Ⅰ 如何提高GSM網路的頻率利用率
【摘要】本文首先對GSM網路的無線利用率指標展開論述，包括其定義、性能指標的取值分析，並針對該項指標中的不利因素提出整改思路。作為無線網路優化的一個重要指標，無線利用率在基站的頻率規劃和容量設計中起到很重要的作用，是首要考慮的因素。系統無線利用率受多方面因素的影響，這些因素的共同作用，也給無線利用率的分析帶來更大的復雜性。為此我們對無線利用率問題展開詳細討論。在此基礎上，本文最後提出了拆閑補忙的優化思路。
【關鍵詞】無線利用率，擁塞率、業務突發性、拆閑補忙、小區優化
1、 前言
在GSM現網運行中，隨著2G數據業務持續快速增長，語音資源收到擠壓，2G網路受數據業務增長帶來的容量和質量問題依然比較突出，在此背景下，深入分析GSM無線網路的各項指標對資源配置的影響，提出有針對性的網路資源配置優化策略和具體措施，是必要的也是及時的。
2、GSM現網無線利用率指標及其整改思路
2.1 指標定義
無線利用率＝（忙時語音話務量＋忙時數據等效話務量）/（總業務信道數×K）×100％。
2.2 無線利用率的影響因素
系統無線利用率受多方面因素的影響，如小區載頻配置、擁塞率、業務發生不均衡性、業務突發性等，這些因素的共同作用，也給無線利用率的分析帶來更大的復雜性。
2.2.1 載頻配置
小區載頻配置不同，其無線利用率也各異，小區的話務承載能力也由此受到影響。下圖展示的是不同載頻配置下的小區每線話務量，由圖可見，小區每線話務容量隨著載頻配置遞增。但隨著載頻的增加，小區每線話務容量的遞增速度減慢，逐漸趨於平穩。從這里分析可知，3載頻以下的小區，對每線話務量的影響更明顯，這些小區相比其他載頻配置的小區，其對無線利用率的影響最突出。
圖1 不同載頻配置下的小區每線話務量
2.2.2 擁塞率
有大量的文獻表明，無線利用率與小區擁塞率之間的相關性表現指數分布曲線。不同的載頻配置、不同的站址及用戶位置、具體用戶行為等，都對這種分布曲線有直接或間接的影響，從而導致分布曲線的具體形狀各異。
2.2.3 業務發生不均衡性
GSM無線網各小區的業務承載峰值並不總是在同一時段出現的，它與各小區的實際所在地區、以及當地的用戶習慣等因素有關。正是這些復雜的因素，導致各小區的業務發生存在著不均衡性。而這樣的不均衡性，使得忙時無線利用率的統計值與各小區簡單累加得到理論利用率的結果存在著較大差異。由於這個差異的存在，無線利用率評估標准需向下進行一些調整，具體調整幅度，與上述差異的大小有關。
2.2.4 業務突發性
小區的業務發生，在各小區具體因素的作用下，具有隨機性。這些因素主要有兩大類：一是空間因素，體現在站址所在地區、當地用戶習慣、用戶行為等；二是時間因素，體現在一天內的不同時間段、一周內的工作日或休息日、重要節假日、旅遊淡旺季、突發事件等。為保證足夠容量以應對話務高峰需求，小區配置按高峰話務需求進行設計，並預留一定的冗餘。正因為冗餘的存在，相比話務高峰時段，平時的無線利用率顯著降低。
3、無線利用率的影響分析
從無線利用率的定義可以看出，對於一個滿配容量已確定的系統，其無線利用率主要由該系統忙時話務量決定。作為無線網路優化的一個重要指標，無線利用率在基站的頻率規劃和容量設計中起到很重要的作用，是首要考慮的因素。從前章的分析知，系統無線利用率受多方面因素的共同影響，但同時也影響著其他指標，在這里我們進一步展開論述。
3.1 無線利用率對其他指標的影響
3.1.1對高質差小區的影響
下表是浙江移動GSM網2013年11月某周全網高質差高幹擾小區佔比與無線利用率之間關系的統計分析。由統計數據可知，無線利用率的逐步上升，語音高質差小區比例並未隨著利用率提高而呈現惡化趨勢。高幹擾小區佔比在利用率在超過80%後數量增多，最高佔比達到3%左右，大於140%後由於超高利用率小區樣本數量較少而下降。
