基于基站发射功率调整的GSM网络话务均衡.pdf

基于基站发射功率调整的GSM 网络话务均衡 摘 要：本文利用优化配置GSM 移动通信网络中基站发射功率的方法，对小区话务进行有 效的均衡。建立了满足覆盖区域中不产生盲区的约束条件下，通过调整高话务、高拥塞小区 的覆盖范围，小区转移部分话务，使相邻小区每线话务量相差较小的约束优化模型，达到各 小区所承担的话务量基本均衡的目的。应用这种方法的数值试验显示该方法是有效的。 关键词：发射功率；覆盖区域；盲区；话务均衡 中图分类号：TN929.5 1. 引言 随着GSM 网络规模的扩大，无线网络中一些问题显露出来，特别是无线信道话务负荷 的不均衡表现得尤为明显，全网的信道利用率不高,一般不超过理论话务量的30 % 。这种不 均衡主要表现在两个方面：一方面，GSM 系统话务分布表现为区域间的极度不平衡；另一 方面，在同一区域表现为不同小区间的不均衡，同时也表现为不同时间的不平衡性。话务不 均衡问题带来相当多地区的设备和载频闲置、浪费，同时又有较多地区的载频紧张、话务阻 塞率和掉话率较高。通过话务均衡可以提高接通率, 减少由于话务不均引起的阻塞、掉话， 使通信质量进一步改善；同时，话务均衡还可以保持较高的设备利用率，发挥更大的经济效 益,增加运营商的竞争力。 话务均衡是指处在同一区域的不同基站的无线信道资源应根据话务和覆盖的需求进行 配置，使无线信道的负荷大致相当，降低网络拥塞，提高无线信道利用率[1] 。传统实现话务 均衡的主要方法有切换参数调整、发射功率调整、最小接入电平调整、小区重选参数调整、 增开半速率等。 小区间切换的信号强调偏置参数 Koffset 是通过分别设置正偏置 KoffsetP 和负偏置 KoffsetN 控制手机终端在相邻小区之间的切换难易程度，从而达到话务均衡的目的[2] 。降低 小区发射功率也可以通过缩小覆盖区域降低小区拥塞，但是带来的新的问题是覆盖盲区。与 调整小区发射功率同样道理，利用允许接入最小电平参数ACCMIN 也可以设置无线覆盖范 围，同样也需要考虑盲区的问题。调整小区重选参数CRO，通过改变小区的C1 和C2 值， 进而改变小区重选和服务小区的驻留条件，达到疏导话务的目的[3,4] 。开通半速率的方法是 通过降低传输速率，将信道一分为二，从而可以承载更多的话务量，减少了话务信道拥塞率， [5] 提高了呼叫成功率和切换成功率 。 然而，这些方法的共同缺陷就是只以某一个高话务、高拥塞的小区为调整对象，将一个 小区作为封闭系统进行调整，缺少局部多个相邻小区之间的互相协调，无法在更广泛的空间 中转移话务。另外，传统的话务均衡方法只是在小区级的范围内进行均衡，但是由于可用信 道数可能相差过大，每个信道上承载的话务量依然不平衡，仍然没有充分利用可用信道，提 高信道利用率，所以应把相邻小区每线话务量的均衡作为话务均衡的目标。 本文提出的“基于基站发射功率调整的GSM 网络话务均衡”针对话务量和小区承载能力 （可用信道数）对小区业务量的影响，以每线话务量为基础，采用均衡主小区（高话务小区） 和其周围邻小区每线话务量的思想，缩小主小区覆盖半径，同时根据主小区减小的覆盖区域 中各点在满足最小接收场强的条件下所需邻小区基站发射功率的变化值来决定邻区扩大的 -1- 覆盖半径，从而防止出现覆盖漏洞造成的通信盲区。对于小区覆盖半径的调节，基于用路测 数据修正的路径损耗修正公式以及天线增益，以调整的覆盖半径和最小接收场强为输入量， 计算得到所需的输出量，即发射功率。从而达到通过改变发射功率，调整小区覆盖半径，使 一些话务转移到相邻小区的目的。 本文的内容安排如下：第2部分介绍发射功率调整策略的原理示意；第3部分详细介绍本 文的核心内容——基站发射功率调整策略；第4部分介绍该策略中涉及到的一些关键技术； 第5部分给出应用该策略所收集的数据，从而证明其有效性；最后部分对本文的策略做一个 总结和介绍下一步的研究。 2. 基站发射功率调整的原理示意 2.1 模型输入输出 图1 算法输入、输出 其中模型输入中小区话务统计数据包括单位时间内的总话务量E、单位时间内的拥塞率 C、单位时间内每信道话务量q 等；小区配置参数信息包括基站海拔Hg 、基站天线高度Hs 、 天线水平方向角度α、天线下倾角φ、基站发射功率P 、最小接入电平W 、