綜合話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的GSM頻率優(yōu)化研究

王瑋，高媛

（1中國移動通信集團廣東有限公司，廣州 520000； 2 中國移動通信集團廣東有限公司珠海分公司，珠海 519000）

綜合話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的GSM頻率優(yōu)化研究

王瑋1，高媛2

（1中國移動通信集團廣東有限公司，廣州 520000； 2 中國移動通信集團廣東有限公司珠海分公司，珠海 519000）

隨著目前網(wǎng)絡的發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務快速增長，其在網(wǎng)絡中的業(yè)務量占比越來越大。目前常規(guī)的變頻方法主要考慮話音業(yè)務的影響，這可能會導致部分低話務高數(shù)據(jù)業(yè)務的小區(qū)在變頻時權(quán)重較低，難以分配到低干擾的頻點，從而影響數(shù)據(jù)業(yè)務感知質(zhì)量，因此必須開展結(jié)合話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的變頻研究和相關試驗。首先深入研究CS，GPRS，EGPRS 3類業(yè)務的頻率負荷理論計算方法，對頻率干擾貢獻進行量化，然后開展數(shù)據(jù)業(yè)務變頻試驗，得出在高數(shù)據(jù)業(yè)務區(qū)域考慮數(shù)據(jù)業(yè)務權(quán)重變頻既可以使話音業(yè)務質(zhì)量保持平穩(wěn)，又可以大大提升數(shù)據(jù)業(yè)務質(zhì)量的結(jié)論，對今后的網(wǎng)絡質(zhì)量的提升工作起到指導作用。

數(shù)據(jù)業(yè)務；頻率優(yōu)化；頻率負荷

截至2012年底，中國移動GSM網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)業(yè)務占總業(yè)務量比例達到40%，并呈現(xiàn)快速增長的趨勢，同時數(shù)據(jù)業(yè)務造成的頻率干擾也快速增加，給網(wǎng)絡質(zhì)量帶來了較大的沖擊。而目前常用的變頻方法都是沿用GSM發(fā)展前期的思路，即只關注話音業(yè)務產(chǎn)生的頻率干擾，這種思路導致了低話務高數(shù)據(jù)業(yè)務小區(qū)在變頻時權(quán)重較低，難以分配到低干擾頻點，從而影響了數(shù)據(jù)業(yè)務甚至是話音業(yè)務的感知質(zhì)量。

為此，需要一種結(jié)合話音和數(shù)據(jù)業(yè)務量的變頻方法來滿足當前GSM網(wǎng)絡的實際現(xiàn)狀。本文就將在這方面展開探討。

1 頻率負荷理論計算方法

目前變頻是以頻率規(guī)劃軟件中的 “話務量”為基礎，“話務量”不同，分配頻點的優(yōu)先級也不同。這個“話務量”是在變頻準備時采集的MRR采樣點運算得來的。因此，算出現(xiàn)網(wǎng)中實際的話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務的比例關系，就可以在頻率規(guī)劃軟件里模擬出考慮數(shù)據(jù)業(yè)務的綜合話務量。實際的話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務的比例關系，主要是依據(jù)不同業(yè)務帶來的不同頻率負荷來計算。針對CS，GPRS，EGPRS的頻率分配策略、發(fā)射功率相關的功能開啟情況都有所區(qū)別，因此將CS，GPRS，EGPRS 3類業(yè)務分別進行估算。

不同業(yè)務帶來的頻率負荷：

FLtot=FLCS+FLGPRS+FLEGPRS

分別計算如下：

其中TS_utilization計算如下：

其中各因素解釋如下。

（1）ρc是CS的話務量。

（2）#TS是時隙數(shù)，指小區(qū)所有可用的時隙。

（3）#TRX是載波數(shù)。

（4） #f是頻點的個數(shù)，如是基帶跳頻，#TRX /#f結(jié)果為1。

（5）# active PDCHs for GPRS是平均激活的PDCH信道數(shù)（實際有承載話務的），等于“下行BPDCH分配數(shù)量×下行PDCH利用率”。

（6）# active PDCHs for EGPRS是平均激活的PDCH信道數(shù)（實際有承載話務的），等于“下行EPDCH分配數(shù)量×下行PDCH利用率”。

（7）下行PDCH利用率＝CELLGPRS3_ USEDDLRBLKS/CELLGPRS3_AVAILRBLKS，AVAILRBLKS是小區(qū)分配的所有PDCH上的可用的20 ms的RLC無線塊數(shù)量，USEDDLRBLKS是小區(qū)下行方向占用的20 ms的RLC無線塊數(shù)量。

