高業務區覆蓋解決方案

1 概述

**市是一個多組團發展為特點的城市，造就了話務量的分佈不均勻，話務忙時分佈不均勻的特點，在主城區就存在等多個話務密集區。高話務密集區不斷出現負荷過高、擁塞率持續、話務溢位大幅度增加的現象，給現網帶來了巨大壓力。高話務量地區一般也是高階使用者較多的地區，服務質量要求較高，隨著營銷力度的加大，資料業務的持續增加，如何儘可能的提高某市高話務地區GSM系統的容量和覆蓋，提高客戶感知度，成為當前網路規劃和建設不得不面對的問題。

2 容量解決方法

2。1 小區分裂

小區分裂是將擁塞的小區分成更小小區的方法，每個小區都有自己的基站並相應地降低天線高度和減小發射機功率。由於小區分裂提高通道的複用次數，因而能提高系統容量。透過設定比原小區半徑更小的新小區和在原有小區間安置這些小區，使得單位面積內的載頻數目增加，從而增加系統容量。

圖.1

小區分裂示意圖

小區分裂在我國早已普遍採用，現今GSM行動通訊網已具備相當大的規模，運營商在高話務密度區已經普遍採用小區分裂。小區分裂既提高了無線網容量，又滿足了對這些地區的室內覆蓋。一般城市的平均基站站間距已經由初期的1～2公里縮小到700～800米，有些市區的平均站間距已經有400～500米之小，區域無線網容量也因此成倍的提高。

儘管小區分裂可以大規模提高網路容量，但小區分裂不是無限可分的，當小區不斷分裂使基站服務區不斷縮小，同頻複用係數增加時，同頻干擾將激劇增加。由理論分析和國內外實際運營試驗的經驗，認為Dmin（宏蜂窩基站最小站間距）為500米。（以上分析均以平坦、開闊地帶為模型）。

但是，由於存在大容量需求的地區皆為城市高話務密度區，一般為鬧市、高人口密度的居民區、大型寫字樓等地，地物型別主要是密集的較高建築物，無線傳播會有約20dB的穿透損耗，因此電波輻射可以控制在相對有限的位置上，使得站距可以更小。我國各地區移動GSM網的實踐也表明當在以上地形條件下，站距可以更小。在深圳、廣州、上海及北京的高密度區顯示，這些地區的站間距一般為350米，最小甚至為200米，但在如此小的站間距下，其無線鏈路預算模型將有所變化（原來的OH模型將不適用），同時小區覆蓋邊界的交疊變得相當複雜使得無線可通率的要求逐步嚴酷，由此必須對天線高度、半功率角、方向角及基站發射功率作到極精確的計算和調整，但這類調整又受到站址、市政規劃等非技術因素限制。因此，保守的認為，在以上提及的高話務密度區條件下，最小站間距可為400米。

2。2 新增頻率

頻率資源是運營商容量發展的基礎，提高話務量的最直接辦法之一就是增加頻率。當前，國家給予的頻率資源都已在使用當中，但由於話務量迅速發展，當前的頻率不足以滿足近期網路容量需求，同時，熱點區域GSM頻段的頻率資源逐漸枯竭，頻率資源的有限性與業務需求增長的矛盾日益突出。

GSM網主要採用GSM900和GSM1800雙頻混合組網方式，具體的工作頻段和頻道配置如下：

（1） GSM900工作頻段：

基站發射頻率：935。0－953。8MHz

基站接收頻率：890。0－908。8MHz

對應頻點號為1－95，其中95號頻道為系統保護頻道。

（2） GSM1800工作頻段：

基站發射頻率：1805。0MHz－1815。0MHz

基站接收頻率：1710。0MHz－1720。0MHz

（3） E-GSM工作頻段：

基站發射頻率：885。0－889。0MHZ

基站接收頻率：930。0－934。0MHZ

對應頻點序號為頻點為1000－1023。目前主城區少量站點採用了E-GSM頻段的頻點，採用E－GSM範圍是在鐵路和輕軌沿線3公里以外。在未來的幾年內，中國移動E-GSM將全部退頻。

2。3 頻率複用

2。3。1 頻率複用的要求

根據原郵電部頒佈的900MH z TDMA數字公用陸地蜂窩行動通訊網技術體制的要求，若採用定向天線建議採用4×3複用方式，業務量較大的地區，根據裝置的能力還可採用其它複用方式，如3×3，2×6等。無論採用何種方式，其基本原則是考慮了不同的傳播條件、不同的複用方式、多重干擾因素後必須滿足干擾保護比的要求，即：

（1）同頻干擾保護比 C/I≥9dB

（2）鄰頻干擾保護比 C/I ≥－9dB

（3） 400KHz鄰頻保護比 C/I≥－41dB

圖.2

常見頻率複用方式

2。3。2 複用距離與複用度

頻率複用也稱頻率再用，這是GSM網路普遍採用的一技術，使用同一頻率覆蓋不同的地區。這些使用同一頻率的區域彼此之間需要相隔一定的距離，這個距離稱為同頻複用距離。

頻譜利用效率可以用頻率複用度來表徵，它反映了頻率複用的緊密程度。頻率複用度

可以表示如下：

其中，NARFCN——總的可用頻點數；NTRX——小區配置的TRX

對於n×m頻率複用方式：n表示複用簇中有n個基站，m表示每個基站有m個小區。那麼，它的頻率複用度為：

＝n×m

但通常實際規劃時所分配的頻點數會大於n×m，因此實際的freuse往往大於上述值。顯而易見，頻率複用度越小，其頻率複用越緊密，頻率的利用率越高，但隨著頻率複用緊密程度的增加，帶來網上的干擾增大，需要相關技術的支援，如DTX、功率控制等；頻率複用度越大，其頻譜利用率率小，但容易獲得較高的網路話音質量。

