数据业务和语音业务的平衡模型
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45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 C/I 5% C/I 100%
7
GPRS信道占比对话音的影响 信道占比对话音的影响
• 结论：根据这一仿真结果，我们知道了载干比 结论：根据这一仿真结果，我们知道了载干比C/I 变化与GPRS信道占用率之间确实存在着线性关系。 信道占用率之间确实存在着线性关系。 变化与 信道占用率之间确实存在着线性关系 在小区的GPRS信道满负荷时，载干比将有 信道满负荷时，载干比将有4dB以 在小区的 信道满负荷时 以 内的下降。 内的下降。
3
话音质量的衡量
• 为了衡量系统内的干扰水平，在话音通话过程中，一般采用误比特率 BER或误帧率FER的大小来进行衡量，通常使用其中更精细的误比特 率BER：
• 通过BER的误比特比例范围，系统可以定量地使用更加简便直观的0～ 7级RXQUALITY质量和相应载干比C/I来反映出话音质量，其对应关 系如下：
内部资料 注意保密
数据业务和语音业务的平衡模型
网络优化中心 2010年10月20日 2010年10月20日
1
研究背景
• 为了准确评估数据业务发展与网络质量的关系， 为制定合理的数据业务发展策略提供有效的网络 测试数据，集团网络部委托江苏、浙江、河北、 山东、广东省公司进行数据业务流量与网络质量 关系的深入研究。 • 本次青岛优化项目专题，讨论的就是在不同无线 环境下，语音业务和数据平衡模型，详细探讨了 青岛市区和郊区不同数据业务模型对话音网络质 量的影响。
5
数据业务和语音业务的平衡模型目录
1. 数据业务对话音的影响 GPRS信道占比对话音的影响 2. GPRS信道占比对话音的影响 3. PDCH信道的占比门限要求 PDCH信道的占比门限要求 4. 频率复用度对话音质量的影响 5. TCH信道占比对话音质量的影响 TCH信道占比对话音质量的影响 6. 发射功率和站间距对话音质量的影响CS−9 MCS−8 50
MCS−7
Throughput [kb/s per TS]
40
30
MCS−6
MCS−5 20 MCS−4 MCS−3 10 MCS−2 MCS−1
0
5
10
15
20 C/I [dB]
25
30
35
40
•
考虑到EGPRS的高编码比例，如果需要达到MCS7以上的水平，由上图可见要 求无线环境的载干比也要达到20dB。因此我们得到的市区20.12的载干比这一 衡量水平，对话音业务和EGPRS高编码业务都可以满足需要。
14
青岛市区PDCH占比门限要求 占比门限要求 青岛市区
4. 得到青岛市区PDCH信道占比门限要求
• 通过前面得到的青岛市区PDCH数据信道占比图，我们从下图中找到 了RXQUAL比率95%所对应的PDCH信道占比要求：30%。
15
PDCH信道占比门限要求 信道占比门限要求
• 结论 ：对青岛市区小区来说，只有平均分配的数 结论1：对青岛市区小区来说， 信道占比小于30%的使用率 ， 才能保证 的使用率， 据 PDCH信道占比小于 信道占比小于 的使用率 该小区的下行无线载干比在20.12dB以上，保证良 以上， 该小区的下行无线载干比在 以上 好的话音质量（ 95%质量要求 ） 和数据业务高编 好的话音质量 （ 质量要求） 质量要求 码方式（ 码方式（MCS7~MCS9）的无线要求。 ）的无线要求。 • 结论2：对青岛郊区小区来说，只有平均分配的数 结论 ：对青岛郊区小区来说， 信道占比小于34%的使用率 ， 才能保证 的使用率， 据 PDCH信道占比小于 信道占比小于 的使用率 该小区的下行无线载干比在20.2dB以上 ， 保证良 以上， 该小区的下行无线载干比在 以上 好的话音质量（ 质量要求） 好的话音质量 （ 95%质量要求 ） 和数据业务高编 质量要求 码方式（ 码方式（MCS7~MCS9）的无线要求。 ）的无线要求。
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青岛市区PDCH占比门限要求 占比门限要求 青岛市区
1. 描绘现网一周早晚忙时RXQUAL质量与PDCH占 比关系图
市区小区PDCH信道占比 Vs C/I Log. (市区小区PDCH信道占比 Vs C/I)
0.74 0.73 0.72 0.71 0.70 0.69 0.68 0.67 0.66 0.65 0.64 0.63 0.62 0.61 0.60 20.00% 21.00% 22.00% 23.00% 24.00% 25.00% 26.00% 27.00% 28.00%
（4） （5） （6）
