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GSM系统处理切换呼叫的优化方案及模型分析
20世纪80年代以来，全球范围内移动无线通信取得了前所未有的发展，这种发展的势头还在延续，甚至会更快。与此同时，GSM网络作为国内目前规模最大的移动网络，网络优化的问题日益重要，这主要是因为：
(1)虽然移动通信技术发展很快，第三代(3G)移动通信的标准也在不断完善，GSM网络仍将在较长的时间内继续存在下去。目前全世界有100多个国家，约190多个运营商正在经营GSM网络，服务十多亿用户，从保护投资、保护运营商利益的角度出发，GSM网络将继续存在并且不断发展。GSM网络需要通过优化保持其服务质量。
(2)通过对GSM网络的优化，可进一步挖掘系统的潜力，发挥GSM网络的优势，提高网络的服务质量，满足用户的需求，为运营商创造经济效益。
(3)即使进入3G时代，由于双模手机的大量生产，为GSM与WCDMA系统间的切换提供了可能，GSM系统和WCDMA系统将长期共存。因此，必须通过GSM网络优化，保持GSM网络良好的网络质量，在网络覆盖和功能上与CDMA系统互补[14]。
本文中提出了一种基于保留信道呼叫处理方面的优化方案，以改善GSM网络对切换呼叫的处理能力。目前在处理切换呼叫时所应用的方案主要有：无优先权方案、保留信道方案、排队方案(包括新呼叫排队和切换呼叫排队方案)[15]。现有方案中新呼叫的阻塞率和切换呼叫的掉话率是互相矛盾、相互制约的，保障了一方必然会使另一方受损。本文中结合了保留信道方案和排队方案的基本原理，提出一种新的优化方案，相对原有方案，此方案在处理新呼叫时额外地加入了一个β判决，其目的在于降低切换呼叫掉话率的同时尽可能抑制新呼叫的阻塞率。通过后面的实例分析以及与其他方案间的性能比较，证实了此方案能够一定程度地削弱新呼叫阻塞率和切换呼叫掉话率这对矛盾。
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华为展示面向未来的GSM-R数字铁路通信解决方案
比特网09-15 15:37【法国，巴黎，日】第二届UICGSM-R世界大会于-16日在巴黎UIC总部召开，华为全球铁路ICT峰会也于近日在巴黎召开。在峰会上，华为展示了其下一代铁路数字通信网络，并宣布其GSM-R铁路通信解决方案的远景，即如何使用创新的企业通信解决方案来彻底改变传统的客运和货运模式，带来更安全的运输，更具竞争力的服务体系和更好的用户体验。华为的下一代GSM-R的无线铁路通信解决方案基于EIRENE(欧洲综合铁路无线增强网络)标准，并正以雨后春笋之势在全球商用部署。IP化的铁路网络已成当今主流华为GSM-R数字铁路通信解决方案结合业界先进的IP网络和华为增强型eLTE技术，两者的结合给铁路运营和客运服务带来更强大的移动通信功能和更好的性能。基于IP的服务支持eLTE、CBTC行车控制、视频监控和乘客信息系统，包括在线新闻、网上购物、以及时速高达500公里下的不间断WiFi服务。基于IP的服务已成为铁路通信网络的主流选择。华为敏捷IP铁路光网解决方案基于IP和多协议标签交换(MPLS)技术。该解决方案使用路由器和光传输把所有铁路服务承载在安全、可靠、高效的IP网络上，工程师可以通过视频进行轨道瞭望和机车车辆巡检。此外，解决方案提供全场景包括紧急情况和灾害场景的高可用性。安全的“硬管道”技术(“hard pipe”technology)保障和隔离重要而敏感的信息流。这样一来，不同用户无法访问对方的服务，同时也防止时延和抖动。华为铁路解决方案设计能满足未来至少10年的容量需求。华为旨在携手铁路运营商建立面向未来的车地无线网络，提供高可靠端到端(E2E)的铁路运营通信，包括站台救灾、应急通信、轨旁接入服务。