影响EGPRS网络质量的问题及其解决方案

影响EGPRS网络质量的问题及其解决方案(2008-07-0811:33:09)1、EDGE（EGPRS）关键技术简介理论上EGPRS单时隙提供的数据速率是GPRS的3倍，单时隙最大速率从GPRS的21.4kbit/s（CS4）提高到59.2kbit/s（MCS9），如果捆绑使用8个时隙，最大数据速率可达473kbit/s。这种速率可支持如互联网浏览、视频电话会议和高速电子邮件等多种业务，在3G网络之前为用户提供多媒体通信。EGPRS承载数据业务的能力强于GPRS技术的原因主要在于EGPRS采用了以下几种关键技术。1.18PSK调制方法——提高了传输速率EGPRS采用先进的多时隙操作和8PSK调制技术，相比较之下，GPRS采用的GMSK调制具有良好的抗干扰能力，但传输速率较低；8PSK调制的速率是GMSK调制的3倍，但信号的顽键性（Robustness）较GMSK差，对频移、噪声、时延等反应敏感，抗频移、噪声、时延能力比GMSK弱。1.2混合编码方案——提高了数据吞吐能力MCS调制编码方法将容错保护机制融入了编码方案中，其中MCS1～MCS4采用GMSK调制方法，容错保护能力强，数据吞吐量相对较低；MCS5～MCS9采用8PSK调制方法，数据吞吐能力比较强。1.3增强的链路质量控制算法——提高了数据传输和接收效率EGPRS采用了链路自适应和增量冗余的增强型链路控制算法，达到最大的信道数据吞吐率，提高接收端正确接收和正确解调的概率。另外，EGPRS在交织、寻址窗口等方面也采用了先进的技术，以提供更高、更稳定的传输速度。2、工程应用中影响网络质量的问题分析以及解决方案网络升级EGPRS后，对网络能力的影响可以从以下几个方面进行探讨。2.1影响EGPRS无线网络传输质量的因素分析EGPRS在8时隙绑定时每帧最大可达到473kbit/s的峰值速率，但是该速率会受到无线传输环境、多时隙绑定以及调制方式的限制。2.1.1多时隙捆绑和信道复用EGPRS支持信道复用，可以有效提高网络容量和效率。在EGPRS和GPRS不共享信道时，每个EGPRS时隙最多支持9个下行用户和7个上行用户。GPRS系统中手机可以进行时隙复用，最多可以用8个时隙分别用于上下行工作，目前商用手机最常用的是1U+3D，还有一种2U+4D的测试手机。对1U+3D的EGPRS手机来说，能够达到的最大下行速率是59.2×3=177.6kbit/s，上行速率是59.2kbit/s。在这种情况下，无线网络环境的优劣对于传输速率的影响就显得举足轻重。2.1.2无线环境（C/I）的影响EGPRS对无线环境要求较高，EGPRSMCS6～MCS9编码方式对C/I要求在12～20dB左右。为了实现40～50kbit/s传输速率，C/I要求在20～25dB左右。图1表示在不同编码方式下，EGPRS单时隙下载速度与C/I的关系。图1EGPRS单时隙下载速度与C/I的关系从图1中可以看出，当C/I小于18dB时，MCS6～MCS9性能非常差，传输速度甚至低于MCS1～MCS5；当C/I大于20dB时，性能逐渐变好，传输速度甚至可以超过50kbit/s。为了获得比较好的传输速率，可以选择将EGPRS开启在C/I质量比较好的信道上，如BCCH信道。2.1.3GPRS上行数据传输对于EGPRS的影响当EGPRS终端在进行下载时，同时一个GPRS终端建立连接上传数据在对应的TSL上，为使GPRS终端可以解出USF，EGPRS终端下载数据的编码由8PSK降到GMSK方式，将直接影响EGPRS性能。