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GSM双频网话务均衡策略分析
专题指导

版 本：V1.0

中兴通讯工程服务部GSM网规网优部 发布
GSM网规网优部专题指导

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V1.0
2008-09-21
杨家志
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无

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1 引言 2
2 GSM双频网话务均衡策略 3
3 无线参数设置 4
3.1 3.1 小区选择参数 4
3.2 3.2 小区重选参数 5
4 话务均衡方法 8
4.1 方法一：切换门限控制法 8
4.2 方法二：禁止频间切换法 9
4.3 方法三：层次控制法 10
4.4 方法四：覆盖控制法 11
4.5 方法五：双频共小区法 12
4.6 有利于双频网话务均衡和控制的的规划与工程因素 14
5 GSM双频网话务均衡案例 15
5.1 案例1：切换门限控制法 15
5.2 案例2：宏微切换控制 16
6 总结 20

-iii-

图目录

-20-

表目录

6 总结
关键字：
DCS1800 GSM900 双频网 话务均衡
摘要：
GSM双频网的话务均衡策略和方法对于提高双频网质量至关重要，该文章阐述了GSM双频网的话务均衡策略和方法，并提供了案例。
缩略语：
无
参考资料：
无

1 引言
随着GSM网络用户数量的快速增长，GSM900有限的频率资源越来越成为进一步提高移动通信网络容量和质量的瓶颈，扩展频率资源以满足GSM网络容量增长的需求成为继续解决的迫切问题。利用1800 MHz频段比较宽松的资源建设GSM双频网，将会极大缓解GSM900的容量压力。而且DCS1800与GSM900系统在系统组网、工程实施、网络维护及支持的业务等方面存在相似性，因此，GSM双频网在有效解决网络容量增长需求的同时也能够有效的降低运营网络的CAPEX。
在GSM双频网建设完成以后，需要根据网络的实际运行情况，针对双频网的特点进行网络调整与优化，而如何进行GSM900和DCS1800之间的话务均衡，让DCS1800吸收更多的话务成为双频网优化的核心内容之一，其话务均衡方法和策略对于网络优化来说至关重要，有效的双频网话务均衡方法是提升网络质量的重要保证。
2 GSM双频网话务均衡策略
DCS1800网络的话务量来源有两种，一种是在本小区接入后保持在本小区通话产生的话务量，另一种是从GSM900网络中通过切换至本小区以后产生的话务量，因此需要从这两种话务源来进行DCS1800网络的话务控制。为了让DCS1800网络吸收更多的话务量，实现合理的话务均衡，控制手机在空闲状态下，尽量优选1800M小区，通过CBA、CBQ等参数的设置强制手机选用DCS1800网络，通过C2参数的控制，让双频手机重选至DCS1800网络，重选后的DCS1800网络小区信号不能太弱，需要尽可能的改善DCS1800网络的覆盖质量。在通话状态下，尽可能保留在1800M频段，避免双频间进行不必要的切换，需要控制GSM900和DCS1800网络之间的切换，针对DCS1800网络覆盖状况和分布情况，采取不同的切换策略，必要时禁止GSM900网络向DCS1800网络的PBGT切换。在双频小区共同覆盖地域内，尽量减少双网间频繁切换、频繁重选、频繁位置更新等现象，控制网络信令流量，尽量使话务量在双频网络上均衡分配，无线参数设置的合理与否对话务均衡的效果有很大的影响。
另外，由于DCS1800和GSM900频段无线传播特性的差异，DCS1800比GSM900的穿透损耗更大，在同等工程参数的情况下，DCS1800的覆盖范围比GSM900小很多，所以1800主要吸收近距离和中距离话务量，也就是DCS1800吸收内圆话务量，GSM900吸收外圆话务量，在进行话务均衡时需要注意到这一点，否则，如果话务主要分布在外圆，则DCS1800的话务吸收很难有效果。
3 无线参数设置
3.1 3.1 小区选择参数
移动台在小区选择过程中，以参数C1为标准，移动台在作小区选择时，将选择C1值最大的小区。根据GSM规范：
C1=(RXLEV- RXLEV_ACCESS_MIN) - Max(MS_TXPWR_CCH-P,0)
RXLEV：手机接收信号电平；
P为同级手机最大接收功率；
ACCESS-MIN：手机接入最小接收电平；
MS-TXPWR-CCH：手机接入控制信道允许的最大发射功率；
C1值反映了手机接收电平的好坏，组网方式对C1的值没有影响。

