GSM移動通信小區(qū)擁塞問題剖析與多維度解決方案探究一、引言1.1研究背景與意義在現(xiàn)代通信技術的發(fā)展歷程中，GSM（GlobalSystemforMobileCommunications）移動通信系統(tǒng)作為第二代移動通信的典型代表，占據(jù)著舉足輕重的地位。自20世紀90年代初正式商用以來，GSM憑借其成熟的技術、廣泛的覆蓋以及良好的兼容性，迅速在全球范圍內普及開來。截至目前，全球GSM用戶數(shù)量累計超過數(shù)十億，在移動通信領域中占據(jù)著相當大的市場份額。GSM系統(tǒng)的發(fā)展歷程是一部不斷演進和完善的歷史。從最初的GSM900頻段，到后來的GSM1800、GSM1900等頻段的拓展，以及從單純的語音通信業(yè)務向數(shù)據(jù)業(yè)務、多媒體業(yè)務的延伸，GSM技術不斷適應著用戶日益增長的通信需求。例如，早期的GSM主要提供基本的語音通話服務，隨著技術的進步，逐步實現(xiàn)了短信、彩信、GPRS（GeneralPacketRadioService）數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，極大地豐富了用戶的通信體驗。然而，隨著移動通信業(yè)務的迅猛發(fā)展，GSM網絡面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，其中小區(qū)擁塞問題尤為突出。小區(qū)擁塞是指在GSM網絡的某個小區(qū)內，由于同時請求服務的用戶數(shù)量超過了該小區(qū)的承載能力，導致網絡資源緊張，通信服務質量下降的現(xiàn)象。當小區(qū)出現(xiàn)擁塞時，最直接的表現(xiàn)就是用戶在撥打電話時出現(xiàn)呼叫失敗、接通率降低的情況，通話過程中可能會出現(xiàn)掉話、語音質量變差等問題，數(shù)據(jù)傳輸則會出現(xiàn)延遲、速率降低甚至中斷等現(xiàn)象。在一些人口密集的城市中心區(qū)域或大型活動場所，如北京的王府井商業(yè)區(qū)、上海的陸家嘴金融區(qū)，以及舉辦大型演唱會、體育賽事等活動時，由于短時間內大量用戶同時使用移動通信服務，小區(qū)擁塞問題更為嚴重。據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在某些高峰時段，部分小區(qū)的擁塞率甚至高達30%以上，嚴重影響了用戶的正常通信。小區(qū)擁塞問題不僅給用戶帶來了極差的通信體驗，降低了用戶滿意度，對通信運營商的運營也產生了諸多不利影響。從用戶角度來看，頻繁的呼叫失敗、通話中斷等問題使得用戶對通信服務的可靠性產生質疑，影響了用戶對運營商的信任度，可能導致用戶流失。對于運營商而言，小區(qū)擁塞意味著信道利用率降低，網絡負載過高，為了維持網絡的正常運行，不得不投入更多的資源進行網絡維護和優(yōu)化，從而加大了運營成本。長期的擁塞問題還可能阻礙運營商引入新技術、推出新服務，限制了運營商的業(yè)務拓展和市場競爭力的提升。因此，深入研究GSM移動通信小區(qū)擁塞問題的解決方案具有極其重要的現(xiàn)實意義。通過有效的解決方案，可以提升GSM網絡的通信質量，確保用戶能夠享受到穩(wěn)定、高效的通信服務，從而提高用戶滿意度，增強運營商的市場競爭力。解決小區(qū)擁塞問題有助于提高網絡資源的利用率，優(yōu)化網絡性能，降低運營商的運營成本，實現(xiàn)資源的合理配置。在當前5G技術逐漸普及，但GSM網絡仍在大量使用的背景下，解決GSM小區(qū)擁塞問題也為2G、3G、4G、5G網絡的協(xié)同發(fā)展奠定了良好的基礎，保障了整個移動通信網絡的平穩(wěn)過渡和持續(xù)發(fā)展。1.2國內外研究現(xiàn)狀在GSM移動通信小區(qū)擁塞問題的研究領域，國內外學者和通信專家們進行了大量深入且富有成效的探索，取得了一系列重要研究成果，這些成果為解決GSM小區(qū)擁塞問題提供了堅實的理論基礎和實踐經驗。國外對GSM小區(qū)擁塞問題的研究起步較早，在網絡優(yōu)化理論與技術方面積累了豐富的經驗。一些學者通過對GSM網絡架構和信道分配機制的深入剖析，建立了詳細的數(shù)學模型來模擬網絡擁塞的發(fā)生過程。例如，通過排隊論模型來分析用戶請求服務時在信道隊列中的等待情況，從而評估網絡的擁塞程度?；谶@些模型，提出了動態(tài)信道分配算法，根據(jù)實時的網絡負載和用戶需求，靈活地分配信道資源，有效提高了信道利用率，減少了擁塞的發(fā)生概率。像愛立信、諾基亞等國際知名通信設備制造商，在其網絡優(yōu)化解決方案中，廣泛應用了動態(tài)信道分配技術，通過對基站子系統(tǒng)（BSS）和網絡與交換子系統(tǒng)（NSS）的協(xié)同優(yōu)化，實現(xiàn)了對小區(qū)擁塞的有效控制。在一些歐洲國家的GSM網絡中，通過采用這些優(yōu)化方案，小區(qū)擁塞率得到了顯著降低，用戶的通信質量得到了明顯提升。在網絡規(guī)劃與設計方面，國外也進行了深入研究。根據(jù)不同地區(qū)的地理環(huán)境、人口分布和業(yè)務需求特點，制定了針對性的網絡規(guī)劃策略。對于城市中心等人口密集、業(yè)務需求高的區(qū)域，采用了微蜂窩和分布式天線系統(tǒng)（DAS）相結合的方式，增加了網絡覆蓋密度，提高了網絡容量，有效緩解了小區(qū)擁塞問題。同時，在網絡設計過程中，充分考慮了未來業(yè)務量的增長趨勢，預留了足夠的網絡資源擴展空間，以應對不斷增加的用戶需求。國內在GSM小區(qū)擁塞問題研究方面也取得了豐碩成果。隨著國內移動通信市場的快速發(fā)展，GSM網絡規(guī)模不斷擴大，國內學者和運營商對小區(qū)擁塞問題給予了高度重視。在網絡優(yōu)化實踐中，結合國內實際情況，提出了一系列適合國情的優(yōu)化方法和技術。例如，通過對大量網絡數(shù)據(jù)的分析挖掘，深入研究了用戶行為模式和話務分布規(guī)律，在此基礎上進行了精細化的網絡優(yōu)化。根據(jù)不同時間段、不同區(qū)域的話務特點，動態(tài)調整網絡參數(shù)，實現(xiàn)了話務量的均衡分布，有效降低了小區(qū)擁塞率。國內運營商還積極開展了網絡優(yōu)化技術的創(chuàng)新應用。中國移動在一些城市的GSM網絡優(yōu)化中，采用了智能天線技術，通過對天線波束的智能調整，提高了信號的覆蓋范圍和質量，減少了干擾，從而提升了網絡容量，緩解了小區(qū)擁塞。中國聯(lián)通則在部分地區(qū)的網絡優(yōu)化中，引入了載波聚合技術，將多個載波聚合在一起，增加了傳輸帶寬，提高了數(shù)據(jù)傳輸速率，有效滿足了用戶對高速數(shù)據(jù)業(yè)務的需求，降低了因數(shù)據(jù)業(yè)務擁塞導致的網絡負載。盡管國內外在GSM小區(qū)擁塞問題研究方面取得了諸多成果，但仍存在一些不足之處。現(xiàn)有的研究成果在解決復雜場景下的小區(qū)擁塞問題時，效果還有待進一步提升。在大型體育場館、演唱會現(xiàn)場等人員高度密集且話務需求復雜多變的場景中，現(xiàn)有的優(yōu)化方法和技術難以完全滿足實時變化的通信需求，仍會出現(xiàn)較高的擁塞率。不同的優(yōu)化技術和方法之間缺乏有效的協(xié)同機制。在實際網絡優(yōu)化過程中，往往需要綜合運用多種技術和方法，但目前這些技術和方法之間的協(xié)同配合還不夠完善，無法充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，導致優(yōu)化效果受限。此外，隨著5G等新一代移動通信技術的快速發(fā)展，GSM網絡與其他網絡之間的協(xié)同優(yōu)化研究還相對較少。如何實現(xiàn)GSM網絡與5G網絡、4G網絡等的無縫對接和協(xié)同工作，以充分利用各網絡的優(yōu)勢，共同解決小區(qū)擁塞問題，是未來研究需要重點關注的方向。綜上所述，雖然國內外在GSM小區(qū)擁塞問題研究方面已經取得了顯著進展，但仍有許多問題需要進一步深入研究和解決。本文將在前人研究的基礎上，針對現(xiàn)有研究的不足，深入探討GSM移動通信小區(qū)擁塞問題的解決方案，以期為提高GSM網絡通信質量和服務水平做出貢獻。1.3研究方法與創(chuàng)新點本研究綜合運用了多種科學研究方法，以確保對GSM移動通信小區(qū)擁塞問題的研究全面、深入且具有實際應用價值。文獻研究法是本研究的重要基礎。通過廣泛查閱國內外關于GSM移動通信網絡、小區(qū)擁塞問題、網絡優(yōu)化技術等方面的學術論文、研究報告、技術標準以及通信行業(yè)的專業(yè)書籍，全面梳理了GSM小區(qū)擁塞問題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。了解到國內外學者在網絡優(yōu)化理論、技術應用以及擁塞解決方案等方面的研究成果，分析了現(xiàn)有研究的優(yōu)勢與不足，為本文的研究提供了堅實的理論基礎和豐富的研究思路。在研究GSM網絡架構和信道分配機制時，參考了大量權威的通信技術文獻，準確把握了GSM網絡的工作原理和關鍵技術要點，為后續(xù)分析擁塞原因和提出解決方案奠定了基礎。調查研究法為研究提供了豐富的實際數(shù)據(jù)和信息。對通信運營商的網絡運維部門進行實地調研，與網絡優(yōu)化工程師、技術管理人員進行深入交流，獲取了大量關于GSM網絡實際運行狀況的數(shù)據(jù)，包括小區(qū)擁塞率、話務量分布、網絡參數(shù)配置等信息。通過對多個城市不同區(qū)域的GSM網絡進行實地測試，收集了信號強度、干擾情況、通信質量等一手數(shù)據(jù)。