乡镇开通UMTS900的影响及优化方案(论文初稿)

乡镇开通UMTS900的影响及优化方案

黎明

（中国联通南宁市分公司运行维护部）

作者简介

黎明（1982年），男，广西壮族自治区南宁市，本科，现工作于中

国联通南宁分公司网络公司运行维护部，助理工程师，网络优化工程师，

主要从事GSM/WCDMA网络的业务响应工作，联系电话：156********，电

子邮箱：156********@https://www.wendangku.net/doc/cf58277.html,，邮政编码：530028，联系地址：广西

南宁市青秀区金浦路8号联通大楼17楼。

摘要

通过对中国联通南宁市分公司的乡镇区域部署U900的网络的研究，针对引入U900系统对原有G900业务的影响，针对部署的区域原有G900基站采用诸多优化调整手段，分别从MR质量评估，实地测试，基站调整及后期优化等方面，在实现U900建设开通的前提下，为后续U900在县城及城区范围内的部署，及现网GSM900M应采取的优化手段和U900网络调整优化方法总结经验。

关键词：

UMTS900 乡镇优化调整网络质量

0 前言

随着联通3G业务的快速发展，3G覆盖问题逐渐成为制约用户的瓶颈。2G 网络的承载的话务量已出现增长缓慢的势头，3G网络爆炸性增长的业务需求也到了临界点。目前联通在城区范围内有了日臻完善的网络，但在乡镇尤其是广大农村地区还存在覆盖盲区。南宁联通通过对南宁宾阳、横县、马山等乡镇新部署U900网络，以及对该区域GSM900网络优化一系列优化手段，在保证原有GSM900业务不会出现较大波动的前提下，以提升网络运行性能及用户感知度。

1 UMTS900技术背景

UMTS900是指工作频段在900MHz的3G UMTS移动通信系统，是3G UMTS的重要组成部分。通常移动通信的技术进步是由设备制造厂商推动的，但是UMTS900却是由运营商提出并推动发展的。在2005年12月3GPP完成了UMTS900技术的研究并发布了TR 25.816规范，其中规定了UMTS900的工作频段上行为880～915MHz，下行为925～960MHz。2007年底，芬兰的Elisa商用了全球第一张UMTS900网络，截至2015年年初，全球已有超过60张UMTS900商用网络在运行；GSA数据统计显示，目前全球已有超过700款UMTS900商用终端，2015年发布的新商用终端都全部支持UMTS900网络。

1.1 带宽压缩

目前，中国联通GSM900系统可用频段只有2*6MHz，29个可用频点。正常情况下，UMTS每载波占用的带宽为5MHz，因此使用一个UMTS频点后，留下可分配给GSM900的最多只有29-25-1=3个（靠系统内GSM频段侧预留200kHz 做额外保护带）。至少需要4个频点才能满足主覆盖区域地理上邻区不存在邻频；根据蜂窝结构，至少需要7个频点才能满足相邻扇区不存在同频的情况。可见，在联通目前的900MHz频段条件下，不能在正常情况下同时满足GSM900和UMTS900部署网络。此时，可以通过带宽压缩技术来实现。带宽压缩一般通过两种技术方案实现：减少保护带宽和减少有效带宽。

UMTS载波带宽5MHz中实际信号占用频谱为3.84MHz，其余为干扰保护频带，3GPP协议中规定信道栅度为200kHz，建议UMTS载波中心频率间隔为2.8MHz （标准带宽两段各预留200kHz额外保护带）。通过带宽压缩技术，可以把UMTS

载波带宽减少为4.8MHz、4.6MHz、4.4MHz等，由于联通农村GSM普遍是S111/S211组网配置，至少需要2M频谱资源才能进行S111连续组网，联通U900基站带宽主要选用3.8MHz。如图1：

图1 U900载波宽带利用图

1.2 覆盖能力分析

根据无线电传播理论，在自由空间中，传播损耗和频率的平方成正比，可以看出UMTS在900MHz频段下能减少空间传播损耗进而提升基站的有效覆盖。根据链路预算分析，UMTS900和UMTS2100链路预算差异约为3.3dB。根据传播模型估算，在链路预算结果相同的情况下，前者的覆盖半径约是后者的2倍，前者比后者可节约站址资源75%，可大大降低建网成本。同时由于其频段低、穿透损耗小的优势，与UMTS2100相比，UMTS900可改善室内覆盖水平。通过图1可以看出，UMTS900使用与GSM900相同的基站进行覆盖时，可提供1Mbps的速率；因而，在建设UMTS900网络的时候，UMTS900可与现有的GSM900共站、共天馈系统等，从而减少了新建网的设备和站点成本，同时也可减少维护费用。