圖.3

頻率複用係數

頻率規劃就是在頻率利用率和網路容量之間尋找平衡點，做到在保證一定網路質量的前提下，使網路容量最大。

2。3。2。1 4×3頻率複用

GSM系統中最基本的頻率複用方式為4×3頻率複用方式，“4”表示4個基站（每個基站由3個小區組成），“3”表示每基站3個小區。這12個扇形小區為一個頻率複用簇，同一簇中頻率不能被複用。這種頻率複用方式由於同頻複用距離大，能夠比較可靠地滿足GSM體制對同頻干擾保護比和鄰頻干擾保護比的指標要求。使GSM網路執行質量好，安全性好。4×3頻率複用方式下，它的頻率複用度為12。

對於下述的緊密複用，由於BCCH載頻的重要性，及其不能採用功控、DTX、跳頻（射頻跳頻時）等抗干擾手段，BCCH載頻必須採用4×3或更寬鬆的頻率複用模式。

圖.4

×3

頻率複用

據上述4×3頻率規劃方法，對於19MHz的頻率（1～95），採用4×3頻率複用模式，假設BCCH為83～94，共12個頻點，其餘全部分配給TCH，不考慮微蜂窩預留頻點。則頻率規劃方案如下表：

表1

×3

頻率複用分配表

在19MHz頻寬下，4×3複用模式可以實現的最大站型為S8/7/7。頻率複用度為分別為11。75/13。43/13。43，平均頻率複用度為12。87。

2。3。2。2 3×3複用模式

在業務量較大的地區，可以採用3×3複用模式；即以3個基站為一組，每個基站3個小區，這9個小區為一個頻率複用簇。同一簇中的各小區使用不同的頻率。這種複用方式相對於4×3方式，同頻複用距離減小，所以網上干擾有所增加。

圖.5

×3

複用模式

某市移動GSM900頻寬19MHz，BCCH採用4×3常規復用，共12個頻點。TCH採用3×3，頻率共83個頻點。

19MHz頻寬採用3×3複用可以實現的最大站型為S10/10/10。TCH頻率複用度為9。

2。3。2。3 2×3複用方式

2×3複用就是2個基站，每基站3個小區，共6個小區為一個頻率複用簇，同一簇內各小區使用不同的頻率，不同簇使用相同的頻率組，這種複用方式就成為2×3頻率複用。

BCCH使用較寬鬆的4×3複用方式，分配頻點12個。19MHz頻寬，採用2×3複用方式可實現的最大站型為S14/14/14，頻率複用度為6。

相2×3複用模式的容量有很大的提高，但由於同頻複用距離的減小，網上干擾增大，2×3複用方式下，小區話務量很100％難達到設計值，不能在最大站型的情況下滿負荷工作。

2。3。3 MRP（多重頻率複用）

MRP（多重頻率複用）又稱為分層緊密頻率複用，允許在同一GSM網路中，可以同時存在幾種不同的頻率複用模式在工作，是一種不同於以上方式的頻率複用方式，MRP是頻率規劃技術發展的熱點之一，MRP將整段頻率劃分為相互正交的BCCH頻段和若干TCH頻段，每一段載頻作為獨立的一層。不同層的頻率採用不同的複用方式，頻率複用逐層緊密。

圖.6

多重頻率複用

應用MRP，同時結合跳頻、DTX、功率控制等抗干擾技術，可以將平均頻率複用係數降到7。5左右，而不影響網路質量。

由於BCCH通道在移動臺接入、切換等過程中具有舉足輕重的作用，為了保證BCCH通道質量，使用與TCH頻段正交的頻率，能獲得如下好處：

（1） BCCH可以使用43或更高的複用係數，以保證BCCH通道質量；而TCH則使用相對緊密的複用方式。

（2） BSIC解碼與話音通道負荷無關

由於BCCH頻段和TCH頻段相互正交，TCH通道負荷的增加對BCCH通道基本沒有影響，因此，也不會影響BSIC解碼，從而改善切換效能。

（3）簡化鄰近小區表的配置

鄰小區表過長會降低切換效能，MRP能簡化鄰近小區表，從而改善切換效能。由於BCCH單獨使用一段頻率（43方式下有12個頻點），鄰近小區表（由BCCH頻點等組成）長度可以顯著減小。甚至可以簡單地將所有的BCCH頻率（本小區BCCH頻率除外）全部加入鄰近小區表。

（4）真正發揮功率控制和DTX等抗干擾技術的作用

BCCH不能使用動態功率控制和DTX等技術，它總是以最大發射功率在發射訊號。因此，BCCH和TCH使用相同頻段，會影響這些抗干擾技術的效果。

（5）增、刪TRX，不會對已有的BCCH頻率計劃造成影響，從而方便網路的維護。

MRP頻率規劃較為複雜，需工具規劃和手工調整並用，並且，加站補盲對現有頻率規劃會帶來較大影響。但是，在熱點區域頻率資源緊張，採用頻率緊密複用技術來增加網路容量，可以900M 網路加厚，可以彌補雙頻網帶來的1800M 插花式分佈而造成覆蓋不好等問題。

2。4 網路最佳化方法

網路最佳化可以改善網路質量，降低干擾，同時帶來容量的小範圍提升。高話務密集區進行網路最佳化通常有如下方法：

（1）基站經緯度最佳化

在網路中經常發現部分基站的實際經緯度與規劃中的經緯度不一致，甚至相差很大，造成此現象的主要原因是在選址中碰到困難，最後更改站址，但規劃資料庫中未能到得及時更新，仍按原規劃方案設計鄰區關係及進行頻率規劃，因而造成很多頻率干擾、盲區及鄰區引數不合理問題，對行動網路基礎結構產生較大影響。

（2）天線水平角及方位角最佳化

由於工程施工檢驗不嚴格或長時間工作後外部環境影響，造成天線方向角與規劃設計不一致（具體現象：天線為0度角或反向發射、下傾角大於15度、水平角與設計偏差10度以上等）。再加上多次擴容後未及時進行後期網路最佳化，容易由此導致頻率干擾、越區覆蓋、盲區、覆蓋區重疊而無主控小區等現象。

