PHS优化浅析

 PHS优化浅析
 ---谭增杰
 
 截止2007年7月底，中国PHS用户已达到9055万，相对于2006年底的9112万有所下降，面对这样的形势压力，给PHS网络运营质量提出了巨大的挑战。用户数的不再增加证明小灵通市场的可能已达饱，城市规划和城市建设使原有PHS网络的覆盖情况也发生改变，这就需要紧随环境的变化以及业务量的改变来及时对PHS网络进行优化，以保证网络的通信质量，为用户提供满意的服务，保存PHS用户的存量。目前必须把PHS网络优化作为PHS工作的重点。
 
     1 PHS网络优化在不同发展阶段的重点

   　PHS网络优化是保证PHS网络质量的关键，网络优化工作一直贯穿于网络的建设、运行之中。PHS网络优化的内容涉及对基站覆盖区域的分析、小区容量的考虑、切换频繁程度和切换成功率的兼顾、寻呼区的设置、频率干扰的解决、精确同步的实现等。网络优化要达到以最少的资源实现最优的运行质量。
     在网络的发展阶段，除了要尽量弥补盲区外，还要关注切换频繁、掉话和接通率等问题，这些问题反映了用户使用PHS业务时的直观感受。目前，比较普遍的做法是通过话务统计数据和路测发现问题，话务数据的分析可以得到网络的整体性能及各个设备的运行指标，这些指标是评估网络、发现问题、确定网优区域的基础；路测主要是考察基站的位置、场强的分布、信号强度及质量，通过CQT(callQualityTest)等手段正确定位掉话、切换等事件发生的主要原因。

     当用户规模发展到一定程度，话务量趋于饱和的时候，网络的质量受到一定影响，呼损率和掉话率升高，用户的投诉也会增加，这时需要扩充网络容量。在扩容之前，优化人员首先要做好热点话务的分析，清晰地了解现有话务量，对将来一段时期的话务量作充分的估测。扩容以后的网络优化工作应以全面的网优为重点。
 在不同的发展阶段，PHS网络优化工作都需要综合运用各种网优手段分析解决问题。
 
     2 PHS网络覆盖优化的解决方案

    （1）增加基站
     在建筑物内通过增加小功率基站，对室内盲区进行覆盖。这种方式既解决了覆盖问题，又解决了容量问题，但对于大型建筑需要增加大量基站，增加了切换和掉话，而且无法解决电梯等特殊场合的覆盖问题，造价高。这种方式适用于话务量较高、面积不大的地区。
    (2)采用特殊天线
     针对不同的地形和覆盖要求，可以利用特殊的天线(方向角小、增益高的定向天线)对建筑物进行覆盖，以改善室内信号质量，一般可以改善5-6dB。这种方式投资少、施工简单，减少了切换，但无法增加系统容量，无法解决室内盲区的问题，而且影响原来基站的覆盖。这种方式适用于基站较密、信号电平较弱的低层建筑。
    (3)采用双向塔顶放大器
     安装大功率的塔顶放大器(0.5w、2w，)，可以提高室内信号的电平，一般可以提高7-10dB。这种方式投资少、施工简单，减少了切换，但无法增加系统容量，无法解决室内盲区的问题，扩大了基站的覆盖范围，造成系统干扰。
    (4)采用直放站
     这种方式施工简单、投资少、布点灵活方便，但覆盖范围小，只能满足一个客户的需要，适用于用户少、面积小的地区。
    (5)采用信号分布系统
 信号分布系统是通过馈线、干线放大器、耦合器、功分器、分布天线等一系列的设备和器件把基站信号分布到特定的区域，以达到理想的覆盖。
 (6)PHS网络优化中寻呼区设置的原则
 寻呼区是由一组基站覆盖的区域组成，该区域中的基站有相同的寻呼区编号。网络侧会登记PS所处的寻呼区，当PS被叫时，网络侧会令该PS所处的寻呼区内的所有CS发送寻呼消息。综合考虑PHS网络的处理能力和网络资源利用率，PHS网络每小时最大寻呼次数设计在5000次(中兴和朗讯的PHS网络)到8000次(UT斯达康的PHS网络)，所以寻呼区的设计要考虑到业务量的大小，不能设计的太大；
 
 而寻呼区太小会造成PS频繁进行越区位置登记，位置登记要占用CCH和TCH，这样相对的减少了无线资源，降低了其它PS切换成功的可能性。所以要综合考虑这两方面因素来合理的设计寻呼区的大小。在进行寻呼区的优化时，可以从以下几个方面入手：首先寻呼区的边界要尽量选在话务密度较低的地区，避开十字路口、主干道等用户密度大和用户频繁流动的场所；其次寻呼区不宜为狭长状，最好是接近正六边形，这样可以减少越区位置登记的概率；最后由于寻呼区的边界区对被叫PS来说服务质量较差，所以要避免落在需要高服务质量的单位，如政府机关和管理部门等。
 (7)PHS网络优化中的基站同步
 基站同步是PHS系统中的一个关键问题，由于PHS采用TDD的双工方式，所以如果基站不同步，会造成基站间CCH时隙的错位，出现控制信道的同频干扰，严重影响基站的正常工作。基站间同步精度要求基站间时差不超过31.2μs，超过该值则认为基站已失步，该基站将会对其他邻近的基站造成频率干扰。PHS的同步包括GPS同步和PSC同步。
 