（8）Rpc是基站采用BTS功率控制時的干擾因子。如果沒有開通BTS功率控制，那么該因子為1，如果開通功率控制，假設和最大發(fā)射功率相比平均有2 dB的下降，那么干擾因子為0.7。通過對區(qū)域內(nèi)小區(qū)功控開啟前后定義MRR測量數(shù)據(jù)，得出功控開啟前后平均信號強度幅度變化，計算得出此干擾因子。

（9）RDTX是采用不連續(xù)發(fā)射時的干擾因子。如果沒有開通DTX，那么該因子為1，如果開通了DTX，考慮人類說話的習慣，該因子可設為0.5。

（10）B8-PSK是基站開啟EDGE后，特定配置下需要考慮的因素。當基站采取最大發(fā)射功率發(fā)射的情況下，使用了8PSK調(diào)制方式的CHGR和采用GMSK調(diào)制方式的CHGR相比，會有3 dB的回退，這種情況下，采用8PSK調(diào)制方式CHGR帶來的干擾為1，那么采用GMSK的CHGR帶來的干擾因子BGMSK為2。

2 數(shù)據(jù)業(yè)務變頻實驗

2.1 試驗區(qū)域選取原則

本次試驗區(qū)域選擇，具體考慮以下幾點。

（1）數(shù)據(jù)業(yè)務等效話務的占比高，建議至少在35%以上，如表1所示。該項指標是保證區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)業(yè)務量比較高，話音和數(shù)據(jù)業(yè)務相互干擾較嚴重。

（2）下行EGDG IP吞吐率指標相對比較差，該項指標建議在90 (kbit/s)以下，如表2所示。該項指標比較差，優(yōu)化后才有比較大的改善空間。

（3）區(qū)域內(nèi)的話音質(zhì)量相對較差，如表3所示，保證區(qū)域通過變頻能夠有比較大的改善。

通過以上原則，確定了某高校區(qū)域具有較大的代表性，這個區(qū)域涉及小區(qū)數(shù)為72個，709個載頻，其中900小區(qū)34個，載頻318個，1 800小區(qū)38個，載頻391個。

表1 數(shù)據(jù)業(yè)務等效話務占比

表2 下行EDGE IP吞吐率

2.2 實驗步驟

進行兩種類型變頻工作。

第一次變頻按常規(guī)的變頻方式進行變頻，只考慮話音業(yè)務帶來的頻率負荷。

表3 MRR話音質(zhì)量

第二次變頻是數(shù)據(jù)業(yè)務變頻，同時考慮話音和數(shù)據(jù)業(yè)務帶來的頻率負荷。

兩次變頻的間隔時間至少為5天，兩次變頻后都統(tǒng)計連續(xù)5天的變頻改善效果，分別對比兩次變頻后各項話音和數(shù)據(jù)業(yè)務指標的改善情況。

2.3 指標對比

在話音業(yè)務與數(shù)據(jù)業(yè)務容量變化不大前提下，話音業(yè)務主要從上下行通好率、無線掉話率、切換成功率等指標進行對比分析，數(shù)據(jù)業(yè)務主要從MCS7～9比例、每信道RLC層下行速率、上下行EDGE IP吞吐率等指標進行對比分析，表4和表5是變頻前、普通變頻后和數(shù)據(jù)業(yè)務變頻后的指標對比。

從以上的指標對比可以得出以下的結(jié)果。

（1）話音業(yè)務方面，普通變頻比數(shù)據(jù)業(yè)務變頻的質(zhì)量提升更明顯，如表4所示。普通變頻后早晚忙時下行質(zhì)差話務比例分別改善29.29%和43.81%，無線掉話率、SDCCH掉話率、切換成功率均有改善；數(shù)據(jù)業(yè)務變頻后與變頻前的指標對比，各項指標都有所改善，其中早晚忙時下行質(zhì)差話務比例分別改善17.08%和24.95%，保證了在考慮數(shù)據(jù)業(yè)務變頻后，話音業(yè)務質(zhì)量也有所提升。

（2）如表5所示，在數(shù)據(jù)業(yè)務方面，普通變頻后的數(shù)據(jù)業(yè)務指標也有所改善，MCS7～9比例早晚忙時分別提升7.15%和2.09%，每信道RLC層下行速率早晚忙時分別提升1.74%和1.39%，下行EDGE IP吞吐率早晚忙時分別提升7.32%和1.38%；結(jié)合數(shù)據(jù)業(yè)務變頻后數(shù)據(jù)業(yè)務指標改善更明顯，MCS7～9比例早晚忙時分別提高23.08%和16.22%，每信道RLC層下行速率早晚忙時分別提高15.73%和13.75%，下行EDGE IP吞吐率早晚忙時分別提高24.86%和23.36%。