在對某城市商業(yè)區(qū)的GSM網絡進行測試時，詳細記錄了不同時間段、不同地點的網絡指標數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域在高峰時段小區(qū)擁塞問題較為嚴重，話務量集中在部分熱點區(qū)域，為針對性地提出解決方案提供了有力依據(jù)。案例分析法使研究更具實踐性和針對性。選取了多個具有代表性的GSM小區(qū)擁塞案例，對其擁塞原因、采取的解決方案以及實施效果進行了詳細分析。通過對某大型體育場館在舉辦賽事期間的GSM小區(qū)擁塞案例研究，深入了解了在人員高度密集、話務需求突發(fā)增長的特殊場景下，網絡擁塞的形成機制和應對策略。該體育場館在賽事期間由于大量觀眾同時使用移動通信服務，導致多個小區(qū)出現(xiàn)嚴重擁塞。通過對該案例的分析，總結出了在類似場景下，提前進行網絡擴容、優(yōu)化頻率規(guī)劃、采用分布式天線系統(tǒng)等有效的應對措施，為解決其他類似場景的擁塞問題提供了寶貴的經驗借鑒。在研究創(chuàng)新點方面，本研究在綜合解決方案的提出上具有創(chuàng)新性。突破了以往單一技術或方法解決小區(qū)擁塞問題的局限性，將網絡規(guī)劃優(yōu)化、資源動態(tài)分配、智能算法應用等多種技術和方法有機結合，形成了一套全面、系統(tǒng)的綜合解決方案。根據(jù)不同區(qū)域的話務特點和網絡狀況，動態(tài)調整網絡參數(shù)，實現(xiàn)信道資源的靈活分配；引入智能算法，對網絡擁塞進行實時預測和智能調控，提高了網絡應對擁塞的能力和效率。在案例研究方面也有創(chuàng)新之處。不僅關注傳統(tǒng)場景下的小區(qū)擁塞案例，還特別針對5G網絡建設背景下，GSM網絡與5G網絡協(xié)同過程中出現(xiàn)的新的小區(qū)擁塞問題進行了深入研究。分析了在5G網絡覆蓋區(qū)域內，由于用戶在2G、5G網絡間頻繁切換，導致GSM小區(qū)出現(xiàn)擁塞的原因，并提出了相應的解決方案，如優(yōu)化網絡切換策略、合理分配網絡資源等，為解決多網絡協(xié)同環(huán)境下的GSM小區(qū)擁塞問題提供了新的思路和方法。二、GSM移動通信小區(qū)擁塞問題概述2.1GSM移動通信系統(tǒng)簡介2.1.1GSM系統(tǒng)組成與工作原理GSM移動通信系統(tǒng)是一個復雜而精密的通信網絡，其主要由移動臺（MS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、網絡和交換子系統(tǒng)（NSS）以及操作維護子系統(tǒng)（OSS）四大核心部分構成，各部分之間相互協(xié)作，共同實現(xiàn)了移動通信的各項功能。移動臺作為用戶直接使用的設備，是整個通信系統(tǒng)與用戶交互的接口，包括手機、車載臺等各類移動終端設備，用戶通過移動臺實現(xiàn)語音通話、短信發(fā)送、數(shù)據(jù)傳輸?shù)韧ㄐ挪僮鳌Ｃ恳粋€移動臺都配備有用戶識別模塊（SIM）卡，SIM卡猶如移動臺的“身份證”，存儲著用戶的重要信息，如用戶身份識別碼、鑒權密鑰等，是移動臺接入GSM網絡的關鍵憑證，沒有SIM卡，移動臺將無法正常接入GSM網絡（緊急業(yè)務除外）。當用戶使用移動臺發(fā)起呼叫時，移動臺首先通過自身的射頻模塊搜索周圍的基站信號，與合適的基站建立無線連接，然后將呼叫請求信息通過基站上傳至網絡。基站子系統(tǒng)是連接移動臺與網絡和交換子系統(tǒng)的橋梁，負責無線信號的收發(fā)與處理，主要由基站收發(fā)臺（BTS）和基站控制器（BSC）組成?；臼瞻l(fā)臺是直接與移動臺進行無線通信的設備，它通過天線向周圍空間發(fā)射和接收無線信號，實現(xiàn)移動臺與基站子系統(tǒng)之間的空中接口通信。一個基站收發(fā)臺通常可以覆蓋一定范圍的地理區(qū)域，這個區(qū)域就是我們所說的小區(qū)。在城市中，由于人口密集，對通信容量需求大，小區(qū)的覆蓋范圍相對較小，一般在幾百米到幾公里之間；而在偏遠的農村或山區(qū)，小區(qū)的覆蓋范圍則可以達到幾十公里。基站控制器則負責對多個基站收發(fā)臺進行管理和控制，它協(xié)調基站收發(fā)臺的工作，分配無線資源，如信道的分配與管理，決定移動臺在不同小區(qū)之間的切換等操作。當移動臺在通話過程中從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)時，基站控制器會實時監(jiān)測移動臺的信號強度和質量，當信號強度或質量下降到一定程度時，基站控制器會發(fā)起切換流程，將移動臺的通信連接切換到信號更好的小區(qū)的基站收發(fā)臺上，以確保通話的連續(xù)性和質量。網絡和交換子系統(tǒng)是GSM系統(tǒng)的核心控制部分，猶如整個系統(tǒng)的“大腦”，負責用戶管理、呼叫處理、路由選擇以及與其他網絡的連接等重要功能，主要包括移動交換中心（MSC）、歸屬位置寄存器（HLR）、拜訪位置寄存器（VLR）、鑒權中心（AUC）和設備標識寄存器（EIR）等。移動交換中心是網絡和交換子系統(tǒng)的核心設備，它負責處理移動用戶之間以及移動用戶與固定電話用戶之間的通信連接，實現(xiàn)呼叫的接續(xù)、路由和交換功能。當移動臺發(fā)起呼叫時，移動交換中心會根據(jù)被叫號碼，通過一系列的信令交互和路由選擇算法，確定呼叫的最佳路由路徑，將呼叫連接到被叫用戶所在的網絡。歸屬位置寄存器是一個存儲用戶簽約信息的數(shù)據(jù)庫，它記錄了用戶的基本信息、業(yè)務權限、當前位置信息等，移動交換中心在處理呼叫時，會從歸屬位置寄存器中獲取用戶的相關信息，以確保呼叫的合法性和正常進行。拜訪位置寄存器則是一個臨時存儲來訪用戶信息的數(shù)據(jù)庫，當移動用戶進入到一個新的區(qū)域時，拜訪位置寄存器會記錄該用戶的臨時位置信息和相關業(yè)務信息，以便為用戶提供通信服務。鑒權中心負責對用戶的身份進行認證和鑒權，確保只有合法用戶才能接入GSM網絡，它通過與用戶的SIM卡進行交互，驗證用戶的身份信息和鑒權密鑰，防止非法用戶盜用網絡資源。設備標識寄存器則用于存儲移動設備的標識信息，如國際移動設備識別碼（IMEI），通過對移動設備的標識進行管理和驗證，可以防止被盜或非法設備接入網絡。操作維護子系統(tǒng)負責對整個GSM系統(tǒng)進行監(jiān)控、維護和管理，保障系統(tǒng)的正常運行。它通過對各個子系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，收集系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)和故障信息，及時發(fā)現(xiàn)并解決系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題。操作維護子系統(tǒng)還可以對系統(tǒng)進行參數(shù)配置和優(yōu)化，根據(jù)網絡的實際運行情況和用戶需求，調整系統(tǒng)的各項參數(shù)，以提高系統(tǒng)的性能和服務質量。在網絡擁塞時，操作維護子系統(tǒng)可以通過調整基站的發(fā)射功率、信道分配策略等參數(shù)，優(yōu)化網絡資源的分配，緩解擁塞問題。GSM系統(tǒng)的工作原理基于時分多址（TDMA）技術，將時間劃分為多個時隙，每個時隙用于傳輸一個用戶的信息。在一個TDMA幀中，包含多個時隙，不同的用戶通過占用不同的時隙來實現(xiàn)同時通信。GSM系統(tǒng)還采用了頻分復用（FDM）技術，將頻段劃分為多個信道，每個信道可以承載多個TDMA幀，進一步提高了系統(tǒng)的容量。在實際通信過程中，移動臺通過無線接口（Um接口）與基站收發(fā)臺進行通信，基站收發(fā)臺通過Abis接口與基站控制器相連，基站控制器則通過A接口與移動交換中心通信，移動交換中心再通過各種信令和接口與其他網絡設備進行交互，實現(xiàn)了整個通信過程的互聯(lián)互通。例如，當用戶A使用移動臺撥打用戶B的電話時，用戶A的移動臺首先將語音信號轉換為數(shù)字信號，經過加密、編碼等處理后，通過無線接口發(fā)送給基站收發(fā)臺?；臼瞻l(fā)臺接收到信號后，將其轉發(fā)給基站控制器，基站控制器對信號進行處理和分析，然后通過A接口將信號傳輸給移動交換中心。移動交換中心根據(jù)用戶B的號碼，查詢歸屬位置寄存器和拜訪位置寄存器，確定用戶B的當前位置和路由信息，將呼叫信號轉發(fā)到用戶B所在的基站子系統(tǒng)，最終通過基站收發(fā)臺將信號發(fā)送給用戶B的移動臺，實現(xiàn)了用戶A與用戶B之間的通話。2.1.2GSM小區(qū)的概念與作用在GSM移動通信系統(tǒng)中，小區(qū)是一個至關重要的概念，它是指由一個基站收發(fā)臺（BTS）所覆蓋的特定地理區(qū)域。從地理范圍來看，小區(qū)的覆蓋范圍并非固定不變，而是受到多種因素的綜合影響。在繁華的城市區(qū)域，由于高樓大廈林立，地形復雜，信號容易受到阻擋和干擾，為了保證通信質量和信號覆蓋的均勻性，小區(qū)的覆蓋范圍通常相對較小，一般在幾百米到幾公里之間。而在地勢較為平坦開闊的農村地區(qū)或偏遠山區(qū)，信號傳播條件較好，小區(qū)的覆蓋范圍則可以達到幾十公里。小區(qū)在GSM通信系統(tǒng)中扮演著核心角色，具有多方面的關鍵作用。首先，小區(qū)是實現(xiàn)無線信號覆蓋的基本單元，它通過基站收發(fā)臺發(fā)射和接收無線信號，確保移動臺在其覆蓋范圍內能夠與GSM網絡建立穩(wěn)定的通信連接。