GSM無線網(wǎng)絡(luò)邁向現(xiàn)代化

本文關(guān)鍵字: 移動通信, GSM, 網(wǎng)絡(luò), 運(yùn)營商, 基站, 天線, 直放站, GSM900, GPRS, EDGE, 無線接入, 接入網(wǎng), MMS, WAP, 短信, 手機(jī), WCDMA, HSPA, 多媒體, 3G, 雙模, TeliaSonera

　　目前我國的移動電話普及率約為35%，移動通信市場前景依然廣闊。GSM網(wǎng)絡(luò)的話音業(yè)務(wù)仍然是移動運(yùn)營商收入的主要來源，而農(nóng)村正在成為移動新增市場，移動新增用戶中約50%來自農(nóng)村市場。屬于低端消費(fèi)者的農(nóng)村新增用戶對于經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)GSM網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、容量和質(zhì)量提出了新的要求。同時在城鎮(zhèn)中移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展也十分迅速，高速增長的數(shù)據(jù)流量和日益繁多的新型業(yè)務(wù)也對GSM網(wǎng)絡(luò)的承載能力和演進(jìn)能力提出了新的要求。

　　另一個不可忽視的方面是市場的競爭，如何在激烈的競爭中降低話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的投入和維護(hù)成本、提高利潤對于運(yùn)營商的長期競爭力和可持續(xù)發(fā)展是非常重要的。移動運(yùn)營商必須在業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、市場等方面采取積極措施。其中，對于網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代化升級與改造是一個必然的過程。本文從網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和優(yōu)化、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和向未來演進(jìn)三個方面來闡述GSM網(wǎng)絡(luò)的升級和優(yōu)化。

網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量

　　在無線網(wǎng)絡(luò)中，容量、覆蓋和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量是相互依存，相輔相成的關(guān)系，通過增加容量和增強(qiáng)覆蓋都能改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，同時通過對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的優(yōu)化可以提升網(wǎng)絡(luò)的整體容量。網(wǎng)絡(luò)覆蓋對于移動通信網(wǎng)絡(luò)來講，覆蓋是提供移動服務(wù)的最基本要求，提高覆蓋率對總體用戶感知度有明顯的提升作用。提高總體覆蓋率，需要依照國內(nèi)的主要地域分類，按照城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村這三類地區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行有針對性的覆蓋增強(qiáng)，不同地區(qū)的發(fā)展策略不同，以求最大化的投入產(chǎn)出比。

●城區(qū)覆蓋。對居民區(qū)等傳統(tǒng)宏蜂窩建設(shè)難度大的地區(qū)，用小型模塊化宏基站和美化天線等靈活手段進(jìn)行深度覆蓋；室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)要考慮目標(biāo)建筑物內(nèi)是否存在潛在預(yù)期話務(wù)；通過優(yōu)化調(diào)整等手段來加強(qiáng)室外信號對室內(nèi)的穿透覆蓋；搬遷和改造城區(qū)高站（超過50米的宏蜂窩站點(diǎn)），降低干擾；從網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和發(fā)展考慮，不建議使用直放站。

●郊區(qū)和農(nóng)村覆蓋。郊區(qū)和農(nóng)村以GSM900作為主力覆蓋和業(yè)務(wù)承載層。進(jìn)一步增加郊區(qū)基站數(shù)量，確保足夠的業(yè)務(wù)接入電平。城鎮(zhèn)中心避免建設(shè)過高的基站，避免無預(yù)期話務(wù)地區(qū)的純覆蓋型基站建設(shè)，優(yōu)化主要交通干線、鐵路沿線覆蓋。郊區(qū)和農(nóng)村覆蓋建議采用高靈敏度、容易安裝的大功率基站和一些有效提高上下行能力的軟硬件技術(shù)，這可以擴(kuò)大基站的覆蓋面，從而節(jié)省投入和維護(hù)成本。

網(wǎng)絡(luò)容量

　　網(wǎng)絡(luò)容量從GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)展期開始，就成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中最重要的因素之一。網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，如何完善網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋是首要任務(wù)；網(wǎng)絡(luò)發(fā)展期，隨著業(yè)務(wù)量的增長，網(wǎng)絡(luò)容量和資源分配越來越重要；網(wǎng)絡(luò)成熟期，除消除室內(nèi)外覆蓋盲點(diǎn)、均衡話務(wù)之外，網(wǎng)絡(luò)綜合質(zhì)量、終端用戶感知度的提高成為主要任務(wù)。

　　當(dāng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋基本滿足服務(wù)要求的時候，網(wǎng)絡(luò)容量就成為能否滿足業(yè)務(wù)需求的硬性指標(biāo)。提供網(wǎng)絡(luò)容量的方法除建設(shè)新的基站外，主要還有根據(jù)話務(wù)類型和分布靈活調(diào)整資源分配；建設(shè)分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來吸收不同種類的用戶話務(wù)；優(yōu)化調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來平衡話務(wù)；采用話務(wù)均衡功能算法來自動平衡話務(wù)等。{{分頁}}