（3）分集接收天線間距過小，收發天線不平行的最佳化

採用分集接收天線時，若收發天線間距在2m～5m時，則可達到理想效果，獲得3dB左右增益。而有些收發天線的間距過小，在1m之內。這樣很難獲得分集接收的效果，影響接收質量。此外，由於收發天線不平行，將導致上下行接收質量差別較大，嚴重影響通話質量、切換成功率等指標。

（4）天線最佳化

很多天線在架設後，由於後期廣告牌的設立、周圍新建築物的產生，造成部分扇區難以吸收應有話務量，雖然處在高話務區，但話務量卻很低。透過對天線位置的重新調整，保證天線覆蓋的合理性，以緩解周圍小區的話務負荷，確保無線資源充分合理的利用。

在經過數期擴容後，特別市區基站密度較大，需進行天線最佳化，特別是天線的高度應下降，否則會對周圍多個基站造成干擾，同時也造成越區覆蓋、切換成功率下降、掉話率上升等現象，在某市這中多山丘陵地區，尤其要控制天線的高度。

（5）無線引數最佳化

l 小區選擇/小區重選引數設定

l 小區引數設定最佳化

l 切換引數最佳化

2。5 半速率

半速率技術採用與全速率不同的編碼方案，在語音編碼演算法中，全速率通道採用的編碼方案為REP-LTP（規則脈衝激勵－長期預測）。話音分為20ms的時段，包含260位元，語音純位元率為13kbit/s。半速率採用的編碼方案為VSELP（向量總和激勵－線性預測）。話音分為20ms的時段，包含112位元，語音純位元率為5。6Kbit/s。

從理論上來講，一個全速率通道可以作為2個半速率通道來用，網路容量將擴大一倍，但是由於半速率開啟門限、半速率手機比例，廠家實現方式的不一樣，通常網路容量將達不到理論狀況。

l 半速率開啟門限的影響

採用半速率會影響話音業務的通話質量，這一點尤其體現在無線環境不好、通話雙方都是半速率手機的時候。

因此在話務量不是很高，無線通道資源充足的時候，一般不建議開啟半速率。而現網中話務量的波動比較大，如果靜態的選擇開啟或者關閉半速率並不是一種很好的方法，很可能會跟不上話務的變化。因此現網中一般採用動態開啟半速率的方式。

所謂動態開啟半速率，即在網路中設定一個門限，一般該門限為空閒全速率通道的比例，如果空閒全速率通道低於某一門限值，半速率通道開啟，新接入的手機（支援半速率）將會使用半速率通道。與開啟門限對應，還應包含一個關閉門限，即空閒通道高於該門限時，關閉半速率通道。新接入的手機使用全速率通道。開啟門限和關閉門限可以設定成同一個值，也可以設定成不同的值。一般為了避免頻繁的開啟和關閉半速率，關閉門限設定的值要高於開啟門限。

l 半速率手機比例的影響

目前在現網中，並不是所有的手機都支援半速率，因此即使在網路中開啟了半速率，不支援半速率的手機在接入網路時也不能使用半速率通道，而要佔用全速率通道。所以在動態開啟半速率的門限基礎上，由於部分手機不支援半速率，導致開啟半速率後，並不是所有的全速率通道都可以當作2個半速率通道使用。這也從另一方面導致了半速率通道使用比例不能確定。

目前市場上出售的手機已經都能夠支援HR功能，少數早期的手機不支援半速率功能，透過統計資料，支援半速率功能的手機佔75％～80%左右。

l 廠家實現方式不一致

對於半速率通道的使用，各個廠家的實現方式有一定的差別，有的廠家在網路中由於半速率手機通話結束而出現2個分散在不同通道的半速率通道時，採取合併的方式，而有的廠家則不合並。在開啟和關閉門限上，有的廠家是以全速率空閒通道的比例，而有的廠家則採取所有空閒通道的比例來作為判斷門限。這些實現上的不同也會導致半速率承載容量上的差異。

採用半速率技術可以明顯增加網路容量，但同時話音質量也有一定程度的下降，尤其在雙方通話都使用半速率的情況下通話質量有明顯下降的感覺。因此半速率技術一般用於解決突發話務增長或低資費使用者較多的區域，在熱點區域應慎重使用。

2。6 跳頻

跳頻分為慢跳頻和快跳頻，在GSM中採用的是慢跳頻，其原理為：MS在某一頻點的一個通道上發射和接收，在下一幀到來之前跳到另外一個頻點上繼續通話。

根據GSM規範的建議，基站無線通道的跳頻是以每一個物理通道為基礎的，因此對於移動臺而言，只需要在每個幀的相應時隙跳變一次即可，即每秒跳217次。它在一個時隙內用固定的頻率傳送和接收，然後在該時隙後需跳到下一個TDMA幀，由於監視其他基站需要時間，故允許跳頻的時間約為1ms，收發頻率為雙工頻率。但對基站系統來說，每個基站中的TRX（收發信機）同時與多個移動臺通訊，因此，對於每個TRX來說，能根據通訊使用的物理通道，在其每個時隙上按照不同的跳頻方案來進行跳變。

跳頻可分基帶跳頻和射頻跳頻兩種。可以用來解決網路中存在的瑞利衰落和干擾的問題，屬於“頻率分集增益”和“干擾分集增益”。由於採用基帶跳頻的可用頻點數目應等於TRX的數目，因此基帶跳頻只能產生頻率分集增益，無法產生干擾分集增益。

所以一般網路為提高容量、改善C/I所採用的跳頻方式為射頻跳頻。現網中可以用1*3等更緊密的複用方式就是利用了射頻跳頻的“干擾分集增益”。

跳頻對於網路容量提升的效果，可以從下面的圖中明顯看出。

圖.7

跳頻對容量提升的效果

從圖中可以看到，當頻率複用係數大於或等於12時，系統中的干擾較低，跳頻沒什麼實際的效果，在頻率複用係數小於12時，跳頻的作用比較明顯，減少了干擾，提升了系統容量。

GSM網路的容量是受頻寬和頻率利用率決定的，在有限的頻寬下只能儘可能的提高頻率利用率。跳頻在其中起到了至關重要的作用，它使緊密複用模式成為可能。但網路容量與質量是天生的一對矛盾，跳頻提高的網路容量只是有限的，不能因為使用者的高速發展預測而在有限的頻帶內無限的擴容。