此外，华为融合运营控制中心(OCC)和数字铁路2.0解决方案支持信息和商务平台，每天可以处理数以百万计的乘客的访问，请求和购票以及多元化的联运货运服务。华为铁路通信解决方案在全球铁路系统成功商用华为西欧企业业务副总裁李军说：“华为解决方案不但极大地提高了铁路的效率、安全性和乘客体验，也为其开拓了更多的商业机会，投资回报十分可观。华为致力于以客户为中心的创新方案，善于与行业合作伙伴强强联手，真正为铁路行业提供融合多种技术的端到端解决方案。”华为致力于为乘客、客户、列车和铁路基础设施提供更好的解决方案，从中国，俄罗斯到欧洲，从澳洲到阿联酋，这一理念已成功在世界各国实施，华为已与超过100家顶级业内系统集成商、供应商和研究所建立合作关系，提供端到端解决方案。华为在其他欧洲国家提供解决方案华为高可靠性的传输系统和IP/MPLS技术已在西班牙国家铁路管理局Adif成功部署，保证了超过15,000公里铁路的运营安全。该传输系统包括100个骨干网络以及1000个接入网点，使用联合先进MPLS技术的高端NetEngine系列路由器。最近，华为GSM-R BSS网络与诺基亚NSS网络针对土耳其国家铁路成功实施对接测试。双方的网络由意大利主流的铁路安全评价公司RINA公司验证完成，其对华为BSS系统和诺基亚NSS系统做了大量对接评估测试。这是华为GSM-R的又一重要里程碑。华为与铁路通信作为在电信技术方面有着巨大优势的公司，华为在全IP覆盖时代处于领先地位，其在铁路通信领域提供的解决方案处于世界前列，全球超过84,500公里的铁路都选择了华为先进的ICT解决方案，单单使用GSM-R技术的轨道就长达44,000公里。华为的ICT方案包括了铁路运营的语音和通信数据(即GSM-R系统)和非运营通信如LTE、闭路电视监控系统(CCTV)、传输网络以及Wi-Fi等等。华为这家快速成长的全球移动供应商不断在ICT领域投资和创新，已成为许多铁路运营商和顶级系统集成商信赖的合作伙伴。头条号 / 比特网
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摘要：首先从理论方面分析了GSM网络容量的计算方法；接着又理论联系实际，根据GSM网络运行的情况，叙述了增加GSM网络容量的几种实用技术；最后提出了增加GSM网络容量的具体步骤与建议。
关键词：网络容量;宏蜂窝;微蜂窝;双层网;多层网
一、增加网络容量是市场发展的需要
移动通信在我国开通运营12年以来，一直以超过100％的年增长率高速发展。中国电信经过十年建设发展(到日)移动用户达到1000万，然后又用了一年零一个月(到日)用户达到2000万。到1999年6月底全国移动电话用户达到3383万（中国电信3109万，中国联通274万），而GSM用户在全国移动电话市场的占有率接近80％。自从1994年9月中国大陆第一个全球通数字蜂窝移动通信系统(GSM)在广东省开通运营以来，用户迅猛增长，网络急剧扩大，其发展可谓如日中天，市场前景非常看好。目前中国电信已建成了技术日臻完善、规模日趋庞大、结构比较合理、覆盖相当良好、效益尤为突出的全球第一大GSM移动通信网,中国电信GSM用户占全球GSM用户总数的1/7。截止到1998年底，中国电信GSM网已覆盖了全国97％的地市(330个)、93％的县市(2022个)，有26个省市实现了县以上全部覆盖，与38个国家和地区的60多个运营商开通了自动漫游业务。
但是，随着GSM用户的急剧增长，网络容量受限的矛盾越来越突出，为了满足旺盛的市场需求，为了提供更加完善和多样化的服务，怎样既注重技术先进、又坚持经济合理，多快好省地建设面向21世纪的、优质、高效、超大规模的GSM数字移动通信网是必须引起运营商高度重视的问题。
二、GSM网络无线信道容量的理论计算
一个频率复用系统的整个工作频段配置被划分为K个频率组复用的模式，K=3，4，7等。图中R为小区六边形外接圆半径，D为同频相邻两个小区群中，位置相对应的两个小区中心之间的距离，即最近同频小区距离，那么比值D/R被称作处理同频道干扰的一个主要参量：