C qr = I 6
• 根据式（1）得到，载干比C/I与复用簇中的基站数N的关系为： •
C ( 3N ) r = I 6
（7）
• 从上式可以推论：每簇中小区数目越多，载干比C/I越大，网络质量越 好，但频率利用率越低。
20
PDCH信道占比门限要求 信道占比门限要求
BSC 指配 数 900 592 789 777 618 468 612 612 641 732 869 832 534 613 322 763 555 535 775 678 707 625 699 710 607 729 643 763 934 频率 数 900 94 94 94 94 93 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 93 93 94 93 93 94 小区 数 900 108 136 126 100 76 97 96 100 113 134 128 82 94 48 112 80 77 111 96 100 87 96 98 82 97 86 102 123 复用度 900 17.15 16.2 15.24 15.21 15.1 14.9 14.75 14.66 14.51 14.49 14.46 14.43 14.41 14.01 13.8 13.55 13.53 13.46 13.31 13.3 13.08 12.91 12.84 12.56 12.51 12.44 12.4 12.38 14.08 900载波 数 指配 数 1800 60 214 229 118 144 155 204 166 158 309 300 208 336 215 325 164 302 300 261 289 295 286 68 223 306 216 457 192 频率 数 1800 43 91 93 62 84 88 99 91 88 102 110 102 105 92 108 93 109 100 110 101 114 90 48 98 109 93 125 90 小区 数 1800 12 36 38 18 21 25 29 25 27 43 51 37 52 24 48 22 39 41 35 30 37 34 11 33 38 27 55 31 复用 度 1800 8.6 15.3 1 15.4 3 9.46 12.2 5 14.1 9 14.0 7 13.7 15.0 4 14.1 9 18.7 18.1 4 16.2 5 10.2 7 15.9 5 12.4 8 14.0 8 13.6 7 14.7 5 10.4 8 14.3 10.7 7.76 14.5 13.5 4 11.63 15.0 4 14.5 3 1800载波 数
6
GPRS信道占比对话音的影响 信道占比对话音的影响
• GPRS主要的应用是CMNET和CMWAP应用，从业务量方向来看，通 常下行吞吐量要远高于上行，这样我们可以采用实验室中的一个简单 的中等规模市区仿真模型得到C/I及R和GPRS负荷之间的关系、GPRS 负荷和传输错误率之间的关系。下图为小区的PDCH信道占比负荷分 别在5%和100%的情况下，随着距离基站的变化，其相应的载干比变 化趋势：
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青岛市区PDCH占比门限要求 占比门限要求 青岛市区
2. 扩展全比例PDCH占比图
DL RXQUAL=0.668+0.009455*( PDCH占比－21.65)
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青岛市区PDCH占比门限要求 占比门限要求 青岛市区
2. 扩展全比例PDCH占比图
• 根据上页的PDCH信道占比与话音质量RXQUAL的对比图，我们对比 验证上周的仿真实验结果，可以得到： • 当PDCH信道占比为0%时，RXQUAL在0.4左右，对应的C/I为： • 23－0.4*（23－19）＝21.4； • 当PDCH信道占比为100%时，RXQUAL在1.4左右，对应的C/I为： • 19－0.4*（19－17）＝18.2； • 这样，青岛市区实际的PDCH信道占比，对话音质量的最大影响 这样，青岛市区实际的 信道占比， 信道占比 (100%PDCH占比 为21.4－18.2＝3.2dB 占比)为 占比 － ＝
4
数据业务对话音质量产生的影响
• 对于GPRS/EGPRS系统来说，PDCH分配后，不像话音有通话与不连 续发射之分，PDCH信道会时时刻刻被占用，而且GPRS/EGPRS下行 没有功控，基站始终在PDCH上满功率发射。这样的结果就会导致下 行方向产生的干扰比纯话音业务时要大，从而相应影响了原来纯话音 业务的网络质量和容量.