　　大配置的靈活安裝的宏基站投資效率更高。如果考慮建設(shè)成本，3/3/3相對5/5/5的投資比例大約為1∶1.5，而話務(wù)吸收比例為1∶1.89，那么從投資產(chǎn)出關(guān)系可以推算出5/5/5基站比3/3/3基站帶來的投資產(chǎn)出比增益為35%。因此，從投資產(chǎn)出和發(fā)展的角度來看，在城區(qū)類的高話務(wù)地區(qū)，建設(shè)高配置的基站要優(yōu)于建設(shè)低配置基站。

　　話務(wù)均衡。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋狀況和網(wǎng)絡(luò)載頻配置固定的前提下，話務(wù)均衡是吸收更多話務(wù)的主要手段。其目的就是讓網(wǎng)絡(luò)資源的地理分布能夠盡可能符合實(shí)際的話務(wù)地理分布，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源來為話務(wù)服務(wù)。

　　一種通用方法是城區(qū)宏蜂窩話務(wù)分擔(dān)。按照區(qū)域內(nèi)話務(wù)的峰值分析，可以對相對應(yīng)的基站配置進(jìn)行調(diào)整，即進(jìn)行載頻容量的調(diào)配，因此建議使用模塊化基站，硬件單元統(tǒng)一易于調(diào)整，體積小、安裝方便易于搬遷和安置。同時，由于話務(wù)分布具有一定的時間性和隨機(jī)性，城區(qū)宏蜂窩之間的話務(wù)負(fù)荷的均衡需要一定的智能化，這就需要參數(shù)設(shè)置優(yōu)化和功能算法來實(shí)現(xiàn)同層不同小區(qū)間的話務(wù)均衡。例如：目前可以用到的參數(shù)與算法有BTS負(fù)載比例、切換優(yōu)先級、直接呼叫重試、基于話務(wù)的切換等。

網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

設(shè)備性能和穩(wěn)定性

　　從設(shè)備的情況來看，目前GSM網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)網(wǎng)中有一些設(shè)備已經(jīng)陳舊、老化，一定程度影響了網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)(KPI)。以新一輪網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和技術(shù)革新（如GPRS/EDGE）為契機(jī)，用最先進(jìn)的技術(shù)和最新型的設(shè)備對現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行升級，可以全面改善網(wǎng)絡(luò)性能，并能在增加容量的同時節(jié)省機(jī)房空間。在國家大力提倡建設(shè)節(jié)約型社會的前提下，如何降低基站部署的成本、提高覆蓋質(zhì)量，是否可以與現(xiàn)有基站實(shí)現(xiàn)資源共享和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化成為政府部門和運(yùn)營商、制造商等關(guān)心的問題。因此，傳統(tǒng)的基站設(shè)計(jì)方法以及部署維護(hù)等技術(shù)已經(jīng)不能完全適應(yīng)新時期的需求。運(yùn)營商需要新型的GSM基站，從而提高系統(tǒng)靈活性并降低維護(hù)成本。從基站的發(fā)展趨勢來看，新型GSM基站主要呈現(xiàn)下面幾個特點(diǎn):

●模塊化全天候?；窘ㄔO(shè)可以“搭積木”的方式進(jìn)行，同一模塊既可用于宏蜂窩，也可用于微蜂窩；既可用于室內(nèi)安裝，也可用于室外安裝。能夠快速響應(yīng)，縮短建設(shè)時間，同時使維護(hù)設(shè)備種類減少、降低運(yùn)維難度和成本。{{分頁}}

●大容量易擴(kuò)容。容量可支持從1個載頻到幾十個乃至上百個載頻的配置，具有更高的集成度、更高的性能。容量需求變化時只需增加模塊就可以實(shí)現(xiàn)快速平滑擴(kuò)容，這將成為基站的另一個重要發(fā)展趨勢。

●高功效更環(huán)保。高功率，更高的集成度，意味著更高的效率。小體積低功耗，可以有效降低維護(hù)成本，并增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

　　網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是密切相關(guān)的，由于網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性及初始規(guī)劃結(jié)果對后期網(wǎng)絡(luò)性能影響很大，專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作是必不可少的。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之間將長期處于互相交融的狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化也是對網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的補(bǔ)充，在一定建設(shè)規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中，通過系統(tǒng)優(yōu)化，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際運(yùn)營數(shù)據(jù)，合理調(diào)配有限的網(wǎng)絡(luò)資源，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，同時最大程度地提高網(wǎng)絡(luò)性能。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的是使網(wǎng)絡(luò)整體水平在工程中保持良好的水平，在分階段的工程后，對網(wǎng)絡(luò)的性能作重新評估并有效提升，實(shí)現(xiàn)最佳的網(wǎng)絡(luò)投資效益比。使用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化服務(wù)，可以使運(yùn)營商的工程技術(shù)力量得以有效提高。