表1 無線利用率對高質差小區的影響
3.1.2對數據業務類性能指標的影響
下表是浙江移動GSM網2013年11月某周全網TBF建立成功率、掉線率、擁塞率、GPRS接入失敗率、PS全程成功率等項指標與無線利用率之間關系的統計分析。由統計數據可見，當無線利用率在20%-100%區域中變化時，TBF建立成功率，TBF掉話率、PS全程接通率等指標平穩波動，並未隨著網路利用率上升而呈現惡化趨勢。當無線利用率在大於100%後，各項指標均有不同程度的劣化，尤其TBF擁塞率增幅明顯，趨近0.45%，但遠低於網路安全門限。
表2 無線利用率對數據業務類性能指標的影響
3.1.3對數據業務用戶感知的影響
下表是浙江移動GSM網2013年11月某周全網PDCH下行復用度、每用戶下行帶寬、用戶平均速率與無線利用率之間關系的統計分析。由數據可見，無線利用率逐漸提高時，下行用戶平均速率沒有明顯的變化，PDCH復用度隨著利用率的提高不斷增大。無線利用率逐漸提高時，每用戶下行平均帶寬呈下降趨勢，但降幅不大，最低約為11.71kbps。
表3 無線利用率對數據業務用戶感知的影響
3.2 無線利用率對數據業務、語音業務質量影響
由於語音業務優先佔用的原因，語音業務受利用率的影響相對較小，當利用率小於80%時語音接通率、呼建成功率、掉話率、TCH擁塞率、半速率比例等均無明顯變化。當無線利用率大於80%時， TCH和SDCCH擁塞率、高幹擾小區開始出現，當利用率大於100%以後，隨著利用率升高劣化趨勢加快。
對於數據業務：當無線利用率小於100%時，數據業務各項相關指標無明顯的變化。當無線利用率大於100%時，數據業務各項相關指標PS全程成功率、GRPS接入失敗率、TBF建立成功率、TBF擁塞率、上行TBF掉線率劣化趨勢明顯。
4、拆閑補忙，提升資源效率
4.1 基本原則
按照語音優先原則，減容業務量時段選取周語音最忙時對應的語音話務量和數據等效話務量。擴容取全天語音話務最忙1個小時的一周平均。
根據擴容無線利用率計算結果，以不同的負荷門限設定「提示」（無線利用率≥70%）、「一般」（無線利用率≥80%）、「緊急」（無線利用率≥90%）三個預警級別，對緊急預警高負荷小區進行重點監控和優化調整，對「一般」和「提示」預警小區可優化空間大（周邊小區業務分擔，雙頻均衡，擴容等）的區域也可以優先分析調整。
4.2 拆閑補忙流程
容量優化調整時優先考慮共址小區均衡，均衡後無線利用率仍然超限小區安排擴容，擴容後避免小區高配。減容前應提前完成參數調整，實現減容前的話務分擔和均衡，避免因減容導致網路出現嚴重的話務擁塞。
下圖是基於無線利用率的拆閑補忙實施流程。
圖2 基於無線利用率的拆閑補忙實施流程
4.3 高利用率小區優化
針對高利用率小區，結合具體情況分步驟進行優化調整，確實存在容量不足的予以考慮通過擴容、規劃新站增加容量的方式解決。具體解決措施，可參考以下優先順序：
優先順序一：採取話務均衡措施。主要針對區域內小區間負荷不均衡，尤其是共址雙頻網負荷不均衡的情形；
優先順序二：適當限制PDCH最大佔比，提高PDCH復用度。主要針對語音數據不均衡、數據業務佔比過高，但PDCH復用度小的情形；
優先順序三：進行小區擴容。主要針對容量不足但配置小的情形；
優先順序四：採用小區分裂或規劃方式解決。主要針對容量不足且配置大的情形。
針對區域容量不均衡，可依據高利用率小區所在1000米柵格整體利用率情況進行綜合分析。對其所在柵格整體利用率低於80%的高利用率小區，建議優先進行業務均衡。對雙高（高利用率小區且所在柵格利用率高）的小區，優先考慮擴容、規劃新站，通過增加區域容量方式解決。