考慮數(shù)據(jù)業(yè)務權(quán)重變頻比普通變頻的數(shù)據(jù)業(yè)務質(zhì)量提升更大，達到改善數(shù)據(jù)業(yè)務質(zhì)量的目的。

2.4 普通變頻與數(shù)據(jù)業(yè)務變頻對比

2．4．1 變頻過程和差異

普通變頻是通過MRR測量計算出等效的話音業(yè)務話務，主要是考慮話音業(yè)務的影響，沒有考慮數(shù)據(jù)業(yè)務話務的影響，在數(shù)據(jù)方面由于測量數(shù)據(jù)受限，可能會導致部分低話務高數(shù)據(jù)業(yè)務的小區(qū)在變頻的時候?qū)?shù)據(jù)業(yè)務影響的權(quán)重較低，在分頻的優(yōu)先級較低，很難分配到低干擾的頻點，從而會影響到這部分數(shù)據(jù)業(yè)務的指標。

表4 語音業(yè)務指標對比

表5 數(shù)據(jù)業(yè)務指標對比

數(shù)據(jù)業(yè)務變頻是同時考慮話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務的影響，主要是依據(jù)不同業(yè)務帶來的不同頻率負荷來計算總的等效話務，在原來的話音話務量基礎上加上等效的數(shù)據(jù)業(yè)務話務量，使得在頻率方案里考慮數(shù)據(jù)業(yè)務帶來的頻率負荷。

2．4．2 數(shù)據(jù)業(yè)務變頻優(yōu)點

（1）同時考慮話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務的影響， MCS7～9比例、每信道RLC層下行速率、上下行EDGE IP吞吐率等各項數(shù)據(jù)業(yè)務指標得到明顯改善。

（2）避免在高數(shù)據(jù)業(yè)務區(qū)域，出現(xiàn)話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務質(zhì)量不平衡現(xiàn)象，更加全面的考慮兩種業(yè)務的頻率負荷。

2．4．3 數(shù)據(jù)業(yè)務變頻缺點

由于考慮到數(shù)據(jù)業(yè)務，話音業(yè)務帶來的頻率負荷權(quán)重降低，話音業(yè)務的質(zhì)量改善幅度沒有普通變頻大。

3 結(jié)束語

通過數(shù)據(jù)業(yè)務變頻，話音業(yè)務的無線掉話率、SDCCH掉話率、切換成功率保持平穩(wěn)，數(shù)據(jù)業(yè)務MCS7～9比例、每信道RLC層下行速率、上下行EDGE IP吞吐率等各項指標得到明顯改善，改善了部分小區(qū)話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務質(zhì)量不平衡現(xiàn)象，達到同時提升話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務性能指標的目標和效果。因此，建議在一些數(shù)據(jù)業(yè)務重要的區(qū)域考慮數(shù)據(jù)業(yè)務權(quán)重變頻，為以后的數(shù)據(jù)業(yè)務變頻提供指導思路。

[1] 張威． GSM網(wǎng)絡優(yōu)化原理與工程[M]． 北京:人民郵電出版社，2010．

[2] 韓斌杰． GSM原理及其網(wǎng)絡優(yōu)化[M]． 北京:機械工業(yè)出版社，2009．

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Research on GSM frequency optimization correlated with data and speech traffic

WANG Wei1, GAO Yuan2
(1 China Mobile Group Guangdong Co., Ltd., Guangzhou 520000, China; 2 China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Zhuhai Branch, Zhuhai 519000, China)

With the development of GSM network, data traff i c is growing rapidly, and taking over more and more proportion. At present, the conventional method of frequency optimization only consider the inf l uence of speech traff i c, which may lead to diff i culty to assign the frequency of low interference to cells with low speech and high data service due to their lower frequency weight, and will affect the data service quality. Therefore it’s necessary to carry out studies on GSM frequency optimization correlated with data and speech traff i c. First in-depth study of calculation method of frequency load of three services, CS, GPRS and EGPRS, to quantify the frequency interference contribution, and then frequency experiment considering data and speech traff i c can fi nd out conclusion that considering data traff i c frequency weight in optimization can greatly enhance the data service quality and make voice service quality remained stable in the high data traff i c area. This research can play a guiding role for the future to enhance the quality of the network.

data service; frequency optimization; frequency weight

TN929.5

A

1008-5599（2013）10-0080-05

2013-08-06