●全球規(guī)劃組織和本地支持。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃服務(wù)應(yīng)既有靠近用戶的本地支持，又有全球機(jī)構(gòu)提供資源和人員方面的廣泛支持，從而廣泛借鑒全球經(jīng)驗(yàn)。

●網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化廣泛服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化服務(wù)應(yīng)使用系統(tǒng)的方法規(guī)劃整個GSM網(wǎng)絡(luò)，包括GSM無線接入網(wǎng)絡(luò)、GSM電路域核心網(wǎng)絡(luò)、GPRS無線接入網(wǎng)、GPRS核心網(wǎng)。不僅如此，優(yōu)化服務(wù)還包括對各種業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)模塊的優(yōu)化，如MMS、WAP、短信等。

●先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化工具，提高終端用戶感受度。先進(jìn)的規(guī)劃優(yōu)化工具對于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化也是非常重要的，如整體網(wǎng)絡(luò)層面的NETACTPlanner系列，包含multiplanner、OptimalPlanner等模塊，又如基于終端用戶海量數(shù)據(jù)的自動分頻系統(tǒng) OPTIMIZER，能有效提高終端用戶感受度。

●成本效益的提高。通過認(rèn)真的規(guī)劃優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)資源能夠得到更有效利用。

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數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和未來演進(jìn)

　　雖然語音業(yè)務(wù)在當(dāng)前市場中仍占主導(dǎo)地位，但近年來數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長速度大大高于語音業(yè)務(wù)，尤其是基于GPRS/EDGE的非短信類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場存在很大的發(fā)展空間，將會給運(yùn)營商帶來更多的收益。

　　眾所周知，GPRS首次引入了分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)母拍?，是GSM網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和發(fā)展的重要一步，但不可否認(rèn)的是，GPRS仍存在一定局限。從全球運(yùn)營商的情況來看，這主要體現(xiàn)在：雖然GPRS理論上的峰值速率很高，但由于GPRS每時隙的速率較低而理論上的8時隙捆綁并沒有手機(jī)能夠支持，在實(shí)際環(huán)境中GPRS只能提供最高30kbps左右的速率，因此GPRS對高端數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持能力是十分有限的。

　　在對幾十家國際上主要的運(yùn)營商的GPRS/EDGE/WCDMA運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析后我們發(fā)現(xiàn)：

　　首先，EDGE/WCDMA具有高速率和高資源利用率。相對于GPRSCS-1/2，通常EDGE可以提供3倍的吞吐量，并且WCDMA和HSPA可以在無線接入層提供更高的速度和更短的接入時間。

　　其次，EDGE/WCDMA在很大程度上提高了用戶體驗(yàn)。他們擁有更快的內(nèi)容接入、更好的內(nèi)容質(zhì)量，可以為運(yùn)營商帶來更高的移動多媒體使用量、更低的成本和更高的利潤。

　　另外，EDGE/WCDMA提高了用戶的滿意度。它能提供更廣的3G業(yè)務(wù)的可用范圍和更好的業(yè)務(wù)連續(xù)性。

　　無線網(wǎng)絡(luò)會包含多種不同的無線接入技術(shù)，而不會只采用一種，如WCDMA、TD-SCDMA或EDGE等。只有同時支持多種接入方式，網(wǎng)絡(luò)才能充分利用這些具有不同的覆蓋能力和容量的接入技術(shù)，以最經(jīng)濟(jì)的手段向用戶提供最高水平的服務(wù)。

　　網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可在目前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基礎(chǔ)上，發(fā)展支持多模式無線接口的網(wǎng)絡(luò)，最大程度地利用現(xiàn)有的投資。無線網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展方向?qū)⑹侵С侄嗄Ｊ浇尤氲臒o線網(wǎng)絡(luò)，而終端用戶無須知道當(dāng)前需要用那種方式接入網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前很多WCDMA的雙模手機(jī)亦可支持EDGE。自2005年下半年以來，終端廠商已經(jīng)推出了許多支持EDGE和WCDMA的雙模終端。將來運(yùn)營商部署WCDMA網(wǎng)絡(luò)以后，EDGE/WCDMA的雙模終端可以在沒有 WCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下使用WCDMA網(wǎng)絡(luò)提供的大部分業(yè)務(wù)。國際上許多的運(yùn)營商，如意大利TIM、芬蘭的Elisa和TeliaSonera、美國的Cingular、馬來西亞的Maxis等69個運(yùn)營商，使用了GPRS/EDGE/WCDMA混合組網(wǎng)的方式，選用這種方式組網(wǎng)的運(yùn)營商的數(shù)量正在不斷地增加。有效地利用多種無線接入技術(shù)來經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個優(yōu)化選擇。