1.3 容量及干扰分析

UMTS系统上行容量受限于干扰，对于UMTS无线信号采用不同频段承载，对应的解调门限几乎没有差别。当UMTS900采用标准带宽时，根据UMTS容量估算公式，可以认为UMTS900和UMTS2100上行容量是相同的。

UMTS下行容量受限于功率，由于UMTS900系统在频段上的优势，其下行的衰落以及穿透损耗降低，路损降低，无线环境更优。经计算和测试证明，UMTS900 R99能提供的下行容量优于UMTS2100系统，UMTS900 HSDPA能够带

来扇区吞吐率大约10%的提升。

在标准带宽下，UMTS900在覆盖和容量方面均具有优势。在引入带宽压缩后，GSM与UMTS同频段组网时，会在系统内引起同频及小间隔频点干扰从而带来容量损失。通过中国联通的试验网测试可知，UMTS900和GSM900在载波间隔为0kHz的场景下，UMTS基站开关前后对GSM终端下行TCH C/I影响明显，GSM基站对UMTS终端有3dB左右的干扰；在载波间隔为200kHz时，二者相互影响比较小。综合可得UMTS对GSM语音和GPRS业务影响较小，对EDGE业务影响较大。其中在3.8M带宽下，由于GSM小间隔频点（与UMTS中心频率间隔小于2.6MHz的GSM频点为小间隔频点）对UMTS带宽内的干扰，信道条件较差，使用64QAM的高端用户进入该网络只能达到16QAM的性能，64QAM相比16QAM无增益，因此在3.8M带宽下不具备开通HSPA+的条件。

2 U900网络建设原则及基站分布

2.1 3G覆盖现状

就目前南宁市联通而言，在所有的城区范围内、县城及部分重要乡镇，还有重要交通干线，3G业务已实现连续的覆盖。城区范围内和县份已实现三载波以上的配置，并且大部分也开通了DC功能。但是在县份的广大乡镇区域目前仍未实现3G业务的覆盖。由于移动业务全程全网的性质，如果在这个4G到来的时代，继续保持领先的优势，广阔乡镇和农村将会成为三个运营商市场竞争的关键所在。

2.2 U900网络建设原则

按照集团制定的从2G/3G区隔运营向2G/3G融合运营及3G/4G一体化运营方向发展的战略，充分利用900MHz频段实现网络低成本优质覆盖，推动实现2G 频谱资源逐步转为3G服务的战略升级，是集团的长期目标。

近期目标：利用U900低频段广覆盖特点，低成本快速实现3G在乡镇农村的全覆盖建设，构建3G全程无缝服务品牌。远期目标：将进一步研究U900在城区的建设可行性方案，并研究U900与LTE之间协同方案，更好地服务联通网络建设。

2.2.1主要覆盖目标

U900初期主要定位于乡镇农村地区、交通干线和景区的广覆盖。但是可根据自身实际情况，采取“一步规划、分步实施”方式，针对U900覆盖目标一次规划到位，并根据建网目标分阶段逐片建设，依托已有的2G站点配套资源实现快速部署，最终形成县城之外U900成片连续覆盖，实现城乡3G无缝服务。如下示意图：

图2 U900覆盖目标示意图

同时，对于部分2G话务不高和站点较少的县城，也可考虑纳入与乡镇村的整体建设。

2.2.2部署区域选择

部署区域内G900小区平均话务量低于4.4Erl。

区域内有少量G900小区话务量高于4.4Erl，通过细致的频率规划（如保留少量2载波小区）或通过新增现有G1800基站的少量载波(优先采用拆闲补忙的方式)满足该区域G900的话务需求。

区域内有部分G900小区话务量高于4.4Erl，通过细致的频率规划以及新增现有G1800基站的少量载波后仍需新建少量G1800基站，若新建的G1800基站总量低于区域内（U900+缓冲区）G900基站总量的10%，且后期经济效益预计较高，可考虑通过新建少量G1800基站以满足部分G900小区高话务需求。

2.3 部署区域GSM网及开通的U900基站分布

按上述的总部的U900建设指导原则，本次南宁联通U900共计部署161个站点，其中WCDMA五期项目站点预计新建24个、GSM行政村项目（与G900共站）预计新建137个站点，该批站点主要以覆盖乡镇为主，主要涵盖宾阳、横县、隆安、马山、邕宁吴圩等乡镇。图3为U900区域的基站小区分布图，图中绿色标注为U900（与G900共站）站点分布，紫色标注为WCDMA五期站点分布，蓝色标注为行政村U900站点周边7公里范围内G900站点分布，红色五角星为已开启U900站点。