q称为同频道干扰抑制因子
在一个完整的六边形蜂窝系统中，第一层中总是有6个同频道干扰小区，如图1所示。在中心小区，其基站与移动用户都受到同频道干扰影响。如果干扰相当大，移动用户收到的由6个基站引起的载干比C/I在平均意义上等于中心小区基站收到的由6个小区中同频道移动用户所引起的载干比C/I。根据互易定理和无线电传播特性的统计规律，这两个载干比非常接近。通常本地噪声远小于干扰电平，可以忽略不计，那么载干比C/I可表示为：
图1 小区复用模式及同频干扰小区示意图
其中γ是由地形确定的传播路径损耗指数，在无线电传播中，γ通常为3～4；n为同频道干扰小区数目，q是i个同频道干扰小区的同频道干扰抑制因子。至于第二层和更外层的同频道干扰的影响可忽略不计。为了简化计算，假设所有干扰源距中心小区的距离相等，即Di=D，q=q，又n=6，γ取4，则(2－2)式便成为：
将(2－1)代入(2－
由于FDMA系统中每一频率信道或TDMA系统中每一时隙信道被指定供1个用户通话，在通话期间别的用户不能共用此信道。在此情况下，
根据上述分析，可以给出无线容量m的表达式
载频数/小区???(2－6)
Bt网络占用的总带宽
Bc每频道带宽或等效频道带宽
M=Bt/Bc总频道数或等效频道数
由此可以看出，要使每个小区具有更多的载频数或用户信道，需要
(1)增加频率资源；(2)压缩每载频占用带宽；(3)降低系统要求的最小载干比。而(2)和(3)有时是矛盾的。
就蜂窝系统的实际频谱效率来讲，涉及的因素非常复杂，主要与载频间隔和频率复用系数密切相关。载频间隔与发送带宽、抗邻频干扰能力有关；而频率复用系数与抗同频干扰能力有关。抗干扰能力又取决于发送信号的冗余度(例如话音编码输出)、信道编码、交织和调制有关。
对于GSM系统来讲，载频间隔为200kHz，话音编码采用带有长期预测的规则脉冲激励线性预测编码(RPE－LTP)，话音编码速率为13kb/s；信道编码采用具有交织脉冲检错和1/2编码率的卷积编码；调制采用高斯滤波最小移频键控(GMSK)，BT=0.3。
根据国家无线电管理委员会的频率分配方案，中国电信GSM网络具有4MHz频率（上行905～909MHz，下行950～954MHz），中国联通GSM网络具有6MHz频率（上行909～915MHz，下行954～960MHz）。但由于移动用户的急剧增加，中国电信的4MHz频率显然不够，所以将其模拟TACS系统调整，所占频率压缩，腾出的频率转给GSM网使用。具体腾出多少频率，各地根据网络发展情况酌情规划，目前中国电信GSM网在全国各地拥有的频率一般都在10MHz以上。以北京电信为例，GSM网络目前占用的频率带宽为11.8MHz，计59个载频。根据上述公式和北京电信GSM网络频率资源，可以得到表1。
三、标准宏蜂窝基站小区
1.标准宏蜂窝基站小区的覆盖面积
图2 标准宏蜂窝基站小区的覆盖面积
由图2可知：
每标准宏蜂窝基站小区的覆盖面积S为
R:小区覆盖半径R=2r
2.标准宏蜂窝基站小区半径与相邻基站间距的关系
图3标准宏蜂窝基站小区半径与相邻基站间距的关系
注：d=1.5R
d:相邻基站间距
R:基站小区半径
四、增加GSM网络容量的具体方案
1．小区分裂
GSM建网初期，主要是解决覆盖问题，天线较高，基站间距较大，小区覆盖半径也较大。随着用户的增多，可以将原来的小区进一步分裂成更多的覆盖面积更小的小区，基站间距缩小，小区覆盖半径也减小，天线高度降低，或者适当增加天线的下倾角。通过小区分裂，全网基站数增加，全网载频数、信道数、承载话务量、用户数等网络容量也相应增加。
每进行一次半站距分裂，基站间距、小区覆盖半径均减半，从理论上讲，分裂后的每个基站的服务面积缩小为原来的1／4，在基站配置结构维持不变(即每个基站的载频频数不变)的条件下，每个基站所能承载华为的GSM-R数字铁路通信解决方案
