移动通信网络优化设计策略浅析

10月24日专栏对于国内电信运营商，2008年又是一个具有里程碑意义的一年，尽管在此之前，国内电信行业的发展已经积淀了多个不同意义的里程碑。以“全业务”和“3G”这两个关键词为主导的电信运营商之间的重组，昭示着国内通信业务的发展已经跃上了一个新的发展起点。借用托马斯.佛里德曼的“世界是平的”这个发现，中国通信行业的发展也已融入了这个平坦的世界——一个全IP的时代。

　　在这个平坦的世界里，所谓的“全业务”和“3G”只不过是通信业务趋于移动互联网业务这个产业趋势的代名词而已。基于移动互联网业务运营的实质是要为这个平坦的世界提供“5W”应用服务(5W——Whoever, Whenever, Wherever, Whomever, Whatever)，即任何人在任何时候任何地方可以和任何人以任何方式进行通信。移动通信网络从1G发展到2G，再到今天的3G及后3G，其发展方向也正直指“5W”应用服务。

　　从网络技术层面来看，网络覆盖、无线带宽、无线传输速率、流媒体服务提供能力、安全性管理、移动性管理等等将是众多影响“5W”应用服务质量要素中的关键要素。如果我们把移动通信网络的各种无线通信技术、数字处理技术、标准规范及其所定义的通信接口协议以及基于此而生产的通信网络设备等等看作是构建高性能QoS的基本条件的话，那么组合应用这些条件来实现高性能QoS的无疑是网络优化设计策略。

　　不同的时段，通信网络技术本身的先进程度不同，市场应用需求也不同，网络优化设计策略的侧重点也不同。

　　1G时代，以话音接通为目标

　　始于20世纪80年代初期的1G时代，应用主要基于模拟话音通信。技术特点主要是大区制和频分技术。大功率通信基站分配给每个通信用户一对对称频率分别作为上行信道和下行信道进行话音通信，一个基站覆盖区域可达到几十公里。由于当时的模拟移动终端比较昂贵，能使用移动通信电话的人群本身也比较少，所以提高用户容量并不是当时最为考虑的问题。由于当时的用户数发展速度较为缓慢，而模拟通信设备又比较昂贵，运营商的建设投资有点看客下料，所以网络运营商的网络覆盖不是很好，“盲区”的概念就起源于其时。当然也存在频率资源受限的原因，导致网络不能充分覆盖。所以这一时期的网络优化工作主要集中在如何根据用户数的发展考虑网络覆盖建设，从而尽可能减少“盲区”。由于基站和手机功率收发功率都比较大，尽管模拟制式的话音质量由于受到无线环境的干扰质量不是很好，但只要不是在“盲区”，话音质量还不是用户投诉的主要问题。当然，1G时代，能使用“大哥大”，本身是一种身份的象征，“地位”的意义已超过了对网络质量的要求，用户满意度自然会比较高。

　　2G时代，以提高容量为核心

　　20世纪80年代末90年代初，当“GSM”横空出世，数字移动通信系统开始颠覆模拟移动通信，移动通信步入2G时代。数字移动通信系统的诸多优点让数字移动通信用户数的发展速度超过了市场预期。首先，得益于数字技术的进步，并由此带来的数字化元器件的飞速发展，促进了移动终端从“大哥大”变身为“手机”，其售价低至多数用户的购买力范围之内，使用移动通信便不再是“万元户”们的特权;其次，得益于GSM系统标准和规范的制定，开放了手机的研发和生产技术标准，外形各样、功能差异的各种高端、中端、低端手机如雨后春笋般涌上市场，又进一步刺激了各细分市场的用户群体的购买需求。当然人们的购买力是一个方面，更为主要的还是数字移动通信本身的“移动性”、“便携性” 大大刺激了市场的发展。尽管初期的双向收费比较高，但用户总是可以通过控制通话时长来控制自己的消费。

　　2G时代，由于信源编码与信道编码等数字压缩编码处理技术的引进，话音质量已经不是问题。但如何在相对有限的可供分配的无线资源上做足文章，以满足日益增长的移动用户数的发展，即如何提高容量，是运营商们在网络优化设计过程中的重点考虑。

　　数字移动通信系统在标准化制定过程中，引进了小区制、频分复用技术(当然对CDMA来说是码分复用)、功率控制技术等等。特别是CDMA系统，提出了“软容量”的概念，理论上来说，通过码分多址技术并辅以前向与反向的功率控制来实现不受频分资源限制的“软容量”。

　　但在实际的网络优化过程中，如何在控制同频干扰、邻道干扰、确保话音质量的前提下，最大化的解决频分复用效率(例如通常使用复用系数N=7)以容纳较多的用户容量是这一时期网络优化的核心。对于CDMA系统，如何动态的使用前向与反向功率控制技术及码道分配来实现“软容量”，是网络优化设计的重点。由于2G技术中能较好的解决“切换”问题，对于在1G时代出现的“掉话”或两基站覆盖范围交叉区的“盲区”，2G时代都已不再是问题。

　　由于无线传输环境的复杂性，对于基站覆盖范围内的特殊建筑群内(例如电梯内)或地下空间(地下车库)，通过增加室内覆盖来提供移动接入。当然，这也属于网络优化的一部分。

　　3G时代，以综合应用为宗旨

　　2G时代，应用以话音和低速数据(主要是短信)业务为主。尽管从GSM演进到GPRS/EDGE也使得2G时代(为区别于对3G的讨论，本文估且把所谓的2.5G/2.75G都纳入到2G时代)的移动通信网络能够接入互联网，但毕竟使用的人群、平均在线时长、数据流量相比网络资源所能提供的能力还是小规模。

　　3G时代及后3G时代，市场应用将发生很大的改变。首先是全业务，或者是业务的综合化，即话音、各种速率数据业务、基于流媒体的视频业务都将并发，实时业务与非实时业务并存;其次是应用型态，即广播、点播、端到端的交互应用;再次是应用的动态性，即不同用户群体在不同时段对不同的业务呈现出不同的应用型态。而且，从未来的应用趋势来看，数据业务、流媒体、多媒体等业务的应用将是主流应用，也就是说，基于分组域交换的突发性业务将占用网络资源的绝大部分，而先前基于电路域的话音也可以通过VoIP来实现。不同应用对网络资源的占用与依赖程度到底呈现出何种规律不可预测，也不可控制，这将给网络优化特别是无线资源配置(RC)带来非常大的难度。如果局限于2G时代的网络优化设计思路是行不通的。为此，3G时代及后3G时代的网络优化设计应基于对动态应用模型预计的考虑。

　　例如，对于用户分布较散的偏远农村，业务主要还是话音，那么在无线资源配置方面应该重点考虑低成本的以提供话音服务为主的策略;而对于人口比较密集的商场购物中心，流动性比较强，通信仍然是话音为主，在网络优化方面应该基于话音容量方面的考虑;而对于人口密集但流动性并不强的商业办公区域，基于IP的数据业务、流媒体业务、交互式业务应该网络优化方面应侧重关注的。当然，正如前述，在不同时段，应用会发生变化，这就要求网络优化能做到动态适应。而要做到这一点，则必须要求移动通信系统的OSS能及时跟踪与反馈各小区或基站区的业务应用动态信息。从这一点来说，3G及后3G时代的“网管运营支撑系统”一定程度上是与整个网络优化系统紧密结合的，而不是早期的只局限于事后的网络故障处理。