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在不降低服务质量前提下迅速 实现GSM网络的扩容

Jonathan Dunbar

　　全球范围内的GSM网络经营者都面临着同一个难题，即如何保持在持续增长的网络扩容需求与用户日益提高的对服务质量的期望值之间的均衡。网络经营者若不能适应在容量或覆盖范围方面的竞争就将很快演变成用户的不满。同样，过分热衷于进行新型通信网络或通信网站的扩容但性能欠佳，也会在现有用户和潜在用户面前对服务质量的整体形象产生不良影响。这两个因素对用户数都有影响，在当前高度竞争的无线通信环境中，也就意味着直接影响业务收入。

　　要在协调扩容速度与服务质量的关系方面取得成功必须拥有最优的安装策略。这样的策略要求在将您的通信网站硬件组合到网络中之前，保证对其作彻底的检验，但并不显著放慢网络的扩容速度，应保证您的安装策略包括以下必需的步骤：检验通信网站硬件的射频性能、显著缩?quot;紧急应付"新增通信网站问题的时间。这样，可以使从事安装或更新网络的工程师专心致力于新服务项目的开发和扩容。

　　本文描述了GSM网络经营者在通信网站中所面临的一些潜在问题，以及如何通过网络优化测试策略使这些问题对用户的影响最小。首先，我们来考察通信网站内部各组成部分会如何影响服务质量，然后再讨论如何借助安装测试策略防止这些问题影响您的用户而采取的一些步骤。

　　一、 通信网站硬件部分对服务质量的影响

　　GSM通信网站的典型硬件可以分为三个子系统，即收发信基站(BTS)、天线系统和传输设备。这几部分是决定用户可以得到的通话质量和通信网站覆盖范围的基本部分。在基站内部，就对服务质量的影响而论，最重要的部分是安装在收发信机单元内部的发射机和接收机。

　　1.发射机

　　基站内部每部发射机的输出功率是决定通信网站覆盖范围的基础。在正常运行情况下，发射机调定到可能的最低功率上，该功率能在所要求的覆盖区提供高质量话音，同时有助于将邻近信道干扰和同信道干扰的潜在可能性降至最小。通信网的规划依据设定的发射功率来完成，相邻通信网位置以及通信网间隔则按照容量要求和设定的发射功率两者来决定。

　　电源、电平控制电路和功率放大器的故障都可能导致发射机的输出功率比预期的功率低。发射功率下降1dB大致相当于通信网站的作用范围缩小10%，若发射机的输出功率比预期的功率小，则通信网站覆盖区边缘的移动电话便可能发现自己处在"死区"。此外，在该通信网站覆盖区边界附近进行的通话可能不会对网站规划者所预期的网站造成预占线，但会对其相邻网站造成预占线，因为它从邻近网站接收到了更强的信号。若在这个区域内有好几个这样的移动电话，亦即若这个区域是大业务量区域或高流通性区域，则许多移动电话可能对邻近网站预占线，造成相邻网站的阻塞和拥挤。

　　另一方面，基站的发射机输出比预期功率更高也将破坏系统的性能，因为频率共用网站中的同信道干扰增大了。GSM是一种干扰受限系统，当载波(C)与同信道干扰(I)之比下降到小于9 dB时，性能便开始变坏，在网站规划阶段，从C/I图上可以看出干扰可能成为问题的区域，亦即可以算出C/I小于9 dB的区域。这种预示是以设定的发射功率为依据的。若基站发射的功率比预期的功率更高，便会在频率共用网站引入一个C/I特别差的区域。这类问题可以通过对发射机的输出功率进行精确测试和校准来消除。

　　在保证服务质量方面，发射机正确形成TDMA突发脉冲信号的能力也很重要。在功率与时间关系标准框内不相适应的突发脉冲信号将干扰相邻时隙。若相邻时隙正被利用，则两个用户都会受到干扰，这可能恶化通话质量，甚至引起通话中断。

　　发射机内部的调制问题会降低移动电话接收机抗噪声和干扰的能力。这将给试图在具有低信号电平、衰落和多普勒条件(例如，在快速移动的车辆中)的网站覆盖区边缘使用的移动电话带来问题。

　　2.接收机

　　基站接收机的性能决定了基站是否能成功地恢复由移动电话发射的微弱信号，以及对这些信号进行解调和解码的能力。因此，接收机的性能决定了移动电话可以工作的距基站的最大距离。接收机性能的变化或一些未知因素将影响网站的工作方式，因而造成覆盖范围方面的问题。这将导致不良服务、网站转换问题、话音显著变坏以及通话中断。为了使依据基站的接收电平进行的网站转换能正确工作，重要的是接收机的接收电平测量应正确地加以校准。为了使基站高效率地工作并提供高质量的服务，必须能以最小的误码数对输入信号解码，由基站接收机引入的每个误码将在某种程度上影响解码话音的质量。大量的误码将会妨碍误差修正算法的有效性，导致非常明显的话音失真或通话中断。