图1 小区选择例图
在通常情况下，所有的小区应设优先级为"正常"，即CBQ=0。在某些情况下，如:微蜂窝应用、双频组网、多层组网等，运营者可能希望移动台优先进入某种类型的小区，此时可将这类小区优先级设为"正常"，而将其他小区优先级设为"低"，或在某些高话务区，为减少小区负荷，可相应设置小区选择优先级为"低"，CBQ仅影响小区选择，对小区重选不起作用。优化时必须结合使用CBQ和C2。为了能够使双频手机能够尽可能接入1800系统，可以通过设置小区CBQ和CBA值，使DCS1800和GSM900网络的优先级设置不同，达到优选1800网络的目的（小区的优先级将不影响小区重选）。CBQ、CBA与小区选择优先级、重选状态之间的关系如下：
CellBarQualify
CellBarAccess
小区选择优先级
小区重选状态
0
0
Normal
Normal
0
1
Barred
Barred
1
0
Low
Normal
1
1
Low
Normal
表一 CBQ和CBA设置
为使手机优先选择1800网，可将1800小区设为正常优先级小区，其CBQ = 0，CBA = 0；900小区设为低优先级小区，其CBQ = 1，CBA = 0。

图2 小区选择优先级
3.2 3.2 小区重选参数
根据GSM规范， 当决定进行小区重选时，手机按照各个相邻小区的C2从高到低进行排序，依次检查是否满足小区驻留的条件，如果合适，则驻留该小区。小区重选将基于小区重选算法C2标准，C2算法如下：
C2 = C1 + CRO – TO ´ H(PT – T)，当PT ¹ 31时
C2 = C1 – CRO， 当PT=31时
其中： CRO = CELL_RESELECT_OFFSET小区重选修正偏移量；
TO = TEMPORARY_OFFSET 临时偏移量；
PT = PENALTY_TIME惩罚时间；
对于非服务小区 H(x) = 0，x<0
= 1，x ³ 0
对于服务小区 H(x) = 0。
根据C2标准，为了减少双频网间的小区频繁重选，可将DCS1800的小区CRO设置较大，使DCS1800的C2值高于GSM900，并能保证尽量驻留在DCS1800小区。在进行小区重选时，当需要某些空闲小区吸收部分高话务量小区业务，则可提高该空闲小区CRO；反之，当有个别小区TCH有高拥塞时，可通过PT=31的设置，人为减少服务小区C2的值，从而"推"走部分话务量，以减少信令信道负荷。在使用C2时须注意不可无限度使用CRO，CRO设置最大不要超过20dB。
举例：
假设同一地区存在GSM900与DCS1800两小区同时覆盖，两小区接入优先级相同，1800小区CRO=20，900小区CRO=0，PT与TO两小区都为0。移动台接收900小区信号强度为-68dBm，移动台接收DCS1800小区信号强度为-78dBm，两小区最小接入电平都为-104dBm。则C1（900）=-68-(-104)=36，C1（1800）=-78-(-104)=26。移动台开机时选则GSM900小区。过一段时间进行小区重选时，因为C2（900）=-68-(-104)+0-0=36，C2（1800）=-78-(-104)+20-0=46，所以移动台驻留在DCS1800小区上。
3.3 切换参数设置
根据不同的切换策略，采用不同的切换参数设置具体参见4、话务均衡方法。
3.4 其他参数设置
l ECSC
根据GSM规范，当MS具有早期类标传送功能，并且网络也支持早期类标传送功能，则MS在立即指派后会尽早地通过消息CLASSMARK CHANGE将附加类标信息（Classmark 3）传送给网络，网络是否支持早期类标传送功能，就是由参数ECSC（Early Classmark Sending Control）控制的。一般ECSC设置为1。
l MBR
在单频段的GSM系统中，移动台向网络报告邻区测量结果时，只需报告一个频段内信号最强的6个邻区的内容。当多频段共同组网时，运营者通常根据网络的实际情况希望移动台在越区切换时，优先进入某一个频段。因此希望移动台在报告测量结果时不仅根据信号的强弱，还需根据信号的频段。参数“多频段指示（MBR）”即用于通知移动台需报告多个频段的邻区内容，对于双频网，其区值范围0～3，分别表示上报邻区表中各频段（除本小区频段外）的0～3个信号最强的邻区测量结果。连续覆盖情况下，GSM900的多频段指示MULTIBAND_REPORT可以设为3，DCS1800的则可以考虑设为1；不连续覆盖情况下，GSM900的多频段指示MULTIBAND_REPORT可以设为3，DCS1800的则可以考虑设为3；
l MS_TXPWR_MAX
对于DCS1800小区设为0，GSM900小区设为5。
4 话务均衡方法
4.1 方法一：切换门限控制法
GSM900小区参数设置
l 小区选择和重选参数
CBA和CBQ=0
启用C2参数：CellReselPI=1
CRO：0 dB
RxLevAccessMin：-100～-95dBm
l 切换参数
GSM900至DCS1800 PBGT切换门限：-6～-10 dB（共站址），-3～-7dB（异站址）
GSM900 至DCS1800强度切换最小门限：4 dB
900M 至1800M质量切换最小门限：0 dB
标准PBGT切换适用的层次：3
GSM900小区的DCS1800邻小区RxlevMin＝-92dBm
DCS1800小区参数设置
l 小区选择和重选参数
CBA和CBQ=0
启用C2参数：CellReselPI=1
CRO：6～10 dB
RxLevAccessMin：-95～-90dBm
l 切换参数
DCS1800 至GSM900 PBGT切换门限：10～16dB（共站址），6～12dB（异站址）
DCS1800 至GSM900强度切换最小门限：4 dB