對於4/12複用，在不採用任何提高抗干擾技術的前提下，網路的頻率利用率可以做到22-26 Erl/MHz/km

，為了滿足GSM網路的質量，1×3跳頻的最大負荷為1/3，射頻跳頻的採用使原來傳統的容量提高了將近40%，網路的頻率利用率一般可以達到29。5～38。2 Erl/MHz/km

。

2。7 載頻池

2。7。1 概述

GSM“載頻池”的概念應包括兩層含義：一是基站裝置資源需集中配置，二是需要具備無線資源動態排程系統。載波池有以下兩種解決方案：

（1） BBU基帶池＋RRU分散式基站方式：基站基帶系統模組與射頻模組分離，基帶系統集中放置在機房，透過光電轉換模組將射頻模組引至遠處不同位置，透過動態排程系統實現基帶共享功能。

圖.8

BBU

＋RRU

（2）基站池＋光分佈方式：大配置基站裝置組集中安置，採用光近端機和遠端機單元透過光纖將訊號傳輸至遠處，透過動態排程系統或機房配線盤組合天線點位至不同小區來實現小區資源的靈活排程，實現的是射頻和基帶的共享。

圖.9

基站池＋光分散式“載波池”

2。7。2 應用場景

u 話務量波動巨大的站點

行動通訊話務量持續快速增長，對無線網路的載波資源、頻率資源的需求也越來越大；使用者移動性大，通訊的突發性很強，一些小區很容易發生資源擁塞的問題；加上小區的資源是一個比較小的量級（通常只有幾十個通道），因此小區的容量不能承受大幅度的話務量變化。下圖為某市解放碑地區國泰電影院的話務統計曲線：

圖.10

國泰電影院的話務統計曲線

該小區話務忙時出現在晚上七點左右，峰值話務量達到65。8Erl，但從零點至上午8點左右個小時的時間內，話務量都在0。2個愛爾蘭左右，這就給小區的載頻配置帶來難題。假如按照峰值話務量配置，那麼很多載頻在大部分時間裡都是閒置的，造成了資源的浪費；但如果按照平均話務量配置，則在忙時會出現話務擁塞，帶來使用者投訴。因此需要一種能夠根據話務情況動態調整載頻容量的方法解決這種矛盾。

u 話務相關性的區域之間

從日常的話務統計來分析，每個小區的話務都是一個有規律的時間函式，不同型別的小區之間的話務函式的“相位”不同。針對各小區話務之間存在的話務負相關性，考慮將小區之間的資源互相調配將大大減低建網成本。如下表所示，在某市解放碑地區，話務負相關的兩個小區。

圖.11

小區間的話務相關性

在熱點區域，通常都是商務區域和消費娛樂區域並存，這些地區存在一般存在話務互補性，透過對長期話務量相關性的篩選，可以選擇部分割槽域實現載波共享。

u 基站選址困難區域

熱點區域經過近些年來的建設，站址資源是相當的緊張，而且目前社會公眾普遍對行動通訊輻射給人體健康帶來的影響存有疑慮，加上現有的基站配套設施要求較高，相關的輔助裝置和配套裝置要求也比較複雜，使機房面積、承重等都出現了瓶頸；另外還存在傳輸線路、供電，物業協調，機房租賃和建設費用等問題，嚴重影響了基站選址。

u 大話務量和高流動性的特定場景

以某市解放碑為例，在每年的聖誕節，除夕將會湧現大量的人群，2006年聖誕節，這裡出現了16萬的慶祝人群，以忙時呼叫1。5次估計，高峰時每小時將會產生25萬次左右的呼叫。如此高密度的人群在解放碑範圍內的流動將會相應帶來大話務量流動。由於節日等原因，大量使用者也會在特定的時間向該處的地區聚集，依靠應急通訊車、緊急擴容等方式雖然能一定解決該問題，但該地區的無線通訊系統總是面臨著巨大的工作壓力。

2。7。3 應用方案

l 遠端載頻排程

圖.12

載頻排程

一個比較重要的應用場合是在熱點區域，在節日期間，可以將附近寫字樓的空閒資源排程節日和娛樂現場。

在車站、碼頭等春節期間人口突發性流動的區域，將周邊空閒站資源排程到此。

l 動態資源配置系統

由光纖分佈系統與光纖配線盤構成動態資源配置系統；光纖分佈系統中一個光近端單元可以拖帶多個光遠端單元，透過光纖配線盤實現光遠端與近端單元的靈活組合，實現動態排程；光近端單元及光遠端單元由統一的O&M系統進行遠端監控管理，提供完備的配置、管理、操作、維護功能。系統框圖如下所示：

圖.13

資源配置

2。7。4 載波池總結

“載頻池”具備一定組網優勢：

（1）資源排程，實現資源利用的最大化

（2）可以安裝在室外、豎井等區域，降低對機房的需求

（3） “載頻池”在某些特定應用場景下很有優勢

“載頻池”的劣勢：：

（1）需要光纖資源

（2）排程的載頻數量與配置複雜度成正比

（3）商用化產品少，當前僅有中興支援BBU＋RRU的基帶共享方式，京信等直放站廠家支援基帶＋射頻資源共享方式

2。8

室內覆蓋

2。8。1

概述

熱點區域一般是話務量巨大，高樓林立、街道狹窄、佔地面積大，周圍基站密集，建築物高層訊號雜亂，通訊質量無法保障；街道訊號陰影較大．訊號覆蓋互相影響．不能保證使用者正常通訊。

雖然微蜂窩、室內覆蓋在吸收話務量，無線利用率，成本方面比宏蜂窩不具有優勢，但在將來3G業務的開展，室內話務量比例的升高，密集城區宏基站小區分裂已不具有空間的情況下，加強微蜂窩和室內覆蓋能夠緩解宏蜂窩的話務壓力，而且微蜂窩頻率規劃相對簡單，頻率利用率高，因此大力開展室內覆蓋建設是很有可行的。

