提升城區(qū)環(huán)境下EDGE網(wǎng)絡(luò)FTP平均下載速率

韓志勇

摘 要：本文主要是根據(jù)EDGE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合城區(qū)環(huán)境下高樓林立、基站分布密集、話務(wù)量高的話務(wù)模型特點(diǎn)。從覆蓋規(guī)劃、降低干擾、資源配置方面，確定EDGE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化思路，提出解決辦法以指導(dǎo)今后的工作，并最終達(dá)到提升ftp平均下載速率，改進(jìn)EDGE網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：城區(qū)；EDGE；優(yōu)化FTP平均下載速率

1 概述

隨著通信技術(shù)的進(jìn)步，在我國(guó)3G網(wǎng)絡(luò)基本已經(jīng)普及。LTE牌照的發(fā)放也標(biāo)志著通信行業(yè)馬上要步入4G時(shí)代。但是由于存在發(fā)展戰(zhàn)略、建設(shè)規(guī)模、地域差異、用戶行為習(xí)慣等客觀因素的存在，作為3G業(yè)務(wù)的補(bǔ)充，2G網(wǎng)絡(luò)也不會(huì)很快退出歷史的舞臺(tái)。所以，有效的提升2.75G的EDGE網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)來(lái)說(shuō)也是非常必要的。方案通過城區(qū)環(huán)境下（烏蘭察布集寧區(qū)）的大量理論分析、測(cè)試數(shù)據(jù)總結(jié)出了優(yōu)化提升策略，最終成功提升城區(qū)環(huán)境下EDGE網(wǎng)絡(luò)ftp平均下載速率。

2 研究背景

2.1 EDGE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)介

全球增強(qiáng)型數(shù)據(jù)提升率EDGE（Enhanced Dataratesfor Global Evolution）完全以目前的GSM標(biāo)準(zhǔn)為架構(gòu)，中文含義為“改進(jìn)數(shù)據(jù)率GSM服務(wù)”，也被稱為2.75G或準(zhǔn)3G等。EDGE技術(shù)作為GSM向3G過渡的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)，以其數(shù)據(jù)服務(wù)速率高、能節(jié)約網(wǎng)絡(luò)投資、可以充分滿足未來(lái)無(wú)線多媒體應(yīng)用的帶寬需求等特點(diǎn)，成為與第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)最接近的一項(xiàng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)。

2.2 基于EDGE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸

EDGE技術(shù)在全球也得到了廣泛應(yīng)用，有超過400多款成熟的EDGE終端面市，超過200個(gè)EDGE商用網(wǎng)絡(luò)完成部署。由于EDGE網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線環(huán)境下的較高速率傳輸，這使得用戶在選擇終端應(yīng)用功能去完成實(shí)際工作上，有了很大的選擇空間。目前基于EDGE網(wǎng)絡(luò)承載的高層應(yīng)用主要包括，手機(jī)/筆記本無(wú)線上網(wǎng)、車載GPS定位、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、電子郵件、市政服務(wù)設(shè)施遠(yuǎn)程操控等等，已經(jīng)融入到了我們生活的許多方面。

3 目前城區(qū)環(huán)境下EDGE網(wǎng)絡(luò)FTP平均下載速率提升難點(diǎn)

3.1 覆蓋質(zhì)量要求高

城區(qū)環(huán)境下，由于高層建筑物較多，高樓大廈的阻影效應(yīng)，產(chǎn)生的覆蓋空洞，會(huì)使覆蓋信號(hào)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生迅速衰減，使EDGE應(yīng)用終端斷線脫網(wǎng)，影響ftp業(yè)務(wù)平均下載速率。通過現(xiàn)網(wǎng)站址信息，規(guī)劃軟件覆蓋預(yù)測(cè)，可以得到EDGE不同編碼方式下的覆蓋情況。越是高速率的編碼方式，對(duì)覆蓋質(zhì)量的要求越高。

3.2 基站分布密集，網(wǎng)內(nèi)干擾較嚴(yán)重

EDGE系統(tǒng)基于GSM系統(tǒng)，同樣為頻分復(fù)用系統(tǒng)，不同的頻點(diǎn)在間隔一定復(fù)用距離后要重復(fù)使用。普通情況下各小區(qū)主覆蓋范圍主控頻點(diǎn)，在安全復(fù)用距離下可正常使用，但是在城區(qū)環(huán)境下，由于站間距較近，越區(qū)覆蓋情況明顯增多，如頻率規(guī)劃不合理，天饋工藝不過關(guān)等等，就會(huì)引發(fā)新的頻率干擾現(xiàn)象。根據(jù)西門子鏈路級(jí)仿真結(jié)果，EDGE業(yè)務(wù)不同編碼方式對(duì)C/I的要求如下圖所示，越是高速率的編碼方式對(duì)無(wú)線環(huán)境的要求也就越高。