图3部署区域基站分布图

3 U900开通存在的问题及解决措施

在对已开通的21个U900站点测试过程中，发现多数站点覆盖一般在2.5km 至3km左右，3km以外多数站点的RSPC恶化至-105左右，EC/IO恶化至-15左右，主要是由于农村站点附近存在山体或树木等阻挡，导致现场覆盖与理论覆盖有一定的偏差。G900对U900的干扰影响到EC/IO差、上传下载业务速率低、切换失败、掉话等问题。

3.1 U900和G900互干扰问题

GX南宁马山州圩_U900基站_F 受G900干扰引起EC/IO差案例

【问题描述】：在对GX南宁马山州圩_U900基站测试过程中，在离基站1、3小区覆盖方向较多路段存在EC/IO差现象。

站点整体无线环境情况

3小区无线环境情况

周边G900频点配置

【问题分析】：UE 在GX南宁马山州圩_U900基站由东往西移动，在离基站距离1.5km左右，UE 占用GX南宁马山州圩_3扰码185（RSCP -79dBm，EC/IO -16.6dB），该区域内无其他W站点，检查GSM网络站点配置发现共站GX南宁马山州圩_GSMH-1TCH占用频点104，周边GX南宁马山州圩二_GSMW-1TCH占用频点106，G900对U900干扰导致EC/IO差。

【优化措施】：建议将GX南宁马山州圩_GSMH-1，GX南宁马山州圩二_GSMW-1 S2降配为S1，减少G900对U900的干扰。

【优化效果】：将GX南宁马山州圩_GSMH-1，GX南宁马山州圩二_GSMW-1 S2降配为S1后进行复测，复测后EC/IO有所改善。

3.2 U900对G900网络容量的影响

目前南宁已建设U900基站周边5公里范围内，存在配置大于等于2载频小区共计222个，其中目前184个小区话务量较小，可直接降配，其中38个总话务量大于4爱尔兰，如果降配至1块载频，需要新建/扩容1800站点分担话务来保障网络容量。

3.3 U900的传输配置不足

如3.4

3.4 U900的上下行速率低的问题

GX南宁马山双联乡_U900基站_F E1/T1配置少导致速率低案例

【问题描述】：在对GX南宁马山双联乡_U900基站_F测试过程中，发现该站

HSDPA DL图

HSUPA UL图

EC/IO覆盖图

原E1/T1配置图

【问题分析】：在对GX南宁马山双联乡_U900基站_F测试过程中，整体无线环境较好，定点CQT和DT测试过程中DL峰值速率1.5Mbps左右，UL峰值速率1.6Mbps 左右，查询该站点平均用户数2个，核查传输E1/T1仅配置一条，导致DL/UL 业务速率低。

【优化措施】：建议增加传输E1/T1数，如有需要，在有条件的情况开通FE，增加传输带宽。

【优化效果】：调整增加一条E1/T线（即配置两条E1/T1）后复测，速率明显提升。

现E1/T1配置图

HSDPA DL图

HSUPA UL图

3.5 U900与U2100的切换问题

GX南宁横县石塘林场_U900基站_F U900信号快衰未切换至2100案例：

【问题描述】：UE占用GX南宁横县石塘林场_1扰码261往北移动，在离基站2.5km

左右弱覆盖存在掉话风险。

U900无线环境情况

U2100无线环境情况

【问题分析】：UE占用GX南宁横县石塘林场_1由南往北移动，在离基站接近2.5km左右，信号快速衰落，此时 GX南宁横县石塘林场_1扰码261（RSCP -109dBm，EC/IO -20dB），该区域U2100站点横县灵竹_2扰码317（RSCP -83dBm，EC/IO -5dB），信号很好，GX南宁横县石塘林场_1未及时切换存在掉话风险。【优化措施】：建议调整CS业务异频测量Ec/No启动门限由-14至-12，CS业务异频测量Ec/No停止门限-12至-10，加快切换，防止掉话。

【优化效果】：调整CS业务异频测量Ec/No启动门限由-14至-12，CS业务异频测量Ec/No停止门限-12至-10后进行复测，能正常切换至U2100。

切换前无线环境情况

切换后无线环境情况

4 总结（U900优化流程）

1、把问题总结出来，后续一些优化的思路和流程

2、如果对发现的问题，如何规避

问题1：U900的开通意味着原G900需进行翻频，而翻频则导致原G900使用的频点大幅度减少，频点过少则频点复用距离也随着大幅减少，C/I值将大幅下降，通话质量等指标将恶化。问题2：对G900清频降配后容量不足，需补充1800站点增加容量。

问题3：传输带宽不足，速率低，在资源允许范围内可开通FE

流程：针对以上问题，建议开通U900站点流程

1、传输扩容，RNC扩容，天馈整改。

2、G1800站点开通，G900减容降配，整网翻频

3、开通900优化

参考文献：

[1] 涂作鑫，林泉. 中国联通网络引进UMTS 900MHz分析[J]. 邮电设计技术，2011（11）.