1、GSM 网络动态调配载频资源摘要介绍了载波池技术的原理，以实际应用情况结合统计数据分析该系统的利弊，为提高设备的利用率找到新的思路。关键词：载波池 话务拥塞 定时调度项目背景随着移动通信网络与业务的不断发展，话务量持续快速的增长，对无线网络的载波资源的需求也越来越大；同时在现代生活中人们的移动性大，通信事件的突发性强，经常因分布不均衡而出现下列现象：部分区域某些时段因突发人流量导致话务拥塞，用户得不到良好的网络服务，同时相邻地区因人员较少，网络较闲，设备利用率较低，例如出现在学校生活区与学习区之间、工厂的生活区与办公区之间。随着用户的移动话务量随之移动，为了避免出现阻塞，往往因为个别时段的高话
2、务量进行设备的扩容，其余时段设备存在闲置现象，利用率不高。为了解决上面的问题，充分实现网络资源有效调配，我们考虑采用载波池系统来解决上述问题，为用户提供良好的服务。载波池技术的原理载波池又称无线网络动态配置系统，利用不同区域或时间段覆盖区话务量需求的负相关性，通过对载波资源的快速自动切换，确保高话务量区域的通信畅通，实现载波资源的合理使用。利用载波池技术，通过本地或可远程控制的周期性自动切换的光纤直放站系统，可以快速实现基站与远端之间、基站与基站之间或远端与远端之间的载波调度。载波池系统大致分为近端部分、切换单元、远端部分三个部分，其中近端部分采取信号从基站直接耦合的方式，根据信源基站具体配置
3、的不同，使用不同的耦合方式。信源基站分为具备室外覆盖区和不具备室外覆盖区两类，且信源基站仅为室内分布信源时不考虑分集功能，根据情况的不同选取不同的大功率耦合器件，如下所示：切换单元是整个系统很重要的部分，配置了电子开关和大功率衰减器，能在本地自动实现智能定时开关载波池系统，从而实现不同区域话务忙闲时段的载波调度。实际使用时根据需要灵活设置，安排整套系统的工作运行计划，可以详细设置，如下图所示：载波池系统的远端部分和普通的光纤直放站类似，可以带多个远端站，整个系统结构图如下所示：载波池的实际应用江宁大学城位于南京市江宁区，是南京市高等教育基地之一。江宁大学城总体建筑和楼宇分布面积很大，学区主要由
4、江宁大学城 1 基站和江宁大学城 2基站覆盖，整体信号较好。江宁大学城 2 个基站都是覆盖江宁各大高校教学楼和周围宿舍区，手机用户主要为在校学生，观察了较长时间的话务统计，确认此区域相对忙时时段为21：0023：00，在 22：00 左右出现话务高峰，话务量达到饱和状态；而江宁民营科技园 1800M 基站 2 扇区主要覆盖江宁区中心区域的一些商务办公楼，话务量在每天 09：0018：00 相对较高，没有特定的话务高峰，从 20：00次日 8：00 话务低，为较典型的常规话务性小区。可以看出，两基站的小区有可能在不同时段实现话务平衡，充分使用。24 小时连续统计数据见下：江宁民营科技园 1800
5、M 基站 2 扇区系统开通前的话务情况表：时 间 网元名称 话音信道话务量 TCH 阻塞率0:00:00 D-民营科技园-61 12416 1.03 0.00%1:00:00 D-民营科技园-61 12416 1.12 0.00%2:00:00 D-民营科技园-61 12416 0.85 0.00%3:00:00 D-民营科技园-61 12416 0.24 0.00%4:00:00 D-民营科技园-61 12416 0.04 0.00%5:00:00 D-民营科技园-61 12416 0.15 0.00%6:00:00 D-民营科技园-61 12416 1.03 0.00%7:00:00 D-
6、民营科技园-61 12416 3.32 0.00%8:00:00 D-民营科技园-61 12416 4.97 0.00%9:00:00 D-民营科技园-61 12416 7.38 0.00%10:00:00 D-民营科技园-61 12416 5.82 0.00%11:00:00 D-民营科技园-61 12416 4.15 4.21%12:00:00 D-民营科技园-61 12416 6.01 0.00%13:00:00 D-民营科技园-61 12416 5.88 0.00%14:00:00 D-民营科技园-61 12416 6.05 0.00%15:00:00 D-民营科技园-61 12416
