密集城区无线网络优化面临的新问题

周兴围，沈 忱

（中国移动通信集团公司 北京100033）

随着移动通信业务量尤其是移动数据业务量爆炸式的增长，为满足客户的需求，中国移动对网络的投入持续增加，在原有频率资源不变的情况下，城市建筑日趋复杂，新站点的获取日益困难，网络复杂度越来越高。密集城区室外高质差、高干扰以及室内覆盖质量差等问题逐渐成为用户投诉的重点，维持甚至提高原有的网络质量面临着前所未有的挑战。

1 无线网络质量现状

传统的无线网络优化重点集中于对道路和全网的掉话率、接通率等KPI的优化，相比其他电信运营商，中国移动的2G网络在这些KPI方面仍保持整体领先的优势。然而，从现网尤其是密集城区的质量分析和投诉统计情况来看，话音质差（话音品质差，听不清）已成为当前GSM网络质量方面亟需解决的新问题。全网高质差（Rxquality为6、7级采样点的比例超过5%）小区的比例超过3%，其比例是高掉话（GSM掉话率>3%且每线话务量大于0.1）小区比例的15倍，部分大城市高质差小区的比例甚至超过5%。随着业务量尤其是数据业务量的不断攀升，密集城区的话音质差问题呈现不断恶化的趋势。从近期委托科罗思咨询公司所进行的网络质量客户满意度调查研究项目中的用户调查统计来看，当前影响我国移动用户感知的最大因素是通话质量和上网业务中的网络速度与稳定性，从而进一步验证了话音质量是当前影响客户感知的重要因素之一。

众所周知，影响无线网络话音质量（Rxquality以及BER）的根本原因是载干比（C/I），出现话音质差的原因主要有：弱覆盖，即载波信号电平（C）偏弱；强干扰，即载波信号电平较强，但干扰电平（I）偏高。从部分城市的测量报告分析来看，70%的质差话务信号的电平并不弱（>-95 dBm），充分说明干扰是造成质差的主要因素。

通过对密集城区的高质差小区的分析发现，干扰所导致的高质差小区中，86%由GSM网内干扰造成，这些网内干扰主要来自以下几个方面：

·密集城区网络结构问题；

·天线、无源器件互调干扰；

·数据业务干扰问题。

除了网内干扰造成话音质差外，密集城区部分室内分布的质量问题也是引起室内局部弱覆盖，从而造成室内用户话音质差的重要原因之一。

2 问题分析及解决建议

2.1 网络结构问题

密集城区的网络结构问题造成室外重叠覆盖严重，从而引起严重的干扰和质差。网络结构指网络中基站的布放和配置，包括站间距、站高、天线方向和下倾角、小区载波配置、室内/外站点分布、直放站分布等。传统的着眼于局部以增强载波信号电平为主的“以强制强”的道路优化方式导致网络结构越来越复杂，造成同一区域大量强信号重叠覆盖。用重叠覆盖度反映一个区域内同时有多少个强信号进行了重叠覆盖，该值越大则表明该区域同频碰撞概率越大，同频干扰越严重。现网统计数据表明，强信号重叠覆盖度超过5后，质差话务增加趋势明显（如图1所示）。从大中型城市密集城区的道路扫频统计来看，重叠覆盖严重的路段占比较高，道路重叠覆盖度在7以上的路段占比高达15%。

从对网络影响较大的高干扰小区所呈现的特征来看，密集城区的网络结构问题主要来源于三大要素：高载波配置站、高站、高无线直放站（简称为“三高”）使用比例。降低“三高”比例已刻不容缓。

（1）高载波配置站

全网高配置小区约占全网总小区数量的9%，其中省会城市高配置室外小区的占比约为14%，密集城区高配置室外小区的比例超过30%。小区配置越高，相邻小区出现同邻频干扰的概率就越高。针对这些高配置站，需要对其无线利用率和干扰状况进行全面评估，并对影响质量的高配置站进行整治。根据GSM规范，要满足网络质量要求，频率复用系数不应低于12。对于中国移动网络，原则上900 MHz小区的载波配置不能超过7，1 800 MHz小区的载波配置不超过7（拥有20 Mbit/s 1 800MHz频率资源的城市）或9（拥有25 Mbit/s 1 800MHz频率资源的城市），超出部分的业务应及时通过小区分裂等手段进行业务吸收；对于无线利用率较低的高配置站，应直接减配；对于无线利用率较高、干扰较大的高配置站，应根据其所在局部区域的站间距、业务密度等因素，通过小区分裂、1 800 MHz网络建设和街道站、室内分布站建设等手段降低其载波配置。

（2）高站

省会城市室外高站的比例达到6.19%，密集城区高站比例超过20%。原则上，在密集城区，应降低高站的天线高度（不超过50 m，并且不高于周边基站平均高度15 m），控制过覆盖。对于干扰较大的高站，应视具体情况予以拆除或降低天线高度。对于确属站址资源受限导致高站无法拆除或降低的情况，应通过降低功率、下压倾角、降低配置等方式对高站的过覆盖和干扰影响进行弱化。

