關(guān)于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量?jī)?yōu)化措施探討

林平

廈門縱橫集團(tuán)建設(shè)開發(fā)有限公司（361000）

關(guān)于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量?jī)?yōu)化措施探討

林平

廈門縱橫集團(tuán)建設(shè)開發(fā)有限公司（361000）

通訊工程建設(shè)項(xiàng)目作為我國(guó)重要的基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目，其工程質(zhì)量水平的高低將直接關(guān)系到我國(guó)的國(guó)計(jì)民生。因此質(zhì)量管理對(duì)整個(gè)通訊工程建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量而言，起著非常重要促進(jìn)意義,這里主要談一談GSM系統(tǒng)無線通訊網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量?jī)?yōu)化，提出了3種不同條件下的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響要點(diǎn)，并針對(duì)環(huán)境的特點(diǎn)給出了相應(yīng)的方案。希望能為實(shí)際工作起到一定的指導(dǎo)作用。

通訊；網(wǎng)絡(luò)；質(zhì)量；優(yōu)化

0 引言

GSM網(wǎng)絡(luò)由終端、無線接入設(shè)備和核心網(wǎng)絡(luò)等幾部分組成。具體包括交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）、無線基站子系統(tǒng)（BSS）、操作維護(hù)子系統(tǒng)（OSS）和移動(dòng)臺(tái)（MS）四大部分。是我國(guó)大規(guī)模使用的移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)制式之一，隨著移動(dòng)用戶的持續(xù)增加和移動(dòng)業(yè)務(wù)的層出不窮，GSM系統(tǒng)的質(zhì)量?jī)?yōu)化也是行業(yè)運(yùn)營(yíng)中的重中之重。在GSM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)初期，運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的是其信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣，而隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和建設(shè)，關(guān)注的重點(diǎn)漸漸轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量與網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性上來。只有持續(xù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量?jī)?yōu)化，才能保持GSM網(wǎng)絡(luò)通話質(zhì)量與服務(wù)水準(zhǔn)[1]。

圖1 GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成

1 GSM無線通訊網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化概述

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況動(dòng)態(tài)變化較大，受外界客觀環(huán)境影響因素較多。用戶市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)不停擴(kuò)容。因此，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)工作中的一個(gè)重要組成部分，其目的就是提高網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量，改善服務(wù)形象，充分挖掘網(wǎng)絡(luò)資源，使投資得到應(yīng)有回報(bào)。目前隨著技術(shù)進(jìn)步，GSM網(wǎng)絡(luò)上開通的業(yè)務(wù)種類越來越多，不僅包括話音，還要開通數(shù)據(jù)、圖象等業(yè)務(wù)，向多媒體方向發(fā)展。這樣，網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)質(zhì)量要求也就越來越高，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的任務(wù)越來越重。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是在充分了解網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的前提下，通過各種技術(shù)手段，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中不合理的部分進(jìn)行必要的調(diào)整，使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)的過程[2]。

2 GSM無線通訊網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量?jī)?yōu)化

2.1 高話務(wù)密度區(qū)

我國(guó)的移動(dòng)通信用戶和業(yè)務(wù)從十年前開始就已經(jīng)迅猛發(fā)展，由于業(yè)務(wù)量和用戶的雙增長(zhǎng)，導(dǎo)致一些地區(qū)話務(wù)量在某些時(shí)段高度集中，這就引發(fā)了一些基站載頻配置超過一般標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而引發(fā)了頻率分配的一些問題，而不合理的頻率分配則影響到了系統(tǒng)用戶容量，因此，高話務(wù)密度區(qū)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一個(gè)亟待解決的問題。

2.1.1 高話務(wù)密度區(qū)特點(diǎn)分析

一個(gè)通訊基站覆蓋區(qū)域作為高話務(wù)密度區(qū)，便會(huì)呈現(xiàn)出用戶容量與服務(wù)質(zhì)量之間的矛盾，高話務(wù)密度區(qū)有如下特點(diǎn):宏蜂窩基站之間的距離偏小，尤其在一些二線、三線城市，隨著城市網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，基站越來越多，基站之間的距離往往僅有幾百米，如此小的間距一方面增大了投入新站的難度，另一方面則由于頻率復(fù)用而導(dǎo)致頻間干擾效應(yīng)明顯，容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量惡化的問題[3]。