DCS1800 至GSM900质量切换最小门限：-2～2 dB
标准PBGT切换适用的层次：3
DSC1800小区的GSM900邻小区RxlevMin＝-95dBm
l 其他参数
启用ECSC和MBR
4.2 方法二：禁止频间切换法
l MS在空闲模式下，优选DCS1800网络，在DCS1800上起呼；
Ø 通过设置CBA、CBQ优选DCS1800；
Ø 网络采用C2准则为重选标准，通过C2优选至DCS1800网络；
l MS在通话状态下，尽可能保留在发起呼叫时所处的频段，避免双频间进行不必要的切换；
Ø 禁止异频段PBGT切换
Ø 多频段指示设置
Ø 异频段之间只能允许挽救性切换
GSM900小区参数设置
l 小区选择和重选参数
CBQ = 1，CBA = 0
启用C2参数：CellReselPI=1
CRO：0 dB
RxLevAccessMin：-100～-95dBm
l 切换参数
GSM900 至DCS1800禁止PBGT切换：
GSM900 至DCS1800强度切换最小门限：4 dB
GSM900 至DCS1800质量切换最小门限：0～2 dB
标准PBGT切换适用的层次：3
GSM900小区的DCS1800邻小区RxlevMin＝-92dBm
DCS1800小区参数设置
l 小区选择和重选参数
CBA和CBQ=0
启用C2参数：CellReselPI=1
CRO：20dB
RxLevAccessMin：-95～-90dBm
l 切换参数
DCS1800至GSM900 PBGT切换门限：12 dB（共站址），8dB（异站址）
DCS1800至GSM900强度切换最小门限：4 dB
DCS1800至GSM900质量切换最小门限：-2～2 dB
标准PBGT切换适用的层次：3
DCS1800小区的GSM900邻小区RxlevMin＝-95dBm
4.3 方法三：层次控制法
从分层小区的角度对双频网进行层次划分和相关参数设置也可以有效地进行话务控制，实现话务均衡的效果，当前中兴系统设备中与层次有关的最常用切换算法为PBGT切换、话务量切换、宏微切换，通过这些切换算法可以实现双频网的话务控制，各切换算法简单描述如下：
l PBGT切换，
通过参数PBGTHoLayer和NCellLayer参数配合设置，可以控制呼叫的切换是否能在未定义层、同层异频段、上层、下层之间进行，从而灵活的控制话务的流向。具体参数参见相关技术手册。
l 话务量切换
通过层次关系TrafficHoLayrCtl（同层、上层、下层）、频段TrafficHoFreqCtl和NCellLayer参数配合设置，可以控制话务切换的目标小区层次和目标小区频段，从而灵活的控制话务的流向。
相关参数设置：
n 开启话务量切换
n 业务量切换门限可设置为70
n 业务量切换的电平强度门限可设置为0 dB
n 频段控制值可设置为0
l 宏微切换
宏微切换是将慢速移动的手机从宏蜂窝层切换到微蜂窝层，这个微蜂窝只是逻辑上的概念，在此场景下，DCS1800小区也可以作为微蜂窝对待，宏微切换只能切向下层的邻小区。
相关参数：
n 设置层次关系，DCS1800小区作为下层
n 打开宏微切换功能
n 宏-微切换门限值（MacroMicroHoThs）：-90～-80dBm
n 宏-微切换门限计数器（MacroMicroHoN）：2～4
4.4 方法四：覆盖控制法
GSM双频网的覆盖可以等效为两个圆，1800M小区主要吸收内圆话务，而900M小区主要吸收内圆之外的话务。在典型的市区环境下，DCS1800的室外覆盖半径能够达到1000米左右，但室内覆盖半径只能达到500米左右。具体还与基站接收灵敏度、馈线损耗、建筑物特性等等因素有关。具体参考覆盖可见下标：
环境
DCS1800小区
半径（米）
GSM900小区
半径（米）
室
内
环
境
城市小区覆盖半径（90%）
500
1100
郊区小区覆盖半径（90%）
600
1500
乡镇小区覆盖半径（90%）
1400
3400
开阔地小区覆盖半径（90%）
2000
4800
室
外
环
境
城市小区覆盖半径（90%）
900
2300
郊区小区覆盖半径（90%）
1200
3000
乡镇小区覆盖半径（90%）
2800
6900
开阔地小区覆盖半径（90%）
6300
15000
表二 DCS1800和GSM900覆盖半径比较
根据模型计算，保证在这个内圆上DCS1800的电平不弱于GSM900，再加上8到10dbm的C2偏移，就可以保证这个内圆上用户驻留在DCS1800小区里了。具体覆盖多大，还得根据该站实际地形而定。比如该站覆盖是个用户密集的地区（如商业中心），那么DCS1800的覆盖一般不超过500米，从上表二看，DCS1800的有效覆盖举例基本上是GSM900的50%左右，但是在不同的工程设计和场景下仍有很大差异。
鉴于上述分析，对于共站址的双频网来说，如果DCS1800小区的天线倾角更小些，其覆盖半径会扩大，但是可能会导致在其覆盖的内圆范围内的某些区域信号远弱于GSM900小区，无法更有效的吸收内圆区域话务量。当然，不同的话务分布场景和地形特征，DCS1800小区和GSM900小区的倾角设置也非固定关系。一般建议DCS1800小区的倾角比GSM900小区的倾角大2～3度，特殊场景下可以比GSM900小区的倾角小2～3度，DCS1800小区和GSM900小区的天线倾角设置最好与前面阐述的话务均衡方法结合使用，效果更佳。
4.5 方法五：双频共小区法
双频共小区是指同一个小区支持2个频段的载频，它们共用一个BCCH信道。双频共小区划分为两个子小区，第一子小区是配有BCCH信道的子小区，第二小区是新增的子小区。对GSM双频网来说，小区的BCCH和SDCCH信道配置在900M的载频上，非BCCH载频可以是900M的，也可以是1800M的载频。

