GSM减站减配及频谱规划的分析

1、    gsm减站减配及频谱规划的分析    孙玮【摘 要】为了对gsm减站减配及频谱规划进行分析，在对2g网络生命周期、2g网络需求进行预测的基础上，提出gsm减站减配方案，即判定流程，并通过案例的分析及对900 mhz、1800 mhz refarming进行对比，提出了gsm频谱规划策略。【关键词】2g网络生命周期 pdch 减站减配 refarming1 引言随着移动通信技术和市场的发展，其重心已全面转向4g。ott（over the top，通过互联网向用户提供各种应用服务）业务的替代加剧，使传统话音、短信业务处于加速衰退期。展望2017年至2

2、020年，4g用户占比将不断提升、2g/3g用户将快速下滑、中国移动volte将大规模商用，这将会加速volte網络及终端的部署以及促进用户的快速发展，并推动2g/3g网络的用户加快向4g网络转移。随着volte时长占比的增加，2g网络承载的语音业务量将下降，因此必须想方设法最大化利用原2g网络频率资源。从利润角度上看，由于设备老化、维护成本增加，2017年至2020年2g网络清频、退网的策略该如何制定成为一大难题。这些都亟需从战略规划和工程实施等方面进行全面评估并制定方案。在上述背景下，需要盘活存量，拾遗补缺，拆闲补盲，控制2g载频零增长，补盲农村弱覆盖及新兴区域建筑，通过网络结构调整、性能

3、优化等手段确保话音质量，提升网络质量满意度，充分发挥已有2g设备的效率，降低建设和维护成本，做好gsm空闲频段向4g转化应用、gsm向fdd-lte升级的准备。因此，本论文将在对2g网络生命周期、2g网络需求进行预测的基础上，对gsm减站减配及频谱规划进行分析。2 2g网络生命周期某运营商2g网络在volte形成规模化应用之前，需确保网络质量的领先优势，为用户提供优质的话音业务。随着用户及业务迁移至4g，2g计费时长将快速下降，网络利用率将逐步降低。美国某运营商上世纪90年代初推出2g服务，由于3g引入相对较晚，因此2g服务衰退期的生命周期较长。2004年开始提供3g服务，并在7年后开始提供4

4、g服务，且在此之后2g网络仍然提供服务，其对于某省运营商具有较强的参照性。某省运营商2010年开始提供3g服务，并在4年后开始提供4g服务，参考国外先进运营商的2g发展生命周期，以及该运营商对2g/4g网络发展的定位，预计该省运营商2g网络将在20162018年期间进入衰退末期，如图1所示。3 2g需求分析及预测影响pdch（packet data channel，分组数据信道）承载速率的因素包括无线环境、用户数和行为、小区类型、信道类型、动态信道比例和业务类型。这些因素给提升pdch承载速率、提高资源利用效率带来挑战。其中，业务类型对pdch承载速率影响最大，应重点减少pdch信道被移动qq

5、等低速、小流量业务无效占用的情况。应对策略：根据业务、场景、用户动态分配资源；优化载波信道配置；引导市场策略。如表1所示，可通过预测的2g网承载总话务量（忙时语音话务量+忙时数据等效话务量）推算目标网所需pdch信道数，比对现网pdch信道数得出冗余pdch信道数，即可推出全网冗余载频数，此数据可作为下一章节gsm减站减配方案的参考。2018年至2020年，随着gsm网络负荷大大降低，从提升用户体验角度上看，可考虑关闭半速率、小包检测。4 gsm减站减配方案2017年至2020年预测该省运营商2g客户规模和客户占比快速下降，客户快速向4g迁移。同时，2g网承载话音及数据流量也将快速下降，2g网

6、络利用率也将呈现下降趋势（无线利用率=（忙时语音话务量+忙时数据等效话务量）/（总业务信道数×k）×100%）。但市场对gsm载频仍有一定的需求，如农村弱覆盖区域、新兴区域建筑、自然灾害造成的设备损坏、设备自然老化等。针对城区范围内的gsm容量站点，提出了gsm减站减配的方案，如图2所示。以某城市城区gsm基站为例。2016年5月该市城区gsm室外基站数1297个，载波24 532个。取2015年5月与2016年5月该市gsm基站数据业务量信息进行分析。载波数大于6的小区：1089个；近年内流量减少站点：1131个；站间距小于300 m站点：756个；忙时无线利用率小于70

7、%站点：598个；同时符合以上四项的站点数：173个。在mapinfo地图上以蓝色星型标记，如图3所示。4.1 案例1该市某区域基站分布图如图4所示。该区域内基站网络利用率均在60%以下，且位于密集市区，站距在300 m以内，可提出对该市a基站进行关站（注：该区域基站频率和参数需相应进行适当的调整），然后对周边基站如该市b、c、d基站进行利用率测试，若该市a基站关载频测试后利用率均在70%以下，则可将关掉的载频拆除，重新组合使用至其它新增覆盖区域。关站后周边基站当年及下一年无线网络利用率预测如表2所示。4.2 案例2该市某区域基站分布图如图5所示。该区域内基站网络利用率均在60%以下，位于密集

