射頻優(yōu)化在CDMA網(wǎng)絡(luò)日常網(wǎng)優(yōu)中的應(yīng)用

王有銀，宋巍

（湖北電信襄樊分公司無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中心，襄樊 441000）

1 引言

傳統(tǒng)的CDMA無線網(wǎng)優(yōu)化主要從日常路測、話統(tǒng)指標(biāo)、投訴、告警等方面發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，很容易出現(xiàn)拆東墻補(bǔ)西墻的情況；要求優(yōu)化人員有較深的優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，人員配置上一組需要至少6個人、兩輛車，人力和時間的投入都較大；同時，這種優(yōu)化方式不能統(tǒng)籌全網(wǎng)地理位置和無線環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)KPI指標(biāo)的整體提升幅度并不會很明顯。射頻優(yōu)化利用相關(guān)軟件，根據(jù)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)數(shù)據(jù)做模擬仿真，可直觀形象地發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在的較差的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，再從后臺的OMC數(shù)據(jù)加以驗(yàn)證，從而達(dá)到對無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境預(yù)知的目的，利用路測數(shù)據(jù)對傳播模型分析與校正，建立網(wǎng)絡(luò)模型，可以將優(yōu)化區(qū)域內(nèi)的“點(diǎn)—線—面”集中考慮。在實(shí)施方案時會對優(yōu)化區(qū)域內(nèi)的大部分小區(qū)的天饋都做調(diào)整，然后再進(jìn)行鄰區(qū)和功率的微調(diào)處理，從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的整體提升。與傳統(tǒng)優(yōu)化相比，二者有以下差異。

2 射頻優(yōu)化的原理

本文介紹的射頻優(yōu)化是由襄陽電信、上海百林等單位組成聯(lián)合網(wǎng)優(yōu)小組，使用百林通信的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工具對襄陽市區(qū)的CDMA 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化采用的方法，通過核對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、采集路測數(shù)據(jù)、傳播模型分析與校正、建立網(wǎng)絡(luò)模型、設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)、使用遺傳算法得到網(wǎng)絡(luò)最佳的小區(qū)天饋調(diào)整方案，達(dá)到提升網(wǎng)絡(luò)整體指標(biāo)的目的。

2.1 優(yōu)化流程

表1 射頻優(yōu)化與傳統(tǒng)優(yōu)化的對比

使用百林通信的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化NeST CDMA&ACP軟件進(jìn)行射頻優(yōu)化的流程圖如圖1所示。

圖1 射頻優(yōu)化的流程圖

通過地物地貌數(shù)據(jù)、路測數(shù)據(jù)和小區(qū)的基礎(chǔ)物理信息，快速建立網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。通過原始路測對傳播模型進(jìn)行準(zhǔn)確的校正，有效克服地形及基礎(chǔ)信息誤差的影響。將待優(yōu)化小區(qū)中性能值比較好的小區(qū)配置保留，將性能值比較差的小區(qū)配置刪除重新進(jìn)行配置，獲得一組新的天饋配置，重新計(jì)算其性能值，按照相同原則依次類推，直至獲得比較滿意的結(jié)果。

2.2 傳播模型校正

無線網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的傳播模型來預(yù)測路徑損耗中值，如Hata模型、CCIR模型和Lee模型等。在這些模型中，影響電波傳播的一些主要因素，如收發(fā)天線距離、天線高度和地物類型等，都以變量函數(shù)在路徑損耗公式中反映出來。但是，在不同的地區(qū)，地形起伏、建筑物高度和密度以及氣候等因素對傳播影響的程度不盡相同，所以，這些傳播模型在具體環(huán)境下應(yīng)用時，對應(yīng)的變量函數(shù)式應(yīng)該各不相同，需要找到合理的函數(shù)形式。這個函數(shù)式可以通過車載測試，得到本地的路徑損耗測試數(shù)據(jù)，然后用這些數(shù)據(jù)對原始傳播模型公式的各個系數(shù)項(xiàng)和地物因子進(jìn)行校正，使得校正以后公式的預(yù)測值和實(shí)測數(shù)據(jù)誤差最小。

宏蜂窩Okumura/Hata模型是應(yīng)用較為廣泛的覆蓋預(yù)測模型,它是以準(zhǔn)平滑地形的市區(qū)作基準(zhǔn),其余各區(qū)的影響均以校正因子的形式出現(xiàn)。Okumura/Hata模型市區(qū)的基本傳輸損耗模式為：

Lb=K1+K2×lgfc-K3×lghb-α(hm)+（k4+K5×lghb）lg(Rd/1000)+Kdiff×Diff_Loss Clutter_Offset，其中：

Lb：市區(qū)準(zhǔn)平滑地形電波傳播損耗中值（dB）；

Fc(MHz)：工作頻率；

hb(m)：基站天線有效高度；

hm(m)：移動臺有效天線高度；

Rd(km)：基站天線和移動臺天線之間的水平距離；

α: 有效天線修正因子，是覆蓋區(qū)大小的函數(shù)。

一般可取手機(jī)天線有效高度為1.5m，α(hm)約為0。上式可表達(dá)為：

模型系數(shù)采用最小二乘法進(jìn)行校正，既可對某一參數(shù)的系數(shù)單獨(dú)校正，也可對多參數(shù)的系數(shù)同時進(jìn)行校正。由于此次模型校正使用的是20m精度的地圖，包含有建筑物，因此會有衍射現(xiàn)象。因此校正模型需要對衍射Kdiff系數(shù)進(jìn)行校正。在宏蜂窩Okumura-Hata模型中，即對K1、K4和Kdiff系數(shù)進(jìn)行相關(guān)的校正。我們對于此次的傳播模型校正的操作內(nèi)容和傳播模型校正流程如圖2所示。