以下為浙江某地區的站點小區和柵格利用率實例，該例中的綠色柵格涉及3個定向三小區站點site1、site2、site3。下表針對site1的第一小區、site2的第1一小區、site3的第二小區的利用率進行柵格分析。
下為高無線利用率小區Site2_1和所在柵格同時段無線利用率示意圖。
圖3 站點小區和柵格利用率實例
5、結語
對GSM網路新增站點的規劃建設，以及對現網的擴容、優化等，必須利用科學手段，精確預測需求，從而在保證GSM網路品質和優勢的前提下進一步確保投資的長期性和有效性。在需求預測上，為了更好地進行資源優化與控制，我們要有章可循地配置小區，提升資源效率，節省成本，確保網路可靠性。在對現網的優化過程中，合理運動影響無線利用率的因素，使無線利用率向著有利於資源配置的方向發展。同時盡量避免利用率對高質差小區、用戶感知度、業務質量等項指標上帶來的消極影響，在不同時段、不同地點合理分配網路資源，做好拆閑補忙、提升網路資源效率。
有aircom、Atoll等，對目前國內三大運營商的GSM、TD、LTE、CDMA、WCDMA等網路都有模擬模塊，正版軟體都比較貴，一般都在20~30萬左右，看你買什麼模塊買多少。也有盜版的，如果公司用就有版權問題，需要慎重。
Ⅲ gsm-r系統的無線覆蓋方式有哪些
GSM-R技術與GSM的聯系與區別。 一、GSM-R技術與GSM的區別 GSM-R(GSM for Railway) 中文全稱為鐵路移動通信系統標准，是基於成熟、通用的公共移動無線通信系統GSM平台之上。 GSM就是眾所周知的全球移動通信系統，是當前應用最為廣泛的行動電話標准。 GSM-R和GSM在網路規劃上的比較：頻率規劃是在建網過程中，根據某地區的話務量分布分配相應的頻率資源實現有效覆蓋。GSM-R採用900MHz工作頻段，885MHz～889MHz（移動台發，基站收）、930MHz～934MHz（基站發，移動台收）；共4MHz頻率帶寬；因業務的需要，GSM也可以向1.8GHz頻段的DCSI800過渡，即1800MHz頻段；相鄰兩頻道間隔為200kHz，每個頻道採用時分多址接入（TDMA）方式，分為8個時隙，即8個信道（全速率）。每信道佔用帶寬200kHz／8=25kHz，GSM雙工收發頻率間隔也是45MHz，採用等間隔頻道配置方法，頻道序號為76～124，共49個頻點。 二、GSM-R技術與GSM的聯系 GSM-R是常規GSM技術應用到鐵路系統的技術延伸，沿襲了GSM基本功能。 由於遵照GSM制式，因而GSM-R除可以完成GSM的基本功能外，還增加了一些集群調度能力，如廣播呼叫，組呼等。 和傳統的GSM網路規劃相比，由於GSM-R服務於鐵路系統中，必須考慮列車高速前進所帶來的信號快速衰減，頻移現象，以及列車經過如隧道，山谷等特殊地形條件下的覆蓋，同時盡可能減少切換次數以保證系統效率等。 三、總結：從以上可以看出，GSM-R與GSM總的區別沒有多大，但有一點要明確的是，GSM-R是鐵路通信專網，對於安全有很高的要求，還有怎麼防止由於移動終端的高速移動和高山產生的衰落，而GSM是公網，主要是解決容量和覆蓋質量就可以了，當然GSM-R與GSM也有一定的聯系，當列車時速超過140 km／h，採用GSM信號，可降低通信質量，提高誤碼率。而誤碼率的增加會降低話音質量，甚至當服務質量達到最低閾值時，特別是與ERTMS(歐洲鐵路運輸管理系統)和ETCS(歐洲鐵路控制系統)有關的數據將被中斷，從而導致列車不必要的停車或減速，因此需要採用雙網覆蓋系統以提高系統的可靠性。 當然，由於GSM-R除了有GSM有的功能之外，還有以下這些功能：調度通信功能、車次號校核及列車停穩信息的傳送、調度命令的傳送、列尾裝置信息傳送、調車信號核監控系統傳輸、機車同步控制傳輸，這些功能都是GSM-R所特有的。