　作者: 厂商动态　编辑:
　　【IT168厂商动态】【法国，巴黎，日】第二届UIC GSM-R世界大会于-16日在巴黎UIC总部召开，华为全球铁路ICT峰会也于近日在巴黎召开。在峰会上，华为展示了其下一代铁路数字通信网络，并宣布其GSM-R铁路通信解决方案的远景，即如何使用创新的企业通信解决方案来彻底改变传统的客运和货运模式，带来更安全的运输，更具竞争力的服务体系和更好的用户体验。华为的下一代GSM-R的无线铁路通信解决方案基于EIRENE(欧洲综合铁路无线增强网络)标准，并正以雨后春笋之势在全球商用部署。　　IP化的铁路网络已成当今主流　　华为GSM-R数字铁路通信解决方案结合业界先进的IP网络和华为增强型eLTE技术，两者的结合给铁路运营和客运服务带来更强大的移动通信功能和更好的性能。基于IP的服务支持eLTE、CBTC行车控制、视频监控和乘客信息系统，包括在线新闻、网上购物、以及时速高达500公里下的不间断WiFi服务。基于IP的服务已成为铁路通信网络的主流选择。　　华为敏捷IP铁路光网解决方案基于IP和多协议交换(MPLS)技术。该解决方案使用和光传输把所有铁路服务承载在安全、可靠、高效的IP网络上，工程师可以通过视频进行轨道瞭望和机车车辆巡检。此外，解决方案提供全场景包括紧急情况和灾害场景的高可用性。安全的“硬管道”技术(“hard pipe”technology)保障和重要而敏感的信息流。这样一来，不同用户无法访问对方的服务，同时也防止时延和抖动。　　华为铁路解决方案设计能满足未来至少10年的容量需求。华为旨在携手铁路建立面向未来的车地无线网络，提供高可靠端到端(E2E)的铁路运营通信，包括站台救灾、应急通信、轨旁接入服务。此外，华为融合运营控制中心(OCC)和数字铁路2.0解决方案支持信息和商务平台，每天可以处理数以百万计的乘客的访问，请求和购票以及多元化的联运货运服务。　　华为铁路通信解决方案在全球铁路系统成功商用　　华为西欧企业业务副总裁李军说：“华为解决方案不但极大地提高了铁路的效率、安全性和乘客体验，也为其开拓了更多的商业机会，投资回报十分可观。华为致力于以客户为中心的创新方案，善于与行业合作伙伴强强联手，真正为铁路行业提供融合多种技术的端到端解决方案。”　　华为致力于为乘客、客户、列车和铁路基础设施提供更好的解决方案，从中国，俄罗斯到欧洲，从澳洲到阿联酋，这一理念已成功在世界各国实施，华为已与超过100家顶级业内系统集成商、供应商和研究所建立合作关系，提供端到端解决方案。　　华为在其他欧洲国家提供解决方案　　华为高可靠性的传输系统和IP/MPLS技术已在西班牙国家铁路管理局Adif成功部署，保证了超过15,000公里铁路的运营安全。该传输系统包括100个骨干网络以及1000个接入网点，使用联合先进MPLS技术的高端NetEngine系列。　　最近，华为GSM-R BSS网络与诺基亚NSS网络针对土耳其国家铁路成功实施对接测试。双方的网络由意大利主流的铁路安全评价公司RINA公司验证完成，其对华为BSS系统和诺基亚NSS系统做了大量对接评估测试。这是华为GSM-R的又一重要里程碑。　　华为与铁路通信　　作为在电信技术方面有着巨大优势的公司，华为在全IP覆盖时代处于领先地位，其在铁路通信领域提供的解决方案处于世界前列，全球超过84,500公里的铁路都选择了华为先进的ICT解决方案，单单使用GSM-R技术的轨道就长达44,000公里。华为的ICT方案包括了铁路运营的语音和通信数据(即GSM-R系统)和非运营通信如LTE、闭路电视监控系统(CCTV)、传输网络以及Wi-Fi等等。华为这家快速成长的全球移动供应商不断在ICT领域投资和创新，已成为许多铁路和顶级系统集成商信赖的合作伙伴。
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