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数据业务和语音业务的平衡模型目录
1. 数据业务对话音的影响 GPRS信道占比对话音的影响 2. GPRS信道占比对话音的影响 3. PDCH信道的占比门限要求 PDCH信道的占比门限要求 4. 频率复用度对话音质量的影响 5. TCH信道占比对话音质量的影响 TCH信道占比对话音质量的影响 6. 发射功率和站间距对话音质量的影响
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频率复用度对话音质量的影响
• 如果同频小区与服务小区同时工作，则在中心服务小区内的手机既收 到本小区基站发射的有用信号，又收到同频小区的干扰信号。那么小 区的同频载干比（C/I）可表示为： •
C = I C
k
（2）
k
∑I
i =1
• 式中 I k为第k个干扰信号。上式也可表达为：
•
（3）
• 式中 qk是第k个同频干扰小区的同频干扰衰减因子，r 是实际地形环境 确定的路径损耗斜率，移动环境中路径损耗斜率取值r ＝3～5。
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频率复用度对话音质量的影响
• 假设所有基站的覆盖半径相同，小区覆盖半径为R，同频复用距离为D， f1为复用频率。下图为基站同频复用示意：
• 复用距离D、小区半径R、每个频率复用簇的小区数N之间满足下列关 系： （1），其中，i和j为正整数，q为同频干扰衰减因子。 对于每个基站包含3个小区的定向小区网络，N的实际物理意义为频率 复用簇中的基站数目。
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数据业务和语音业务的平衡模型目录
1. 数据业务对话音的影响 GPRS信道占比对话音的影响 2. GPRS信道占比对话音的影响 3. PDCH信道的占比门限要求 PDCH信道的占比门限要求 4. 频率复用度对话音质量的影响 5. TCH信道占比对话音质量的影响 TCH信道占比对话音质量的影响 6. 发射功率和站间距对话音质量的影响
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青岛市区PDCH占比门限要求 占比门限要求 青岛市区
3. 青岛市区的下行RXQUAL与其百分比率的对应关系
• 由上图，我们找到市区95%话音质量对应的纵轴0～7级质量对应点， 在RXQUAL=0.72左右，其对应的载干比C/I为：23－0.72*(23－19)＝ 20.12；
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青岛市区PDCH占比门限要求 青岛市区 占比门限要求
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数据业务和语音业务的平衡模型目录
1. 数据业务对话音的影响 GPRS信道占比对话音的影响 2. GPRS信道占比对话音的影响 3. PDCH信道的占比门限要求 PDCH信道的占比门限要求 4. 频率复用度对话音质量的影响 5. TCH信道占比对话音质量的影响 TCH信道占比对话音质量的影响 6. 发射功率和站间距对话音质量的影响
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频率复用度对话音质量的影响
• 对青岛移动GSM网络来说，网络使用对称的六边型模型，可以仅考虑 相邻最近6个同频小区，第二层同频小区所增加的干扰值小于1dB而忽 略不计。若6个同频复用小区到服务小区的无线传播环境相同，则： • • •
C 1 = −r I 6q C q = (6 × ) r I
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GPRS信道占比对话音的影响 信道占比对话音的影响
• 结论：根据这一仿真结果，我们知道了载干比 结论：根据这一仿真结果，我们知道了载干比C/I 变化与GPRS信道占用率之间确实存在着线性关系。 信道占用率之间确实存在着线性关系。 变化与 信道占用率之间确实存在着线性关系 在小区的GPRS信道满负荷时，载干比将有 信道满负荷时，载干比将有4dB以 在小区的 信道满负荷时 以 内的下降。 内的下降。
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话音质量的衡量
• 为了衡量系统内的干扰水平，在话音通话过程中，一般采用误比特率 BER或误帧率FER的大小来进行衡量，通常使用其中更精细的误比特 率BER：
• 通过BER的误比特比例范围，系统可以定量地使用更加简便直观的0～ 7级RXQUALITY质量和相应载干比C/I来反映出话音质量，其对应关 系如下：
内部资料 注意保密
数据业务和语音业务的平衡模型
网络优化中心 2010年10月20日 2010年10月20日
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研究背景
• 为了准确评估数据业务发展与网络质量的关系， 为制定合理的数据业务发展策略提供有效的网络 测试数据，集团网络部委托江苏、浙江、河北、 山东、广东省公司进行数据业务流量与网络质量 关系的深入研究。 • 本次青岛优化项目专题，讨论的就是在不同无线 环境下，语音业务和数据平衡模型，详细探讨了 青岛市区和郊区不同数据业务模型对话音网络质 量的影响。
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数据业务和语音业务的平衡模型目录
1. 数据业务对话音的影响 GPRS信道占比对话音的影响 2. GPRS信道占比对话音的影响 3. PDCH信道的占比门限要求 PDCH信道的占比门限要求 4. 频率复用度对话音质量的影响 5. TCH信道占比对话音质量的影响 TCH信道占比对话音质量的影响 6. 发射功率和站间距对话音质量的影响CS−9 MCS−8 50