8、市区，站距在300 m以内，可提出对该市a基站进行关站（注：该区域基站频率和参数需相应进行适当的调整），然后对关站后周边基站如b、c、d、e基站进行无线网络利用率测试，如表3所示。由于该市a基站关站后，周边基站如该市b基站等，利用率将会超过70%，因此可将该市a基站进行减配载频测试，直至关载频测试后周边站点利用率在70%以内，则可将减配的载频拆除，重新组合使用至其它新增覆盖区域。关站后周边基站当年及下一年无线网络利用率预测如表4所示： 同理可对全省进行预测，得出可减配或关站站点数，以满足拆闲补盲需求。5 gsm频谱规划策略随着用户尤其是农村用户对高速移动数据业务的需求不断增长，频谱资源的缺乏日

9、益严峻，同时，4g的后期工程将重点考虑农村地区的广覆盖。在广大农村，gsm占据900 mhz重要频谱资源，lte 900m的覆盖半径接近lte 2.6g的3倍，相同覆盖下的站点数目相应减少50%左右，lte 900m的室内覆盖性能比2.6g优10 db以上。通过在gsm 900m频谱refarming建设lte，成为农村和乡镇4g建设的首选，既可以满足广覆盖的需求，又可以实现对频率资源的重复利用，提升频谱效率和数据吞吐量，提升用户满意度。refarming就是对gsm网络进行重新规划，从其频谱中分配一段新建lte网络，实现在不增加频谱资源的情况下快速从gsm升级fdd-lte网络，满足移动宽带

10、发展需求，提升用户业务感知度，同时保证对原gsm网络的影响最小。该运营商fdd牌照发放前，以gsm 900m上行频段为例（885 mhz909 mhz），建议优选自有频率实施宽带化，例如该省初期采用5 mhz带宽（889 mhz894 mhz）快速实现广覆盖，远期按需扩展至10 mhz（889 mhz899 mhz）。先期选择农村地区少量数据业务热点进行部署，快速实现；终端以cpe和mi-fi为主，资费策略与关键竞争对手看齐。农村基站载频配置一般小于城区，在考虑农村2g基站频率使用状况后，可根据实际情况拿出5 mhz或10 mhz频率用于gsm refarming的试验。如表5所示，rearm

11、ing的频率可使用900 mhz或1800 mhz：900 mhz传播特性更好，但受限于政策和终端，还不能使用手机接入；1800 mhz频率更丰富，但在农村的覆盖能力与td-lte的f频段基本相当，无优势。手机形式的低频段4g在牌照放开后对农村覆盖有优势，是今后力争的方向。地级市区：建议采用1800 mhz进行refarming，作为td-lte的容量的补充。采用“三明治”方案在拥有的1800 mhz频段中间，重整出5 mhz、10 mhz等频谱宽度给lte使用，两端的边缘频谱依然保留给gsm使用。其他市县县城：建议采用900 mhz进行refarming，根据900 mhz可用迁移频段带宽确

12、定使用带宽，利用900 mhz频率优势用作县城广覆盖和深度覆盖。乡镇农村：建议采用900 mhz进行refarming，利用900 mhz低频段进行广覆盖，低成本建设fdd-lte网络，达到与2g网络相同的覆盖效果。6 结论由本文分析可知，通过科学合理的gsm减站减配方案，既可以盘活存量、满足拆闲补盲需求，又可以做好gsm空闲频段分给4g并向fdd-lte升级的准备。将现有的2g网络部分频谱用于fdd-lte是未来移动通信网络发展的趋势，应尽早开始规划及试点工作，为将来的tdd/fdd混合组网及大规模发展做好技术储备。随着fdd-lte网络的部署对gsm所占用频段的重新规划和使用，gsm网络在

13、减站减配的过程中，应确保现网的通信质量和用户感知不会受到影响。参考文献：1 韩斌杰. gsm原理及其网络优化m. 北京： 机械工业出版社， 2001.2 戴美泰，吴志忠，邵世祥，等. gsm移动通信网络优化m. 北京： 人民邮电出版社， 2003.3 曾召华. gsm移动通信系统的网络优化理论与实践j. 西安科技学院报， 2002，22（3）： 301-305.4 杨永辉. edge+技术的农村无线宽带应用技术研究j. 无线互联科技， 2015（9）： 33-35.5 吴晓岩. “十三五”网络规划总体要求及发展环境分析r. 2015.6 海南省通信管理局、海南省互联网协会. 2014年海南省互联网发展状况报告r. 2014.7