密集城區無線網絡優化面臨的新問題

周興圍，沈 忱

（中國移動通信集團公司 北京100033）

隨著移動通信業務量尤其是移動數據業務量爆炸式的增長，為滿足客戶的需求，中國移動對網絡的投入持續增加，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，網絡復雜度越來越高。密集城區室外高質差、高干擾以及室內覆蓋質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絡質量面臨著前所未有的挑戰。

1 無線網絡質量現狀

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

眾所周知，影響無線網絡話音質量（Rxquality以及BER）的根本原因是載干比（C/I），出現話音質差的原因主要有：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%的質差話務信號的電平并不弱（>-95 dBm），充分說明干擾是造成質差的主要因素。

通過對密集城區的高質差小區的分析發現，干擾所導致的高質差小區中，86%由GSM網內干擾造成，這些網內干擾主要來自以下幾個方面：

·密集城區網絡結構問題；

·天線、無源器件互調干擾；

·數據業務干擾問題。

除了網內干擾造成話音質差外，密集城區部分室內分布的質量問題也是引起室內局部弱覆蓋，從而造成室內用戶話音質差的重要原因之一。

2 問題分析及解決建議

2.1 網絡結構問題

密集城區的網絡結構問題造成室外重疊覆蓋嚴重，從而引起嚴重的干擾和質差。網絡結構指網絡中基站的布放和配置，包括站間距、站高、天線方向和下傾角、小區載波配置、室內/外站點分布、直放站分布等。傳統的著眼于局部以增強載波信號電平為主的“以強制強”的道路優化方式導致網絡結構越來越復雜，造成同一區域大量強信號重疊覆蓋。用重疊覆蓋度反映一個區域內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域同頻碰撞概率越大，同頻干擾越嚴重?，F網統計數據表明，強信號重疊覆蓋度超過5后，質差話務增加趨勢明顯（如圖1所示）。從大中型城市密集城區的道路掃頻統計來看，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%。

從對網絡影響較大的高干擾小區所呈現的特征來看，密集城區的網絡結構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

全網高配置小區約占全網總小區數量的9%，其中省會城市高配置室外小區的占比約為14%，密集城區高配置室外小區的比例超過30%。小區配置越高，相鄰小區出現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，并對影響質量的高配置站進行整治。根據GSM規范，要滿足網絡質量要求，頻率復用系數不應低于12。對于中國移動網絡，原則上900 MHz小區的載波配置不能超過7，1 800 MHz小區的載波配置不超過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），超出部分的業務應及時通過小區分裂等手段進行業務吸收；對于無線利用率較低的高配置站，應直接減配；對于無線利用率較高、干擾較大的高配置站，應根據其所在局部區域的站間距、業務密度等因素，通過小區分裂、1 800 MHz網絡建設和街道站、室內分布站建設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%，密集城區高站比例超過20%。原則上，在密集城區，應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

密集城區的直放站應用比例較高，尤其是對質量影響較大的無線直放站被大量應用。從現網直放站的抽測情況來看，直放站本身存在互調干擾、上下行增益不平衡、發射功率不足、發射信號質量差、收發隔離度不足等問題。圖2給出了現網應用過程中出現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（占28%）、無線寬帶直放站應用環境不合理（占17%）、工程施工（占13%）等問題。

在密集城區，除電梯、地下停車場等容量需求小的信號盲區外，原則上應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，應根據覆蓋區域的業務量、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干擾

互調是由于無源器件的非線性原理（天線、耦合器等）產生的干擾信號，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，三階并不落入上行接收范圍內，而五階和七階則落入上行接收范圍內，形成實質干擾；對于中國移動的GSM 1 800 Hz系統，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，形成實質干擾。落在上行接收頻帶內的互調產物會提高基站的上行接收底噪，盡管其信號強度不大，但與網絡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，多頻率的互調信號更加復雜，造成上行干擾的幾率大大增加。從現網針對上行高干擾小區的排查測試結果來看，天線和無源器件互調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，互調干擾與話務量具有強相關性。對上行干擾與話務量趨勢呈較強相關性的所有高干擾小區進行天饋系統問題排查整治，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問題的排查整治可以有效定位此類問題。從現網已經完成整治的小區統計來看，上行高干擾帶（>-100 dBm）的比例平均由40%下降到5%。

2.3 數據業務干擾問題

在數據業務密集區域，數據業務除了搶占公共信道資源和業務信道資源外，對網絡質量的影響還體現在沒有下行功率控制，帶來了大量網絡底噪。試驗數據表明，數據業務占比為40%的情況下，將至少額外帶來2.39 dB的網絡底噪，相當于給話音業務帶來的底噪提高了近一倍。從北京、上海等大城市的現網數據統計來看，當小區載波滿配時，小區數據業務資源占比超過45%后，話音質量出現下降拐點。

當前需要從兩方面入手解決數據業務干擾問題。一方面，部署和應用GSM數據業務下行功率控制功能，改善數據業務由于缺乏下行功率控制而干擾話音業務的問題；另一方面，市場、建設、網絡、終端等多部門要加強協同，針對用戶分布的特點，在GSM熱點區域開展精細化分流，在達到GSM業務承載極限的區域，必須對低價值數據業務進行限流，控制數據業務占比，以優先確保話音業務質量。

2.4 室內分布質量問題

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

針對室內分布系統，要進一步加大室內分布的建設力度，從設計、建設、參數設置等多個方面對室內分布質量進行嚴格把關；對于現網已建室內分布，要加強室內質量優化，針對“一高一低（高干擾、低話務）”室內分布小區開展天線、器件、直放站、干放排查和整改工作，器件整治的重點應該是位于主干鏈路的電橋、合路器、耦合器等。

3 結束語

隨著密集城區2G網絡負荷的不斷增加，話音質差和網絡干擾已經成為當前這些區域GSM網絡質量面臨的新問題，并且隨著業務量尤其是數據流量的不斷增長，這種矛盾日益突出。只有系統性地解決好網絡結構、天線、無源器件、直放站等器件的質量、數據業務干擾以及室內質量問題，才能從根本上解決話音質差和網絡干擾問題，從而有效提升密集城區客戶的業務感知。

1 韓斌杰,杜新顏,張建斌.GSM原理及其網絡優化(第2版).北京:機械工業出版社,2009