3.3 覆蓋質(zhì)量要求高的優(yōu)化措施

EDGE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的優(yōu)劣，直接決定所承載業(yè)務(wù)能否在服務(wù)區(qū)域正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件。而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，城區(qū)擴(kuò)建，高樓林立，受地物阻擋，在某些地物特別密集的城區(qū)就會(huì)存在場(chǎng)強(qiáng)不足的情況，部分建筑物由于穿透損耗太大也會(huì)在深處形成覆蓋弱區(qū)。

4 城區(qū)EDGE網(wǎng)絡(luò)FTP平均下載速率網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略及優(yōu)化方法

4.1 覆蓋質(zhì)量要求高的優(yōu)化措施

4.1.1 城區(qū)無(wú)線電波傳播特性分析

⑴多徑傳播導(dǎo)致深度快衰落。城區(qū)地物阻擋情況復(fù)雜，絕大多數(shù)終端與基站之間為非視通路徑（NLOS）。相比于郊區(qū)的視通路徑（LOS），傳播中多徑分量更為豐富，相對(duì)強(qiáng)度也更高，與主路徑疊加后所形成的快衰落和郊區(qū)環(huán)境明顯不同。一般城區(qū)的無(wú)線信號(hào)傳播快衰落服從瑞利分布，而郊區(qū)無(wú)線信號(hào)傳播服從萊斯分布。由多徑傳播造成的快衰落，將使信號(hào)瞬時(shí)電平在中值電平上下變化10dB～30dB，EDGE系統(tǒng)中可采用天線分集接收、功率控制、交織和編碼糾錯(cuò)等手段克服其影響。由于下行鏈路終端未采用天線分集接收技術(shù)，快衰落對(duì)其性能的惡化更大一些。

⑵地物阻擋增大傳播損耗。無(wú)線信號(hào)在自由空間條件下的傳播損耗隨距離呈2次冪增加；在郊區(qū)LOS為主的傳播條件下，一般隨距離2～3次冪增加；在市區(qū)則往往隨距離呈3～5次冪增加，而且遮擋 越嚴(yán)重、地物越密集，傳播損耗隨距離變化越快。

4.1.2 提升城區(qū)覆蓋質(zhì)量的辦法

⑴解決多徑傳播導(dǎo)致深度快衰落，對(duì)建筑物排列較規(guī)則的高樓建筑群，應(yīng)沿建筑群街道方向選擇基站，并沿街道方向設(shè)置扇區(qū)進(jìn)行覆蓋，以利用入射角度改善建筑群內(nèi)部深度覆蓋。對(duì)于不規(guī)則排列的密集建筑群，例如城中村等，可以通過提高天線高度加強(qiáng)深度覆蓋。隨著基站站高的增加，站高和阻擋地物的高度差也在增加，多重繞射損耗將隨之減小，從而提高建筑群內(nèi)部的覆蓋場(chǎng)強(qiáng)。

⑵對(duì)于因建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穿透損耗而產(chǎn)生的室內(nèi)深度覆蓋弱、盲區(qū)，可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行改善：

優(yōu)化或補(bǔ)充建設(shè)室外網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)，通過提高室內(nèi)穿透后的場(chǎng)強(qiáng)改善覆蓋。具體手段包括調(diào)整天線方向和下傾、增大發(fā)射功率等優(yōu)化手段，和新增宏蜂窩室外站點(diǎn)等建設(shè)手段。對(duì)于成片的普通建筑群，采用該方式較為經(jīng)濟(jì)合理。

在問題室內(nèi)區(qū)域建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)，利用饋線和功率分配器件，繞開建筑物的外墻阻隔，從而以較小的代價(jià)避開建筑物穿透損耗。該方式適用于孤立的、特殊建筑物。

結(jié)合以上兩種方式，可以有針對(duì)性地加強(qiáng)城區(qū)深度覆蓋。

4.2 城區(qū)基站分布密集，網(wǎng)內(nèi)干擾解決辦法

無(wú)線電波傳播的特性決定其在傳播過程中易受外界多種因素的影響，城區(qū)環(huán)境中，頻率復(fù)用緊密、站間距小，受到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各種因素的影響，如同頻、鄰頻干擾以及網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備本身的非線性、設(shè)備故障所引起的交調(diào)干擾、基站天線掛高過高或者俯仰角過小引起的該小區(qū)覆蓋距離過遠(yuǎn)極易產(chǎn)生頻率干擾。