2.1.2 高話務(wù)密度區(qū)GSM無線通訊優(yōu)化對(duì)策

經(jīng)過分析高話務(wù)密度區(qū)特點(diǎn)，可知有兩個(gè)方面的問題需要解決，一是對(duì)于單位區(qū)域內(nèi)突然增長(zhǎng)的話務(wù)量,二是為維持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量而降低基站配置。

1）引入微蜂窩系統(tǒng)

微蜂窩系統(tǒng)的特點(diǎn)在于發(fā)射功率比較小，系統(tǒng)占地面積不大，因此安裝起來較為靈活，在一些話務(wù)量鞥張迅速的區(qū)域，通過配置一個(gè)微蜂窩層，能夠有效均衡這些地區(qū)的話務(wù)量，如果將微蜂窩與宏蜂窩混合搭配使用，便能構(gòu)成雙層體系結(jié)構(gòu)。然后通過對(duì)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)進(jìn)行相關(guān)配置，把位置相對(duì)固定的系統(tǒng)用戶保持于微蜂窩層，把移動(dòng)速度較快的群體維持于宏蜂窩層。以這樣的方案提供較好的服務(wù)質(zhì)量。

2）在室內(nèi)設(shè)置獨(dú)立信源

這種優(yōu)化模式適用于一些信號(hào)弱、用戶多的環(huán)境，例如地下室、電梯、大型商場(chǎng)等。當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商慣用的做法是以直放站引入信號(hào)源，這種做法的優(yōu)勢(shì)在于能夠改善覆蓋范圍，缺點(diǎn)也很明顯，難以有效地吸收話務(wù)量，筆者推薦在室內(nèi)設(shè)置獨(dú)立信源的方式，一方面能夠使用戶密度大的區(qū)域，包括地下室、電梯、大型商場(chǎng)覆蓋增強(qiáng)，另一方面也能起到吸收話務(wù)量，分擔(dān)負(fù)荷的作用。

3）基站增加小區(qū)個(gè)數(shù)

當(dāng)前，無線通訊網(wǎng)絡(luò)的基站基本配置為1個(gè)基站3個(gè)小區(qū),而對(duì)于那些用戶話務(wù)非常多的區(qū)域，這種方法會(huì)導(dǎo)致過大的小區(qū)配置，從而引發(fā)過多的頻率干擾，影響到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量。筆者推薦在一些高配小區(qū)基站增加小區(qū)個(gè)數(shù)，先進(jìn)行容量縮減，在對(duì)小區(qū)進(jìn)行分裂。由于目前萬(wàn)維站間距較小，因此能夠在1個(gè)基站之下，通過擴(kuò)容小區(qū)的數(shù)量，并配置功率角適當(dāng)?shù)奶炀€系統(tǒng),一方面分流了用戶話務(wù)，另一方面減少了系統(tǒng)干擾。

除了以上三種方法,還有諸如參數(shù)調(diào)整優(yōu)化法，即調(diào)整小區(qū)的偏移參數(shù)來提高網(wǎng)絡(luò)容量；天線調(diào)整優(yōu)化法,即調(diào)整天線覆蓋范圍來提高話務(wù)吸收；以及基站擴(kuò)容法、小區(qū)分裂法等優(yōu)化方法，此處不再贅述。

2.2 高層樓宇區(qū)

隨著我國(guó)建設(shè)用地的收緊,土地資源日益稀缺，所以城市的發(fā)展向著高層化的趨勢(shì)演進(jìn)。考慮到移動(dòng)通訊信號(hào)特點(diǎn)，所處位置的高度與受到信號(hào)的強(qiáng)度成正比。因此，高層樓宇區(qū)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化同樣是一個(gè)值得關(guān)注的問題。

2.2.1 高層樓宇區(qū)特點(diǎn)分析

當(dāng)前，我國(guó)的運(yùn)營(yíng)商競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，不少地區(qū)的無線通訊網(wǎng)絡(luò)已趨于飽和，在大部分城區(qū)，通訊基站的面積趨于縮小，站距持續(xù)縮短。由于高層建筑越來越多，用戶往往容易接受到一些反射、繞射的干擾信號(hào)，導(dǎo)致用戶通話質(zhì)量差，掉話率升高。經(jīng)過筆者的分析與總結(jié)，當(dāng)前影響高層用戶通話質(zhì)量的因素包括:一是在高層建筑內(nèi)容易同時(shí)收到幾個(gè)基站的信號(hào)，導(dǎo)致通話質(zhì)量差，經(jīng)常掉話，干擾嚴(yán)重；二是高層位置信號(hào)電平往往較高，導(dǎo)致頻繁的切換，影響服務(wù)質(zhì)量；三是乘坐電梯容易發(fā)生小區(qū)重選，引起掉話。