图三 双频共小区Co-BCCH
l 与传统双频网组网相比所具有的优点
Ø 网络不用重新规划，不存在共站址的双频间的小区重选问题；
Ø 可以节省一个BCCH时隙，增加了网络容量；
Ø 小区重选和位置更新等相对于其他方式的双频网络会显著减少；
Ø 小区间切换也相应减少，有利于减少信令流量；
Ø 简化操作维护 只有一个小区而不是两个小区需要管理；
Ø 简化工程安装 只需在现有的基站内加载频，而不是安装新的基站设备。
l 实现方案和切换算法
Ø DCS1800载频作为内圆覆盖，900M载频作为外圆覆盖；
Ø 配有BCCH信道，内、外圆采用单独的功率控制参数；
Ø 通过特殊的切换和指派算法，实现双频信道的分配；
Ø 基于路径损耗和距离的切换的算法。
l 参数设置
Ø TAmin = 0 TAmax = 1
Ø PathLossmin=120 PathLossmax=126
Ø P = 3，N = 4
l 双频共小区与传统共站双频小区的话务吸收对比
站型
理论可承载话务量(GOS=2%)(Erl)
传统900M-S2/2/2
24.6
传统1800M-S4/4/4
63.12
900M+1800M 双频共小区
S (2+4)/(2+4) /(2+4)=S6/6/6
106.83
表三 双频共小区话务吸收对比
可见双频共小区可以更好的吸收话务量，理论上可达到传统双频小区吸收话务的1.22倍，以上假设基于双频共小区的两个子小区都能够充分吸收话务的基础上得出的结论，但是，实际的话务吸收能力与话务分布的不同而不同，除了与参数设置有关外，主要归结于双频的覆盖差异导致无法达到同频小区的话务吸收能力。
l 在话务分布和用户集中在基站覆盖内圆区域的场景，双频共小区中的第二子小区（DCS1800）能够达到较好的话务吸收效果；
l 在话务分布和用户集中在基站覆盖外圆区域的场景下，双频共小区中的第二子小区（DCS1800）就很难达到较好的话务吸收效果；
l 在话务分布和用户均匀分布在内外圆的整个覆盖区域内，频共小区中的第二子小区（DCS1800）话务吸收能力主要取决于内圆覆盖范围的大小。
所以双频共小区实际可吸收话务与1800M的覆盖面积和话务在覆盖范围内的分布相关，在采用双频共小区进行话务均衡与控制时，需要考虑其使用场景。
4.6 有利于双频网话务均衡和控制的的规划与工程因素
(1) 站址选择
l 共站址有利于控制话务吸收，而且可以充分利用基站机房、铁塔、电源以及传输等设备，减少建设周期，建议尽量采用共站址；
l 不共站址可以改善网络的覆盖，但不利于控制话务吸收，增加成本，增加建设周期；
l 共站址勘察时要注意是否适合使用双频策略，根据900/1800传播特性，DCS1800主要吸收近距离和中距离话务，如果话务群主要分布在远端，则很难理想吸收话务，所以DCS1800站点一般建在市区和小城镇的密集话务区域。
(2) 可以考虑为1800使用TMA，增强1800覆盖范围；
(3) 对于同站址架设的天线，规划时应该让DCS1800小区天线应该高于GSM900小区天线2～3米，共站址时方位角尽量和900一致，以利于话务吸收控制，避免不必要的切换和重选；
(4) DSC1800小区的天线增益高于GSM900天线2～5dB以增强DCS1800小区的覆盖，有利于吸收话务，在天线挂高大于50米时，可以考虑损采用15/8馈线用于DCS1800系统。
5 GSM双频网话务均衡案例
5.1 案例1：切换门限控制法
中兴在海外某国首都建设双频网，市区共有250个基站属于共站类型，优化方案采取切换门限控制法，经过双频网参数优化后，DCS1800小区达到了较好的话务吸收效果，具体结果如下：