通过分别对EGPRS单独下载、GPRS和EGPRS共同下载、GPRS上传/EGPRS下载三种情况分别进行测试的结果比较得出如下结果：（1）EGPRS单独下载时吞吐量最高；（2）GPRS和EGPRS共同下载时是EGPRS单独下载时速度的70%；（3）GPRS上传/EGPR下载时下载速率会急剧下降，仅仅比GPRS略高；（4）GPRS和EGPRS共用信道时，GPRS对EGPRS业务有相当大的影响。为了避免GPRS业务对EGPRS的影响，可以根据网络中GPRS手机和EGPRS手机的保有量比例，在GPRS终端比较多的县城等区域选择GPRS和EGPRS共用信道，在EGPRS终端比较多的市区和密集市区等区域选择GPRS和EGPRS不共用信道的开启策略。2.1.4小区重选的影响在EGPRS与GPRS混网的情况下，尤其是EGPRS与GPRS之间的小区重选，将影响数据吞吐量，影响程度取决于EGPRS和GPRS小区的服务时间比例。在实际测试时，进行小区重选的时候能看到明显的传输速率下降。在EGPRS非连续覆盖区域，EGPRS到GPRS小区重选会使系统实时速率下降，从而影响系统的平均性能。小区重选会引起数据业务的短暂中断，但GPRS-EGPRS小区重选和EGPRS-EGPRS以及GRPS-GPRS之间的小区重选在中断时长方面无明显差异。同时，由于EGPRS小区的覆盖区域小于GSM/GPRS的小区覆盖区域，需要在网优工作中设置合适的小区重选参数来控制EGPRS小区的重选范围，避免在数据用户密集的区域进行小区重选。2.1.5EGPRS无线网络规划EGPRS无线网络设计重点集中在以下方面：PDCH/EPDCH信道规划、PCU容量规划、Gb接口规划、基站Abis传输需求规划。尤其EGPRS的开通，对Gb接口和Abis接口具有较大的传输扩容需求，在现网改造达不到目标要求的情况下，易形成传输瓶颈。网络能力配置不足将严重降低EGPRS无线网络的处理能力，对发挥EGPRS网络的性能有很大影响。2.2EGPRS开启对现网覆盖的影响EGPRS采用8-PSK调制方案，这种方案可与现有的GSM/GPRS的通道结构、通道宽度、通道编码及现有机制和功能一起运行，从而可以方便纳入到现有的GSM/GPRS的频率规划中。所以，EGPRS收发信机与GSM/GPRS收发信机之间的对比可以简单的看成是：发射功率一致，信道结构一致，调制方式不同。但考虑到调制后波形的变化，EGPRS的链路预算比GSM低4～7dB，所以，EGPRS的覆盖范围小于GSM以及GPRS，从而引入EGPRS不会带来额外的越区干扰。2.3EGPRS开启对现网容量的影响引入EGPRS后，基站将有两种收发信机，即标准GSM收发信机和EGPRS收发信机，每个物理信道（时隙）都可以看成是以下几种信道：GSM语音和电路交换数据（CSD）；GSM分组数据（GPRS）；分组数据（GPRS和EGPRS）。标准的GSM收发信机只支持上面前两种信道类型，而EGPRS则支持所有种类的信道，而且EGPRS、GPRS和GSM业务之间不需要固定的信道分配，物理信道类型可以根据需要在基站动态定义。对于话音业务繁忙的小区，仍然优先满足语音业务，剩余信道可以作为GPRS/EGPRS信道来使用。这样来看，引入EGPRS后对话音容量没有任何不利的影响，对于数据业务来说引入EGPRS带来传输速率的提高以及吞吐量的提升。下面，我们分情况来讨论一下不同策略下的影响程度。2.3.1在原TCH信道新开辟频点引入EGPRS信道不新开辟频点的情况下，引入EGPRS后对话音容量没有任何不利的影响。如果新开辟频点作为EGPRS的专有频点，则这些频点的复用度要比TCH频点的复用度小。