2。8。2

案例

下面以一建設宏基站＋光纖室內分佈系統方案為例，簡單介紹室內分佈的規劃；

圖.14

樓宇佈局圖（三扇區結構）

若樓宇分佈情況如圖10聽示。商圈寫字樓密集，人口密集，對於網路資探需求較大．考慮一先滿足覆蓋需求，再根據各樓字容積人口、運營商市場佔有率．並結合現網話務摸型計算為滿足該地段可需求的網路資源。

表2

容量估算

室內分佈系統採用北京東方信聯的光纖室內分散式系統WFDS，WFDS標準型應用方案中主單元與擴充套件單元（EH）之間採用光纖實現分佈傳輸，在擴充套件單元與遠端天線單元採用五類線或CATV電纜實現中頻分佈傳輸。詳細有關該系統的介紹請參看附件。

圖

8.6

WFDS

系統原理框圖

圖.15

WFDS

系統原理框圖

標準型WFDS由主單元、擴充套件單元、遠端單元組成，主單元和擴充套件單元用光纖連線，擴充套件單元與遠端單元之間用五類線連線。標準型WFDS最大的連線模式為1：4：32，即一個主單元最多可接4個擴充套件單元，每個擴充套件單元最多連線8個RAU，所以一個主單元最多帶4個擴充套件單元、32個遠端接入單元。

圖.16

標準型WFDS

寫字樓1，2，3，4採用一臺4小區的6載波的宏基站信源，寫字樓5，6，7採用一臺3小區的6載波的宏基站信源。對於寫字樓1，2，3，4，宏基站分為4個小區，每小區6載頻，接4個遠端單元，每個RAU埠功率26dBm左右，可滿足一層（50m×50m）覆蓋的功率需求。

圖.17

WFDS

覆蓋原理圖

2。8。3

室內覆蓋建設策略

（1）室內覆蓋分為無線直放、光纖直放站，微蜂窩覆蓋、宏基站覆蓋等，由於無線直放站訊號不夠純淨，難以保證良好的服務質量，建議在密集城區儘量少用無線直放站，信源以微蜂窩、宏蜂窩、光纖直放站（耦合基站訊號為主）。

（2）建設室內覆蓋滿足容量和覆蓋需求，必要時可以引出訊號進行狹窄街面覆蓋（案例中留有示例），對於此類區域內室內分佈訊號源選取要充分考慮話務需求．規劃做一步到位，以便於進行合理分割槽。

（3）面積超大、話務量超高地區，應考慮分小區覆蓋，小區切換帶儘量設定在慢速移動區域。

（4）靈活採用室外高站與低下傾角覆蓋室內、天線上傾角進行高層室內覆蓋、高站下傾覆蓋低建築、低站上傾覆蓋高建築三種住宅覆蓋方案；根據建築物尺寸選擇天線位置、天線波瓣角、天線增益選擇，控制訊號大範圍外洩，減少干擾。

（5）由於無線直放站訊號質量不純淨和不能提供硬容量的不足，無線直放站應有選擇的使用。

2。9

街道站

街道站的概念提出已有相當的時間，提出街道站的主要目的是為吸收話務。在熱點區域基本上室外宏蜂窩層已經解決了室外無線網路覆蓋的問題，繼續完善室內分佈也基本解決了室內覆蓋，剩下的在一些特殊一些特色商業街，路口等熱點區域，增加街道站可以增加網路對於話務熱點地區的話務吸收作用，以解決頻率資源與容量的矛盾。

街道站層一般可以採用宏蜂窩或微蜂窩進行覆蓋，宏蜂窩採用的是宏蜂窩大配置裝置，可根據容量需要調整裝置配置，但是，與室外宏蜂窩不同的是，街道站層使用的宏蜂窩裝置需設定一定的發射功率、選用合適的天線輻射方向來改善街道和街道底層臨街部分的覆蓋。微蜂窩採用的是專門的微蜂窩裝置進行街道部分的覆蓋。

隨著國內高話務區的增多，在很多地方都使用了街道站技術，據瞭解，在廣東移動、山東移動街道站都有廣泛使用，街道站在香港特區應用也較為廣泛。香港的地理環境類似於某市熱點區域，同樣是山地丘陵地帶，城市佈局不規範，高樓林立，街道狹窄。

圖.18

香港地區的街道站

街道站覆蓋範圍較為固定，天線掛高在10～15米左右，採用特殊的低增益定向天線以控制覆蓋範圍，採用低發射功率，可以透過建築物來阻擋電波的擴散。

2。10 GSM增強技術

2。10。1

AMR-HR

半速率是解決話務擁塞的一種手段，但使用時話音質量將會有不同程度的下降，影響網路服務質量。半速率可以作為解決突發話務量的臨時措施，基於負荷啟用，但不應該作為常規擴容手段長期開通，在熱點區域尤其如此。

AMR-HR原名自適應調製速率-半速率，也叫做增強型半速率，是一種根據網路質量和網路負載自適應變化的語音編碼方式，是一種類3G和3。5G的語音編碼技術。在C/I較好的情況下將採取較低的語音編碼速率，在保證網路質量的同時提高了網路容量，在C/I較差的情況下將採取較高的語音編碼速率，保證了使用者的服務質量，總體來說，在有限的通道資源下，既提高了網路容量，又保證了服務質量，因此，增強型半速率是一種切合當前容量與服務質量矛盾的有效解決方式。

圖.19

語音質量是不同模式的包絡

AMR-HR根據通道的不同C/I，語音質量採用不同的編碼速率，語音質量是如上圖所示的不同模式的包絡，AMR-HR提高語音質量，比固定編碼模式質量好，同時維持一定的MOS，降低C/I要求，提高系統容量。