無論用戶是在室內辦公、室外行走還是乘車出行，只要處于小區(qū)的覆蓋區(qū)域內，就能夠使用移動臺進行語音通話、發(fā)送短信、瀏覽網頁等各種通信活動。其次，小區(qū)在信道分配和管理中起著至關重要的作用。在GSM系統(tǒng)中，信道資源是有限的，為了滿足眾多用戶的通信需求，需要對信道進行合理的分配和管理。每個小區(qū)都擁有一定數(shù)量的信道，基站控制器會根據(jù)小區(qū)內用戶的實時需求和信道的占用情況，動態(tài)地為用戶分配信道資源。在用戶發(fā)起呼叫時，基站控制器會從小區(qū)的可用信道中選擇一個空閑信道分配給該用戶，以保證用戶能夠順利進行通信。當用戶通信結束后，基站控制器會及時回收該信道，以便重新分配給其他有需求的用戶。這種動態(tài)的信道分配機制有效地提高了信道資源的利用率，確保了小區(qū)內眾多用戶能夠共享有限的信道資源。小區(qū)還是實現(xiàn)移動性管理的重要基礎。當移動臺在不同小區(qū)之間移動時，為了保證通信的連續(xù)性和穩(wěn)定性，需要進行切換操作。切換是指移動臺從一個小區(qū)的基站收發(fā)臺的覆蓋范圍移動到另一個小區(qū)的基站收發(fā)臺的覆蓋范圍時，通信系統(tǒng)將移動臺的通信連接從原基站收發(fā)臺轉移到新基站收發(fā)臺的過程。在這個過程中，小區(qū)的基站控制器會實時監(jiān)測移動臺的信號強度和質量等參數(shù)，當移動臺的信號強度或質量下降到一定程度時，基站控制器會發(fā)起切換請求，將移動臺的通信連接切換到信號更好的小區(qū)的基站收發(fā)臺上。小區(qū)之間的切換操作不僅要求快速、準確，以確保用戶幾乎察覺不到通信的中斷，還需要保證切換過程中通信的可靠性和穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)掉話、通信中斷等問題。良好的切換性能是衡量GSM通信系統(tǒng)質量的重要指標之一，它直接關系到用戶的通信體驗和滿意度。此外，小區(qū)還在網絡規(guī)劃和優(yōu)化中發(fā)揮著關鍵作用。通信運營商在進行網絡規(guī)劃時，需要根據(jù)不同地區(qū)的地理環(huán)境、人口分布、業(yè)務需求等因素，合理地規(guī)劃小區(qū)的布局和覆蓋范圍，以實現(xiàn)網絡資源的優(yōu)化配置。在人口密集的城市中心區(qū)域，由于用戶數(shù)量眾多，業(yè)務需求高，需要設置更多的小區(qū)，以增加網絡容量，滿足用戶的通信需求；而在人口稀少的偏遠地區(qū)，則可以適當減少小區(qū)的數(shù)量，降低網絡建設成本。在網絡優(yōu)化過程中，通過對小區(qū)的參數(shù)進行調整，如基站的發(fā)射功率、天線的傾角和方向、信道的配置等，可以改善小區(qū)的信號覆蓋質量，減少干擾，提高網絡性能和服務質量。通過調整小區(qū)的天線傾角和方向，可以優(yōu)化信號的覆蓋范圍，避免出現(xiàn)信號盲區(qū)和重疊區(qū)域；通過合理配置信道參數(shù)，可以提高信道的利用率，降低擁塞率，提升用戶的通信體驗。2.2小區(qū)擁塞的定義與表現(xiàn)形式2.2.1擁塞的嚴格定義與衡量指標在GSM移動通信系統(tǒng)中，小區(qū)擁塞是指小區(qū)內的網絡資源（如信道、功率等）無法滿足用戶的通信需求，導致通信服務質量下降的一種狀態(tài)。當小區(qū)內同時請求服務的用戶數(shù)量超過了該小區(qū)的承載能力，使得信道資源緊張，部分用戶的通信請求無法得到及時響應或服務質量受到嚴重影響時，就認為該小區(qū)發(fā)生了擁塞。呼叫建立成功率是衡量小區(qū)擁塞程度的重要指標之一。它是指成功建立呼叫的次數(shù)與總呼叫請求次數(shù)的比值，計算公式為：呼叫建立成功率=（成功建立呼叫的次數(shù)/總呼叫請求次數(shù)）×100%。當小區(qū)出現(xiàn)擁塞時，由于信道資源不足，會導致部分呼叫請求無法被成功處理，從而使得呼叫建立成功率降低。正常情況下，呼叫建立成功率應保持在較高水平，一般要求達到90%以上。若某小區(qū)的呼叫建立成功率長期低于80%，則可初步判斷該小區(qū)存在擁塞問題。信道擁塞率也是評估小區(qū)擁塞的關鍵指標。它反映了信道被占用而無法提供服務的比例，通常分為業(yè)務信道（TCH）擁塞率和信令信道（SDCCH）擁塞率。TCH擁塞率的計算公式為：TCH擁塞率=（TCH占用失敗次數(shù)/TCH占用請求次數(shù)）×100%；SDCCH擁塞率的計算公式為：SDCCH擁塞率=（SDCCH占用失敗次數(shù)/SDCCH占用請求次數(shù)）×100%。當TCH擁塞率超過5%或SDCCH擁塞率超過3%時，說明小區(qū)的信道資源較為緊張，存在擁塞風險。在實際網絡中，若發(fā)現(xiàn)某小區(qū)的TCH擁塞率達到10%，則表明該小區(qū)在業(yè)務信道方面出現(xiàn)了明顯的擁塞情況，需要及時采取措施進行優(yōu)化。話務量也是衡量小區(qū)擁塞的重要參考指標。話務量是指在一定時間內，用戶使用通信服務所產生的業(yè)務量總和，通常用愛爾蘭（Erl）作為單位。它反映了小區(qū)內用戶對通信資源的實際需求情況。當小區(qū)的話務量接近或超過其設計容量時，就容易出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象。一個小區(qū)的設計話務量容量為50Erl，而在某一時間段內，該小區(qū)的實際話務量達到了45Erl，此時小區(qū)已處于高負荷運行狀態(tài)，若話務量繼續(xù)增加，很可能引發(fā)擁塞。2.2.2常見的擁塞表現(xiàn)現(xiàn)象當GSM小區(qū)發(fā)生擁塞時，會出現(xiàn)多種明顯的表現(xiàn)現(xiàn)象，這些現(xiàn)象直接影響用戶的通信體驗，也為網絡維護人員判斷小區(qū)擁塞提供了直觀依據(jù)。通話中斷是小區(qū)擁塞時較為常見且嚴重的問題。在擁塞情況下，由于信道資源不足，網絡無法持續(xù)為通話中的用戶提供穩(wěn)定的信道支持。當用戶正在進行語音通話時，可能會突然聽到“嘟嘟”聲，隨后通話中斷，無法繼續(xù)進行。這是因為在擁塞時，網絡為了優(yōu)先保障部分重要通信或新的緊急呼叫請求，可能會被迫中斷一些正在進行的通話，以釋放信道資源。通話中斷不僅會給用戶帶來極大的困擾，還可能導致重要信息的丟失，嚴重影響用戶對通信服務的滿意度。呼叫失敗也是小區(qū)擁塞的典型表現(xiàn)之一。用戶在撥打電話時，可能會遇到電話無法撥通，手機屏幕顯示“呼叫失敗”的提示。這是因為在擁塞狀態(tài)下，大量的呼叫請求同時競爭有限的信道資源，部分呼叫請求無法及時獲得空閑信道，從而導致呼叫建立過程失敗。呼叫失敗使得用戶無法及時與對方取得聯(lián)系，降低了通信的及時性和可靠性，尤其在緊急情況下，呼叫失敗可能會帶來嚴重的后果。信號延遲也是小區(qū)擁塞時常見的現(xiàn)象，特別是在數(shù)據(jù)傳輸過程中。當用戶使用手機瀏覽網頁、觀看視頻或進行文件下載時，會明顯感覺到數(shù)據(jù)加載緩慢，頁面長時間無法完全顯示，視頻播放卡頓，文件下載速度極慢。這是因為在擁塞的小區(qū)中，信道資源被大量占用，數(shù)據(jù)傳輸速率受到限制，數(shù)據(jù)包在傳輸過程中需要排隊等待，從而導致信號延遲增加。信號延遲嚴重影響了用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務的體驗，使得原本流暢的網絡應用變得不順暢，降低了用戶對網絡服務的評價。除了上述主要表現(xiàn)外，小區(qū)擁塞還可能導致語音質量下降，用戶在通話中會聽到雜音、回聲等干擾，影響通話的清晰度和流暢性；短信發(fā)送和接收延遲，用戶發(fā)送的短信可能需要很長時間才能到達對方手機，接收短信也會出現(xiàn)延遲，甚至可能出現(xiàn)短信丟失的情況；在一些極端擁塞情況下，還可能導致部分移動設備無法正常注冊到網絡，顯示無信號或信號弱的狀態(tài)，使得用戶完全無法使用通信服務。2.3小區(qū)擁塞對通信質量的影響2.3.1對語音通信質量的影響在GSM移動通信中，當小區(qū)出現(xiàn)擁塞時，語音通信質量會受到多方面的嚴重影響。最直接的表現(xiàn)就是語音中斷現(xiàn)象頻繁發(fā)生。由于小區(qū)內信道資源在擁塞狀態(tài)下極度匱乏，網絡難以維持所有通話的穩(wěn)定進行。當多個用戶同時競爭有限的信道時，部分正在通話的用戶可能會因信道被搶占而被迫中斷通話。在人員密集的商場，眾多顧客在同一時段使用手機進行語音通話，小區(qū)信道資源被大量占用，導致一些用戶在通話過程中突然聽到“嘟嘟”聲，隨后通話戛然而止，嚴重影響了用戶之間信息的傳遞和溝通的順暢性。語音雜音也是小區(qū)擁塞影響語音通信質量的常見問題。擁塞會使信號干擾增大，因為在有限的頻段內，過多的用戶信號相互交織，容易產生干擾。當用戶在通話時，這些干擾會混入語音信號中，導致用戶聽到背景中有嘈雜的電流聲、沙沙聲等雜音，嚴重干擾了正常的語音交流，使得通話內容難以聽清，降低了語音的清晰度和可懂度。在嘈雜的雜音干擾下，用戶可能需要反復確認對方所說的內容，增加了溝通成本和誤解的可能性。語音清晰度下降同樣是小區(qū)擁塞帶來的不良后果。由于信道資源緊張，網絡為了保證一定的通信服務，可能會對語音信號進行壓縮等處理，但這種處理在擁塞情況下可能會過度，導致語音信號的部分信息丟失。原本清晰的語音變得模糊不清，一些字詞的發(fā)音難以分辨，影響了用戶對通話內容的準確理解。用戶在接收重要信息時，可能因為語音清晰度下降而聽錯關鍵內容，從而造成不必要的麻煩和損失。此外，小區(qū)擁塞還可能導致通話延遲增加。