 GPS同步的目的是对无线帧相位的修正，PSC的同步则是通过线路时钟，对已经取得统一同步起点的无线帧的相位进行控制与维持。为保证GPS同步效果，建议一般情况下每个Master基站带40个左右的Slave基站，在高密度区可以增加到50-60个Slave基站。在低密度区内可以只设置一个Master基站，在高密度区内为了提高系统的抗灾变能力，建议增加一个Master基站作为备份。

     PHS典型覆盖区域优化的方法

 PHS网络的优化根据覆盖区域类型可以划分为室外密集话务区的优化、室外稀疏话务区的优化、室内覆盖的优化。以下对这三种典型的覆盖区域类型的优化进行分析。
 
室外密集话务区的优化

　　室外密集话务区承担了大比重的话务量，所以室外密集话务区的优化是PHS网络优化的一个重点。优化中要注意以下几个方面：
应使用500mw大功率基站覆盖，相邻基站覆盖重叠区不得过大，以免产生过多的切换。
 在一些大型城市中，有很多是以前的村演变出来城市的某个区域，这种地方房屋大多在10层左右，不高不矮，但是很密集，这种特殊的地理条件如果一味使用室外基站来覆盖成本比较高；还有一些中等城市，规划不合理，如下图：
 
 这种情况如果使用室外基站比较难找到合适站点，用室内小功率基站，对基站数量要求多，成本高。对于该情况，我们一般使用室外分布系统和PHS基站放大器来解决，进行深度覆盖。
　　2)可以调整基站CCH信道和TCH信道的功率，使PCCH≤PTCH，这样基站覆盖区边缘CCH信号较弱，PS不易接入。而在通话中的PS由于TCH信号较强，能够保证通话质量，不易掉话。
　　3)寻呼区的边界应避免落在室外密集话务区内，以免位置更新占用过多的信道资源。
　　4)及时调整寻呼区大小，将寻呼次数过高的小区进行分裂。
　　5)室外密集话务区应采用组控和分层覆盖的方式，这样可以减少控制信道干扰的概率。
 6)同步问题的解决是关键，同步做不好，系统将产生严重干扰。
 
 2.室外稀疏话务区的优化
 
 对城市中不繁华的地区、城乡结合地区、乡镇以及城乡之间的道路等稀疏话务区。可以设法增大基站覆盖面积，以有效地降低建网成本。
 
 具体可以使用PHS基站放大器，如CHOSEN-PHS系列基站功率放大器可以使基站上行信号增强16-18dB，当基站天线倾角为5度时的覆盖半径可以扩大到2公里左右。这样提高了单个基站的覆盖半径，降低了跨区切换的次数，提高了网络的通话效果。对于公路等狭长地带，可以采用500mW定向天线来进行覆盖，以降低切换的频率。
 
3.室内覆盖的优化

 PHS进行室内覆盖时，主要使用小功率基站，这样既能做好覆盖，又可以解决信道问题；适当的利用直放站可以将室外的信号引入室内，还可以对室内盲区进行覆盖，但是直放站不能增加信道；对于底层建筑可以通过架设室外基站，通过信号的穿透性对室内进行覆盖；对于电梯、狭长的楼道等则可以采用定向天线进行覆盖；对于人流密集的商场、超市等可以采用吸顶天线进行覆盖；对于小型饭馆及其包间则可以利用10m、20m的长馈线，避开墙壁的阻挡将信号引入各房间；对于大楼各楼层可以利用功分器、干线放大器、合路器、耦合器、天线等器件对信号进行分离和放大，通过建设室内分布系统来实现理想覆盖。
 
 4小结
 
     PHS网络的覆盖优化任重道远，提供一个信号质量覆盖良好的网络是运营商能够最大限度地争取客户资源的前提与保证。网络服务质量的高低很大程度上取决于网络覆盖能力，建设一个高服务质量的PHS网络，需要我们在网络优化上付出不懈的努力。总之，PHS网络覆盖优化是PHS网络今后发展的重点与难点，持之以恒，循序渐进是其最根本的原则，小灵通网络覆盖优化主要是通过灵活运用室内/室外的各种手段，通过优化室内/室外的信号覆盖来合理分配信道、频率、频点和信号增益等资源，以达到降低拒绝率、减少掉话率、提高接通率、提升话务量的目的。