　　3.天线系统

　　所有往返于移动用户手机间的信令都必须通过通信网站的天线系统，因此遭受到系统的这一部分中存在的任何不规则性的影响。天线系统由馈电电缆、连接器(通常为低噪声放大器)和天线构成。天线系统不断受到环境的作用，通常会受气候和人为破坏的影响。馈电电缆中的水分将引起腐蚀使电缆性能最终变坏而造成发射功率和接收功率的损失。

　　劣质连接器很容易受到湿气(如连绵不断的降雨)的损坏；保护性差的电缆受震动可能导致电缆芯断裂；低噪声放大器的故障或性能变坏将严重影响上行线路质量，从而大大缩小通信网站的作用范围。当然，人为操作失误或天线的故障也会对发射和接收功率电平造成有害影响。

　　4.传输设备

　　传输设备对基站处理的一切通话业务起往返于网络其余部分的管道作用。传输设备内部的问题通常都会使基站丧失能力，因此，保证将传输设备作为安装策略的一部分进行充分检验是十分重要的。

　　二、 运用安装测试策略使服务质量最佳化

　　尽管网络设备制造厂家在继续改进他们的制造过程和设计，但新功能的不断推出以及制造可迅速扩大网络的硬件在时间上的压力，使得网络经营者将始终面临上述种种问题。防止出现降低网络提供的服务总体质量问题的唯一途径就是保证对通信网站硬件在被组合到网络中之前进行彻底检验。成功的安装测试策略有以下三个步骤。

　　1.验收测试

　　验收测试是对硬件性能提供保证的第一步。验收测试通常在网络设备制造厂中进行，或在基站安装之前在当地贮存点进行。有时，还可以在实际的通信网站中进行。

　　进行验收测试的目的是初步证明基站硬件性能是否符合技术指标。验收测试还可以在基站软件装入网络之前，对每个新安装的版本进行测试。在这种情况下，通过处于实验室环境中的"特优"(已知功能正确)标准样本进行验收测试。

　　典型的验收测试项目包括：
　　-平均载波功率
　　-功率随时间的变化
　　-相位和频率误差
　　-接收机灵敏度
　　-由调制引起的输出射频频谱变化
　　-由转换引起的输出射频频谱变化
　　-呼叫处理功能检查
　　以上测试将保证您只接受从网络设备制造厂家发出的能正常工作的传输设备、发射机和接收机。

　　2.试运行测试

　　试运行测试在通信网站进行，目的是在基站和天线系统组合到工作网络之前，保证其满足网络经营者预定的检验标准。这个测试阶段能发现一些在运输和安装阶段出现的问题，在这个阶段检验天线系统的性能也很重要。如果对基站的验收测试在通信网站进行，也能有效地承担起试运行测试的任务。

　　典型的试运行测试项目包括：
　　-平均载波功率
　　-功率随时间的变化
　　-相位和频率误差
　　-接收机灵敏度
　　-由调制引起的输出射频频谱变化
　　-由转换引起的输出射频频谱变化
　　-电缆故障定位
　　-插入损耗
　　-扫频回波损耗
　　-呼叫处理功能检查

　　试运行测试能防止任何有故障的部件组合到运行中网络的可能性。同样，电缆故障定位、插入损耗和回波损耗能保证天线系统在查出影响运行中的网络的服务质量之前查出所存在的任何问题。

　　3.整体测试

　　整体测试是基站接入到工作网络上之后立即在通信网站进行。这个阶段的目的是对基站是否具有预期的和工作网络内部所需的性能进行最终检验。

　　典型的整体测试项目包括：
　　-平均载波功率
　　-功率随时间的变化
　　-相位和频率误差
　　-呼叫处理功能检查

　　目前，市场上有许多仪表需要配合使用才能对通信网站的传输设备、发射机和天线系统的检验提供必要的测量。HP 6382A GSM基站测试仪是一种可将通信网站所有关键部分的测试组合到一起的产品。这一新产品保证您获得对GSM通信网站进行高效率安装和维护所需的全部测量能力。HP E6382A经过加固，适于现场使用，而用户界面最主要的特点则是保证只需最少量的专业知识便可操作。

　　在当今高度竞争的无线通信环境中，对服务质量水平的要求日益增高，表明如何防止您运行中的网络出问题是十分重要的。采用以上所述的测试策略以检验通信网站的性能，将在服务质量和故障防范方面获得巨大的回报。（电信技术）