2.2.2 高層樓宇區(qū)GSM無線通訊優(yōu)化策略

經(jīng)過分析高層樓宇區(qū)特點(diǎn)，可知有三個(gè)方面的問題需要解決:一是由于用戶所處的高度而引起的切換重選；二是周邊基站干擾影響服務(wù)質(zhì)量；三是乘坐電梯容易發(fā)生掉話。由此有以下的優(yōu)化方案:

1）重選和切換問題的優(yōu)化

結(jié)合相關(guān)研究的測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)于城市的高層建筑而言，從高于10 m的地方（4樓以上），便會(huì)出現(xiàn)信號(hào)不強(qiáng)的現(xiàn)象。筆者推薦的優(yōu)化方案是，在高層樓宇構(gòu)建主控小區(qū)。考慮到高層均配置有樓宇內(nèi)信號(hào)覆蓋系統(tǒng)，采用微蜂窩作為單獨(dú)信源，因此，可以在室內(nèi)覆蓋強(qiáng)度上進(jìn)行優(yōu)化，使之通過增強(qiáng)室內(nèi)信號(hào)來減低外圍其他小區(qū)信號(hào)的干擾，從而維持用戶服務(wù)質(zhì)量。具體的方法例如加裝室內(nèi)定向天線等[4]。

2）網(wǎng)絡(luò)干擾問題的優(yōu)化

只有高層建筑不被鄰近小區(qū)所干擾，用戶的通話質(zhì)量才能得到保證。結(jié)果分析與測(cè)量可知，在城市之中，大部分的無線通訊網(wǎng)絡(luò)干擾問題都來自于GSM同鄰頻干擾，這種干擾的核心問題是基站的間距很小導(dǎo)致了信號(hào)重疊。筆者推薦的優(yōu)化方案是:可以降低無線通訊天線的傾角參數(shù),并改良天線方向，達(dá)到強(qiáng)化本地基站覆蓋的目的。此外，還可以在建筑內(nèi)部引入EGSM頻點(diǎn)，減輕相鄰宏蜂窩基站干擾的程度，維持用戶服務(wù)質(zhì)量。

3）電梯覆蓋問題的優(yōu)化

一般來講，當(dāng)前的城市室內(nèi)樓宇，無線通訊網(wǎng)絡(luò)是垂直分布的。電梯覆蓋問題的優(yōu)化可以順應(yīng)這種垂直模式，以避免發(fā)生小區(qū)重選，引起掉話。具體做法為:在電梯設(shè)備的低層，將其覆蓋信號(hào)設(shè)置為與樓宇低層相同，此種設(shè)置可以方便地使用戶在進(jìn)入電梯時(shí)，順利地占用低層樓宇信號(hào)，避免掉話；在設(shè)備高層，將其覆蓋信號(hào)設(shè)置為與樓宇高層相同，此種設(shè)置同樣可以方便地使用戶在離開電梯時(shí)，順利地占用高層樓宇信號(hào)，避免掉話現(xiàn)象的發(fā)生；在高層與低層的重疊區(qū)域,還可以使低層信號(hào)逐步降低，而高層信號(hào)逐漸增強(qiáng)，通過信號(hào)的順利切換維持用戶服務(wù)質(zhì)量。

2.3 高等院校區(qū)

當(dāng)前的各大電信運(yùn)營(yíng)商均將高校學(xué)生用戶作為競(jìng)爭(zhēng)的主要戰(zhàn)場(chǎng)之一。高校學(xué)生用戶處于校區(qū)之中，用戶分布密度非常集中，由于學(xué)生的日常行為模式，也容易導(dǎo)致在課間以及晚間，話務(wù)突然激增，峰值話務(wù)量與數(shù)據(jù)流量往往回答道平均值的幾十倍，這就為運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化帶來不小的挑戰(zhàn)。因此，高等院校區(qū)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化同樣是一個(gè)非常關(guān)鍵的問題。