在擁塞狀態(tài)下，信號在傳輸過程中需要經過更多的排隊等待和處理環(huán)節(jié)，從移動臺發(fā)出的語音信號到達基站，再經過基站子系統(tǒng)和網絡與交換子系統(tǒng)的傳輸和處理，最終到達接收方移動臺，這個過程的時間延遲會明顯變長。通話雙方會感覺到對方的回應有明顯的滯后，仿佛在與一個反應遲緩的人交流，嚴重影響了通話的實時性和流暢性，降低了用戶的通話體驗。2.3.2對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懶^(qū)擁塞對GSM移動通信的數(shù)據(jù)傳輸同樣帶來諸多負面后果。數(shù)據(jù)丟包是其中一個突出問題。當小區(qū)擁塞時，網絡中的數(shù)據(jù)流量過大，而信道資源有限，數(shù)據(jù)在傳輸過程中就容易出現(xiàn)丟失的情況。數(shù)據(jù)包在從發(fā)送端到接收端的傳輸路徑中，需要經過多個節(jié)點和信道。在擁塞的小區(qū)中，這些節(jié)點和信道可能處于高負載狀態(tài)，無法及時處理和轉發(fā)所有數(shù)據(jù)包，導致部分數(shù)據(jù)包被丟棄。用戶在進行文件下載時，可能會發(fā)現(xiàn)下載進度條突然停止不動，或者下載完成后的文件出現(xiàn)損壞無法正常打開，這很可能是由于數(shù)據(jù)丟包導致文件內容不完整。傳輸速率降低也是小區(qū)擁塞對數(shù)據(jù)傳輸?shù)某Ｒ娪绊?。在正常情況下，GSM網絡能夠為用戶提供一定的數(shù)據(jù)傳輸速率，以滿足用戶瀏覽網頁、觀看視頻、在線游戲等數(shù)據(jù)業(yè)務需求。然而，一旦小區(qū)發(fā)生擁塞，大量用戶同時競爭有限的信道帶寬，每個用戶能夠分配到的帶寬就會大幅減少。用戶在瀏覽網頁時，會發(fā)現(xiàn)頁面加載緩慢，圖片和文字長時間無法顯示完全；觀看在線視頻時，視頻會頻繁卡頓，加載進度條長時間停滯不前，嚴重影響了觀看體驗；進行在線游戲時，游戲畫面的延遲會導致操作不流暢，玩家的指令無法及時響應，影響游戲的競技性和趣味性。除了數(shù)據(jù)丟包和傳輸速率降低，小區(qū)擁塞還可能導致數(shù)據(jù)傳輸錯誤增加。由于信號干擾增大和傳輸不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)在傳輸過程中可能會受到噪聲等因素的影響，導致數(shù)據(jù)的準確性受到破壞。接收端接收到的數(shù)據(jù)可能會出現(xiàn)錯誤的校驗和、亂碼等情況，使得數(shù)據(jù)無法被正確解析和使用。在進行重要數(shù)據(jù)傳輸，如銀行轉賬信息、商務文件傳輸時，數(shù)據(jù)傳輸錯誤可能會帶來嚴重的后果，造成經濟損失或業(yè)務延誤。在一些對實時性要求較高的數(shù)據(jù)業(yè)務中，如視頻會議、實時直播等，小區(qū)擁塞還會導致嚴重的卡頓和中斷現(xiàn)象。視頻會議中的參會人員可能會看到畫面長時間靜止，聲音斷斷續(xù)續(xù)，甚至完全中斷，無法進行正常的溝通和交流；實時直播的觀眾則會頻繁遇到直播畫面加載失敗、播放中斷的情況，極大地影響了直播的效果和觀眾的觀看體驗，降低了用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務的滿意度和信任度。三、GSM移動通信小區(qū)擁塞原因分析3.1網絡資源不足3.1.1基站載頻配置不足基站載頻作為GSM網絡中承載通信業(yè)務的關鍵硬件設備，其數(shù)量直接決定了小區(qū)的通信容量。在一些人口密集區(qū)域，如大型商場、學校、火車站等，人員流動頻繁且通信需求旺盛，若基站載頻配置無法滿足實際需求，就極易引發(fā)小區(qū)擁塞。以某市中心的大型商場為例，該商場占地面積廣，內部商戶眾多，每日客流量高達數(shù)萬人。在商場內部及周邊區(qū)域，分布著多個GSM小區(qū)。隨著移動互聯(lián)網的普及，用戶對移動通信的需求不僅局限于語音通話，還包括大量的數(shù)據(jù)業(yè)務，如瀏覽網頁、觀看視頻、移動支付等。在商場的營業(yè)高峰期，尤其是周末和節(jié)假日，大量用戶同時使用手機進行通信，導致該區(qū)域的話務量急劇上升。然而，負責覆蓋該商場區(qū)域的基站載頻配置卻相對較低，每個基站僅配備了少量的載頻，無法滿足眾多用戶同時發(fā)起的通信請求。根據(jù)實際監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在營業(yè)高峰期，該區(qū)域的話務量可達到平時的數(shù)倍，部分小區(qū)的話務量甚至超出了基站載頻的承載能力。由于載頻數(shù)量不足，無法為所有用戶分配足夠的信道資源，導致大量用戶的呼叫請求無法被成功處理，出現(xiàn)呼叫失敗的情況；正在進行的通話也因為信道資源的緊張而頻繁中斷，語音質量嚴重下降；數(shù)據(jù)傳輸更是受到極大影響，用戶在瀏覽網頁時，頁面加載緩慢，視頻播放卡頓，嚴重影響了用戶的通信體驗。再如某高校，在校學生人數(shù)眾多，校園內的通信需求十分集中。在課間休息、晚上等時間段，學生們會大量使用手機進行社交、娛樂、學習等活動，導致校園內的話務量瞬間飆升。然而，部分校園區(qū)域的基站載頻配置未能充分考慮到學生群體的通信特點和需求，載頻數(shù)量有限，無法滿足高峰時段的話務需求，從而引發(fā)小區(qū)擁塞。在這些時段，學生們經常遇到打電話打不通、短信發(fā)送延遲、網絡速度極慢等問題，對校園內的通信服務質量產生了強烈不滿。由此可見，基站載頻配置不足是導致GSM移動通信小區(qū)擁塞的重要原因之一。在網絡規(guī)劃和建設過程中，通信運營商應充分考慮不同區(qū)域的人口密度、業(yè)務需求特點以及未來的發(fā)展趨勢，合理配置基站載頻數(shù)量，確保小區(qū)具備足夠的通信容量，以滿足用戶日益增長的通信需求，避免因載頻配置不足而引發(fā)的小區(qū)擁塞問題。3.1.2信道分配不合理在GSM移動通信系統(tǒng)中，信道分配策略對于網絡資源的有效利用和小區(qū)的通信質量起著至關重要的作用。固定信道分配策略是一種較為傳統(tǒng)的信道分配方式，在這種策略下，每個小區(qū)預先劃分好一定數(shù)量的信道，并且這些信道在不同的時間段內保持固定分配給特定的業(yè)務或用戶群體。在某些高負載場景下，這種固定分配方式會暴露出嚴重的缺陷，導致資源浪費和小區(qū)擁塞。在舉辦大型演唱會、體育賽事等活動時，現(xiàn)場會聚集大量觀眾，這些觀眾在活動期間會同時使用手機進行通信，包括打電話、發(fā)短信、分享現(xiàn)場照片和視頻等，從而導致活動現(xiàn)場周邊區(qū)域的話務量急劇增加。然而，采用固定信道分配策略的小區(qū)，由于信道分配是預先設定好的，無法根據(jù)實際的話務量變化進行動態(tài)調整。即使在活動現(xiàn)場話務量極高的情況下，部分信道仍然按照固定分配方案被分配給了低需求的業(yè)務或用戶群體，而真正需要大量信道資源的高需求業(yè)務卻無法獲得足夠的信道支持，這就造成了信道資源的嚴重浪費。由于信道資源無法滿足高話務量的需求，大量用戶的通信請求無法得到及時處理，從而引發(fā)小區(qū)擁塞。在某大型演唱會現(xiàn)場，周邊的GSM小區(qū)采用了固定信道分配策略。在演唱會開始前，信道資源按照固定方案進行分配，大部分信道被分配給了常規(guī)的語音通話業(yè)務和少量的數(shù)據(jù)業(yè)務。然而，當演唱會開始后，觀眾們紛紛拿出手機拍照、錄像并分享到社交媒體上，對數(shù)據(jù)業(yè)務的需求急劇增加。由于固定分配的信道無法及時調整給數(shù)據(jù)業(yè)務，導致數(shù)據(jù)業(yè)務信道嚴重不足，用戶在上傳照片和視頻時，出現(xiàn)了長時間等待、上傳失敗的情況，同時語音通話也受到了嚴重影響，呼叫失敗率大幅上升，小區(qū)擁塞問題十分嚴重。在一些商業(yè)區(qū)，白天的話務量主要集中在購物、餐飲等消費場景下的數(shù)據(jù)業(yè)務，如移動支付、在線購物、查詢商家信息等；而到了晚上，居民下班回家后，話務量則更多地集中在語音通話和家庭娛樂相關的數(shù)據(jù)業(yè)務上。如果采用固定信道分配策略，無法根據(jù)不同時間段的話務特點進行靈活調整，就會導致在白天數(shù)據(jù)業(yè)務需求旺盛時，數(shù)據(jù)業(yè)務信道不足，而語音通話信道卻存在閑置；晚上則相反，語音通話信道緊張，數(shù)據(jù)業(yè)務信道又出現(xiàn)浪費的情況，最終導致小區(qū)擁塞。為了避免因信道分配不合理導致的小區(qū)擁塞問題，通信運營商應采用更加靈活、智能的信道分配策略，如動態(tài)信道分配策略。動態(tài)信道分配策略能夠根據(jù)實時的話務量、信道質量、用戶需求等因素，動態(tài)地分配信道資源，將信道及時分配給最需要的業(yè)務和用戶群體，從而提高信道資源的利用率，有效緩解小區(qū)擁塞，提升網絡的通信質量和服務水平。3.2用戶行為因素3.2.1突發(fā)業(yè)務高峰在GSM移動通信網絡的實際運行過程中，突發(fā)業(yè)務高峰是導致小區(qū)擁塞的一個重要用戶行為因素。節(jié)假日和大型活動期間，用戶的通信需求會呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長，給網絡帶來巨大的壓力，進而引發(fā)小區(qū)擁塞問題。以春節(jié)為例，春節(jié)是中國最重要的傳統(tǒng)節(jié)日，在這個特殊時期，人們的通信活動變得極為頻繁。