MCS−7
Throughput [kb/s per TS]
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MCS−6
MCS−5 20 MCS−4 MCS−3 10 MCS−2 MCS−1
0
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20 C/I [dB]
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考虑到EGPRS的高编码比例，如果需要达到MCS7以上的水平，由上图可见要 求无线环境的载干比也要达到20dB。因此我们得到的市区20.12的载干比这一 衡量水平，对话音业务和EGPRS高编码业务都可以满足需要。
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青岛市区PDCH占比门限要求 占比门限要求 青岛市区
4. 得到青岛市区PDCH信道占比门限要求
• 通过前面得到的青岛市区PDCH数据信道占比图，我们从下图中找到 了RXQUAL比率95%所对应的PDCH信道占比要求：30%。
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PDCH信道占比门限要求 信道占比门限要求
• 结论 ：对青岛市区小区来说，只有平均分配的数 结论1：对青岛市区小区来说， 信道占比小于30%的使用率 ， 才能保证 的使用率， 据 PDCH信道占比小于 信道占比小于 的使用率 该小区的下行无线载干比在20.12dB以上，保证良 以上， 该小区的下行无线载干比在 以上 好的话音质量（ 95%质量要求 ） 和数据业务高编 好的话音质量 （ 质量要求） 质量要求 码方式（ 码方式（MCS7~MCS9）的无线要求。 ）的无线要求。 • 结论2：对青岛郊区小区来说，只有平均分配的数 结论 ：对青岛郊区小区来说， 信道占比小于34%的使用率 ， 才能保证 的使用率， 据 PDCH信道占比小于 信道占比小于 的使用率 该小区的下行无线载干比在20.2dB以上 ， 保证良 以上， 该小区的下行无线载干比在 以上 好的话音质量（ 质量要求） 好的话音质量 （ 95%质量要求 ） 和数据业务高编 质量要求 码方式（ 码方式（MCS7~MCS9）的无线要求。 ）的无线要求。
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青岛市区PDCH占比门限要求 占比门限要求 青岛市区
1. 描绘现网一周早晚忙时RXQUAL质量与PDCH占 比关系图
市区小区PDCH信道占比 Vs C/I Log. (市区小区PDCH信道占比 Vs C/I)
0.74 0.73 0.72 0.71 0.70 0.69 0.68 0.67 0.66 0.65 0.64 0.63 0.62 0.61 0.60 20.00% 21.00% 22.00% 23.00% 24.00% 25.00% 26.00% 27.00% 28.00%
（4） （5） （6）
C qr = I 6
• 根据式（1）得到，载干比C/I与复用簇中的基站数N的关系为： •
C ( 3N ) r = I 6
（7）
• 从上式可以推论：每簇中小区数目越多，载干比C/I越大，网络质量越 好，但频率利用率越低。
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PDCH信道占比门限要求 信道占比门限要求
BSC 指配 数 900 592 789 777 618 468 612 612 641 732 869 832 534 613 322 763 555 535 775 678 707 625 699 710 607 729 643 763 934 频率 数 900 94 94 94 94 93 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 93 93 94 93 93 94 小区 数 900 108 136 126 100 76 97 96 100 113 134 128 82 94 48 112 80 77 111 96 100 87 96 98 82 97 86 102 123 复用度 900 17.15 16.2 15.24 15.21 15.1 14.9 14.75 14.66 14.51 14.49 14.46 14.43 14.41 14.01 13.8 13.55 13.53 13.46 13.31 13.3 13.08 12.91 12.84 12.56 12.51 12.44 12.4 12.38 14.08 900载波 数 指配 数 1800 60 214 229 118 144 155 204 166 158 309 300 208 336 215 325 164 302 300 261 289 295 286 68 223 306 216 457 192 频率 数 1800 43 91 93 62 84 88 99 91 88 102 110 102 105 92 108 93 109 100 110 101 114 90 48 98 109 93 125 90 小区 数 1800 12 36 38 18 21 25 29 25 27 43 51 37 52 24 48 22 39 41 35 30 37 34 11 33 38 27 55 31 复用 度 1800 8.6 15.3 1 15.4 3 9.46 12.2 5 14.1 9 14.0 7 13.7 15.0 4 14.1 9 18.7 18.1 4 16.2 5 10.2 7 15.9 5 12.4 8 14.0 8 13.6 7 14.7 5 10.4 8 14.3 10.7 7.76 14.5 13.5 4 11.63 15.0 4 14.5 3 1800载波 数
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GPRS信道占比对话音的影响 信道占比对话音的影响