7、 7.4 0.00%16:00:00 D-民营科技园-61 12416 7.32 0.00%17:00:00 D-民营科技园-61 12416 7.6 0.00%18:00:00 D-民营科技园-61 12416 7.8 0.23%19:00:00 D-民营科技园-61 12416 7.04 0.00%20:00:00 D-民营科技园-61 12416 5.09 0.00%21:00:00 D-民营科技园-61 12416 3.53 0.00%22:00:00 D-民营科技园-61 12416 2.26 0.00%23:00:00 D-民营科技园-61 12416 1.6 0.00%江宁大学城
8、 2 基站 1 扇区系统开通前的话务情况表：时 间 网元名称 话音信道话务量 TCH 阻塞率0:00:00 G-大学城 2-6 12571 0.61 0.00%1:00:00 G-大学城 2-6 12571 0 0.00%2:00:00 G-大学城 2-6 12571 0.02 0.00%3:00:00 G-大学城 2-6 12571 0 0.00%4:00:00 G-大学城 2-6 12571 0 0.00%5:00:00 G-大学城 2-6 12571 0.08 0.00%6:00:00 G-大学城 2-6 12571 0.45 0.00%7:00:00 G-大学城 2-6 12571 1
9、.35 0.00%8:00:00 G-大学城 2-6 12571 1.34 0.00%9:00:00 G-大学城 2-6 12571 2.11 0.00%10:00:00 G-大学城 2-6 12571 2.14 0.00%11:00:00 G-大学城 2-6 12571 1.61 0.00%12:00:00 G-大学城 2-6 12571 2.8 0.00%13:00:00 G-大学城 2-6 12571 2.06 0.00%14:00:00 G-大学城 2-6 12571 2.09 0.00%15:00:00 G-大学城 2-6 12571 2.14 0.00%16:00:00 G-大学城
10、 2-6 12571 1.92 0.00%17:00:00 G-大学城 2-6 12571 3.57 0.00%18:00:00 G-大学城 2-6 12571 3.81 0.00%19:00:00 G-大学城 2-6 12571 3.35 0.00%20:00:00 G-大学城 2-6 12571 4.06 0.00%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 7.01 0.56%22:00:00 G-大学城 2-6 12571 9.37 12.31%23:00:00 G-大学城 2-6 12571 4.84 1.80%江宁大学城 1 基站 3 扇区系统开通前的话务情况表：时 间 网元
11、名称 话音信道话务量 TCH 阻塞率0:00:00 G-大学城 -24 12553 0.71 0.00%1:00:00 G-大学城 -24 12553 0.2 0.00%2:00:00 G-大学城 -24 12553 0.02 0.00%3:00:00 G-大学城 -24 12553 0.02 0.00%4:00:00 G-大学城 -24 12553 0.01 0.00%5:00:00 G-大学城 -24 12553 0.12 0.00%6:00:00 G-大学城 -24 12553 0.46 0.00%7:00:00 G-大学城 -24 12553 1.45 0.00%8:00:00 G-大
12、学城 -24 12553 2.32 0.00%9:00:00 G-大学城 -24 12553 3.17 0.00%10:00:00 G-大学城 -24 12553 3.65 0.00%11:00:00 G-大学城 -24 12553 5.02 0.82%12:00:00 G-大学城 -24 12553 6.84 8.25%13:00:00 G-大学城 -24 12553 6.11 4.01%14:00:00 G-大学城 -24 12553 8.16 13.20%15:00:00 G-大学城 -24 12553 7.29 5.77%16:00:00 G-大学城 -24 12553 6.78 1.
