WCDMA 900MHz引入后GSM900减容降配及AMR半速率应用分析

郭希蕊+聂昌+孙云翔

【摘    要】主要是对WCDMA 900MHz区域内的GSM900网络减容降配进行研究。首先介绍了GSM900网络减容降配的背景，然后分析了GSM900网络减容降配的方案和流程，最后提出了中国联通GSM900网络减容降配的原则。

【关键词】GSM900    减容    降配    AMR半速率

中图分类号：TN929.5    文献标识码：A    文章编号：1006-1010（2014）-22-0014-04

Analysis on GSM900 Network Capacity Reduction

and AMR Half-Rate Application after Introduction of WCDMA 900MHz

GUO Xi-rui， NIE Chang， SUN Yun-xiang

（China Unicom Network Technology Research Institute， Beijing 100048， China）

[Abstract]

This paper mainly focuses on reductions of network capacity and configuration of GSM900 network in the region of WCDMA 900MHz. The background of GSM900 network capacity reduction is firstly introduced， and then the scheme and the flow of GSM900 network capacity reduction are analyzed. Finally， the principle of network capacity and configuration reductions for China UniCom is presented.

[Key words]GSM900    volume reduction    reduce configuration    AMR half-rate

1   概述

目前中国联通在900MHz频段只有6MHz带宽，考虑到联通GSM900（以下简称G900）网络短期还无法退网，而900MHz WCDMA（以下简称U900）网络无法直接应用5MHz带宽，因此联通目前使用带宽相对更窄的3.8MHz频谱压缩技术[1]，以实现在6MHz的带宽上同时部署G900和U900。进行U900建设时，为保证G900对U900站点不产生干扰，需要将U900区域及缓冲区内G900站点配置基本要降到S111以达到G900与U900的频带隔离，降低相互之间的干扰。降配后的U900区域和缓冲区内的G900可以使用的频点最多剩10个，相比翻频前的29个频点，频点数大为减少。但G900话务量在短期内不会下降，有些地方甚至还会有小幅的增长，故减少配置可能会出现G900话务拥塞。因此，对中国联通来讲，如何在部署U900后还能维持在部署U900的区域保持良好的G900话务质量，将成为部署U900的最大挑战。本文主要对U900区域和缓冲区内G900减容方案及减容思路进行详细研究，根据研究内容提出一个切实可行的减容方案，并通过外场测试结果对AMR半速率开通后的G900语音质量是否下降进行验证。

2   GSM900减容方案[2]

（1）AMR半速率提升话务容量

通过在GSM基站侧开启AMR半速率功能，可以达到提升GSM单载波话务承载能力的目的。如表1所示，当GOS=5%时，不同TCH信道根据Erlan表计算承载的话务容量。容量分析表明：单载波AMR半速率话务容量是全速率容量的2.8倍左右。

表1    不同TCH信道根据Erlan表计算承载的话务容量

配置 TCH信道数 GOS=5%

/Erl

1BCCH+1SD+1PD+5TCH-全速率 5 2.2

1BCCH+1SD+6TCH-全速率 6 2.96

1BCCH+1SD+1PD+5TCH–半速率 10 6.2

1BCCH+1SD+6TCH–半速率 12 7.95

（2）少量新增G1800载频吸纳话务

根据现网话务负荷分析，单载波100% AMR半速率仍然是不能满足容量需求的，可通过新建或扩容DCS1800（以下简称G1800）分担话务。

3   G900减容降配建议

U900覆盖区和缓冲区内，G900最多剩余10个可用频点资源，仅支持进行S1/1/1连片组网频率规划，对于该区域内G900话务量过高的站点，需要对原G900网络开展减容降配以及考虑开通AMR半速率。通过在GSM侧开启AMR半速率功能，可以达到提升GSM单载波话务承载能力的目的。

采集现网每个小区的忙时话务量，与根据Erlan_B表计算的单载频小区承载语音话务量相比较，G900减容降配建议如下[3]：

（1）原网配置为S1的小区，Refarming后仍然配置为S1，此类小区已经达到减容目的，无需调整。

（2）原网配置大于S1的小区，针对话务量较小的小区，直接减容到1个载频即可，无需调整。

（3）原网配置大于S1的小区，针对话务量较大的小区，开启半速率来达到减容到S1配置的目的。endprint

（4）如果100% AMR半速率不能满足忙时话务量，若周围有GSM1800站点，则需对G900与G1800的话务进行均衡，同时对G1800小区容量不足的进行扩容工作。

