GSM網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)底噪干擾的降低

用戶數(shù)量的持續(xù)攀升，給中國(guó)移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)帶來越來越沉重的負(fù)荷。駐留在2G網(wǎng)絡(luò)上的用戶對(duì)不同業(yè)務(wù)的需求，尤其是對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求持續(xù)增長(zhǎng)，需要運(yùn)營(yíng)商持續(xù)擴(kuò)容網(wǎng)絡(luò)、小區(qū)分裂來滿足，而擴(kuò)容、小區(qū)分裂又導(dǎo)致GSM網(wǎng)絡(luò)底部噪聲不斷抬升，需要更強(qiáng)的基站信號(hào)來保障通信要求的C/I（載干比），進(jìn)而要求建設(shè)更多的基站。這樣的惡性循環(huán)直接影響了手機(jī)用戶的通話質(zhì)量。

　　此外，移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占用的無(wú)線資源已經(jīng)超過語(yǔ)音業(yè)務(wù)，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)沒有開啟下行功率控制，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的大量使用也客觀抬升了網(wǎng)絡(luò)的底部噪聲。對(duì)此，網(wǎng)優(yōu)工程師正在積極尋找各種降低網(wǎng)絡(luò)干擾、提高語(yǔ)音質(zhì)量的辦法，包括開通AMR、GPRS下行功控、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)資源調(diào)控等，其中上行分集接收技術(shù)中的空時(shí)干擾抑制合并算法STIRC可通過先進(jìn)的信號(hào)處理算法降低底噪干擾，提高通話質(zhì)量。

　　有效利用分集接收技術(shù)

　　分集接收技術(shù)是一項(xiàng)典型的抗衰落技術(shù)，可以有效提高多徑衰落信道下的傳輸可靠性?？臻g分集技術(shù)已成功應(yīng)用于模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)，GSM系統(tǒng)的上行鏈路基站端，廣泛采用分集接收技術(shù)，本文主要討論在上行鏈路分集接收技術(shù)使用的算法。

　　空時(shí)干擾抑制合并算法（STIRC）是上行分集接收技術(shù)中干擾抑制合并算法（IRC）的增強(qiáng)版本。IRC是一種比較先進(jìn)的干擾抑制算法，可以提高GSM系統(tǒng)中的信號(hào)接收質(zhì)量；這一技術(shù)主要應(yīng)用于基站的上行鏈路，通過天線的分集接收，接收到的信號(hào)通過“合并算法”給出不同的權(quán)值，經(jīng)過加權(quán)合并后，輸出到均衡器進(jìn)行信道解碼。對(duì)于上行信號(hào)合并，平均增益合并（EGC）最簡(jiǎn)單，但效果最差；最大比合并（MRC）比較簡(jiǎn)單，通過估計(jì)不同支路的信道狀態(tài)，提供各支路的權(quán)值比例，可以獲得3~5dB的C/I 增益。IRC 比MRC 復(fù)雜很多，但能夠取得更優(yōu)的效果，最高可以獲得11dB 的C/I 增益。

　　STIRC算法主要針對(duì)2G基站上行分集接收，將終端發(fā)出的上行信號(hào)聯(lián)合進(jìn)行信號(hào)干擾消除處理，降低網(wǎng)絡(luò)底部噪聲，從而達(dá)到降低基站發(fā)射功率、提升上行鏈路通話質(zhì)量（對(duì)端聽到的聲音）的目的。

　　STIRC與IRC的主要區(qū)別是：IRC首先檢測(cè)并抑制各分支上的干擾，然后再對(duì)各分支采用MRC，即根據(jù)每條參與合并分支的信噪比加權(quán)，IRC對(duì)單干擾源（如共道或鄰道干擾）是理想的干擾抑制技術(shù)；IRC通過分開的上行信號(hào)干擾消除處理，沒有完全考慮互相關(guān)性，而STIRC將上行信號(hào)聯(lián)合進(jìn)行信號(hào)干擾消除處理，提升了去噪化的能力。

　　STIRC適用場(chǎng)景及試點(diǎn)試驗(yàn)