如果在不加大当前TCH频点复用度的情况下规划新的复用度大的EGPRS频点，则每个小区所能配置的最大载频数必定要比开辟EGPRS频点之前所能配置的最大载频数要少，这样在基站密度不是很高的地区很可能造成极限配置无法满足话务量需求的现象，从而影响网络容量。2.3.2在BCCH频点引入EGPRS信道在BCCH频点引入EGPRS信道虽然不会出现影响话音容量，但是这种配置方法确会影响EGPRS系统的容量，因为只有1个频点可供EGPRS使用，造成开通EGPRS的信道数受到限制，从而形成了影响其吞吐量的瓶颈。可以想象，数据业务密集区域，也同样是话音业务密集的区域，在这些区域以任何方式开启EGPRS业务，将不可避免地占用原有的话音信道，需要进行小区分裂或其他方式来吸收话务。2.4EGPRS开启对现网质量的影响同样分情况来讨论一下不同开启策略下，引入EGPRS信道将对网络质量产生影响的程度。2.4.1在原TCH信道新开辟频点引入EGPRS信道采取这种方式可以打开跳频功能，带来跳频增益。但这样的弊端也是显而易见的：需要重新进行全网的频率规划，且规划难度增加；EGPRS频点的复用程度也不够大，无法获得更好的载干比；造成TCH频点的复用度更小，从而造成全网干扰的提升，整网质量的下降。2.4.2在BCCH频点引入EGPRS信道BCCH信道所在频点的无线环境要优于TCH信道所在的频点（BCCH频点使用了更加宽松的复用方式），所以EGPRS可以从BCCH频点得到更高的载干比。反之，因为BCCH频点的相互隔离度比较大，引入EGPRS信道后对邻频以及同频的干扰也几乎可以忽略。同时无需重新进行频率规划，既省事，对全网也没有影响。在实际网络测试中，分别对EGPRS业务承载在BCCH载频和非BCCH载频进行测试。可以得出，在两种情况下，由于BCCH载频和非BCCH载频的C/I都达到比较高的值（＞20dB），网络的质量和吞吐率差别不大，都达到了比较好的效果。在EGPRS网络开通的初级阶段，可以优先选择在C/I质量较好的BCCH载频上开启，以减少对网络话音业务的影响。随着EGPRS流量的逐渐增大，可以选择在非BCCH频率上开启EGPRS业务。2.5EGPRS开启对现网接口容量的影响不断增加的EGPRS比特率必然造成了传输资源也要随之增加，增加EGPRS系统所涉及到的无线方面的接口主要是Abis口和Gb口。同时，在网络运行的过程中，需要密切关注各接口的利用率，加强对于GB负荷的监控制度，对峰值负荷超过50%的加以关注，超过70%的及时进行扩容。2.6EGPRS网络升级对现网工程规划调整的影响开启EGPRS功能前，网络割接时BSC侧关注的主要指标是BSC能够承载的载频数量。开启EGPRS功能后，BSC能力又包括了PCU数量、GbLink数量、BSC至SGSN的电路数、EGPRS功能载频License数量、传输板数量等，以及网络调整时涉及数量繁杂的Gb接口规划造成网络调整割接时BSC规划的难度大大增加，需要在工程规划时尽量避免过多的割接步骤。同时，正是由于Gb数量的限制及其规划的复杂程度，使得EGPRS网络开启后，Gb接口的IP化成为目前面临的比较紧迫需要解决的问题。3、结束语未来3G网络的发展还需要相当长的时间，EGPRS可弥补GPRS在数据业务方面的不足也可以为3G业务培养客户基础。3G网络建成后，在网络覆盖不全面的时候可以借助EGPRS网络实现平滑过渡，减少漫游中速率的差异过大对用户造成的不方便，同时在中心城市和边缘地带对数据业务需求存在差异的情况下，EGPRS和3G互补可以降低运营商的设备成本，使服务效率最大化