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GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN网络协同优化

作者：郭 宝

来源：《移动通信》2012年第07期

1 四网协同背景

随着移动互联网的快速发展，用户对移动数据业务的需求不断攀升，移动数据流量迅猛增长。从用户使用业务的角度来说，尽管近年来流量套餐资费逐年下降，但是用户手机上网还是以低流量的轻应用为主，流量在50M以下的用户占七成以上，资费仍然是制约用户流量的主要因素。移动数据流量主要集中在2G与WLAN网络。2G网络数据业务占用的无线信道资源已超过语音业务；在部分区域，由于数据业务吞噬了大量的无线信道，导致语音业务只能使用半速率，影响了通话质量。但大量占用无线信道的数据业务并没有带来相应的无线流量，大量的即时消息类业务申请的数据包很小，却也占用了同样的资源，造成了宝贵的无线信道资源的浪费以及数据业务承载效率的低下。WLAN由于技术限制，难以形成连续覆盖，局限于热点，缺乏统一规划。目前，WLAN网络流量虽然急速增长，但是用户较少，而且“热装冷用”的现象客观存在。

TD-SCDMA网络已颇具规模，但是由于前期终端的制约，用户使用感知不尽如人意。另外，TD测试终端的平均接收电平比商用终端高10dB～14dB，使得已经按照测试终端连续覆盖的道路和区域，在用户的实际使用过程中，出现了大量的弱覆盖点，导致频繁的互操作，严重影响了使用感知。还有，在TD网络优化过程中，运营商过于要求指标，导致设备厂家设置了不合理的2/3G互操作门限，使TD终端及早地重选、切换至2G网络。另外，新发展的TD终

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端一部分仍驻留在2G网络，客观上增加了本已超负荷的2G网络的压力。而LTE网络尚处于规模试验阶段。因此，需要统一考虑四网协同来满足用户不同程度的无线数据业务需求。

2 GSM网络的主要问题及优化措施

近年来2G网络数据流量持续高速增长，数据业务负荷压力越来越大。然而，数据业务承载效率却较低。随着智能终端的迅速普及，移动QQ与微博业务受到越来越多用户的青睐，这些即时消息类业务只申请很小的数据包，但网络根据其终端类型，为其分配同样的无线时隙，造成了较大的浪费。EGPRS理论上可以达到59.2kbps的无线传输速率，而某省会城市2G网络实际承载效率仅为3.86kbps。另外，数据业务承载效率低，但是数据业务占据了大约60%的无线信道资源，造成了语音业务大量使用半速率等，影响通话质量。EGPRS网络亟待提升数据信道承载效率，满足用户的业务需求；同时为语音业务提供充足的资源，降低网络底噪干扰，提高通话质量。

2.1 提高EGPRS覆盖率

EGPRS理论无线传输速率为59.2kbps，而GPRS通常使用的CS-2编码理论速率为13.4kbps，两者相差较大。提升EGPRS覆盖率将有效提升数据业务承载效率。某市12月道路测试的EGPRS覆盖率平均只有96.92%，其中一网格的EGPRS覆盖率仅为89%。分析后发现EGPRS覆盖率低的原因主要有两个，第一：PCU_B和PCU2_D（诺西设备）混插；第二：SEGMENT（诺西设备一种逻辑小区，专用接入支持EDGE终端）小区拥塞严重，接入申请过多，最大复用度达到9TBF/TSL（可接入的最大值），从而造成终端不能接入EDGE BTS，而占用GPRS BTS。

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针对第一种情况，因为PCU2_D板的处理能力是PCU_B的两倍，将PCU_B板替换为PCU2_D板是较理想的优化措施。如果不能及时替换板卡，需要对网格内小区所在PCU类型进行统计，将PCU_B下涉及终端流动的小区调整到PCU2_D下。这样在道路测试时，测试终端占用的小区都在PCU2_D板下，避免了不同板卡间小区重选占用GPRS的情况。另外，将室内覆盖小区或不影响流动道路覆盖的小区调整至PCU_B下，保持不同板卡的负荷均衡，避免PCU2_D板下挂小区过多而带来的负面影响。

针对第二种情况，在满足语音业务需求的情况下，可对话音数据均忙的小区进行扩容载频或小区分裂，对于扩容困难的小区可暂将小区改回为EDGE/GPRS混用模式。

PCU混插问题解决后，EDGE覆盖率从89.0%提升到了99.9%，提升显著；EDGE BTS拥塞问题优化后，EDGE BTS复用度从7.88降低到3.94，GPRS BTS复用度由6.3降低到3.15，其最大复用度也有明显的下降。实地测试指标显示，EGPRS覆盖率从95.47%提升到了99.2%，优化效果较明显。 2.2 开启“小包检测”

Gn接口（SGSN与GGSN接口）的统计数据表明：2G网络小流量业务占比很高，长度小于1024B的数据包占比达到69%，开启“小包检测”功能可有效提升GPRS承载效率。小包检测基于PDU的长度来实现，如果PDU的长度不超过某一阀值（250bytes），则默认按照单时隙进行分配；如果PDU长度超过小包门限，会立即恢复按照手机终端多时隙能力分配的机制。 “小包检测”功能在现网BSC112进行验证，结果如图1所示。对比开启前后的PDCH承载效率，发现各个时段的承载效率都有了明显的提升，尤其是数据最忙时22点，由之前的5.62提高至7.22，提升28.5%。另外，在实际的测试对比中，在开启小包检测功能的BSC进行ping测试时，当数据包长度小于250bytes时，BSC为用户分配1个时隙；当数据包长度等于250bytes时，BSC为其分配4个时隙。 3 TD网络的主要问题及优化措施

目前TD网络的各项考核指标良好，自动路测ATU测试指标优秀；但是用户的使用感知却较差，高端用户的投诉较多。对此进行了主流商用终端（三星I9108）与测试终端（大唐8142）的同车对比测试，从接收电平对比看，商务终端比测试终端接收电平弱10dBm～14dBm，如图2所示。目前各城市按照测试终端做的网络规划已完成连续覆盖，但在用户的实际使用过程中却出现了大量的弱覆盖，造成频繁的2/3G互操作，严重影响了通话质量。 3.1 优化功率参数与天线俯仰角提升覆盖

确定了TD网络目前存在的主要问题是连续覆盖不足后，需要在全网范围内普遍提升基站发射功率并结合优化调整天线俯仰角来提升TD覆盖率。主要包括：