大量在外工作、學習的人會回到家鄉(xiāng)與親人團聚，人口流動的增加使得各個地區(qū)的通信需求大幅上升。人們會通過電話、短信、視頻通話等方式與遠方的親朋好友拜年、交流，分享節(jié)日的喜悅和生活的點滴。同時，隨著移動互聯(lián)網的發(fā)展，人們在春節(jié)期間還會頻繁使用手機進行線上支付、搶紅包、觀看春節(jié)聯(lián)歡晚會直播、參與社交媒體互動等活動。這些多樣化的通信需求使得GSM網絡的話務量和數(shù)據(jù)流量在春節(jié)期間急劇增加。在某一線城市的市中心區(qū)域，春節(jié)期間的話務量相比平時增長了數(shù)倍，部分小區(qū)的話務量甚至達到了平時的5-8倍。由于網絡資源在短時間內無法滿足如此龐大的通信需求，導致該區(qū)域的多個GSM小區(qū)出現(xiàn)了嚴重的擁塞現(xiàn)象。用戶在撥打電話時，常常遇到呼叫失敗的情況，接通率大幅下降；短信發(fā)送和接收也出現(xiàn)了明顯的延遲，有時甚至需要等待數(shù)分鐘才能收到短信；數(shù)據(jù)傳輸更是受到極大影響，用戶在進行線上支付時，頁面長時間加載不出來，搶紅包時也因為網絡延遲而錯失良機；觀看春節(jié)聯(lián)歡晚會直播時，視頻卡頓嚴重，無法流暢觀看。大型體育賽事也是導致突發(fā)業(yè)務高峰的典型場景。在舉辦奧運會、世界杯等國際大型體育賽事時，賽場周邊區(qū)域會聚集大量觀眾。這些觀眾在賽事期間會頻繁使用手機進行通信，他們不僅會打電話與未到現(xiàn)場的朋友分享賽事的精彩瞬間，還會通過社交媒體發(fā)布照片、視頻，實時更新賽事動態(tài)。同時，觀眾們還會使用手機查詢賽事信息、購買周邊商品等。在2018年俄羅斯世界杯的一場決賽中，賽場周邊的GSM小區(qū)就遭遇了嚴重的擁塞。由于現(xiàn)場觀眾人數(shù)眾多，且大家都在同一時間使用手機，導致該區(qū)域的話務量瞬間飆升，網絡不堪重負。許多觀眾在比賽過程中發(fā)現(xiàn)手機信號極差，無法正常撥打電話，即使撥通了也會很快中斷；數(shù)據(jù)網絡更是幾乎癱瘓，社交媒體上的照片和視頻根本無法加載，查詢賽事信息也變得異常困難，嚴重影響了觀眾的觀賽體驗。再如大型演唱會，當知名歌手舉辦演唱會時，粉絲們會從各地趕來觀看。在演唱會現(xiàn)場及周邊區(qū)域，粉絲們會在演出前、演出過程中以及演出結束后頻繁使用手機。他們會在演出前與同伴聯(lián)系，確認集合地點；演出過程中，會拍攝照片和視頻分享到社交平臺，與其他粉絲互動；演出結束后，會通過手機叫車、查詢周邊餐飲信息等。這些通信行為使得該區(qū)域的通信需求在短時間內急劇增加。某知名歌手在某城市舉辦的一場演唱會，吸引了數(shù)萬名粉絲到場。演唱會期間，周邊GSM小區(qū)的話務量和數(shù)據(jù)流量大幅增長，小區(qū)擁塞嚴重。許多粉絲反映，在演唱會上根本無法正常使用手機，手機信號時有時無，網絡速度極慢，無法及時分享自己的激動心情，也給出行和生活帶來了諸多不便。綜上所述，節(jié)假日和大型活動等突發(fā)業(yè)務高峰場景下，用戶通信需求的激增是導致GSM移動通信小區(qū)擁塞的重要原因之一。通信運營商需要充分認識到這些場景下的通信需求特點，提前做好網絡優(yōu)化和資源調配工作，以應對突發(fā)業(yè)務高峰帶來的挑戰(zhàn)，保障用戶的通信質量。3.2.2用戶分布不均衡在GSM移動通信網絡中，用戶分布不均衡是導致小區(qū)擁塞的一個關鍵因素。城市中心區(qū)域作為經濟、文化和商業(yè)的核心地帶，往往匯聚了大量的人口，這些人口在空間上的高度集中使得該區(qū)域的移動通信需求極為旺盛，從而導致局部小區(qū)擁塞現(xiàn)象頻繁發(fā)生。以上海的陸家嘴金融區(qū)為例，陸家嘴是上海的金融核心區(qū)域，擁有眾多的金融機構、寫字樓和商業(yè)中心。每天，大量的上班族、商務人士和游客匯聚于此。在工作日的上班時間，寫字樓內的上班族們會頻繁使用手機進行工作溝通，包括撥打電話、發(fā)送郵件、使用即時通訊工具等。同時，他們還會在休息時間利用手機瀏覽新聞、觀看視頻、進行移動支付等。而周邊的商業(yè)中心也吸引了大量的消費者，他們在購物、餐飲過程中也會使用手機進行各種通信活動。據(jù)統(tǒng)計，陸家嘴金融區(qū)在工作日的白天，每平方公里的人口密度可達數(shù)萬人，該區(qū)域的移動通信話務量和數(shù)據(jù)流量遠遠高于城市的平均水平。由于用戶數(shù)量眾多，導致該區(qū)域的GSM小區(qū)承載著巨大的通信壓力，部分小區(qū)在高峰時段的話務量甚至超出了其設計容量的數(shù)倍。在這些小區(qū)中，用戶常常遇到撥打電話困難、通話中斷、網絡速度極慢等問題，小區(qū)擁塞現(xiàn)象十分嚴重。北京的王府井商業(yè)區(qū)也是一個典型的例子。王府井是北京最繁華的商業(yè)街之一，每天都吸引著大量的游客和消費者。在節(jié)假日和周末，王府井的人流量更是激增。游客們在逛街購物的過程中，會頻繁使用手機拍照留念、分享購物心得、查詢商家信息以及進行移動支付等。消費者在餐廳用餐時，也會使用手機進行點餐、支付以及與朋友分享美食照片等。這些大量的通信需求使得王府井商業(yè)區(qū)周邊的GSM小區(qū)面臨著巨大的壓力。在節(jié)假日的高峰時段，該區(qū)域的部分小區(qū)擁塞率可高達30%以上，用戶在使用手機時會明顯感覺到通信質量的下降，如短信發(fā)送延遲、網頁加載緩慢等，嚴重影響了用戶的購物和游玩體驗。除了城市中心的商業(yè)區(qū)和金融區(qū)，交通樞紐也是用戶分布不均衡導致小區(qū)擁塞的高發(fā)區(qū)域。以北京西站為例，北京西站是重要的交通樞紐，每天都有大量的旅客在此進出站。在旅客集中進站和出站的時間段，如早晨和傍晚，大量旅客會同時使用手機進行票務查詢、車次信息查詢、與家人朋友聯(lián)系等操作。同時，在候車大廳內，旅客們也會利用手機打發(fā)時間，觀看視頻、玩游戲、瀏覽新聞等。這些通信行為使得北京西站周邊的GSM小區(qū)在旅客高峰期承受著巨大的通信負載。據(jù)實際監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在旅客高峰期，北京西站周邊部分小區(qū)的話務量會急劇上升，導致小區(qū)擁塞，用戶在使用手機時會出現(xiàn)信號不穩(wěn)定、通話質量差、網絡連接困難等問題，給旅客的出行帶來了不便。綜上所述，城市中心區(qū)域、交通樞紐等用戶密集區(qū)域，由于用戶分布不均衡，移動通信需求高度集中，導致局部GSM小區(qū)擁塞現(xiàn)象頻發(fā)。通信運營商需要針對這些區(qū)域的特點，采取有效的網絡優(yōu)化措施，如增加基站數(shù)量、優(yōu)化頻率規(guī)劃、采用分布式天線系統(tǒng)等，以提高網絡容量，緩解小區(qū)擁塞問題，提升用戶的通信體驗。3.3網絡規(guī)劃與優(yōu)化問題3.3.1覆蓋規(guī)劃不合理覆蓋規(guī)劃不合理是導致GSM移動通信小區(qū)擁塞的一個重要網絡規(guī)劃與優(yōu)化問題，其主要表現(xiàn)為覆蓋范圍過大或過小以及存在信號盲區(qū)，這些問題會通過不同的機制引發(fā)小區(qū)擁塞。當小區(qū)覆蓋范圍過大時，會吸引過多的移動臺接入。在這種情況下，小區(qū)內的用戶數(shù)量可能超出了基站的承載能力。假設一個原本設計覆蓋范圍為半徑2公里的小區(qū)，由于天線參數(shù)設置不當或地形因素，實際覆蓋范圍擴大到了半徑5公里。這使得更多區(qū)域的移動臺都嘗試接入該小區(qū)，導致小區(qū)內的話務量急劇增加。隨著用戶數(shù)量的增多，基站需要處理的通信請求大幅上升，信道資源變得緊張。當信道資源無法滿足所有用戶的需求時，就會出現(xiàn)呼叫失敗、通話中斷等擁塞現(xiàn)象。覆蓋范圍過大還可能導致信號強度在邊緣區(qū)域減弱，移動臺與基站之間的通信質量下降。為了維持通信，移動臺可能會不斷嘗試重新連接或增加發(fā)射功率，這進一步加劇了信道的負載，從而引發(fā)擁塞。覆蓋范圍過小則會使部分區(qū)域的用戶無法正常接入，這些用戶會集中在覆蓋范圍內的其他小區(qū)，導致這些小區(qū)的話務量增加，進而引發(fā)擁塞。在城市高樓林立的區(qū)域，由于建筑物的遮擋，部分小區(qū)的覆蓋范圍可能會受到嚴重限制。一些小區(qū)可能只能覆蓋到周邊的幾棟建筑物，而周圍其他區(qū)域的用戶無法接收到該小區(qū)的信號。這些用戶只能轉而接入附近信號較好的小區(qū)，使得這些小區(qū)的用戶數(shù)量瞬間增多。在某城市的商業(yè)區(qū)，由于高樓阻擋，部分GSM小區(qū)的覆蓋范圍過小，周邊大量用戶只能集中接入相鄰的幾個小區(qū)。在工作日的高峰時段，這些小區(qū)的話務量激增，信道資源供不應求，導致小區(qū)擁塞嚴重，用戶在使用手機時遇到了諸多問題，如打電話難接通、網絡速度慢等。信號盲區(qū)的存在同樣會引發(fā)小區(qū)擁塞。當用戶處于信號盲區(qū)時，手機會不斷搜索信號，嘗試接入附近的小區(qū)。這會導致手機頻繁地向網絡發(fā)送接入請求，增加了網絡的信令負荷。如果信號盲區(qū)周圍的小區(qū)已經處于高負載狀態(tài)，那么大量來自信號盲區(qū)用戶的接入請求會進一步加重這些小區(qū)的負擔，從而引發(fā)擁塞。在山區(qū)等地形復雜的區(qū)域，由于地形起伏較大，很容易出現(xiàn)信號盲區(qū)。當車輛行駛在山區(qū)道路時，可能會進入信號盲區(qū)，此時車輛內的乘客使用手機時，手機會不斷搜索信號，向周圍的小區(qū)發(fā)送接入請求。如果周圍的小區(qū)原本就承載著較大的話務量，那么這些額外的接入請求會使小區(qū)的信道資源更加緊張，最終導致小區(qū)擁塞。