GSM同心圆小区分析应用

GSM同心圆小区应用分析
---唐山分公司网优中心郝春霞
1 同心圆小区功能与原理
同心圆技术是新近发展的一门新技术，引入同心圆小区这个概念，是为了在话务量不断增涨和频率资源有限的情况下，减少频率复用距离，降低频率干扰，扩大网络容量而产生的。

它是将通常的小区分为两层：核心层和覆盖层（即：Overlaid Subcell上层子小区和Underlaid Subcell下层子小区），其覆盖层的覆盖范围为传统的蜂窝小区，核心层的覆盖范围则主要集中在基站附近。

同心圆技术主要用来处理这样一种话务模型，大量的用户集中在基站附近。

在同心圆技术中，内外层的频率复用系数一般可以不相同，覆盖层一般使用传统的４／１２（４×３）复用方式，核心层可以使用更为紧密的复用方式，如３×３方式。

一般核心层的发射功率要低于覆盖层，从而降低了干扰，其内外层之间的切换可以基于功率和干扰两种方式，这样可以达到降低掉话率的目的，同时还可以提高系统容量。

图1 在小区A和B边界的手机使用f4频率会存在同频干扰
图2 把f4放在CELLA的OL子小区上，邻小区CELLB可使用同频f4
Overlaid Subcell上层子小区，承担基站附近的话务量，话务量较高，需要较小的发射功率，小区间相互干扰较小，频点复用更加紧密，主要解决话务。

Underlaid Subcell下层子小区，承担外层的话务量，话务量较少，需要较大的发射功率，小区间相互干扰较大，频点复用稀疏，主要解决覆盖。

同心圆小区有两个子小区，但只存在一个BCCH（UL 或 OL），考虑用户的移动性，所以子小区之间转换是必不可少的。

下面介绍一下子小区之间的转换原则。

1.1 子小区负荷分配－INACTIVE
From UL to OL
从UL子小区切到OL子小区，下行的路径损耗L、过滤后的TA以及服务小区和临小区的信号强度差异SS(s) - SS(n) 要满足下列条件：
图3 子小区转换
From OL to UL
从UL 子小区切到OL 子小区，下行的路径损耗L 、过滤后的TA 以及服务小区和临小区的信号强度差异SS(s) - SS(n) 要满足下列条件：
其中路径损耗
1.2子小区负荷分配－ACTIVE
在SCLD功能激活的情况下，每当有信道分配和释放时都会对激活该功能的小区进行评估。

UL子小区的IDLE_TCH百分比小于等于SCLDLL时，将请求UL到OL的子小区转换（HSCSD的主信道和动态的信道都认为是BUSY_TCH，专用PDCH信道被认为是BUSY_TCH，动态PDCH信道则根据GPRSPRIO参数的设置来决定是IDLE或BUSY，现网GPRSPRIO设置为3，即认为在子小区负荷分担算法中动态PDCH是IDLE_TCH）
From UL to OL
同时要满足以下三个条件，将请求UL到OL的子小区转换
在该小区内将有N个MS被尝试移走(UL->OL)，先选择路径损耗L最小的MS N=
注：BSC尝试移动的MS数最多不能超过3个，是为了保证网络的稳定From OL to UL
满足下列其中一个条件时，将请求OL到UL的子小区转换
在该小区内将有N个MS被尝试移走（OL->UL），先选择移走路径损耗最大的MS ,这时没有路径损耗L和TA的限制
N=
图3 子小区负荷分配
当激活子小区负荷分配（SCLD）时，
∙指派只发生在UL子小区上，OL子小区不用配置SDCCH，只配置话音信道就可以
∙全速率信道和半速率信道都可以因SCLD而移动
∙HSCSD的连接始终留在UL子小区上，不会被因SCLD移走
∙因SCLD发生子小区转换时，不考虑TINIT参数
∙GPRS信道只分配在UL子小区上
1.3 切换和指派其他小区
同站不同小区（CS=YES）的UL和OL，UL和UL，OL和OL 之间，可以切换和指派其他小区。