（5）新加G1800扇区：这些小区同扇区没有G1800小区但该站有G1800站点，需要添加G1800扇区进行G900与G1800均衡。

（6）新建G1800扇区：这些小区同扇区没有G1800小区且该站没有G1800站点，需要新建G1800站点进行G900与G1800均衡。

具体流程图如图1所示。

由于G900和G1800频段差异，G1800的覆盖面积小于G900的覆盖面积，因此需评估G1800对话务的吸收效果，判定是否可满足现网容量需求。判断G1800吸收话务比例可按照以下方法[4]：

方法一：基于现网G900电平及层间切换参数确定

若接收G1800邻区电平大于G900往G1800切换电平门限，则用户可以被G1800小区吸收，计算出测量报告数占总测量报告的比例。

方法二：通过链路预算确定

G1800可吸收话务比例=G1800小区面积/G900小区面积                                                          （1）

对于这些小区，在减配后对G1800小区天线俯仰角进行调整，提高小区的覆盖半径，提升G1800小区吸收话务量的比例。

4   外场AMR半速率测试结果

在U900区域以及缓冲区内G900开通AMR半速率另一个值得关注的问题是该区域的语音质量是否会下降，本文将通过WCDMA 900MHz外场对G900开通与未开通AMR半速率的语音MOS测试结果来说明该问题。WCDMA 900MHz某外场GSM语音MOS分测试结果[5]如图2所示。由图2可知，在10频点和8频点翻频情况下，G900网络开通100% AMR半速率和未开通AMR半速率语音MOS分相当，都在3分以上。

从测试结果可知，AMR半速率和FR（全速率）有相当的语音质量性能，但是占用的空口无线带宽却只有FR的一半，使用AMR半速率既可以保证良好的语音质量，又可以有效地提升系统容量。

5   中国联通G900减容降配原则

5.1  AMR半速率配置原则

G900减容降配及AMR半速率配置原则如下：

（1）原G900网络配置大于S1的扇区，原则上全部减容到1个载频;在频率规划允许的条件下，个别地区可以保留少量2载频的扇区。

（2）G900小区减容到1载频后，若原有G900小区配置了较多的静态+动态PDCH信道，可适当减少静态PDCH信道数量，建议信道配置为1BCCH+1SDCCH+

5TCH+1PDCH（静态）。

（3）5TCH信道配置下，呼损率为5%的情况，根据Erlan_B表计算的单载频小区承载语音话务量结果如表2所示。考虑开通半速率比例是100%，则半速率可用TCH信道是全速率的2倍。如果单载波容量是按100%计算的话，实际话务模型稍有波动可能会产生大量拥塞，呼损直线上升，因此根据Erlan_B表计算的话务量按无线资源利用率70%计算，预留30%来应对突发业务。

表2    5TCH信道配置单载频小区承载语音话务量结果

配置 TCH

信道数 GOS=5%（100%利用率）/Erl GOS=5%（70%利用率）/Erl

1BCCH+1SD+

1PD+5TCH-全速率 5 2.2 1.6

1BCCH+1SD+

1PD+5TCH-半速率 10 6.2 4.4

（4）G900小区减容到1载频后，忙时话务量大于1.6Erl时，应开通AMR半速率来实现话务量吸收的目的。

（5）对于未减容到1载频的频点，当小区无线利用率超过70%时，应开通AMR半速率功能。

（6）由于现网中还有不支持AMR半速率的终端，建议AMR半速率开启采用动态方式。

5.2  G1800新增或新建的原则

（1）原则上应严格控制因引入U900而新建G1800站点。

（2）对于预计引入U900后经济效益确实明显的区域，如其中仅有少量站点的话务确实比较高（小区忙时话务量大于4.4Erl），且通过细致的频率规划以及新增现网G1800基站的少量载波也无法满足G900高话务小区的需求，可考虑少量新建G1800基站分担G900话务负荷。如果不满足上述条件，建议暂缓该区域的U900部署，等待G900网络负荷实际降低到可以部署U900后再开展相关工作。