DCS1800网络吸收总话务量在60-70%之间，已经达到相对较好的话务吸收水平。下面是市区共站网络不同话务吸收比例情况的DCS1800小区数统计：

从上图中可以看出，有65%以上的小区其共站话务吸收比例大于50%，小区级的话务吸收水平相对正常。
5.2 案例2：宏微切换控制
在2006年3月，在巴基斯坦Lahore市区对GSM双频网进行了采用宏微切换进行话务均衡试验：
l 站点选择
选择5个GSM1800/900共站，并且1800能够完成室内连续覆盖的站点话务均衡试验为例子进行分析；

l 参数设置
Ø 小区选择

Ø 小区重选

Ø 切换最小间隔时间

Ø Macro-Micro 切换参数设置
l 打开Macro-micro 切换
l Macro-micro 切换门限值：-85dBm
l MacroMicroHoN=2
l 设置1800邻接小区为900主服小区的下层小区；
l PbgtHoLayer 设置从 3 改为11
Ø 邻区参数

Ø 小区接入

n 调整前后路测结果对比
3月10日,，调整前路测结果：

3月14日，调整后路测结果：

路测统计结果：

从上面路测结果分析：切换到1800的比率从 81% 增加到 89%，通话状态下保持在1800的比例从92% 增加到 95%
n 调整前后OMCR统计对比
3月13日晚上修改了参数，提取了几天的忙时数据，从统计结果看，1800吸收话务比例已经很高。
Date
900M小区话务量 (Erl)
1800M小区话务量 (Erl)
1800M小区吸收话务比例
2006-3-7
6.45
17.95
73.57%
2006-3-8
5.63
21.11
78.96%
2006-3-9
7.5
22.77
75.21%
2006-3-10
7.42
21.31
74.17%
2006-3-11
7.22
21.9
75.22%
2006-3-12
5.45
14.53
72.73%
2006-3-13
6.12
22.34
78.49%
2006-3-14
4.32
22.31
83.77%
2006-3-15
3.61
20.62
85.11%
2006-3-16
4.43
20.63
82.33%
6 总结
在进行GSM双频网络话务均衡时，需要根据不同的场景采取不同的话务均衡策略，同时需要注意各种话务均衡方法的结合使用，以达到合理的话务均衡效果。