UL
OL OL
UL
不同站小区（CS=NO）的UL和UL，UL和OL 之间，可以切换和指派其他小区。

UL
OL
UL
OL
切换和指派其他小区只发生在UL子小区之间。

1.4 相关参数指令
2 测试小区的选择
选择小区的考虑：
1．市区站间距小，小区配置大，频率调整难度大2．现网的频率规划存在同频邻频干扰
3．DT测试信号质量较差
依据上述原则，我们选择了频率规划中存在同频干扰并且下行质量较差的小区作为测试对象，如上图所示分别为：TSG038B、TSGB19B和TSGB46B。

3 测试小区参数设置
BSC级参数设置：
GPRSPRIO: 从3改为7。

OL/UL主要参数设置：
频率分配情况：
TCH发射功率：
4 相关指令
RLSTC:CELL=TSG038B,STATE=HALTED;
RLDSI:CELL= TSG038B;
RLDGI:CELL= TSG038B,CHGR=1,SCTYPE=OL;
RLCFE:CELL= TSG038B,DCHNO=13&62,CHGR=0;
RLCFI:CELL= TSG038B,DCHNO=13&62,CHGR=1;
RLCHC:CELL= TSG038B,HOP=ON,CHGR=1;
RLLLC:CELL= TSG038B,SCLD=ON,SCLDUL=40,SCLDLL=30;
RLOLC:CELL= TSG038B,LOL=125,LOLHYST=3,TAOL=2;
RLHPC:CELL= TSG038B,CHAP=6;
RLLOC:CELL= TSG038B,BSTXPWR=49,SCTYPE=OL;
RLCPC:CELL= TSG038B,MSTXPWR=33,BSPWRT=39,SCTYPE=OL;
RXTCI:CELL= TSG038B,MO=RXOTG-172,CHGR=1;
RLSTC:CELL= TSG038B,STATE=ACTIVE;
RLSTC:CELL= TSG038B,STATE=HALTED,CHGR=1;
RXTCE:MO=RXOTG-172,CELL= TSG038B,CHGR=1;
RLDGE:CELL= TSG038B,CHGR=1;
RLLLC:CELL= TSG038B,SCLD=OFF;
RLDSE:CELL= TSG038B;
RLHPC:CELL= TSG038B,CHAP=1;
RLCFI:CELL= TSG038B,DCHNO=13&62;
5 测试结果
5.1统计对比
通过统计主要看这三个小区的掉话情况。

从这几个小区的掉话统计来看，在做了同心圆小区之后掉话均得到了不同程度的改善，话务掉话比都较之前有了很大的提升。

注：在打开同心圆小区功能之后，OL子小区的话务量和掉话数是与UL子小区分开计数的，因此话务量和掉话数都是两个子小区计数值之和，如上表所示。

5.2MRR统计对比
通过分析同心圆小区修改前后的MRR测量结果，我们可以得到几个测试小区的下行质量分布的变化情况，如下图所示：
从上图可以看出，TSG038B和TSGB19B下行质量得到了明显的改善，其中RxQual0的比例从之前的63%提高到了85%，话音质量得到了很好的改善。

而TSGB46B小区的下行质量变化不是很大，主要原因应该是OL子小区中配置的频率并不是造成该小区干扰的频率。

5.3DT测试对比
做同心圆小区之前信号质量分布
做同心圆小区之后信号质量分布
从打开同心圆小区前后的路测信号质量分布图来看，在打开同心圆小区功能之后，测试小区的话音质量明显变好，同邻频干扰得到了有效的控制。

通过STS统计、MRR测量以及DT测试的对比结果分析，我们可以很明显的看到同心圆小区开通对网络性能带来的好处，掉话数有所下降，话音质量得到了较大改善。

因此，在频率复用非常紧凑的区域使用UL/OL同心圆小区功能对降低同邻频干扰是非常有效的。