13、29%17:00:00 G-大学城 -24 12553 7.73 2.49%18:00:00 G-大学城 -24 12553 8.97 13.72%19:00:00 G-大学城 -24 12553 5.02 0.82%20:00:00 G-大学城 -24 12553 6.84 8.25%21:00:00 G-大学城 -24 12553 6.11 4.01%22:00:00 G-大学城 -24 12553 10.16 44.20%23:00:00 G-大学城 -24 12553 5.84 1.10%方案采用一套 BSD-2110 系统和一套 BSD-2900S 切换单元来实现江宁民营科技园 18
14、00M 第 2 小区和江宁大学城 2 第 1 小区、江宁大学城 1 第 3 小区无线资源动态配置，解决江宁大学城晚上 21：00-23：00 之间话务量高的问题。晚上21：00-8：00 将江宁民营科技园 1800M2 小区的小区载频调至江宁大学城 2 个基站使用（通过定时电子开关和光纤传输实现此功能） 。载波池系统在远端基站处重新安装了独立天馈系统，用于覆盖江宁大学城教学楼及周围宿舍区，吸收江宁大学城 2 个基站相应小区覆盖的溢出话务量。在早上 8：00 之后，将资源再次调回江宁民营科技园 1800M 基站 2 扇区，恢复原有状态，示意图如下：光纤宏蜂窝RC-5PJ/PK/NK-45C 接室
15、外天馈系统TX/RX接室外天馈系统RXLD-1LD-2电子开关485线江工移动机房基站中继端机民营科技园机房RC-5PJ/PK/NK-45C接室外天线接室外天线远端机江苏大学研究生公寓楼江宁大学城载波池系统近端和切换单元安装在江宁民营科技园 1800M 基站机房，将射频信号转换成光信号后沿光纤传输至江宁大学城 1 和江宁大学城 2 基站。载波池系统远端和发射天线安装在江宁大学城 1 和江宁大学城 2 基站机房和铁塔平台上。系统开通后效果分析载波池系统开通后，效果较好，下面将分析话务量吸收情况。1) 江宁民营科技园 1800M 基站 2 扇区（信源小区）话务情况：载波池系统把江宁民营科技园 18
16、00M 基站 2 扇区的信号在每天晚上 21：00到次日临晨 8：00 调到江宁大学城 2 基站 1 扇区，信源小区在此时段话务量上升至原先的 2 倍左右，未出现阻塞现象，下表为载波池系统开通前后该小区的话务量变化情况：开通前信源小区的话务量日 期 时 间 网元名称 话音信道话务量 TCH 阻塞率21:00:00 D-民营科技园-61 12416 3.29 0.00%开通前七天22:00:00 D-民营科技园-61 12416 2.27 0.00%21:00:00 D-民营科技园-61 12416 2.94 0.00%开通前六天22:00:00 D-民营科技园-61 12416 2.65 0.
17、00%21:00:00 D-民营科技园-61 12416 3.54 0.00%开通前五天22:00:00 D-民营科技园-61 12416 2.26 0.00%21:00:00 D-民营科技园-61 12416 3.44 0.00%开通前四天22:00:00 D-民营科技园-61 12416 2.61 0.00%21:00:00 D-民营科技园-61 12416 3.05 0.00%开通前三天22:00:00 D-民营科技园-61 12416 2.34 0.00%21:00:00 D-民营科技园-61 12416 3.89 0.00%开通前两天22:00:00 D-民营科技园-61 12416
18、 2.4 0.00%21:00:00 D-民营科技园-61 12416 3.53 0.00%开通前一天22:00:00 D-民营科技园-61 12416 2.26 0.00%21:00:00 D-民营科技园-61 12416 3.38 0.00%平均值22:00:00 D-民营科技园-61 12416 2.40 0.00%开通后信源小区的话务量日 期 时 间 网元名称 话音信道话务量 TCH 阻塞率21:00:00 D-民营科技园-61 12416 6.66 0.00%开通后一天22:00:00 D-民营科技园-61 12416 7.88 0.00%21:00:00 D-民营科技园-61 12
19、416 6.77 0.00%开通后两天22:00:00 D-民营科技园-61 12416 6.13 0.00%21:00:00 D-民营科技园-61 12416 8.36 0.00%开通后三天22:00:00 D-民营科技园-61 12416 6.06 0.00%21:00:00 D-民营科技园-61 12416 8.2 0.00%开通后四天22:00:00 D-民营科技园-61 12416 5.84 0.00%21:00:00 D-民营科技园-61 12416 7.65 0.00%开通后五天22:00:00 D-民营科技园-61 12416 6.56 0.00%21:00:00 D-民营科技
20、园-61 12416 7.47 0.00%开通后六天22:00:00 D-民营科技园-61 12416 5.2 0.00%21:00:00 D-民营科技园-61 12416 7.52 0.00%平均值22:00:00 D-民营科技园-61 12416 6.45 0.00%由上述对比表可以看出：系统开通前江宁民营科技园 1800M 基站 2 小区在系统开通后，晚间 21：00-次日 1：00 话务量有了明显提升，达到了预期的实验目的，充分利用了夜间闲置的基站小区资源。2) 江宁大学城 2 基站 1 小区（远端小区 1）话务情况：开通前远端小区 1 的话务量日 期 时 间 网元名称 话音信道话务量
21、 TCH 阻塞率21:00:00 G-大学城 2-6 12571 9.91 15.58%开通前七天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 9.8 7.33%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 8.89 2.09%开通前六天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 6.97 0.40%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 6.26 0.00%开通前五天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 6.83 0.00%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 9.07 13.00%开通前四天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 7