2.3.1 高等院校區(qū)特點(diǎn)分析

結(jié)合筆者的運(yùn)營(yíng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，高等院校區(qū)往往由于以下的一些原因造成用戶體驗(yàn)不佳:現(xiàn)在的高校往往面積很大，宿舍區(qū)和教學(xué)區(qū)緊湊分布，而各大樓宇又對(duì)移動(dòng)通訊信號(hào)形成了不可忽視的屏蔽效應(yīng)，導(dǎo)致一些樓宇之內(nèi)信號(hào)較弱，影響了用戶體驗(yàn)度；此外，校園內(nèi)單位區(qū)域的業(yè)務(wù)使用者密度極大,忙時(shí)話務(wù)量遠(yuǎn)大于平均值，導(dǎo)致高校附近的無線設(shè)備承載能力偏低，影響了用戶使用。

2.3.2 高等院校區(qū)GSM無線通訊優(yōu)化策略

經(jīng)過分析高等院校區(qū)的網(wǎng)絡(luò)和用戶特點(diǎn)，筆者推薦以下的優(yōu)化方案:

1）對(duì)現(xiàn)有的高校周邊基站進(jìn)行擴(kuò)容

這種優(yōu)化模式可以在短時(shí)間內(nèi)解決一部分問題，然而由于基站本身的配置問題，難以大幅度地提升用戶容量，并且隨著擴(kuò)容，會(huì)直接影響到基站的覆蓋能力。因此優(yōu)勢(shì)在于成本不高，劣勢(shì)在于改善有限。

2）在高等院校里配置宏蜂窩基站

這種優(yōu)化模式可以明顯改善高校用戶服務(wù)質(zhì)量,也能同時(shí)兼顧基站用戶容量與基站覆蓋的問題，然而其缺點(diǎn)也是顯而易見的，即需要一定時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)與建設(shè)，且一些院校并不愿意在校園之內(nèi)設(shè)置基站，成本偏高。

3）在高等院校設(shè)置第四扇區(qū)

設(shè)置第四扇區(qū)的目的是能夠減少當(dāng)前基站在忙時(shí)話務(wù)量方面的不足。這種優(yōu)化模式能夠顯著減輕基站容量不足的問題,設(shè)計(jì)與建設(shè)周期也比較短。而設(shè)置第四扇區(qū)的不足之處是難以有效地在幾個(gè)扇區(qū)之間進(jìn)行合理的話務(wù)壓力分配，且建設(shè)成本較高。

4）引入智能無線動(dòng)態(tài)分配模式

這種模式使用了無線通訊智能控制技術(shù)，目標(biāo)是進(jìn)行高等院校話務(wù)量集中區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)時(shí)調(diào)整。具體的實(shí)現(xiàn)思路是:結(jié)合可控功分器的功能設(shè)置，在高等院校附近的無線通訊基站內(nèi)，在話務(wù)量忙的小區(qū)與話務(wù)量閑的小區(qū)天線上配置一套功分器,實(shí)現(xiàn)對(duì)高等院校無線通訊基站的調(diào)整。這種方式也可以有效進(jìn)行無線通訊資源的實(shí)時(shí)、智能分配，起到改善高等院校用戶體驗(yàn)的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

通訊工程是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，要想加強(qiáng)對(duì)通訊工程建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量管理力度，提升通信工程的建設(shè)質(zhì)量，筆者認(rèn)為在網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)之中，必將面臨更多的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化內(nèi)容，這里所涉及的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和成果，可以為運(yùn)營(yíng)商在日常維護(hù)工作中提供一定的借鑒，為移動(dòng)通信服務(wù)的提升起到積極作用。

[1]董曉,王魯雷.通信工程項(xiàng)目中的質(zhì)量管理淺析[J].經(jīng)營(yíng)管理者,2013(15).

[2]黨國(guó)慶.通信工程建設(shè)項(xiàng)目中的質(zhì)量控制[J].才智,2013 (11).

[3]魏華.通信工程管理特點(diǎn)及策略[J].信息通信,2012(05).

[4]尤克,胡智娟,陳曦.現(xiàn)代數(shù)字移動(dòng)通信原理及實(shí)用技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2011:6-12.