提升城区环境下EDGE网络FTP平均下载速率

2014-10-27韩志勇

无线互联科技 2014年9期

关键词：城区

韩志勇

摘要：本文主要是根据EDGE无线网络的应用范围及网络结构，结合城区环境下高楼林立、基站分布密集、话务量高的话务模型特点。从覆盖规划、降低干扰、资源配置方面，确定EDGE网络优化思路，提出解决办法以指导今后的工作，并最终达到提升ftp平均下载速率，改进EDGE网络服务质量的目的。

关键词：城区；EDGE；优化FTP平均下载速率

1 概述

随着通信技术的进步，在我国3G网络基本已经普及。LTE牌照的发放也标志着通信行业马上要步入4G时代。但是由于存在发展战略、建设规模、地域差异、用户行为习惯等客观因素的存在，作为3G业务的补充，2G网络也不会很快退出历史的舞台。所以，有效的提升2.75G的EDGE网络服务质量，对于现网来说也是非常必要的。方案通过城区环境下（乌兰察布集宁区）的大量理论分析、测试数据总结出了优化提升策略，最终成功提升城区环境下EDGE网络ftp平均下载速率。

2 研究背景

2.1 EDGE网络技术简介

全球增强型数据提升率EDGE（Enhanced Dataratesfor Global Evolution）完全以目前的GSM标准为架构，中文含义为“改进数据率GSM服务”，也被称为2.75G或准3G等。EDGE技术作为GSM向3G过渡的一种移动数据通信技术，以其数据服务速率高、能节约网络投资、可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求等特点，成为与第三代移动通信系统最接近的一项数据通信技术。

2.2 基于EDGE网络实现无线数据传输

EDGE技術在全球也得到了广泛应用，有超过400多款成熟的EDGE终端面市，超过200个EDGE商用网络完成部署。由于EDGE网络能够实现无线环境下的较高速率传输，这使得用户在选择终端应用功能去完成实际工作上，有了很大的选择空间。目前基于EDGE网络承载的高层应用主要包括，手机/笔记本无线上网、车载GPS定位、远程抄表系统、电子邮件、市政服务设施远程操控等等，已经融入到了我们生活的许多方面。

3 目前城区环境下EDGE网络FTP平均下载速率提升难点

3.1 覆盖质量要求高

城区环境下，由于高层建筑物较多，高楼大厦的阻影效应，产生的覆盖空洞，会使覆盖信号在短时间内发生迅速衰减，使EDGE应用终端断线脱网，影响ftp业务平均下载速率。通过现网站址信息，规划软件覆盖预测，可以得到EDGE不同编码方式下的覆盖情况。越是高速率的编码方式，对覆盖质量的要求越高。

3.2 基站分布密集，网内干扰较严重

EDGE系统基于GSM系统，同样为频分复用系统，不同的频点在间隔一定复用距离后要重复使用。普通情况下各小区主覆盖范围主控频点，在安全复用距离下可正常使用，但是在城区环境下，由于站间距较近，越区覆盖情况明显增多，如频率规划不合理，天馈工艺不过关等等，就会引发新的频率干扰现象。根据西门子链路级仿真结果，EDGE业务不同编码方式对C/I的要求如下图所示，越是高速率的编码方式对无线环境的要求也就越高。

3.3 覆盖质量要求高的优化措施

EDGE网络覆盖的优劣，直接决定所承载业务能否在服务区域正常运转的必要条件。而随着经济的发展，城市化进程不断加快，城区扩建，高楼林立，受地物阻挡，在某些地物特别密集的城区就会存在场强不足的情况，部分建筑物由于穿透损耗太大也会在深处形成覆盖弱区。

4 城区EDGE网络FTP平均下载速率网络优化策略及优化方法

4.1 覆盖质量要求高的优化措施

4.1.1 城区无线电波传播特性分析

⑴多径传播导致深度快衰落。城区地物阻挡情况复杂，绝大多数终端与基站之间为非视通路径（NLOS）。相比于郊区的视通路径（LOS），传播中多径分量更为丰富，相对强度也更高，与主路径叠加后所形成的快衰落和郊区环境明显不同。一般城区的无线信号传播快衰落服从瑞利分布，而郊区无线信号传播服从莱斯分布。由多径传播造成的快衰落，将使信号瞬时电平在中值电平上下变化10dB～30dB，EDGE系统中可采用天线分集接收、功率控制、交织和编码纠错等手段克服其影响。由于下行链路终端未采用天线分集接收技术，快衰落对其性能的恶化更大一些。