22、.89 6.83%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 6.91 0.11%开通前三天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 6.9 5.22%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 10.52 26.76%开通前两天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 8.59 14.99%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 7.01 0.56%开通前一天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 9.37 12.31%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 8.36 8.30%平均值22:00:00 G-大学城 2-6 12571
23、8.05 6.73%开通后远端小区 1 的话务量日 期 时 间 网元名称 话音信道话务量 TCH 阻塞率21:00:00 G-大学城 2-6 12571 4.04 0.00%开通后一天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 3.08 0.00%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 6.09 0.00%开通后两天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 6.88 0.00%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 6.11 0.00%开通后三天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 10.56 2.02%21:00:00 G-大学城 2-6 125
24、71 7.62 0.00%开通后四天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 7.23 0.00%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 8.4 0.01%开通后五天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 7.73 0.00%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 5.93 0.00%开通后六天22:00:00 G-大学城 2-6 12571 8.88 0.05%21:00:00 G-大学城 2-6 12571 6.37 0.00%平均值22:00:00 G-大学城 2-6 12571 7.39 0.35%由上述对比可以看出：系统开通后，江宁大学城 2 基
25、站 1 扇区话务量下降的幅度并不大，但阻塞率下降非常明显，避免之前的话务溢出，也就是说，民营科技园 1800M 基站基本上是吸收的原本溢出的话务量。这样，不仅提高了江宁民营科技园 1800M 基站 2 扇区设备利用率，而且还产生了较明显的经济效益。3) 江宁大学城 1 基站 3 小区（远端小区 2）话务情况：开通前远端小区 2 的话务量日 期 时 间 网元名称 话音信道话务量 TCH 阻塞率21:00:00 G-大学城 -24 12553 9.91 15.58%开通前七天22:00:00 G-大学城 -24 12553 9.8 7.33%21:00:00 G-大学城 -24 12553 8.8
26、9 2.09%开通前六天22:00:00 G-大学城 -24 12553 6.97 0.40%21:00:00 G-大学城 -24 12553 4.26 0.00%开通前五天22:00:00 G-大学城 -24 12553 6.83 0.00%21:00:00 G-大学城 -24 12553 9.07 13.00%开通前四天22:00:00 G-大学城 -24 12553 7.89 6.83%21:00:00 G-大学城 -24 12553 6.91 0.11%开通前三天22:00:00 G-大学城 -24 12553 6.9 5.22%21:00:00 G-大学城 -24 12553 10.
27、52 26.76%开通前两天22:00:00 G-大学城 -24 12553 8.59 14.99%21:00:00 G-大学城 -24 12553 7.01 0.56%开通前一天22:00:00 G-大学城 -24 12553 9.37 12.31%21:00:00 G-大学城 -24 12553 8.08 8.30%平均值22:00:00 G-大学城 -24 12553 8.05 6.73%开通后远端小区 2 的话务量日 期 时 间 网元名称 话音信道话务量 TCH 阻塞率21:00:00 G-大学城 -24 12553 4.21 0.00%开通后一天22:00:00 G-大学城 -24
28、12553 3.03 0.00%21:00:00 G-大学城 -24 12553 3.69 0.00%开通后两天22:00:00 G-大学城 -24 12553 3.61 0.00%21:00:00 G-大学城 -24 12553 6.46 0.00%开通后三天22:00:00 G-大学城 -24 12553 6.64 0.00%21:00:00 G-大学城 -24 12553 6.21 0.00%开通后四天22:00:00 G-大学城 -24 12553 4.16 0.00%21:00:00 G-大学城 -24 12553 3.47 0.00%开通后五天22:00:00 G-大学城 -24
29、12553 4.26 0.00%21:00:00 G-大学城 -24 12553 5.29 0.00%开通后六天22:00:00 G-大学城 -24 12553 2.72 0.00%21:00:00 G-大学城 -24 12553 4.89 0.00%平均值22:00:00 G-大学城 -24 12553 4.07 0.00%可以看出系统开通后，江宁大学城 1 第 3 扇区（远端小区 2）话务量有一定程度的下降，原先的话务阻塞情况得到了明显的缓解。载波池系统对现网的影响从话务量吸收情况上看，载波池系统效果较好，但是也给无线网络的维护引入了新的问题，需要无线维护人员注意：1) 信号耦合造成信源小区柜顶的输出功率降低，本方案采用的大功率耦合器直通端损耗约为 0.2dB，因此原基站输出功率会受到一定的影响，但这种影响不大。2) 小区数据需要调整，由于信源小区增加了新的覆盖区域，所以需要增加相应的邻区切换关系。3) 载波池系统采用的是光纤传输方式，信源小区和远端小区间的光纤路由不能过长，一般不超过 10 公里为宜，需要信源小区和远端小区间留有光纤资源。4) 本方案采用的独立天馈的覆盖方式,对江宁大学城的 2 个基站本身没有影响，覆盖范围不变，各项网络指标没有变化，同时因覆盖区域无 1800M 基站，信源小区的频率规划无需调整。