圖.20

不同編碼速率的語音質量對比

（1） C/I > 10dB的情況下，語音主觀質量由高到底的順序為：

AMR-FR > EFR > AMR-HR > FR > HR

（2） C/I < 10dB的情況下，語音主觀質量由高到底的順序為：

AMR-FR > EFR > AMR-HR > HR ≈FR

（3）可接受語音質量（MOS=3。0）條件下，所需C/I由低到高的順序為：

AMR-FR < EFR < AMR-HR < FR ≈ HR

2。10。2

IRC

（干擾消除合併）技術

雖然多重頻率複用提高了頻率的使用效率，但是，不可避免的干擾影響也相當的大。

干擾消除合併技術（IRC）可以認為是一種更高階的分集接收功能，它可以改善上行的質量，提高上行訊號的增益。模擬顯示IRC可以將C/I增益提高11dB，在典型的城區可以獲得5-6dB的增益，國內現網測試，顯示在密集城區可以減少上行干擾3～5dB。IRC要求有兩路接收天線（接收天線分集）。

圖.21

常規突發序列

圖.22

同步突發序列

IRC利用多路天線接收到的同頻突發序列的“TSC”欄位估計多徑時延譜，利用多徑時延譜得到訊號和干擾的最大似然估計，最後將最主要干擾旋轉縮放後反相抵消。

可以看出，IRC消除從不同天線上接收的相干噪聲，如果噪聲間不相干，那麼IRC的效能跟普通的MRC（最大比合並）是差不多的。由於在高話務密集區，由於傳輸環境的互相影響，不同天線接收到的訊號具有相關性，所以IRC技術非常適合於干擾受限的緊密頻率複用的熱點區域。

為達到干擾消除的效果，上下行的干擾消除需均衡，通常與上行干擾消除技術相對應的下行干擾消除技術包括：單天線干擾消除（SAIC）和雙天線接收分集（MSRD）等。

2。10。3

緊密BCCH頻率複用

大多數網路採用MRP的方式主要有BCCH：6×3和4×3兩種方式，這兩種方式可以保證BCCH 所在載頻之間的同鄰頻載幹比，但是同時BCCH 也佔用了12個頻點。然而在頻率複用度較高，且頻率資源受限的網路中，跳頻層可用頻點數較少是使系統的容量得到限制的主要原因。

如果對BCCH所在頻點採用3*3複用，由於BCCH載頻不採取跳頻等降低干擾的技術，此時在BCCH 載頻上TCH 通道抗干擾能力較弱，系統的干擾將加劇。

華為公司提出的Tight BCCH Frequency Reuse將一個小區看作由兩種不同的邏輯層組成：BCCH 載頻上的TCH 通道層和其他載頻組成的跳頻層。跳頻層能夠服務於整個系統，覆蓋整個網路，並且對處於小區邊緣的呼叫提供覆蓋，而BCCH載頻上的TCH通道層為了保證接入呼叫的效能，必須對其吸收話務的覆蓋區域進行適當修改，只對靠近基站的呼叫提供覆蓋，靠近基站區域的干擾相對於小區的外圍及邊緣區域的干擾要小。

圖.23

BCCH

緊密複用

BCCH 緊密複用功能最大的優勢在於提升頻譜利用效率，進而提升系統容量。BCCH頻率複用方式從4*3改變成3*3，同時跳頻的頻點增加三個，採用1*1頻率複用後每小區可增加一個TRX載頻配置，容量可增加25％左右。

BCCH 緊密複用需要BTS和BSC軟體支援，這一技術在華為的裝置中可以實現。

2。10。4

動態頻率和通道分配

NOKIA提出了DFCA（Dynamic Frequency and Channel Allocation）的方法，旨在透過對無線資源進行最佳化配置獲取更大的容量。透過減小頻率複用間隔，可以在不降低網路質量的基礎上部署更多的基站。

DFCA主要是一種演算法，在BSC側使用，實現對於每次呼叫和切換進行無線通道的最佳化配置。基本的方法是透過BSS同步、BSC資訊交換、迴圈跳頻來進行精確的干擾控制。根據背景噪聲干擾、移動臺測量報告、上下行功率控制資料、DFCA無線資源表、DFCA相鄰通道查詢表計算C/I值，按照所需的目標C/I進行通道選擇和分配，包括MA、MAIO、TSL、TSC、上下行功率等級等。

在DFCA技術中，比較關鍵的是採用了基站同步的方法。在傳統的GSM網路中，每個基站的資料幀時鐘是獨立的，這也就造成了不同幀的編號和排列都是隨機的。在採用了同步的方法後，不同基站的資料幀使用統一穩定的時鐘訊號，其編號和排列是一致的。

圖.24

非同步與同步TDMA

資料幀比較

基於同步的資料幀和迴圈跳頻技術，網路中的干擾關係是比較穩定而且可以預測的。根據此資訊計算的C/I值比較符合實際，可以用以進行較為精確的干擾控制，進行動態頻率和通道分配，使更密集的頻率複用方式成為可能。

根據NOKIA在國外運營商的效果，使用DFCA後，在網路質量不變的前提下，其GSM頻譜效率提升100%-150%，即網路容量提升100%-150%。

2。10。5

ICC

技術

ICC技術是華為提出的一種抑制干擾的技術，類似於愛立信和諾基亞提出的IRC技術。

隨著使用者數的增加，為了在有限的頻寬內，支援更多的使用者，頻率緊密複用的需求變得越來越廣泛。GSM系統通常認為不是一個自干擾系統，但在頻率緊密複用下，原來寬鬆的頻點間干擾問題就變的越來越嚴重，GSM 系統在頻率緊密複用下，也呈現出自干擾的特性。在干擾受限的場景下，系統的容量取決於網路的干擾情況；同時網路的質量也取決於網路干擾的程度。

ICC（interference counteract combining）也是一種主分集合並的抗干擾技術，可以在不明顯增加成本的基礎上有效的提高無線系統的抗干擾能力，從而提高系統容量和使用者的感受。