4.2.1 產(chǎn)生網(wǎng)內(nèi)干擾的原因

⑴設(shè)備本身的非線性以及設(shè)備故障引起的交調(diào)干擾。設(shè)備運(yùn)行中缺乏定期的指標(biāo)測(cè)試和調(diào)整，使交調(diào)干擾在一定范圍存在。如發(fā)射部分尤其是直放站上行發(fā)射雜散輻射較大、接收部分雜散響應(yīng)較大，造成對(duì)本信道和其它信道的干擾，嚴(yán)重的將無(wú)法正常撥叫和通話。

⑵頻率規(guī)劃或頻點(diǎn)選擇不正確，在較近距離內(nèi)存在同頻、鄰頻現(xiàn)象。目前市區(qū)的站點(diǎn)分布越來(lái)越密，而分配給網(wǎng)絡(luò)的頻率資源是有限的，因此在頻率規(guī)劃時(shí)存在同頻、鄰頻的可能性，使用戶在同一地點(diǎn)收到相同頻點(diǎn)且載干比小于—9dB或相鄰頻點(diǎn)且載干比小于-9dB的信號(hào)，會(huì)在進(jìn)行業(yè)務(wù)服務(wù)過程中誤碼率升高，引起掉線現(xiàn)象。

⑶大城市中由玻璃幕墻裝飾的高層建筑物會(huì)引起電波的強(qiáng)烈反射，這種反射波很有可能引起嚴(yán)重的同頻干擾或鄰頻干擾，此時(shí)需調(diào)整天線方位角以避開玻璃幕墻的反射。

⑷小區(qū)參數(shù)定義不當(dāng)造成干擾。如出現(xiàn)同BCCH、同BSIC的情況時(shí)會(huì)對(duì)無(wú)線接口造成干擾。在GSM系統(tǒng)的無(wú)線接口中，隨機(jī)接入和切換接入信令使用相同的編碼和脈沖方式，均使用8位信息碼加上6位奇偶校驗(yàn)位，并且這6位奇偶校驗(yàn)位和目標(biāo)小區(qū)的BSIC相異或。小區(qū)收到接入信息時(shí)，與本小區(qū)的BSIC比較，若相同則進(jìn)行下一步解碼。距離較近的同BCCH、同BSIC小區(qū)間可能會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)接入和切換接入的干擾。由于切換多發(fā)生在小區(qū)邊界，切換接入信令會(huì)在更近的距離產(chǎn)生干擾。基站分布較密時(shí)切換頻繁，出現(xiàn)干擾的可能性也就較大。

另外，MAX_TX_BTS、MAX_TX_MS等參數(shù)設(shè)置不合理，也會(huì)造成干擾。如MAX_TX_MS設(shè)置過高，則在基站附近的移動(dòng)臺(tái)會(huì)對(duì)本小區(qū)造成較大的鄰信道干擾，影響小區(qū)中其它移動(dòng)臺(tái)的接通和通話質(zhì)量；過小則在小區(qū)邊緣的手機(jī)將很難占上信道，且受外界干擾更大。MAX_TX_BTS設(shè)置過大則會(huì)與鄰小區(qū)產(chǎn)生覆蓋交疊，造成信道干擾，手機(jī)占用信道困難，通話質(zhì)量差；過小又會(huì)在部分區(qū)域如室內(nèi)或電梯產(chǎn)生覆蓋盲區(qū)。

⑸基站天線高度及俯仰角、方位角設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致覆蓋范圍的不合理，使小區(qū)的覆蓋范圍超出設(shè)計(jì)覆蓋范圍，從而與鄰小區(qū)產(chǎn)生同頻干擾或鄰頻干擾。

4.2.2 降低網(wǎng)內(nèi)干擾辦法

通過OMC-R收到的報(bào)告、DT測(cè)試及CQT撥打測(cè)試、用戶申告等方式可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在的干擾情況。通過對(duì)干擾產(chǎn)生原因的具體分析，并根據(jù)實(shí)際情況可以采取不同的措施來(lái)減少干擾，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量。

⑴對(duì)基站硬件進(jìn)行檢查，確保硬件部分工作正常。定期對(duì)BTS的收發(fā)信系統(tǒng)進(jìn)行檢查，減少收發(fā)信系統(tǒng)雜散發(fā)射與響應(yīng)，提高收發(fā)信系統(tǒng)的性能，減少干擾；定期對(duì)BTS的主時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整（頻偏越小越好），減少所用信道受其它信道的干擾，提高通信質(zhì)量及系統(tǒng)指標(biāo)。

⑵通過OMC-R及一些工具軟件檢查小區(qū)BCCH、BSIC、CI、LAC等參數(shù)的設(shè)置是否恰當(dāng)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。如借助東信的“無(wú)線導(dǎo)航”可以方便、直觀地瀏覽全網(wǎng)頻率使用情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)同頻和鄰頻現(xiàn)象，及時(shí)作出調(diào)整。適當(dāng)調(diào)整BTS和MS發(fā)射功率參數(shù)，改變基站覆蓋范圍，減少對(duì)相鄰基站的干擾。在保證小區(qū)邊緣處移動(dòng)臺(tái)接入成功率的前提下，盡量減小移動(dòng)臺(tái)的接入電平，以減少對(duì)相鄰小區(qū)的干擾。通過對(duì)調(diào)整小區(qū)進(jìn)行多次的CQT測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果不斷進(jìn)行修正，以得到小區(qū)最佳的設(shè)置參數(shù)。