（3）现网G1800基站新增加的载波，原则上尽量采用拆闲补忙的策略实现网络设备需求配置，减少新设备的采购规模。

（4）新建的G1800基站应尽量与原G900共站。

6   结论

本文主要介绍了WCDMA 900MHz区域内的GSM900网络减容降配的方案和流程，提出了中国联通G900减容降配的原则。从文中分析可以看出，开启AMR半速率既可以保证良好的语音质量，又可以有效地提升系统容量。G900网络开启AMR半速率和少量增加G1800基站可有效解决WCDMA 900MHz区域内因G900降配后产生的话务拥塞。在U900区域，通过市场行为把G900话务向U900网络迁移，也是降低G900话务负荷的一种重要手段，但这种策略受限于U900终端的渗透率。

参考文献：

[1] 3GPP TR 25.816. UMTS 900MHz Work Item Technical Report （Release 7）[S]. 2013.

[2] 中国联合网络通信股份有限公司. WCDMA 900MHz网络技术建议书[R]. 北京： 中讯邮电咨询设计院有限公司， 2013.

[3] 中兴通讯股份有限公司. 中国联通U900 Refarming方案[Z]. 2012.

[4] 华为技术有限公司. 中国联通U900 Refarming技术建议书[Z]. 2012.

[5] 中国联合网络通信股份有限公司. 900MHz WCDMA系统特性新技术试验测试报告[R]. 北京： 中讯邮电咨询设计院有限公司， 2013.endprint

（4）如果100% AMR半速率不能满足忙时话务量，若周围有GSM1800站点，则需对G900与G1800的话务进行均衡，同时对G1800小区容量不足的进行扩容工作。

（5）新加G1800扇区：这些小区同扇区没有G1800小区但该站有G1800站点，需要添加G1800扇区进行G900与G1800均衡。

（6）新建G1800扇区：这些小区同扇区没有G1800小区且该站没有G1800站点，需要新建G1800站点进行G900与G1800均衡。

具体流程图如图1所示。

由于G900和G1800频段差异，G1800的覆盖面积小于G900的覆盖面积，因此需评估G1800对话务的吸收效果，判定是否可满足现网容量需求。判断G1800吸收话务比例可按照以下方法[4]：

方法一：基于现网G900电平及层间切换参数确定

若接收G1800邻区电平大于G900往G1800切换电平门限，则用户可以被G1800小区吸收，计算出测量报告数占总测量报告的比例。

方法二：通过链路预算确定

G1800可吸收话务比例=G1800小区面积/G900小区面积                                                          （1）

对于这些小区，在减配后对G1800小区天线俯仰角进行调整，提高小区的覆盖半径，提升G1800小区吸收话务量的比例。

4   外场AMR半速率测试结果

在U900区域以及缓冲区内G900开通AMR半速率另一个值得关注的问题是该区域的语音质量是否会下降，本文将通过WCDMA 900MHz外场对G900开通与未开通AMR半速率的语音MOS测试结果来说明该问题。WCDMA 900MHz某外场GSM语音MOS分测试结果[5]如图2所示。由图2可知，在10频点和8频点翻频情况下，G900网络开通100% AMR半速率和未开通AMR半速率语音MOS分相当，都在3分以上。

从测试结果可知，AMR半速率和FR（全速率）有相当的语音质量性能，但是占用的空口无线带宽却只有FR的一半，使用AMR半速率既可以保证良好的语音质量，又可以有效地提升系统容量。

5   中国联通G900减容降配原则

5.1  AMR半速率配置原则

G900减容降配及AMR半速率配置原则如下：

（1）原G900网络配置大于S1的扇区，原则上全部减容到1个载频;在频率规划允许的条件下，个别地区可以保留少量2载频的扇区。

（2）G900小区减容到1载频后，若原有G900小区配置了较多的静态+动态PDCH信道，可适当减少静态PDCH信道数量，建议信道配置为1BCCH+1SDCCH+

5TCH+1PDCH（静态）。

（3）5TCH信道配置下，呼损率为5%的情况，根据Erlan_B表计算的单载频小区承载语音话务量结果如表2所示。考虑开通半速率比例是100%，则半速率可用TCH信道是全速率的2倍。如果单载波容量是按100%计算的话，实际话务模型稍有波动可能会产生大量拥塞，呼损直线上升，因此根据Erlan_B表计算的话务量按无线资源利用率70%计算，预留30%来应对突发业务。