ICC 是一種利用多天線合併達到抑制干擾的技術，其是在MRC（maximal ratio combining）技術上發展出來的合併技術。通常在多天線環境中，採用MRC 進行不同天線訊號的合併，這種合併技術在無干擾的噪聲受限的場景下是最優的，比如在做靈敏度測試時；但在干擾受限的場景下，MRC 在做多支路合併時，由於並不考慮天線上干擾的相關性，所以合併增益沒有ICC 高。實際上由於不同天線上的干擾是由同一個干擾使用者訊號形成的，故這兩個干擾存在一定的相關性，ICC 就是在合併的時候利用這個相關性來消除一部分干擾。利用ICC技術可以提高干擾嚴重場景下（比如頻率緊密複用情況下）的語音質量和資料的吞吐量。ICC 技術可以抑止GSM 系統內部的干擾，其還可以消除系統外的干擾，只要產生的干擾在不同天線上具有相關性。

ICC 需要得到干擾的相關矩陣，而干擾的相關矩陣是利用有用訊號的訓練序列計算得到。對於每一路接收訊號，ICC 演算法根據訊號的訓練序列估計出通道模型，然後重建有用訊號，在接收訊號中減去有用訊號就得到干擾訊號，這樣就可以計算出每一路接收訊號中的干擾訊號，最後估計出各個訊號干擾的相關矩陣然後分析出這些多路干擾訊號間的統計特性。根據干擾的統計相關性，在合併各路接收訊號時，使得干擾可以部分相互抵消，從而達到合併增益的最大化。如果在一個burst 中，訓練序列段外的干擾相關特性如果和訓練序列段的干擾相關特性相同，那麼訓練序列外的干擾對消就可以採用訓練序列段的干擾矩陣。所以干擾與有用訊號越同步，ICC 的增益會越大。

表3

ICC

在實際網路中的增益估計

在干擾場景下，ICC 技術透過相關干擾的對消提高抗干擾能力，相當於提升了上行接收靈敏度，提高了干擾場景下的上行覆蓋範圍。但是由於干擾源的千差萬別，對於不同型別的干擾源ICC 獲得的效能增益也不同，一般來說干擾源同步性越好，相關性越高，則ICC 技術獲得的增益越大。

總的來看，DFCA和ICC技術主要的目的都是進一步降低干擾，減少頻率複用間隔，便於採用更密集的頻率複用技術。根據分析，這些方法能夠大幅度提升容量的一個前提條件是建立同步網路，利用網路同步性時實進行頻率規劃。當前我們的GSM網路是基於非同步網路，基於同步網路的容量提升技術需要現網的支援才有可能被採用。

3 頻率和基站能力分析

3。1 扇區模型

基於一定的小區結構和小區覆蓋範圍計算結果，結合蜂窩佈局理論，可以得到站點面積和小區半徑之間的計算關係。下面以最典型的3 扇區結構為例進行分析：

圖.25

蜂窩佈局圖（三扇區結構）

如圖所示，Sa和Sb為兩基站，其間距離為Dmin，六邊形小區半徑為 R/2，小區覆蓋半徑（cell range）為R，Dmin=3R/2，可以推匯出站間距Dmin和等效六邊形小區面積Scell有如下關係：

Scell_三扇區結構===0。6495R

Ssite_三扇區結構=3* Scell_三扇區結構=1。95R

上面計算得到的是單扇區的覆蓋面積，結合扇區結構，我們可以獲得不同站型的計算關係，設單站點面積S與小區半徑R之間有S=KR

的關係，計算Ｋ值如下表：

表4

值表

3。2 TRX配置與話務量關係

根據erl B表，計算2％通道阻塞率條件下，TRX配置與話務量的對應關係。

表5

小區TRX

數目與容量表

3。3 話務容限分析

根據單基站覆蓋面積和不同TRX配置下的基站話務量承載能力，計算基站在不同間距下其話務密度的理論最大極限。

表6

單站理論容限

3。4 頻率資源

我國GSM蜂窩行動通訊頻率資源規劃了900MHz和1800MHz兩個頻段，共計75MHz×2。截至到2007年底，已分配70MHz×2，僅剩1800MHz頻段的5MHz×2沒有分配，主要由中國移動和中國聯通申請使用。其中，中國移動共申請獲得了49MHz×2頻率，包括900MHz頻段頻率24MHz×2（包括EGSM頻段）和1800MHz頻段頻率25MHz×2。

考慮到中國移動E-GSM全部退頻，實際上某市移動可供使用的900M頻段寬度為19M。雖然中國移動共有1800M頻率25M，某市移動由於客觀原因只使用了20M，其中有部分頻率未使用。

目前某市主城區使用的900M頻點號為1－94。頻率使用情況大體如下：76－94的偶數頻點共10個用於微蜂窩；47－93的奇數頻點共24個用於BCCH；其他60個頻點用於TCH。主城區的跳頻方式是基帶跳頻。

圖.26

900M

頻率使用情況

中國移動GSM1800系統使用的頻頻寬度為25MHz，對應頻道序號為512－561及587到636。目前某市移動主城區只有愛立信1800M系統，也採用基帶跳頻，總體上512－538頻點用於BCCH，587－611頻點空閒未使用，除此之外的其他頻點用於TCH。

圖.27

1800M

頻率使用情況

對某市移動900M（19M頻寬）、1800M（20M頻寬）進行不同複用模式下的最大站型進行估算，考慮到某市移動可供使用的1800M和900M頻寬差距不大，此次統一以19M頻寬對待。

表7

最大站型

『注：不同的分組方案會有所不同』

可以看出，不同的複用模式下，我們可以得到不同最大站型。實際的網路規劃中，由於微蜂窩頻率預留、隔離頻點，實際用於頻率複用的頻寬小於19M，同時由於現實環境的影響，密集城區一般採取高配置的大站型，這樣高複用模式的將帶來較大幹擾，因此，對於19M頻寬，考慮站型為S8/8/8。

4 高話務

密集區話務分析

4。1 話務密度地圖

儘管各小區忙時話務量在不同的時刻內達到，一個區域內資源的配置應以最忙時話務量為準，若不然，則存在小區擁塞的可能。因此，採集某市主城區2007年9月份某一週的小區最忙時話務量，並對話務量做平均化處理，以消除話務波動異常。應用模擬軟體，生成某市城區的話務密度地圖。