⑶選擇語(yǔ)音間歇期間系統(tǒng)不傳送信號(hào)的不連續(xù)發(fā)射（DTX）方式，限制無(wú)用信息的發(fā)送，減少發(fā)射的有效時(shí)間，從而降低對(duì)無(wú)線信道的干擾，使網(wǎng)絡(luò)的平均通話質(zhì)量得以改善，并能減少手機(jī)的功率損耗，延長(zhǎng)電池使用時(shí)間。

⑷使用跳頻技術(shù)。跳頻可有效地改善無(wú)線信號(hào)的傳輸質(zhì)量，特別是慢速移動(dòng)體的傳輸質(zhì)量。跳頻使得發(fā)射載頻以突發(fā)脈沖序列為基礎(chǔ)進(jìn)行跳變，從而可明顯減低同頻干擾和頻率選擇性衰落效應(yīng)，達(dá)到干擾源分集和頻率分集的效果。

⑸調(diào)整天線的方位角與俯仰角，使得無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋合理，盡量減少覆蓋交疊和覆蓋盲區(qū)的現(xiàn)象，改善無(wú)線環(huán)境，減少無(wú)線干擾。理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在加大定向天線俯角的過程中，水平面主方向的增益降幅比其它方向大，因此改變天線俯仰角來(lái)消除同頻干擾比單純降低發(fā)射功率更有效。

4.3 城區(qū)高話務(wù)環(huán)境下，資源擁塞優(yōu)化辦法

4.3.1 城區(qū)高話務(wù)環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)資源擁塞原因

城區(qū)業(yè)務(wù)量高且集中，F(xiàn)TP平均下載速率可能受到Gb口、G-ater口、Abis口、um口傳輸資源及BTS、BSC、MFS、SGSN網(wǎng)絡(luò)實(shí)體資源負(fù)荷不足影響，造成擁塞，使FTP平均下載速率降低。

4.3.2 城區(qū)高話務(wù)環(huán)境下資源優(yōu)化

EDGE網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化是提高FTP平均下載速率的重中之重，在城區(qū)高話務(wù)集中地環(huán)境下，充足的網(wǎng)絡(luò)資源，是保障終端能夠正常接入的基本前提。

根據(jù)EDGE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用戶FTP業(yè)務(wù)流程，共需經(jīng)歷4個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體：1.基站（BTS） 2.BSC 3.MFS 4.SGSN；4個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸接口：um、abis、G-Ater、Gb。這些網(wǎng)絡(luò)實(shí)體和傳輸接口存在資源瓶頸，將會(huì)直接影響EDGE網(wǎng)絡(luò)FTP下載速率。

我們可以分別對(duì)這些網(wǎng)絡(luò)實(shí)體及傳輸接口資源進(jìn)行逐項(xiàng)評(píng)估，結(jié)合實(shí)際網(wǎng)絡(luò)情況，制定優(yōu)化方案。具體細(xì)節(jié)由于各設(shè)備廠家的統(tǒng)計(jì)的counter有所區(qū)別，這里不再詳述。

5 結(jié)論

按照以上優(yōu)化思路，制定相應(yīng)優(yōu)化措施實(shí)施后，我業(yè)務(wù)區(qū)城區(qū)EDGE網(wǎng)絡(luò)FTP平均下載速率由之前的28.09kbps提升到了71.92kbps。速率提升了1倍以上。

隨著城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、用戶需求的不斷增長(zhǎng)，都會(huì)對(duì)城區(qū)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境產(chǎn)生新的變化。所以，優(yōu)化城區(qū)EDGE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是項(xiàng)繁雜而不間斷的任務(wù)，只有時(shí)刻保持良好覆蓋、可控的干擾、充足的資源配置，才能真正提升EDGE網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，保持較高的ftp平均下載速率。

[參考文獻(xiàn)]

[1]韓斌杰.GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：14.

[2]韓斌杰.GPRS原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：229.

[3]鐘章隊(duì)，蔣文怡，李紅君.GPRS通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)[M].北京：人民郵電出版社，2001：415.

[4]拉格朗日.GSM網(wǎng)絡(luò)與GPRS[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002：305.

[5]趙紹剛，周興圍，蘇標(biāo)瑋，李岳夢(mèng).增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率的GSM演進(jìn)技術(shù)--EDGE網(wǎng)絡(luò)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009：362.