⑵地物阻挡增大传播损耗。无线信号在自由空间条件下的传播损耗随距离呈2次幂增加；在郊区LOS为主的传播条件下，一般随距离2～3次幂增加；在市区则往往随距离呈3～5次幂增加，而且遮挡越严重、地物越密集，传播损耗随距离变化越快。

4.1.2 提升城区覆盖质量的办法

⑴解决多径传播导致深度快衰落，对建筑物排列较规则的高楼建筑群，应沿建筑群街道方向选择基站，并沿街道方向设置扇区进行覆盖，以利用入射角度改善建筑群内部深度覆盖。对于不规则排列的密集建筑群，例如城中村等，可以通过提高天线高度加强深度覆盖。随着基站站高的增加，站高和阻挡地物的高度差也在增加，多重绕射损耗将随之减小，从而提高建筑群内部的覆盖场强。

⑵对于因建筑物结构复杂，穿透损耗而产生的室内深度覆盖弱、盲区，可以从以下两个方面进行改善：

优化或补充建设室外网络站点，通过提高室内穿透后的场强改善覆盖。具体手段包括调整天线方向和下倾、增大发射功率等优化手段，和新增宏蜂窝室外站点等建设手段。对于成片的普通建筑群，采用该方式较为经济合理。

在问题室内区域建设室内分布系统，利用馈线和功率分配器件，绕开建筑物的外墙阻隔，从而以较小的代价避开建筑物穿透损耗。该方式适用于孤立的、特殊建筑物。

结合以上两种方式，可以有针对性地加强城区深度覆盖。

4.2 城区基站分布密集，网内干扰解决办法

无线电波传播的特性决定其在传播过程中易受外界多种因素的影响，城区环境中，频率复用紧密、站间距小，受到网络内部各种因素的影响，如同频、邻频干扰以及网络中设备本身的非线性、设备故障所引起的交调干扰、基站天线挂高过高或者俯仰角过小引起的该小区覆盖距离过远极易产生频率干扰。

4.2.1 产生网内干扰的原因

⑴设备本身的非线性以及设备故障引起的交调干扰。设备运行中缺乏定期的指标测试和调整，使交调干扰在一定范围存在。如发射部分尤其是直放站上行发射杂散辐射较大、接收部分杂散响应较大，造成对本信道和其它信道的干扰，严重的将无法正常拨叫和通话。

⑵频率规划或频点选择不正确，在较近距离内存在同频、邻频现象。目前市区的站点分布越来越密，而分配给网络的频率资源是有限的，因此在频率规划时存在同频、邻频的可能性，使用户在同一地点收到相同频点且载干比小于—9dB或相邻频点且载干比小于-9dB的信号，会在进行业务服务过程中误码率升高，引起掉线现象。

⑶大城市中由玻璃幕墙装饰的高层建筑物会引起电波的强烈反射，这种反射波很有可能引起严重的同频干扰或邻频干扰，此时需调整天线方位角以避开玻璃幕墙的反射。

⑷小区参数定义不当造成干扰。如出现同BCCH、同BSIC的情况时会对无线接口造成干扰。在GSM系统的无线接口中，随机接入和切换接入信令使用相同的编码和脉冲方式，均使用8位信息码加上6位奇偶校验位，并且这6位奇偶校验位和目标小区的BSIC相异或。小区收到接入信息时，与本小区的BSIC比较，若相同则进行下一步解码。距离较近的同BCCH、同BSIC小区间可能会产生随机接入和切换接入的干扰。由于切换多发生在小区边界，切换接入信令会在更近的距离产生干扰。基站分布较密时切换频繁，出现干扰的可能性也就较大。