（1）模擬步驟：

（1）匯入基站資料、扇區資料和三維地圖

（2）設定基站、扇區，天線，傳播模型等引數

（3）覆蓋預測

（4）根據覆蓋範圍、地物話務分佈比例因子，生成語音業務話務密度圖。

（2）模擬引數：

（1）天線：65deg 17dBi 0Tilt 900MHz

（2）小區型別：900M Macro Cell

（3）傳播模型：SPM

（4）覆蓋預測訊號強度確定，設定訊號覆蓋區域的有效範圍為RSL>-85dBm，軟體只為接收訊號強度大於-85dBm的區域分配話務。

（3）覆蓋距離定義

設定最大覆蓋門限，在本次研究中，設定最大覆蓋範圍為1。5km，對於基站1。5km以遠的地區不再進行覆蓋預測。由於模擬地圖範圍有限的原因，本文模擬了圖19所示區域內，模擬生成各地區的話務地圖如下所示：

圖.28

主城區話務地圖

圖.29

幾個高話務城區話務地圖

從話務地圖可以看出，紅色區域代表話務密度高於1300 Erl/km

的區域，城區的高話務密集區主要集中在幾個商業中心，即渝中半島、觀音橋，沙坪壩，楊家坪，石橋鋪、陳家坪和大坪石油路6個高話務密集區，在這些地區，其平均話務量密度基本都大於1000Erl/km

。

表8

高話務密集區話務密度統計資料

熱點區域話務量以解放碑區域和楊家坪區域的話務密度為最，解放碑地區的站點密度達到了其他區域密度的3倍左右，在部分熱點區域內，還存在超熱點的區域，從圖20可以看出，渝中半島中的菜園壩區域，由於人流量大，話務密度超熱。

圖.30

熱點區域話務密度統柱狀圖

經過以上分析，將某市地區的話務量分為熱點區域，高話務區域類，普通區域，三類，表3所列區域都可以看作是高話務密集區。

表9

話務密度分類列表

4。2 站間距分析

站址資源是中國移動重要的戰略資源，也是最有效的提高頻率利用率的方式，提高網路容量的直接方式就是採用小區分裂的方式增加更多的基站。為考慮小區分裂的可行性，對某市熱點區域的高話務密集區進行站間距分析。由於現網中GSM900站點數量多於GSM1800M，而GSM900M和GSM1800M可以在網路中共站址共存，因此，站間距的分析以GSM900M為準。

根據3扇區的小區模型，計算各區域的站間距如下表所示：

表10

站間距分析

4。3 微蜂窩負荷分析

中國移動2007年6月的統計資料表明，在室內產生的話務量佔到整個系統的70%。這當中其中一部分是由宏蜂窩吸納的話務量，一部分是室內覆蓋吸納的話務量。總體來說室內系統的話務量比重較大，室內覆蓋系統數已佔到總基站數的25%左右。

由於各地區由於使用室內覆蓋的情況不同，室內覆蓋的話務量佔比有所不同，因此，應根據當地實際情況確定。某市移動熱點區域具有較高的室內分佈話務，其話務量比重分佈如下：

圖.31

微蜂窩和宏蜂窩佔比分析

從上圖可以看出，某市熱點區域微蜂窩的使用比重還不大，解放碑最高不到35％，楊家坪和南坪佔比最低，僅有10％多一點。全部熱點區域統一考慮，微蜂窩室內覆蓋話務量佔比為17。7%。考慮到有一部室內話務量由宏蜂窩吸納。因此，在某市熱點區域，整體考慮室內覆蓋的話務量佔比為20％。

4。4 高話務密集區容量解決流程

高話務區的容量解決方案應遵循如下流程：

（1）新增載頻

新增載頻成本最低，首先需進行站間距分析，對比不同站間距下的話務容限，確定當前站間距下，增載入頻到滿配時，網路是否滿足話務密度要求。

判決條件：目標話務密度×（1－室內覆蓋佔比）< 指定站距下理論支撐密度

若目標話務量滿足判決條件，則直接增載入頻，若不滿足，則增載入頻到滿配後，進入步驟（2）

（2）建設雙頻網

由於高話務密集區站間距一般來說已經相對較小，而且，1800M頻率資源豐富，建設雙頻網成本和可行性均優於新建站。

判決條件：目標話務密度×（1－室內覆蓋佔比）< 指定站距下理論支撐密度

若目標話務量滿足判決條件，建設雙頻網。若不滿足，則增加GSM1800M到滿配後，進入步驟（3）

（3）小區分裂

由理論分析和國內外實際運營試驗的經驗，認為在平坦、開闊地帶為Dmin（宏蜂窩基站最小站間距）為500米；高樓密集、山地的熱點區域，通常保守地認為最小站間距為400米；為有效利用頻率資源，中國移動集團釋出《中國移動GSM頻率資源合理有效使用指導意見》要求，宏蜂窩層的基站站間距應大於300米。

判決條件：目標話務密度×（1－室內覆蓋佔比）< 2670 Erl/km

若目標話務量滿足判決條件，則進行小區分裂，達到最小站距300m左右。若不滿足，則小區分裂到站間距300米左右後，進入步驟（4）

（4）建設街道站立體覆蓋網

（5）在以上各階段進行的同時，建設室內覆蓋，減輕宏站壓力。

（6）適時採用新技術，提高網路質量。

圖.32

高話務區的容量解決流程

5 方案探討

5。1 總體需求

透過第4章的分析，對各熱點話務量的增長模式和增載入頻、雙頻網、小區分裂進行了適用的探討，建設室內覆蓋吸收總話務的20％。因此，各高話務密集區的容量增加遵循如下圖所示方式：

圖.33

各高話務密集解決方案演進流程

（1）渝中半島區域

渝中半島當前話務密度為962。70Erl/Km2，單純增加GSM900M載頻已經達不到容量要求，可以大力發展雙頻網，在有條件的地方共站址建立GSM1800M網路。當該區域的話務密度達到1877Erl/Km2時，雙頻網已經不能解決問題，需進一步對基站進行小區分裂，直到站間距約300m左右，當話務量超過3300 Erl/Km2，這時需建設立體覆蓋網路，滿足話務增長需求。