3.3.2頻率規(guī)劃不合理頻率規(guī)劃不合理在GSM移動通信中是引發(fā)小區(qū)擁塞的關鍵因素，其中同頻干擾和鄰頻干擾是主要的表現(xiàn)形式，它們通過復雜的原理對網絡通信造成嚴重影響，進而導致小區(qū)擁塞。同頻干擾是指相同頻率的信號之間產生的干擾。在GSM網絡中，為了提高頻率資源的利用率，會在不同的小區(qū)中復用相同的頻率。如果頻率規(guī)劃不合理，使得相鄰小區(qū)或距離較近的小區(qū)使用了相同的頻率，就會產生同頻干擾。當移動臺在這樣的環(huán)境中通信時，會接收到來自多個同頻小區(qū)的信號。這些信號在移動臺的接收端相互疊加，導致信號失真和誤碼率增加。移動臺在通話過程中，由于同頻干擾，會出現(xiàn)語音中斷、雜音等問題。為了保證通信質量，移動臺會不斷地嘗試重新建立連接或調整發(fā)射功率，這會增加網絡的信令負荷和信道占用時間。當同頻干擾嚴重時，大量移動臺的通信請求無法得到有效處理，信道資源被無效占用，從而導致小區(qū)擁塞。在某區(qū)域的GSM網絡中，由于頻率規(guī)劃失誤，相鄰的兩個小區(qū)使用了相同的頻率。在用戶使用高峰期，這兩個小區(qū)內的移動臺相互干擾嚴重，通話質量急劇下降，大量用戶的呼叫請求無法接通，小區(qū)擁塞率大幅上升。鄰頻干擾則是指相鄰頻率的信號之間產生的干擾。在GSM系統(tǒng)中，雖然不同的信道使用不同的頻率，但相鄰頻率之間的信號仍然可能會相互影響。如果頻率規(guī)劃時沒有合理安排相鄰頻率的使用，使得相鄰小區(qū)的信號頻率間隔過小，就容易產生鄰頻干擾。鄰頻干擾會使移動臺在接收信號時受到相鄰頻率信號的干擾，導致信號解調困難，通信質量下降。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，鄰頻干擾可能會導致數(shù)據(jù)丟包、傳輸速率降低等問題。用戶在瀏覽網頁時，由于鄰頻干擾，頁面加載速度會變得極慢，甚至無法加載。為了保證數(shù)據(jù)的準確傳輸，移動臺會不斷地重傳數(shù)據(jù)，這會占用更多的信道資源。當鄰頻干擾嚴重時，信道資源被大量無效占用，其他用戶的通信請求無法得到滿足，從而引發(fā)小區(qū)擁塞。在某城市的部分GSM小區(qū)，由于鄰頻干擾問題，用戶在使用移動數(shù)據(jù)時，速度非常緩慢，網絡連接不穩(wěn)定，導致這些小區(qū)在數(shù)據(jù)業(yè)務高峰期出現(xiàn)了嚴重的擁塞現(xiàn)象。3.4硬件故障與環(huán)境因素3.4.1基站硬件故障在GSM移動通信系統(tǒng)中，基站硬件故障是引發(fā)小區(qū)擁塞的一個重要因素，其中傳輸故障和駐波比故障較為常見，它們通過不同的方式導致載頻不可用，進而引發(fā)小區(qū)擁塞。傳輸故障是指基站與其他網絡設備之間的數(shù)據(jù)傳輸鏈路出現(xiàn)問題，常見的傳輸故障包括傳輸中斷、傳輸誤碼等。當傳輸中斷發(fā)生時，基站與基站控制器（BSC）之間的通信鏈路被切斷，基站無法向BSC上報狀態(tài)信息和用戶數(shù)據(jù)，同時也無法接收BSC下達的控制指令。這使得基站的部分或全部載頻無法正常工作，導致小區(qū)內的用戶無法與網絡建立連接或通信中斷。在某地區(qū)的GSM網絡中，由于一場暴雨導致傳輸光纜被沖斷，該區(qū)域內多個基站出現(xiàn)傳輸中斷故障。這些基站的載頻無法與BSC進行正常通信，導致小區(qū)內的用戶無法撥打電話、發(fā)送短信，數(shù)據(jù)業(yè)務也無法正常使用，小區(qū)擁塞嚴重。傳輸誤碼則是指在數(shù)據(jù)傳輸過程中，由于干擾、設備故障等原因，導致數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)錯誤。當傳輸誤碼率過高時，基站與BSC之間的信令交互會出現(xiàn)錯誤，影響載頻的正常工作。在傳輸信令過程中，由于傳輸誤碼，BSC可能無法正確識別基站上報的載頻狀態(tài)信息，導致無法及時對載頻進行調度和管理，從而使部分載頻無法正常提供服務，引發(fā)小區(qū)擁塞。駐波比故障是指基站天線系統(tǒng)的駐波比超出正常范圍。駐波比是衡量天線系統(tǒng)與傳輸線之間匹配程度的重要指標，正常情況下，駐波比應保持在較低水平，一般要求小于1.5。當駐波比過高時，說明天線系統(tǒng)與傳輸線之間的匹配不佳，會導致部分射頻信號無法有效輻射出去，而是在天線系統(tǒng)內反射，形成駐波。這不僅會降低天線的輻射效率，還可能對基站設備造成損壞。在一些老舊基站中，由于天線長期暴露在室外，受到風吹、日曬、雨淋等自然因素的影響，天線的饋線可能出現(xiàn)老化、破損等情況，導致駐波比升高。當駐波比超過一定閾值時，基站會自動關閉相關載頻，以保護設備安全。在某基站中，由于天線饋線老化，駐波比達到了3.0，基站為了避免設備損壞，自動關閉了兩個載頻。這使得該小區(qū)的可用載頻數(shù)量減少，信道資源緊張，用戶在使用移動通信服務時，出現(xiàn)了呼叫失敗、通話中斷等擁塞現(xiàn)象。無論是傳輸故障還是駐波比故障，一旦導致載頻不可用，都會使小區(qū)的通信容量下降，無法滿足用戶的通信需求，從而引發(fā)小區(qū)擁塞。通信運營商需要加強對基站硬件設備的維護和管理，定期對傳輸鏈路和天線系統(tǒng)進行檢測和維護，及時發(fā)現(xiàn)并解決硬件故障，確?；镜恼＿\行，降低小區(qū)擁塞的風險。3.4.2外部環(huán)境干擾在GSM移動通信中，外部環(huán)境干擾是影響GSM小區(qū)正常運行并導致?lián)砣闹匾蛩?，其中自然環(huán)境和其他通信系統(tǒng)產生的干擾尤為突出。自然環(huán)境干擾對GSM小區(qū)有著顯著影響。在雷雨天氣下，雷電產生的強電磁脈沖會對GSM網絡的信號傳輸造成嚴重干擾。當雷電發(fā)生時，瞬間釋放出的巨大能量會在周圍空間產生強烈的電磁場變化，這些變化會耦合到GSM基站的天線和傳輸線路中，導致信號失真、誤碼率增加。在一次強雷雨天氣中，某地區(qū)多個GSM小區(qū)受到雷電干擾，基站接收到的信號中夾雜著大量的噪聲和干擾脈沖，使得移動臺與基站之間的通信質量急劇下降。用戶在通話時，會聽到強烈的雜音，甚至出現(xiàn)通話中斷的情況；數(shù)據(jù)傳輸也受到極大影響，網絡速度變得極慢，數(shù)據(jù)丟包嚴重。暴雨還可能導致基站設備受潮，影響設備的正常性能，進一步加劇通信故障。在沙塵天氣里，大量的沙塵顆粒會在空氣中懸浮，這些沙塵顆粒會對GSM信號產生散射和吸收作用。信號在傳播過程中，能量會不斷被沙塵顆粒吸收和散射，導致信號強度減弱，覆蓋范圍縮小。在一些沙塵天氣頻繁的地區(qū)，如我國的西北地區(qū)，當沙塵天氣來襲時，GSM小區(qū)的信號質量會明顯下降。移動臺在接收信號時，由于信號強度不足，可能會出現(xiàn)頻繁的小區(qū)重選和切換操作，這會增加網絡的信令負荷，導致信道資源緊張，進而引發(fā)小區(qū)擁塞。其他通信系統(tǒng)的干擾也是GSM小區(qū)面臨的重要問題。隨著通信技術的不斷發(fā)展，不同通信系統(tǒng)在同一區(qū)域內共存的情況越來越普遍，這就容易導致相互之間的干擾。CDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)在頻率上較為接近，如果兩者的頻率規(guī)劃不合理，就會產生嚴重的干擾。CDMA系統(tǒng)的信號帶寬較寬，功率較大，當CDMA基站與GSM基站距離較近時，CDMA信號可能會泄漏到GSM頻段，對GSM信號產生干擾。在某城市的部分區(qū)域，由于CDMA基站和GSM基站的布局不合理，出現(xiàn)了CDMA系統(tǒng)對GSM系統(tǒng)的干擾問題。GSM小區(qū)內的用戶在使用手機時，通話質量受到嚴重影響，經常出現(xiàn)雜音、掉線等情況，數(shù)據(jù)業(yè)務也無法正常使用，小區(qū)擁塞率明顯上升。一些非法的無線發(fā)射設備也會對GSM小區(qū)造成干擾。這些非法設備可能沒有經過嚴格的頻率規(guī)劃和功率控制，隨意發(fā)射信號，干擾正常的通信秩序。在一些市場、商業(yè)街等場所，存在一些非法的信號放大器、干擾器等設備，這些設備會發(fā)射出與GSM信號頻率相近的干擾信號，導致GSM小區(qū)的信號受到干擾，用戶通信受到影響，嚴重時會引發(fā)小區(qū)擁塞。四、GSM移動通信小區(qū)擁塞解決方案研究4.1擴容與升級4.1.1增加基站載頻增加基站載頻是提升GSM移動通信網絡容量、緩解小區(qū)擁塞的一種直接且有效的方法。以某大型商業(yè)綜合體為例，該商業(yè)綜合體占地面積廣，內部包含多個商場、寫字樓和酒店，每日客流量巨大，人員活動頻繁。在商業(yè)綜合體的運營過程中，發(fā)現(xiàn)其周邊的GSM小區(qū)經常出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象，尤其是在周末和節(jié)假日的營業(yè)高峰期。經過對該區(qū)域的網絡狀況進行詳細監(jiān)測和分析，發(fā)現(xiàn)小區(qū)擁塞的主要原因是網絡容量不足，無法滿足大量用戶同時使用移動通信服務的需求。在高峰時段，該區(qū)域的話務量急劇上升，而基站載頻數(shù)量有限，導致信道資源緊張，用戶在撥打電話時經常出現(xiàn)呼叫失敗的情況，通話過程中也容易出現(xiàn)掉話現(xiàn)象，數(shù)據(jù)傳輸更是緩慢，嚴重影響了用戶的通信體驗。為了解決這一問題，通信運營商決定對該區(qū)域的基站進行載頻擴容。在原有基站的基礎上，增加了多個載頻，從而增加了小區(qū)的信道數(shù)量。