高校校園區域GSM網絡優化方案探討

王曉利

(寶雞文理學院電子電氣工程系 陜西 寶雞 721016)

0 前言

由于近年來移動用戶人數發展迅速，網絡規模不斷擴大，導致頻率資源匱乏，無線網絡的頻率復用系數越來越小，網絡規模龐大導致出現的問題也越來越多樣化和復雜化，單靠日常的維護已經無法切實地為廣大移動用戶提供高質量的通信服務；而高校作為一組龐大的消費群體，有著比一般群體更高的通信要求和特定的通話特點，隨著高校用戶的要求越來越高，如何使網絡達到最佳運行狀態，如何提高通信質量，提高網絡的平均服務水平以及提高系統設備利用率，已經成為優化的首要任務。

1 校園高話務簡要分析

為了刺激高校消費，以移動公司對高校推出各種優惠政策為例，如：春節前話務高峰期1月1日-1月31日，春節后優惠活動3月20日-4月30日的動感地帶長話業務。此業務一經推出后就對寶雞市的網絡帶來巨大的沖擊，全網話務量呈上升趨勢，以平均每天話務量45萬Erl為準，活動期間，約平均每天話務量增長量為5萬Erl（Echo Return Loss，回音往返耗損）。2010年1月至4月話務量具體變化趨勢如圖1所示：（橫軸為日期，縱軸為Erl。）

圖1 話務量增長趨勢圖

針對大學生GSM用戶，覆蓋“大學及重要中學校園”類型的基站話務量增長較大，根據不同情況做出相應的解決方案，方案實施后覆蓋“大學及重要中學校園”類型的基站全天話務量增長比例為1.19%，忙時話務量增長比例3.25%。其它分類地區話務量除“郊區”、“農村”外均無明顯增長。

2 解決方案簡要分析

為了盡最大努力對高話務網絡進行最優化，特對不同的無線環境做出相應的解決方案。

2.1 方案總體思路

首先要確定需要解決區域的地理位置及無線覆蓋環境，可以由方案設計人員用路測設備到現場進行測試，根據測試取得的數據列出覆蓋各高校的小區信息，再根據這些小區信息進行指標關注（如：擁塞率），將擁塞率較高的小區按以下步驟來解決：

（1）先將覆蓋小區及所在基站全部開通半速率，以緩解部分基站的擁塞情況，經過實踐，此方案適合所有高校；

（2）再將擁塞嚴重的小區實施推話務量（修改鄰區的PMRG值），使周邊較空閑的基站能夠充分吸收話務量，經過實踐，此方案適合擁塞嚴重的小區；

（3）在實施了以上兩步驟后，再觀察小區的擁塞率，根據擁塞率提出相應的擴容方案經過實踐，此方案適合擁塞嚴重的小區；

（4）以上三步驟實施后，仍然擁塞嚴重的小區，進行無線資源引入的方式解決，可以在主覆蓋基站上增加第四扇區（適合主覆蓋小區所在基站所有扇區均擁塞嚴重的），也可以在主覆蓋基站上利用資源動態分配系統來解決主覆蓋小區的擁塞問題 （適合主覆蓋小區擁塞嚴重，其所在基站其它扇區無擁塞的），還可以用載波池、直放站等將信源引入吸收話務量經過實踐，此方案適合所有高校；

（5）以上方案全實施后，仍無法解決擁塞問題的地區進行增加新站，經過實踐，此方案適合需要增加容量的高校。

2.2 方案實施舉例說明

因通話時段、通話區間、通話類型的不同，覆蓋校園各個區域均有不同程度的擁塞，為了解決擁塞問題，我們按照以上步驟對各高校進行了不同的無線資源擴充，使之達到預期目的。高校無線資源擴充前后對照表如表1所示。