　　STIRC算法在高用戶密度地區(qū)效果更明顯，可明顯提升上行通話質(zhì)量，達(dá)到更高的平均用戶吞吐量、更好的頻譜效率，提高業(yè)務(wù)和控制信道性能。

　　在某市的試點(diǎn)中，網(wǎng)優(yōu)人員選取了上行干擾較多的BSC1-14之中18個(gè)小區(qū)，采集早忙時(shí)和晚忙時(shí)時(shí)段的各項(xiàng)網(wǎng)管指標(biāo)進(jìn)行了采用STIRC算法前后的通話質(zhì)量對(duì)比分析。

　　1．試點(diǎn)區(qū)域的上行通話質(zhì)量變化趨勢(shì)，如圖1所示。

　　上行通話質(zhì)量是衡量用戶通話感受的重要指標(biāo)，從圖1中可以看出：STIRC實(shí)驗(yàn)參數(shù)修改后，UL0-2級(jí)和UL0-5都有所提升，提升幅度為1.33%和0.3%（UL0-2級(jí)指標(biāo)平均保持在98%左右）。

　　2．試點(diǎn)區(qū)域的MS平均發(fā)射功率變化趨勢(shì)，如圖2所示。

　　手機(jī)發(fā)射功率是衡量網(wǎng)絡(luò)整體底部噪聲的重要指標(biāo)，從圖2中可以看到，STIRC實(shí)驗(yàn)參數(shù)修改后，MS平均發(fā)射總體有所下降，反映出網(wǎng)絡(luò)底噪得到一定的抑制。

　　3．試點(diǎn)區(qū)域的上行平均接收?qǐng)鰪?qiáng)變化趨勢(shì)，如圖3所示。

　　圖3反映手機(jī)的上行平均接收?qǐng)鰪?qiáng)，由于是一個(gè)負(fù)值，圖柱越低，對(duì)應(yīng)電平場(chǎng)強(qiáng)越高?？梢园l(fā)現(xiàn)：STIRC實(shí)驗(yàn)參數(shù)修改后，上行平均接收?qǐng)鰪?qiáng)略有提升。結(jié)合圖2綜合分析，采用STIRC技術(shù)，在手機(jī)發(fā)射功率有所降低的基礎(chǔ)上，基站接收到的手機(jī)發(fā)出的上行平均場(chǎng)強(qiáng)有一定程度的提升，可以驗(yàn)證上行分集接收增益有明顯的提升。

　　另外，試點(diǎn)區(qū)域的掉話率指標(biāo)基本平穩(wěn)，語(yǔ)音話務(wù)量小幅上升，切換成功率略有提升，提升幅度0.27%（基數(shù)在98.7%左右），數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量基本平穩(wěn)。

　　綜上所述，開啟STIRC功能后，影響用戶使用感知的掉話率、切換成功率指標(biāo)基本保持平穩(wěn)，而上行通話質(zhì)量有明顯提升。此外，手機(jī)的發(fā)射功率有一定下降，一定程度上抑制了網(wǎng)絡(luò)底噪干擾?；窘邮盏纳闲衅骄鶊?chǎng)強(qiáng)明顯提升，也反映出STIRC功能對(duì)上行的分集接收增益有一定程度的提升。

　　STIRC提升2G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量顯成效

　　IRC技術(shù)對(duì)單干擾源（如共道或鄰道干擾）是較好的干擾抑制技術(shù)，STIRC更進(jìn)一步將上行信號(hào)聯(lián)合進(jìn)行信號(hào)干擾消除處理，提升了去噪化的能力。STIRC功能開通后，實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)底噪有所減小，試點(diǎn)區(qū)域的手機(jī)上行質(zhì)量0~5級(jí)均有不同程度的提升，手機(jī)平均發(fā)射功率略有下降，而上行平均接收?qǐng)鰪?qiáng)略有下降。

　　總體來說，STIRC是目前2G網(wǎng)絡(luò)降低網(wǎng)絡(luò)底噪干擾、提升通話質(zhì)量的有效手段。