載頻擴容后，該區(qū)域的網絡容量得到了顯著提升。根據(jù)實際監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，擴容后的小區(qū)話務承載能力大幅提高，呼叫建立成功率從原來的70%提升到了90%以上，掉話率從15%降低到了5%以內，數(shù)據(jù)傳輸速率也有了明顯提升，用戶在瀏覽網頁、觀看視頻等數(shù)據(jù)業(yè)務時的體驗得到了極大改善。再如某高校校園，校園內學生數(shù)量眾多，且學生對移動通信的需求較為集中。在晚上、課間休息等時間段，學生們大量使用手機進行社交、娛樂、學習等活動，導致校園內的話務量瞬間飆升，周邊GSM小區(qū)頻繁出現(xiàn)擁塞。通過對校園區(qū)域的網絡進行評估，發(fā)現(xiàn)基站載頻配置無法滿足學生群體的通信需求。隨后，通信運營商對校園周邊的基站進行了載頻擴容，增加了載頻數(shù)量。擴容后，校園內的通信質量得到了明顯改善，學生們在使用手機時遇到的通信問題大幅減少，網絡的穩(wěn)定性和可靠性得到了顯著提升。增加基站載頻能夠直接增加小區(qū)的信道資源，提高網絡的話務承載能力，從而有效緩解小區(qū)擁塞問題。在實際應用中，通信運營商應根據(jù)不同區(qū)域的業(yè)務需求和話務特點，合理規(guī)劃和增加基站載頻，以提升網絡容量，滿足用戶日益增長的通信需求。4.1.2升級網絡設備升級網絡設備是提高GSM移動通信網絡處理能力、解決小區(qū)擁塞問題的關鍵舉措，其中包括基站設備和核心網設備的升級，它們各自在提升網絡性能方面發(fā)揮著重要作用。在基站設備升級方面，以某城市的老舊基站為例，這些基站使用年限較長，設備老化嚴重，處理能力有限。隨著城市的發(fā)展和用戶數(shù)量的增加，這些基站所在小區(qū)的話務量不斷攀升，小區(qū)擁塞問題日益突出。用戶在該區(qū)域使用手機時，經常遇到通話質量差、信號不穩(wěn)定、網絡速度慢等問題。為了解決這些問題，通信運營商對這些老舊基站進行了升級。將原有的基站設備更換為新型的、性能更強大的基站設備，這些新設備采用了更先進的技術和更高性能的硬件組件，具備更高的信號處理能力和更強的抗干擾能力。升級后的基站在信號覆蓋范圍和質量上都有了顯著提升。通過優(yōu)化天線系統(tǒng)和射頻模塊，基站的信號能夠更有效地覆蓋周邊區(qū)域，減少了信號盲區(qū)和弱信號區(qū)域。在某老舊城區(qū)，升級前部分區(qū)域的信號強度較弱，通話時斷時續(xù)，數(shù)據(jù)業(yè)務幾乎無法使用。升級后，這些區(qū)域的信號強度明顯增強，信號質量得到了極大改善，用戶的通話清晰度和穩(wěn)定性大幅提高，數(shù)據(jù)傳輸速率也有了顯著提升，用戶在瀏覽網頁、觀看視頻等數(shù)據(jù)業(yè)務時更加流暢，小區(qū)擁塞現(xiàn)象得到了有效緩解。核心網設備的升級同樣至關重要。核心網作為GSM網絡的核心控制部分，負責用戶管理、呼叫處理、路由選擇等重要功能。隨著業(yè)務量的增長和用戶需求的多樣化，老舊的核心網設備逐漸無法滿足網絡的處理需求，導致網絡延遲增加，處理效率降低，進而引發(fā)小區(qū)擁塞。某通信運營商的核心網設備在長時間運行后，出現(xiàn)了處理能力瓶頸，在業(yè)務高峰期，呼叫建立時間明顯延長，部分用戶的通信請求無法及時得到處理，導致小區(qū)擁塞嚴重。為了提升核心網的處理能力，運營商對核心網設備進行了全面升級。采用了新一代的交換機、服務器等設備，優(yōu)化了核心網的架構和算法，提高了核心網的處理速度和容量。升級后的核心網在處理能力上有了質的飛躍。呼叫建立時間大幅縮短，從原來的平均3-5秒縮短到了1-2秒，大大提高了通信的及時性。核心網能夠更高效地處理大量用戶的通信請求，減少了因處理不及時而導致的小區(qū)擁塞現(xiàn)象。在業(yè)務高峰期，用戶的通信質量得到了有效保障，通話中斷、呼叫失敗等問題明顯減少，網絡的整體性能和服務質量得到了顯著提升。升級網絡設備能夠從基站和核心網兩個層面全面提升GSM移動通信網絡的處理能力，有效解決小區(qū)擁塞問題，為用戶提供更優(yōu)質、穩(wěn)定的通信服務。通信運營商應密切關注網絡設備的運行狀況和技術發(fā)展趨勢，及時對網絡設備進行升級和優(yōu)化，以適應不斷增長的業(yè)務需求和用戶期望。4.2優(yōu)化信道分配4.2.1動態(tài)信道分配技術動態(tài)信道分配技術是一種根據(jù)實時網絡需求和信道狀態(tài)來靈活分配信道資源的先進方法，其原理基于對網絡狀態(tài)的實時監(jiān)測與分析。在GSM移動通信系統(tǒng)中，該技術通過專門的算法和系統(tǒng)模塊，持續(xù)收集和分析網絡中的各種參數(shù)，如信道的占用情況、信號強度、干擾水平以及用戶的業(yè)務需求等信息。以某城市的GSM網絡為例，在市中心的商業(yè)區(qū)，白天工作時間內，大量上班族集中在寫字樓和商場區(qū)域，對語音通話和數(shù)據(jù)業(yè)務的需求都非常高。動態(tài)信道分配系統(tǒng)會實時監(jiān)測到這些區(qū)域的話務量急劇增加，以及不同業(yè)務對信道資源的需求變化。當檢測到數(shù)據(jù)業(yè)務需求激增時，系統(tǒng)會自動調整信道分配策略，將更多的空閑信道分配給數(shù)據(jù)業(yè)務，以滿足用戶瀏覽網頁、移動支付等數(shù)據(jù)業(yè)務的需求。而在晚上，隨著商業(yè)區(qū)人員的減少，住宅區(qū)的話務量逐漸增加，系統(tǒng)又會根據(jù)新的需求分布，將信道資源重新分配到住宅區(qū)的小區(qū)，保障居民的通信需求。動態(tài)信道分配技術相比傳統(tǒng)的固定信道分配方式具有顯著優(yōu)勢。它能夠極大地提高信道利用率，避免信道資源的浪費。在固定信道分配模式下，無論小區(qū)內的實際業(yè)務需求如何變化，信道的分配都是預先固定的，這就導致在某些時段或區(qū)域，部分信道可能處于閑置狀態(tài)，而其他信道卻因需求過大而擁塞。而動態(tài)信道分配技術可以根據(jù)實時需求，將信道及時分配給最需要的業(yè)務和用戶群體，使信道資源得到充分利用。在舉辦大型活動時，現(xiàn)場的通信需求會在短時間內急劇增加，且不同類型的業(yè)務需求比例也會發(fā)生變化。動態(tài)信道分配技術能夠迅速感知到這些變化，靈活調整信道分配，優(yōu)先保障活動現(xiàn)場的通信需求，避免因信道分配不合理而導致的擁塞現(xiàn)象。動態(tài)信道分配技術還能有效降低干擾。通過實時監(jiān)測信道的干擾情況，將受到干擾較小的信道分配給用戶，從而提高通信質量。在一些復雜的電磁環(huán)境中，如工業(yè)區(qū)域或信號密集的城市中心，不同小區(qū)的信號容易相互干擾。動態(tài)信道分配技術可以根據(jù)對干擾源和干擾強度的分析，為用戶選擇干擾最小的信道，減少信號干擾對通信的影響，提升用戶的通信體驗。動態(tài)信道分配技術還能夠提高網絡的靈活性和適應性，更好地應對各種突發(fā)的通信需求和網絡變化，保障GSM移動通信網絡的穩(wěn)定運行。4.2.2信道轉換策略在GSM移動通信中，TCH（業(yè)務信道）與GPRS（通用分組無線服務）信道轉換策略是應對小區(qū)擁塞的重要手段，在不同的擁塞場景下有著不同的應用方式和效果。當TCH信道出現(xiàn)擁塞時，將部分GPRS信道轉換為TCH信道是一種有效的緩解措施。在人口密集的商業(yè)區(qū)，周末或節(jié)假日的購物高峰期，用戶的語音通話需求會大幅增加。此時，若TCH信道資源緊張，出現(xiàn)大量呼叫失敗、通話中斷等擁塞現(xiàn)象，而GPRS信道可能存在一定的空閑資源。通過將部分GPRS信道轉換為TCH信道，可以增加語音通話可用的信道數(shù)量，滿足用戶的語音通信需求。根據(jù)某商業(yè)區(qū)的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)，在擁塞高峰期，將2-3個GPRS信道轉換為TCH信道后，該區(qū)域的呼叫建立成功率從原來的70%提升到了85%，掉話率從15%降低到了8%，有效緩解了TCH信道的擁塞狀況，提升了用戶的語音通話質量。在數(shù)據(jù)業(yè)務高峰期，GPRS信道擁塞時，將TCH信道轉換為GPRS信道則能更好地滿足數(shù)據(jù)傳輸需求。在舉辦大型線上促銷活動時，大量用戶同時進行移動購物、在線支付等數(shù)據(jù)業(yè)務，導致GPRS信道擁塞，數(shù)據(jù)傳輸速度變慢，出現(xiàn)頁面加載緩慢、支付失敗等問題。而此時部分TCH信道可能處于空閑狀態(tài)，將這些TCH信道轉換為GPRS信道，可以增加數(shù)據(jù)業(yè)務的信道資源，提高數(shù)據(jù)傳輸速率。在某電商促銷活動期間，某地區(qū)的GSM網絡將4-5個TCH信道轉換為GPRS信道后，該地區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸速率提升了50%以上，用戶在進行數(shù)據(jù)業(yè)務時的體驗得到了極大改善，GPRS信道的擁塞現(xiàn)象得到了有效緩解。在實施TCH與GPRS信道轉換策略時，需要綜合考慮多種因素。要實時準確地監(jiān)測TCH和GPRS信道的擁塞狀況，通過網絡管理系統(tǒng)收集信道占用率、業(yè)務請求數(shù)量、傳輸速率等數(shù)據(jù)，以便及時發(fā)現(xiàn)擁塞并做出正確的轉換決策。要合理設置信道轉換的門限參數(shù)，避免頻繁的信道轉換對網絡穩(wěn)定性產生影響。