表1 本地高校無線資源擴充前后對照表

從上表可看出，在實施了不同方案后，高校的擁塞率都有了明顯的下降。

2.3 總體方案

整體方案是根據各高校詳細覆蓋小區歷史最高忙時話務量，預算出增長比例為50%、80%的話務量及所需通信資源情況；再根據通信資源所需，對高校覆蓋小區制定不同的方案，詳細實施如表2所示。

表2 各高校覆蓋小區實施方案前后對照表

3 對于高校話務問題的幾點考慮

3.1 目前校園網絡存在的問題

通過對高校的話務分析發現，高校話務高峰期出現在晚上9點至11點，該時段覆蓋高校的小區話務大幅度增長，而其余時段話務相比較低。高校話務分布的不平衡性嚴重影響了覆蓋高校小區配置的特殊性，如果根據最大時段話務來配置基站，則在低話務時段，會造成資源的浪費，甚至會造成超閑小區。如：高新區 562 基站配置（8，11，12，4），忙時將半速率全部使用后，依然會造成擁塞，但是其它時段甚至會出現超閑。因此根據高校話務的特點，為了更合理的優化校園網絡，我們研究出以下兩種方式來吸收高校話務：即利用微蜂窩和宏蜂窩相結合的方式吸收話務量和利用資源動態分配系統吸收話務量。

3.2 利用資源動態分配系統吸收話務量

此系統是在同一個站址的天線安裝平臺上，在一套天饋線上加裝兩套天線，分別安裝在兩個小區方向，在該小區突發高話務時，利用微波開關，自動將此基站的其他扇區倒換過來為該小區分擔話務量，同時不影響原有的覆蓋，資源冬天分配系統原理圖如圖2所示。

圖2 資源動態分配系統原理圖

當不分擔鄰區話務時，微波開關將通路1擲通，原基站設備信號直接經通路1由天線1發射出去，覆蓋原區域。

當為鄰區分擔話務時，微波開關擲到紅色位置將通路2擲通，基站設備信號經通路2由天線1、2同時發射出去，既覆蓋原區域又覆蓋鄰區。起到為鄰區分擔話務量的作用。

此微波電路中的損耗問題，一個工分器會產生3dB的損耗，一個微波開關會產生0.2dB損耗。這樣，當使用通路1時會有0.4dB損耗，當使用通路2時，天線1會有3.4dB損耗，天線2會有3.2dB損耗。所以，建議天線2使用18dBi的高增益天線，基本能達到天線2與鄰區天線之間信號強度的均衡。

3.3 資源動態分配系統優點

（1）易于實施，不用考慮與校方的協調以及傳輸問題；

（2）利用微波開關，可以實時控制，設備利用率高；

（3）工程和設備費用低；

3.4 資源動態分配系統缺點

（1）功分器會對原扇區信號產生3dB的衰減；

（2）一個扇區覆蓋兩個方向不利于頻率規劃；

大學校園屬于話務高密度區域，單純利用一種方案是不能完全解決擁塞問題的，應根據實際情況，在保證網絡質量的前提下，采用多種方式相結合綜合解決校園高話務問題。

4 結語

以上探討只是GSM網絡優化中的一個方面。在網絡優化過程中，出現的問題更多，更復雜，一定要樹立全局觀念，從整體上理解GSM網絡，同時又要注重局部細節的分析，不要放過任何一個可疑點，一些故障往往是由于很多不起眼，看似不相干的設備、參數引起的，特別是在故障分析時，一定要理清思路，根據流程一步步查找問題故障點，切不可在沒有找到故障點時，盲目制定方案。在優化過程中，要結合各種優化方法，從多個角度出發，盡量多收集原始數據，這為判斷故障點，分析故障原因非常有幫助。

移動通信網絡是飛速發展的，因此新技術、新問題將會不斷涌現出來，只有堅持不懈的學習和積累經驗，特別是針對新技術的了解和知識儲備，才能跟上技術的發展步伐，通過網絡優化，使移動通信網絡質量提升與時俱進。

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