等。

3 結(jié)束語

隨著密集城區(qū)2G網(wǎng)絡(luò)負荷的不斷增加，話音質(zhì)差和網(wǎng)絡(luò)干擾已經(jīng)成為當前這些區(qū)域GSM網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量面臨的新問題，并且隨著業(yè)務(wù)量尤其是數(shù)據(jù)流量的不斷增長，這種矛盾日益突出。只有系統(tǒng)性地解決好網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、天線、無源器件、直放站等器件的質(zhì)量、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)干擾以及室內(nèi)質(zhì)量問題，才能從根本上解決話音質(zhì)差和網(wǎng)絡(luò)干擾問題，從而有效提升密集城區(qū)客戶的業(yè)務(wù)感知。

1 韓斌杰,杜新顏,張建斌.GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化(第2版).北京:機械工業(yè)出版社,2009