如果門限設置過低，可能會導致信道頻繁轉換，增加網絡的信令開銷；而門限設置過高，則無法及時有效地緩解擁塞。還需要考慮不同業(yè)務的服務質量要求，在進行信道轉換時，要確保轉換后的信道資源能夠滿足各類業(yè)務的基本服務質量需求，保障用戶的通信體驗。4.3話務均衡策略4.3.1調整天線參數(shù)在GSM移動通信網絡中，天線參數(shù)的調整對于解決小區(qū)擁塞問題起著關鍵作用，其中天線傾角、高度和方位角的調整能夠有效改變小區(qū)的覆蓋范圍，進而實現(xiàn)話務的均衡分布。天線傾角的調整是優(yōu)化小區(qū)覆蓋和話務分布的重要手段之一。當天線傾角較小時，小區(qū)的覆蓋范圍會相對較大，信號會覆蓋到較遠的區(qū)域。然而，這也可能導致小區(qū)邊緣的信號強度較弱，同時吸引過多的移動臺接入，從而增加小區(qū)的話務負擔，引發(fā)擁塞。通過適當增大天線傾角，可以使信號的覆蓋范圍更加集中在小區(qū)中心區(qū)域，減少對小區(qū)邊緣不必要的覆蓋，避免過多移動臺接入，從而降低小區(qū)的話務量，緩解擁塞狀況。在某城市的商業(yè)區(qū)，原本小區(qū)的天線傾角較小，導致周邊較遠區(qū)域的移動臺也能接入該小區(qū)，在高峰時段小區(qū)話務量過高，出現(xiàn)擁塞。通過將天線傾角增大5度后，小區(qū)邊緣的信號覆蓋范圍縮小，部分邊緣區(qū)域的移動臺自動切換到了相鄰小區(qū)，該小區(qū)的話務量得到了有效控制，擁塞現(xiàn)象明顯改善。天線高度的變化同樣會對小區(qū)覆蓋和話務分布產生顯著影響。較高的天線能夠使信號傳播得更遠，覆蓋范圍更廣，但也可能導致不同小區(qū)之間的信號重疊區(qū)域增大，產生干擾，同時吸引過多用戶接入，增加話務量。降低天線高度可以縮小小區(qū)的覆蓋范圍，減少信號重疊和干擾，使話務更加集中在合理的區(qū)域，避免過度擁塞。在某大型住宅小區(qū)，由于周邊基站天線高度較高，小區(qū)內多個區(qū)域信號重疊嚴重，用戶在使用手機時經常出現(xiàn)信號不穩(wěn)定、通話質量差等問題，且部分小區(qū)話務量過高。通過將基站天線高度降低10米后，小區(qū)內的信號重疊現(xiàn)象得到明顯改善，各小區(qū)的話務分布更加均衡，用戶的通信體驗得到了顯著提升。天線方位角的調整則可以改變小區(qū)的覆蓋方向，使其更好地適應不同區(qū)域的話務需求。如果小區(qū)的某個方向話務量過高，而其他方向話務量較低，可以通過調整天線方位角，將信號覆蓋重點轉移到話務量高的區(qū)域，為該區(qū)域的用戶提供更好的通信服務，同時避免其他區(qū)域的信道資源浪費。在某交通樞紐附近，由于車站位于小區(qū)的特定方向，該方向的話務量在旅客高峰期非常高，而其他方向話務量相對較低。通過將天線方位角向車站方向調整30度后，車站區(qū)域的信號強度和覆蓋質量得到了明顯提升，用戶在該區(qū)域的通信質量得到保障，同時小區(qū)整體的話務分布更加均衡，有效緩解了擁塞問題。通過合理調整天線傾角、高度和方位角，可以精確控制小區(qū)的覆蓋范圍和信號強度，優(yōu)化話務分布，有效緩解GSM移動通信小區(qū)的擁塞問題，提升網絡的通信質量和服務水平。4.3.2修改切換門限與小區(qū)選擇參數(shù)在GSM移動通信網絡中，切換門限和小區(qū)選擇參數(shù)的合理設置對于引導用戶切換、均衡話務起著至關重要的作用。切換門限的修改能夠直接影響移動臺在不同小區(qū)之間的切換行為。當切換門限設置較低時，移動臺需要在信號強度或質量下降到較低水平時才會觸發(fā)切換操作。在信號強度較好的區(qū)域，移動臺可能會長時間駐留在當前小區(qū)，即使相鄰小區(qū)的負載較輕且信號質量也能滿足要求。這可能導致某些小區(qū)的話務量過高，而相鄰小區(qū)的資源卻未得到充分利用，從而引發(fā)擁塞。相反，將切換門限適當提高，移動臺在信號強度或質量稍有下降時就會嘗試切換到信號更好、負載更輕的相鄰小區(qū)。在某城市的辦公區(qū)，部分小區(qū)在工作日的上午話務量過高，出現(xiàn)擁塞。通過提高這些小區(qū)的切換門限，使得移動臺在信號強度下降到一定程度時，更容易切換到周邊負載較低的小區(qū)。實施后，原本擁塞小區(qū)的話務量得到了有效分散，各小區(qū)的話務分布更加均衡，呼叫建立成功率提高了20%，掉話率降低了10%，通信質量得到了顯著改善。小區(qū)選擇參數(shù)同樣對用戶的小區(qū)選擇行為有著重要影響。其中，小區(qū)重選偏移（CRO）參數(shù)是影響移動臺小區(qū)重選的關鍵因素之一。當某個小區(qū)的CRO值設置較大時，移動臺在進行小區(qū)重選時會更傾向于選擇該小區(qū)。在一些話務量較低的小區(qū)，可以適當增大CRO值，吸引更多移動臺接入，從而充分利用這些小區(qū)的空閑資源，實現(xiàn)話務的均衡分布。在某商業(yè)區(qū)周邊的一些小區(qū)，白天話務量較低，而附近的商業(yè)區(qū)中心小區(qū)話務量過高。通過增大周邊小區(qū)的CRO值，使得移動臺在該區(qū)域活動時，更容易選擇周邊小區(qū)進行駐留和通信。經過調整后，商業(yè)區(qū)中心小區(qū)的話務量得到了有效分流，周邊小區(qū)的資源得到了合理利用，整個區(qū)域的話務分布更加均衡，網絡性能得到了提升。再如最小接入電平（RXLEV_ACCESS_MIN）參數(shù)，它決定了移動臺能夠接入小區(qū)的最低信號強度。如果將某個小區(qū)的RXLEV_ACCESS_MIN值設置得過高，信號強度較弱的移動臺將無法接入該小區(qū)，從而引導這些移動臺選擇信號更強、負載相對較輕的其他小區(qū)。在某高校校園內，部分老舊宿舍區(qū)域的信號強度較弱，而附近新建教學樓區(qū)域的基站信號較強但話務量較高。通過適當提高教學樓區(qū)域基站小區(qū)的RXLEV_ACCESS_MIN值，使得信號強度較弱的移動臺（主要來自老舊宿舍區(qū)域）無法接入該小區(qū)，轉而接入周邊信號相對較弱但話務量較低的小區(qū)。調整后，校園內各小區(qū)的話務分布更加合理，有效緩解了高話務小區(qū)的擁塞問題，提升了整體通信質量。合理修改切換門限和小區(qū)選擇參數(shù)能夠引導移動臺在不同小區(qū)之間進行合理切換和選擇，從而實現(xiàn)話務量的均衡分布，有效解決GSM移動通信小區(qū)的擁塞問題，提升網絡的通信性能和用戶體驗。4.4采用新技術4.4.1半速率技術半速率技術是一種能夠有效提升GSM網絡容量的重要技術手段，在應對小區(qū)擁塞問題上具有顯著優(yōu)勢。其原理基于對語音編碼速率的調整，在傳統(tǒng)的GSM全速率通信模式下，一條信道僅承載一個通話，語音編碼速率為13Kbit/s。而半速率技術則實現(xiàn)了一條信道同時承載2個通話，語音編碼速率降低至6.5Kbit/s。這一變化使得相同的信道資源能夠容納更多的通話，從而顯著提升了網絡的容量。在某城市的GSM網絡中，在一些話務量較高的區(qū)域，如商業(yè)中心和交通樞紐，采用半速率技術后，網絡容量得到了明顯提升。原本在高峰時段因信道資源不足而頻繁出現(xiàn)擁塞的小區(qū)，通過啟用半速率功能，能夠承載更多用戶的通話請求，呼叫建立成功率從原來的70%提升到了80%以上，有效緩解了小區(qū)擁塞狀況。然而，半速率技術在提升網絡容量的同時，也不可避免地對通話質量產生了一定影響。由于語音編碼速率的降低，單位時間內傳輸?shù)恼Z音信息量減少，這使得通話質量在一定程度上有所下降。主要表現(xiàn)為語音清晰度降低，用戶在通話過程中可能會感覺到聲音的細節(jié)丟失，部分字詞的發(fā)音不夠清晰，影響了對通話內容的準確理解；背景噪音也可能會有所增加，在安靜的環(huán)境下，通話中可能會出現(xiàn)輕微的沙沙聲或電流聲，干擾了正常的語音交流。在實際應用中，為了平衡網絡容量提升和通話質量之間的關系，通常會對開啟半速率功能的信道比例進行合理控制。根據(jù)相關經驗和實際測試，建議將小區(qū)開啟半速率功能的信道比例控制在小區(qū)話音信道總量的35%-40%以內。這樣既能在一定程度上緩解小區(qū)擁塞，提升網絡容量，又能將通話質量的下降控制在用戶可接受的范圍內，保障用戶的基本通信體驗。4.4.2雙頻網技術雙頻網技術是GSM網絡優(yōu)化中用于緩解小區(qū)擁塞的一種重要技術手段，其核心原理是通過合理配置GSM900和GSM1800兩個頻段，實現(xiàn)話務的有效分流。在GSM網絡中，GSM900頻段的信號傳播特性具有繞射能力強、覆蓋范圍廣的特點，但同時其頻率資源相對有限，信道數(shù)量相對較少。而GSM1800頻段則具有頻率資源豐富、干擾相對較小的優(yōu)勢，但其信號傳播損耗較大，覆蓋范圍相對較小。雙頻網技術正是充分利用了這兩個頻段的不同特性來實現(xiàn)話務的合理分配。在實際應用中，將GSM900頻段作為基礎覆蓋頻段，主要負責廣域覆蓋，確保在較大的地理區(qū)域內用戶都能夠接收到穩(wěn)定的信號，滿足用戶基本的通信需求。而將GSM1800頻段作為容量補充頻段，主要部署在話務量較高的區(qū)域，如城市中心的商業(yè)區(qū)、大型居民區(qū)等。當這些區(qū)域出現(xiàn)話務高峰，GSM900頻段的信道資源緊張時，雙頻網技術可以通過合理的參數(shù)設置，引導部分用戶切換到GSM1800頻段進行通信，從而實現(xiàn)話務的分流，緩解GSM900頻段的擁塞壓力。以某大城市的GSM網絡優(yōu)化為例，在城市中心的繁華商業(yè)區(qū)，原本僅使用GSM900頻段進行覆蓋，在工作日的高峰時段，該區(qū)域的話務量急劇增加，導致GSM900頻段的小區(qū)擁塞嚴重，用戶在撥打電話時經常遇到呼叫失敗的情況，通話質量也受到嚴重影響