表2    5TCH信道配置单载频小区承载语音话务量结果

配置 TCH

信道数 GOS=5%（100%利用率）/Erl GOS=5%（70%利用率）/Erl

1BCCH+1SD+

1PD+5TCH-全速率 5 2.2 1.6

1BCCH+1SD+

1PD+5TCH-半速率 10 6.2 4.4

（4）G900小区减容到1载频后，忙时话务量大于1.6Erl时，应开通AMR半速率来实现话务量吸收的目的。

（5）对于未减容到1载频的频点，当小区无线利用率超过70%时，应开通AMR半速率功能。

（6）由于现网中还有不支持AMR半速率的终端，建议AMR半速率开启采用动态方式。

5.2  G1800新增或新建的原则

（1）原则上应严格控制因引入U900而新建G1800站点。

（2）对于预计引入U900后经济效益确实明显的区域，如其中仅有少量站点的话务确实比较高（小区忙时话务量大于4.4Erl），且通过细致的频率规划以及新增现网G1800基站的少量载波也无法满足G900高话务小区的需求，可考虑少量新建G1800基站分担G900话务负荷。如果不满足上述条件，建议暂缓该区域的U900部署，等待G900网络负荷实际降低到可以部署U900后再开展相关工作。

（3）现网G1800基站新增加的载波，原则上尽量采用拆闲补忙的策略实现网络设备需求配置，减少新设备的采购规模。

（4）新建的G1800基站应尽量与原G900共站。

6   结论

本文主要介绍了WCDMA 900MHz区域内的GSM900网络减容降配的方案和流程，提出了中国联通G900减容降配的原则。从文中分析可以看出，开启AMR半速率既可以保证良好的语音质量，又可以有效地提升系统容量。G900网络开启AMR半速率和少量增加G1800基站可有效解决WCDMA 900MHz区域内因G900降配后产生的话务拥塞。在U900区域，通过市场行为把G900话务向U900网络迁移，也是降低G900话务负荷的一种重要手段，但这种策略受限于U900终端的渗透率。

参考文献：

[1] 3GPP TR 25.816. UMTS 900MHz Work Item Technical Report （Release 7）[S]. 2013.

[2] 中国联合网络通信股份有限公司. WCDMA 900MHz网络技术建议书[R]. 北京： 中讯邮电咨询设计院有限公司， 2013.

[3] 中兴通讯股份有限公司. 中国联通U900 Refarming方案[Z]. 2012.

[4] 华为技术有限公司. 中国联通U900 Refarming技术建议书[Z]. 2012.

[5] 中国联合网络通信股份有限公司. 900MHz WCDMA系统特性新技术试验测试报告[R]. 北京： 中讯邮电咨询设计院有限公司， 2013.endprint

（4）如果100% AMR半速率不能满足忙时话务量，若周围有GSM1800站点，则需对G900与G1800的话务进行均衡，同时对G1800小区容量不足的进行扩容工作。

（5）新加G1800扇区：这些小区同扇区没有G1800小区但该站有G1800站点，需要添加G1800扇区进行G900与G1800均衡。

（6）新建G1800扇区：这些小区同扇区没有G1800小区且该站没有G1800站点，需要新建G1800站点进行G900与G1800均衡。

具体流程图如图1所示。

由于G900和G1800频段差异，G1800的覆盖面积小于G900的覆盖面积，因此需评估G1800对话务的吸收效果，判定是否可满足现网容量需求。判断G1800吸收话务比例可按照以下方法[4]：

方法一：基于现网G900电平及层间切换参数确定

若接收G1800邻区电平大于G900往G1800切换电平门限，则用户可以被G1800小区吸收，计算出测量报告数占总测量报告的比例。

方法二：通过链路预算确定

G1800可吸收话务比例=G1800小区面积/G900小区面积                                                          （1）