基本工作內(nèi)容如下：

前期收集路測數(shù)據(jù)；

導(dǎo)入電子地圖數(shù)據(jù)；

導(dǎo)入基站數(shù)據(jù)；

配置參數(shù)；

導(dǎo)入路測數(shù)據(jù)；

篩選測試數(shù)據(jù)，去掉不合理的數(shù)據(jù)點(diǎn)；

開始校正。

如上述所說經(jīng)過詳細(xì)的傳播模型校正，在校正區(qū)域內(nèi)得到唯一一個傳播模型。當(dāng)滿足以下條件時，我們認(rèn)為校正可以結(jié)束。

圖2 傳播模型校正的流程圖

測值和實(shí)測值誤差的均值最小化，盡量為0，不大于0.2dB;

預(yù)測值和實(shí)測值誤差標(biāo)準(zhǔn)偏差在6～8dB（城市區(qū)域）。

3 射頻優(yōu)化的案例

由于射頻優(yōu)化可以將優(yōu)化區(qū)域內(nèi)的“點(diǎn)—線—面”作為整體考慮，有效克服地形的影響，因此本次優(yōu)化區(qū)域選擇了襄陽市區(qū)的密集城區(qū)，覆蓋區(qū)域的面積約99.706km2，區(qū)域特點(diǎn)：部分區(qū)域?yàn)槊芗菂^(qū)、周圍大都為高層建筑，人口數(shù)較多；部分區(qū)域?yàn)榻紖^(qū)城區(qū)，人口數(shù)量相對較少。整個區(qū)域及基站分布如圖3所示。

綠色小區(qū)為本次項(xiàng)目的重點(diǎn)優(yōu)化小區(qū)，綜色小區(qū)為緩沖區(qū)。

優(yōu)化區(qū)域內(nèi)統(tǒng)計(jì)的站點(diǎn)有基站72個，小區(qū)202個。

緩沖區(qū)域內(nèi)的小區(qū)為影響小區(qū)，在軟件運(yùn)算中只考慮其對優(yōu)化區(qū)域內(nèi)站點(diǎn)的干擾而不對其進(jìn)行調(diào)整，共有基站101個，小區(qū)293個。綠色小區(qū)為市區(qū)站點(diǎn)分布，用“宏蜂窩 Okumura-Hata中/小城市”模型校正；綜色小區(qū)為郊區(qū)站點(diǎn)分布，用“宏蜂窩 Okumura-Hata 郊區(qū)”模型校正。

軟件生成的方案中需要調(diào)整的小區(qū)數(shù)為160個，實(shí)際調(diào)整小區(qū)153個，其中調(diào)整方位角的有125個小區(qū)，調(diào)整機(jī)械下傾角的有136個小區(qū)。在軟件生成方案中存在部分調(diào)整幅度較小的小區(qū)，例如方位角幅度為5°，下傾角幅度為1°的情況，因?yàn)檎{(diào)整幅度度太小，在測量誤差范圍之內(nèi)，不予調(diào)整。襄陽市區(qū)的射頻優(yōu)化天線調(diào)整方案在實(shí)施后，通過后臺提取的KPI指標(biāo)比對優(yōu)化前、后的變化趨勢，如表2所示，以驗(yàn)證本次天線優(yōu)化調(diào)整方案的實(shí)施效果，如表3。

圖3 優(yōu)化站點(diǎn)分布圖

表2 優(yōu)化前后KPI指標(biāo)的對比

表3 優(yōu)化前后路測數(shù)據(jù)的對比

4 結(jié)論

本次網(wǎng)優(yōu)工程運(yùn)用某公司的NEST CDMA軟件和射頻優(yōu)化軟件，通過每個站點(diǎn)的實(shí)地勘察和DT拉網(wǎng)測試以及后臺KPI指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)，收集了射頻優(yōu)化仿真所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。首先根據(jù)收集的DT路測數(shù)據(jù)，在NEST CDMA中做本地區(qū)的傳播模型校正，通過校正后的模型計(jì)算出每一個小區(qū)的傳播路損，從而仿真出現(xiàn)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)存在的弱覆蓋、越區(qū)覆蓋、導(dǎo)頻污染和EC/IO較差的區(qū)域。同時再接合路測分析確認(rèn)問題點(diǎn)，以驗(yàn)證軟件的仿真匹配度。待話務(wù)、路損文件和數(shù)據(jù)地圖都具備后，導(dǎo)入射頻優(yōu)化軟件，根據(jù)每一個站點(diǎn)的特點(diǎn)設(shè)置好方位角、下傾角等參數(shù)。然后觀察仿真與路測的匹配度，當(dāng)匹配度達(dá)到要求就可以運(yùn)算天饋調(diào)整方案。實(shí)施后對調(diào)整過的站點(diǎn)做鄰區(qū)優(yōu)化的補(bǔ)充，使優(yōu)化效果達(dá)到最佳。通過前后KPI指標(biāo)的對比，網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的整體得到提升。

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[3]啜鋼等編著.CDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.