中小型城市GSM無線網絡結構分析與優(yōu)化

張建奎, 錢勐韜, 錢傳根

（1 中國移動通信集團江蘇有限公司，南京 210003; 2 中國移動通信集團江蘇有限公司泰州分公司，泰州 225300）

隨著城市發(fā)展的日新月異，無線網絡的逐年建設與業(yè)務量的不斷增長，無線網絡結構逐漸趨于復雜。對于大型城市而言，市區(qū)無線網絡已逐漸轉變?yōu)橛墒曳窒到y(tǒng)、下層街道站、上層宏站組成的立體網；而中小型城市由于話務負荷相對不高，室分站點不多，市區(qū)主要還是通過單層宏站進行覆蓋。由于宏站信號控制較為困難，對于中小型城市的網絡優(yōu)化，單純通過調整網絡參數，進行頻率優(yōu)化已無法達到理想效果。為此，引入全新分析評估手段，對無線網絡進行結構性優(yōu)化的需求迫在眉睫。本文從中小型城市的網絡特點出發(fā)，從區(qū)域信號疊加程度著手，通過對基站天線方位角合理性、小區(qū)覆蓋距離合理性等方面進行分析，探索無線網絡結構分析與優(yōu)化新策略。

1 有關技術

重疊覆蓋度的定義：某個點有多少個強信號進行了重復的覆蓋，該值越高表明區(qū)域內結構越復雜。

其中RatioRecover為重疊覆蓋度為與主小區(qū)電平相差12dB之內的n個鄰小區(qū)測量采樣點數除以總測量次數后得到值的求和。

區(qū)域平均重疊覆蓋度超過4的定義為過度覆蓋區(qū)域，超過3的區(qū)域為高重疊覆蓋度區(qū)域，需要進行優(yōu)化調整。

圖1 重疊覆蓋度示意圖

2 中小型城市網絡結構評估手段

中小型城市市區(qū)網絡主要以單層宏站覆蓋為主，相對于大型城市的室內分布+街道站+宏站的立體組網而言，單層宏站組網無線信號覆蓋范圍不易控制，容易產生覆蓋距離不合理、覆蓋方向不合理等問題從而引起單一區(qū)域過多強信號之間的相互干擾。

為了對以單層宏站覆蓋的中小型城市無線網絡結構進行評估，引入重疊覆蓋度進行分析。按重疊覆蓋度計算方法從無線網絡性能測量報告中統(tǒng)計本小區(qū)電平減鄰小區(qū)電平小于等于12dB的測量采樣點數，而后除以本小區(qū)測量報告總數后得到數值累加，最后加1得到所有基站小區(qū)的重疊覆蓋度數據，利用MapInFo(美國MapInfo公司的桌面地理信息系統(tǒng)軟件)軟件繪制云圖進行分析。

圖2 某地重疊覆蓋度分布云圖

圖2顏色越紅表示重疊覆蓋度越大，紅色表示重疊覆蓋度在4以上，黑色標記為基站位置。從中可以看出，中心城區(qū)重疊覆蓋度不高，而在高速、城鄉(xiāng)結合部重疊覆蓋度則相對較高，主要是由于信號沒有被有效阻擋且覆蓋控制不足的原因影響。

3 重疊覆蓋度優(yōu)化措施

通過對重疊覆蓋度較高地點的深入分析,我們發(fā)現影響信號疊加度的主要因素有3點，分別為天線高度不合理、天線覆蓋方向不合理、天線覆蓋距離不合理。

3.1 天線高度優(yōu)化

天線掛高決定著基站覆蓋能力，天線過高則很難對其覆蓋進行控制，不易進行覆蓋區(qū)域的網絡結構優(yōu)化，天線過低則無法起到很好的覆蓋效果，容易造成弱覆蓋。

圖3 天線掛高與覆蓋影響示意圖

針對此類問題，逐一前往實地勘察覆蓋效果，對于確實存在覆蓋不合理的小區(qū)通過升降平臺，改造抱桿等方式加以解決。

（1） 過高天線：天線掛高超過周圍基站15m；

（2） 過低天線：天線掛高低于周圍基站15m。

對于過高過低天線的判定門限，需要根據不同網絡結構合理取值。

3.2 天線覆蓋方向優(yōu)化

由于工程調整時施工偏差或施工時接反，現網中存在或多或少的天饋接反、天線方位角與實際偏差較大的情況，影響周邊網絡結構和網絡質量。針對此情況，我們通過主小區(qū)與鄰區(qū)之間測量報告中電平相關性進行方位角判決，通常情況主小區(qū)與正對方向的鄰區(qū)之間電平差值較小而與反向鄰區(qū)之間電平差值較大。利用測量報告中鄰區(qū)電平與主服務小區(qū)電平差值的統(tǒng)計項，結合基站數據庫信息統(tǒng)一排查全網的天線方位角與覆蓋范圍不匹配的情況。

圖4 基站扇區(qū)覆蓋范圍與方位角不一致示意圖

3.3 天線覆蓋距離優(yōu)化

從重疊覆蓋度的分析結果看，越區(qū)覆蓋是影響網絡結構的主要因素。以往對越區(qū)覆蓋進行數據分析時通常采用取自全部電平區(qū)間測試點中時間提前量 Time Advance（以下簡稱TA）的平均值，其中弱電平區(qū)間測量點準確表征小區(qū)覆蓋能力明顯不足，使判斷的準確性受到限制。

針對此問題，我們利用測量報告分電平區(qū)間對TA值進行統(tǒng)計的功能對基站覆蓋進行評估，當某小區(qū)在強電平的情況下TA值過大時說明覆蓋存在異常，而在中等電平區(qū)間內平均TA仍較小時則可以認為存在覆蓋不足的情況。

超遠覆蓋：下行電平在-47～-65dBm區(qū)間內最大TA超出平均站間距1.5倍；

超短覆蓋：下行電平在-47～-80dBm區(qū)間內最大TA不達站間距0.75倍。

圖5 超遠超近覆蓋示意圖

4 優(yōu)化效果評估

姜堰城郊重疊覆蓋度超過4，話務統(tǒng)計質差較嚴重，如圖6所示。

圖6 某城郊重疊覆蓋度示意圖

通過對某城郊基站的天線掛高、覆蓋方向、覆蓋距離進行分析，我們排查出了表1幾個問題點。

表1 問題及解決措施

從測量報告來對比調整前后的效果，可以看出取得較為明顯的效果，取調整前10月8～10日共3天的測量報告與調整后10月15～17日共3天的報告中上下行質量分別進行對比，如表2所示。

表2 某城郊優(yōu)化前后統(tǒng)計指標變化對比

5 結束語

中小型城市話務密度不高，高層建筑密集性也相對較低，整體網絡結構與大型城市相比而言較好，整體無線網絡質量的優(yōu)劣主要取決于頻率規(guī)劃的好壞、硬件性能的穩(wěn)定性等其它方面。

對于局部區(qū)域而言，可能會由于天線覆蓋方向不合理、天線掛高不合理、覆蓋距離不合理等原因影響網絡質量，應用重疊覆蓋度指標可以又好又快的指導網絡優(yōu)化工作的有效開展。