• GPRS主要的应用是CMNET和CMWAP应用，从业务量方向来看，通 常下行吞吐量要远高于上行，这样我们可以采用实验室中的一个简单 的中等规模市区仿真模型得到C/I及R和GPRS负荷之间的关系、GPRS 负荷和传输错误率之间的关系。下图为小区的PDCH信道占比负荷分 别在5%和100%的情况下，随着距离基站的变化，其相应的载干比变 化趋势：
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青岛市区PDCH占比门限要求 占比门限要求 青岛市区
2. 扩展全比例PDCH占比图
DL RXQUAL=0.668+0.009455*( PDCH占比－21.65)
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青岛市区PDCH占比门限要求 占比门限要求 青岛市区
2. 扩展全比例PDCH占比图
• 根据上页的PDCH信道占比与话音质量RXQUAL的对比图，我们对比 验证上周的仿真实验结果，可以得到： • 当PDCH信道占比为0%时，RXQUAL在0.4左右，对应的C/I为： • 23－0.4*（23－19）＝21.4； • 当PDCH信道占比为100%时，RXQUAL在1.4左右，对应的C/I为： • 19－0.4*（19－17）＝18.2； • 这样，青岛市区实际的PDCH信道占比，对话音质量的最大影响 这样，青岛市区实际的 信道占比， 信道占比 (100%PDCH占比 为21.4－18.2＝3.2dB 占比)为 占比 － ＝
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数据业务对话音质量产生的影响
• 对于GPRS/EGPRS系统来说，PDCH分配后，不像话音有通话与不连 续发射之分，PDCH信道会时时刻刻被占用，而且GPRS/EGPRS下行 没有功控，基站始终在PDCH上满功率发射。这样的结果就会导致下 行方向产生的干扰比纯话音业务时要大，从而相应影响了原来纯话音 业务的网络质量和容量.
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数据业务和语音业务的平衡模型目录
1. 数据业务对话音的影响 GPRS信道占比对话音的影响 2. GPRS信道占比对话音的影响 3. PDCH信道的占比门限要求 PDCH信道的占比门限要求 4. 频率复用度对话音质量的影响 5. TCH信道占比对话音质量的影响 TCH信道占比对话音质量的影响 6. 发射功率和站间距对话音质量的影响
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频率复用度对话音质量的影响
• 如果同频小区与服务小区同时工作，则在中心服务小区内的手机既收 到本小区基站发射的有用信号，又收到同频小区的干扰信号。那么小 区的同频载干比（C/I）可表示为： •
C = I C
k
（2）
k
∑I
i =1
• 式中 I k为第k个干扰信号。上式也可表达为：
•
（3）
• 式中 qk是第k个同频干扰小区的同频干扰衰减因子，r 是实际地形环境 确定的路径损耗斜率，移动环境中路径损耗斜率取值r ＝3～5。
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频率复用度对话音质量的影响
• 假设所有基站的覆盖半径相同，小区覆盖半径为R，同频复用距离为D， f1为复用频率。下图为基站同频复用示意：
• 复用距离D、小区半径R、每个频率复用簇的小区数N之间满足下列关 系： （1），其中，i和j为正整数，q为同频干扰衰减因子。 对于每个基站包含3个小区的定向小区网络，N的实际物理意义为频率 复用簇中的基站数目。
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数据业务和语音业务的平衡模型目录
1. 数据业务对话音的影响 GPRS信道占比对话音的影响 2. GPRS信道占比对话音的影响 3. PDCH信道的占比门限要求 PDCH信道的占比门限要求 4. 频率复用度对话音质量的影响 5. TCH信道占比对话音质量的影响 TCH信道占比对话音质量的影响 6. 发射功率和站间距对话音质量的影响
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青岛市区PDCH占比门限要求 占比门限要求 青岛市区
3. 青岛市区的下行RXQUAL与其百分比率的对应关系
• 由上图，我们找到市区95%话音质量对应的纵轴0～7级质量对应点， 在RXQUAL=0.72左右，其对应的载干比C/I为：23－0.72*(23－19)＝ 20.12；
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青岛市区PDCH占比门限要求 青岛市区 占比门限要求
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数据业务和语音业务的平衡模型目录
1. 数据业务对话音的影响 GPRS信道占比对话音的影响 2. GPRS信道占比对话音的影响 3. PDCH信道的占比门限要求 PDCH信道的占比门限要求 4. 频率复用度对话音质量的影响 5. TCH信道占比对话音质量的影响 TCH信道占比对话音质量的影响 6. 发射功率和站间距对话音质量的影响
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频率复用度对话音质量的影响
• 对青岛移动GSM网络来说，网络使用对称的六边型模型，可以仅考虑 相邻最近6个同频小区，第二层同频小区所增加的干扰值小于1dB而忽 略不计。若6个同频复用小区到服务小区的无线传播环境相同，则： • • •
C 1 = −r I 6q C q = (6 × ) r I
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