（3）高无线直放站

密集城区的直放站应用比例较高，尤其是对质量影响较大的无线直放站被大量应用。从现网直放站的抽测情况来看，直放站本身存在互调干扰、上下行增益不平衡、发射功率不足、发射信号质量差、收发隔离度不足等问题。图2给出了现网应用过程中出现各类问题的占比情况，其中直放站本身模块故障的占比高达32%，其他方面的问题包括无源器件互调（占28%）、无线宽带直放站应用环境不合理（占17%）、工程施工（占13%）等问题。

在密集城区，除电梯、地下停车场等容量需求小的信号盲区外，原则上应避免使用直放站或无线宽带直放站。在使用直放站时，每个小区最多只能带1个无线直放站或3个模拟光纤直放站。对于下挂直放站过多导致上行干扰较大的施主小区，应根据覆盖区域的业务量、传输、机房资源等具体状况，将其下挂的干扰较大的直放站逐步改造成微蜂窝、宏蜂窝或分布式基站。

2.2 天线以及无源器件互调干扰

互调是由于无源器件的非线性原理（天线、耦合器等）产生的干扰信号，在高功率和多载波下，就会造成低电平的上行干扰。对于中国移动的GSM 900 Hz系统，三阶并不落入上行接收范围内，而五阶和七阶则落入上行接收范围内，形成实质干扰；对于中国移动的GSM 1 800 Hz系统，三阶、五阶都不落入上行接收的频段范围，七阶则落入上行接收的频段范围，形成实质干扰。落在上行接收频带内的互调产物会提高基站的上行接收底噪，尽管其信号强度不大，但与网络接收的上行信号相比，仍足以形成较大干扰。特别是在基站的载波配置较大时，多频率的互调信号更加复杂，造成上行干扰的几率大大增加。从现网针对上行高干扰小区的排查测试结果来看，天线和无源器件互调指标差导致的干扰较严重的问题占比高达30%。

与外部干扰不同的是，互调干扰与话务量具有强相关性。对上行干扰与话务量趋势呈较强相关性的所有高干扰小区进行天馈系统问题排查整治，尤其是天线以及离基站射频输出端口最近的前三级无源器件互调问题的排查整治可以有效定位此类问题。从现网已经完成整治的小区统计来看，上行高干扰带（>-100 dBm）的比例平均由40%下降到5%。

2.3 数据业务干扰问题

在数据业务密集区域，数据业务除了抢占公共信道资源和业务信道资源外，对网络质量的影响还体现在没有下行功率控制，带来了大量网络底噪。试验数据表明，数据业务占比为40%的情况下，将至少额外带来2.39 dB的网络底噪，相当于给话音业务带来的底噪提高了近一倍。从北京、上海等大城市的现网数据统计来看，当小区载波满配时，小区数据业务资源占比超过45%后，话音质量出现下降拐点。

当前需要从两方面入手解决数据业务干扰问题。一方面，部署和应用GSM数据业务下行功率控制功能，改善数据业务由于缺乏下行功率控制而干扰话音业务的问题；另一方面，市场、建设、网络、终端等多部门要加强协同，针对用户分布的特点，在GSM热点区域开展精细化分流，在达到GSM业务承载极限的区域，必须对低价值数据业务进行限流，控制数据业务占比，以优先确保话音业务质量。

2.4 室内分布质量问题

从全网基础通信类投诉来看，“室内覆盖投诉”约占覆盖类投诉的70%。对现网23个省会城市进行了分析，发现室内分布系统的质差问题普遍较室外站严重，23个城市中有22个城市，室内分布高质差小区比例均高于室外高质差小区比例。对其中两个城市进行了试点，发现室内分布话音质量明显差于宏站话音质量，室内分布高干扰小区比例明显高于宏站。这些存在质差和干扰问题的室内分布系统，在设计、建设、参数等方面存在诸多问题。除了无源器件质量差外，设计、建设、参数设置原因占比累计高达51%（如图3所示）。25%的室内分布设计上存在直放站干放设备使用过多、天线布放不合理或过少、天线点下接收功率过低等问题。50%的室内分布系统在建设方面存在施工与设计方案偏离、器件乱用、输出端空挂、走线不合理、接头未拧紧等问题。室内分布系统的参数设置方面，主要存在小区参数、直放站干放设备参数设置不合理等问题。

针对室内分布系统，要进一步加大室内分布的建设力度，从设计、建设、参数设置等多个方面对室内分布质量进行严格把关；对于现网已建室内分布，要加强室内质量优化，针对“一高一低（高干扰、低话务）”室内分布小区开展天线、器件、直放站、干放排查和整改工作，器件整治的重点应该是位于主干链路的电桥、合路器、耦合器等。

3 结束语

随着密集城区2G网络负荷的不断增加，话音质差和网络干扰已经成为当前这些区域GSM网络质量面临的新问题，并且随着业务量尤其是数据流量的不断增长，这种矛盾日益突出。只有系统性地解决好网络结构、天线、无源器件、直放站等器件的质量、数据业务干扰以及室内质量问题，才能从根本上解决话音质差和网络干扰问题，从而有效提升密集城区客户的业务感知。

1 韩斌杰,杜新颜,张建斌.GSM原理及其网络优化(第2版).北京:机械工业出版社,2009