对于这些小区，在减配后对G1800小区天线俯仰角进行调整，提高小区的覆盖半径，提升G1800小区吸收话务量的比例。

4   外场AMR半速率测试结果

在U900区域以及缓冲区内G900开通AMR半速率另一个值得关注的问题是该区域的语音质量是否会下降，本文将通过WCDMA 900MHz外场对G900开通与未开通AMR半速率的语音MOS测试结果来说明该问题。WCDMA 900MHz某外场GSM语音MOS分测试结果[5]如图2所示。由图2可知，在10频点和8频点翻频情况下，G900网络开通100% AMR半速率和未开通AMR半速率语音MOS分相当，都在3分以上。

从测试结果可知，AMR半速率和FR（全速率）有相当的语音质量性能，但是占用的空口无线带宽却只有FR的一半，使用AMR半速率既可以保证良好的语音质量，又可以有效地提升系统容量。

5   中国联通G900减容降配原则

5.1  AMR半速率配置原则

G900减容降配及AMR半速率配置原则如下：

（1）原G900网络配置大于S1的扇区，原则上全部减容到1个载频;在频率规划允许的条件下，个别地区可以保留少量2载频的扇区。

（2）G900小区减容到1载频后，若原有G900小区配置了较多的静态+动态PDCH信道，可适当减少静态PDCH信道数量，建议信道配置为1BCCH+1SDCCH+

5TCH+1PDCH（静态）。

（3）5TCH信道配置下，呼损率为5%的情况，根据Erlan_B表计算的单载频小区承载语音话务量结果如表2所示。考虑开通半速率比例是100%，则半速率可用TCH信道是全速率的2倍。如果单载波容量是按100%计算的话，实际话务模型稍有波动可能会产生大量拥塞，呼损直线上升，因此根据Erlan_B表计算的话务量按无线资源利用率70%计算，预留30%来应对突发业务。

表2    5TCH信道配置单载频小区承载语音话务量结果

配置 TCH

信道数 GOS=5%（100%利用率）/Erl GOS=5%（70%利用率）/Erl

1BCCH+1SD+

1PD+5TCH-全速率 5 2.2 1.6

1BCCH+1SD+

1PD+5TCH-半速率 10 6.2 4.4

（4）G900小区减容到1载频后，忙时话务量大于1.6Erl时，应开通AMR半速率来实现话务量吸收的目的。

（5）对于未减容到1载频的频点，当小区无线利用率超过70%时，应开通AMR半速率功能。

（6）由于现网中还有不支持AMR半速率的终端，建议AMR半速率开启采用动态方式。

5.2  G1800新增或新建的原则

（1）原则上应严格控制因引入U900而新建G1800站点。

（2）对于预计引入U900后经济效益确实明显的区域，如其中仅有少量站点的话务确实比较高（小区忙时话务量大于4.4Erl），且通过细致的频率规划以及新增现网G1800基站的少量载波也无法满足G900高话务小区的需求，可考虑少量新建G1800基站分担G900话务负荷。如果不满足上述条件，建议暂缓该区域的U900部署，等待G900网络负荷实际降低到可以部署U900后再开展相关工作。

（3）现网G1800基站新增加的载波，原则上尽量采用拆闲补忙的策略实现网络设备需求配置，减少新设备的采购规模。

（4）新建的G1800基站应尽量与原G900共站。

6   结论

本文主要介绍了WCDMA 900MHz区域内的GSM900网络减容降配的方案和流程，提出了中国联通G900减容降配的原则。从文中分析可以看出，开启AMR半速率既可以保证良好的语音质量，又可以有效地提升系统容量。G900网络开启AMR半速率和少量增加G1800基站可有效解决WCDMA 900MHz区域内因G900降配后产生的话务拥塞。在U900区域，通过市场行为把G900话务向U900网络迁移，也是降低G900话务负荷的一种重要手段，但这种策略受限于U900终端的渗透率。

参考文献：

[1] 3GPP TR 25.816. UMTS 900MHz Work Item Technical Report （Release 7）[S]. 2013.

[2] 中国联合网络通信股份有限公司. WCDMA 900MHz网络技术建议书[R]. 北京： 中讯邮电咨询设计院有限公司， 2013.

[3] 中兴通讯股份有限公司. 中国联通U900 Refarming方案[Z]. 2012.

[4] 华为技术有限公司. 中国联通U900 Refarming技术建议书[Z]. 2012.

[5] 中国联合网络通信股份有限公司. 900MHz WCDMA系统特性新技术试验测试报告[R]. 北京： 中讯邮电咨询设计院有限公司， 2013.endprint