另外，MAX_TX_BTS、MAX_TX_MS等参数设置不合理，也会造成干扰。如MAX_TX_MS设置过高，则在基站附近的移动台会对本小区造成较大的邻信道干扰，影响小区中其它移动台的接通和通话质量；过小则在小区边缘的手机将很难占上信道，且受外界干扰更大。MAX_TX_BTS设置过大则会与邻小区产生覆盖交叠，造成信道干扰，手机占用信道困难，通话质量差；过小又会在部分区域如室内或电梯产生覆盖盲区。

⑸基站天线高度及俯仰角、方位角设计不合理，导致覆盖范围的不合理，使小区的覆盖范围超出设计覆盖范围，从而与邻小区产生同频干扰或邻频干扰。

4.2.2 降低网内干扰办法

通过OMC-R收到的报告、DT测试及CQT拨打测试、用户申告等方式可以发现网络中存在的干扰情况。通过对干扰产生原因的具体分析，并根据实际情况可以采取不同的措施来减少干扰，从而及时发现问题、解决问题，提高网络的运行质量。

⑴对基站硬件进行检查，确保硬件部分工作正常。定期对BTS的收发信系统进行检查，减少收发信系统杂散发射与响应，提高收发信系统的性能，减少干扰；定期对BTS的主时钟进行调整（频偏越小越好），减少所用信道受其它信道的干扰，提高通信质量及系统指标。

⑵通过OMC-R及一些工具软件检查小区BCCH、BSIC、CI、LAC等参数的设置是否恰当，并根据实际情况进行调整。如借助东信的“无线导航”可以方便、直观地浏览全网频率使用情况，及时发现同频和邻频现象，及时作出调整。适当调整BTS和MS发射功率参数，改变基站覆盖范围，减少对相邻基站的干扰。在保证小区边缘处移动台接入成功率的前提下，尽量减小移动台的接入电平，以减少对相邻小区的干扰。通过对调整小区进行多次的CQT测试，并根据测试结果不断进行修正，以得到小区最佳的设置参数。

⑶选择语音间歇期间系统不传送信号的不连续发射（DTX）方式，限制无用信息的发送，减少发射的有效时间，从而降低对无线信道的干扰，使网络的平均通话质量得以改善，并能减少手机的功率损耗，延长电池使用时间。

⑷使用跳频技术。跳频可有效地改善无线信号的传输质量，特别是慢速移动体的传输质量。跳频使得发射载频以突发脉冲序列为基础进行跳变，从而可明显减低同频干扰和频率选择性衰落效应，达到干扰源分集和频率分集的效果。

⑸调整天线的方位角与俯仰角，使得无线网络覆盖合理，尽量减少覆盖交叠和覆盖盲区的现象，改善无线环境，减少无线干扰。理论分析和实践经验表明，在加大定向天线俯角的过程中，水平面主方向的增益降幅比其它方向大，因此改變天线俯仰角来消除同频干扰比单纯降低发射功率更有效。

4.3 城区高话务环境下，资源拥塞优化办法

4.3.1 城区高话务环境下网络资源拥塞原因

城区业务量高且集中，FTP平均下载速率可能受到Gb口、G-ater口、Abis口、um口传输资源及BTS、BSC、MFS、SGSN网络实体资源负荷不足影响，造成拥塞，使FTP平均下载速率降低。

4.3.2 城区高话务环境下资源优化

EDGE网络资源优化是提高FTP平均下载速率的重中之重，在城区高话务集中地环境下，充足的网络资源，是保障终端能够正常接入的基本前提。

根据EDGE网络结构，用户FTP业务流程，共需经历4个网络实体：1.基站（BTS） 2.BSC 3.MFS 4.SGSN；4个网络传输接口：um、abis、G-Ater、Gb。这些网络实体和传输接口存在资源瓶颈，将会直接影响EDGE网络FTP下载速率。

我们可以分别对这些网络实体及传输接口资源进行逐项评估，结合实际网络情况，制定优化方案。具体细节由于各设备厂家的统计的counter有所区别，这里不再详述。

5 结论

按照以上优化思路，制定相应优化措施实施后，我业务区城区EDGE网络FTP平均下载速率由之前的28.09kbps提升到了71.92kbps。速率提升了1倍以上。