高校場景4G優(yōu)化方法探討

袁俊杰 黃亞雷 周政

摘 要 校園網(wǎng)市場是移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的戰(zhàn)略性市場，但隨著全網(wǎng)4G流量持續(xù)快速增長，業(yè)務(wù)的不均衡性導(dǎo)致高校場景的高負(fù)荷問題愈發(fā)突出，高校用戶行為習(xí)慣也使得對視頻、游戲等高速率、低時(shí)延要求的業(yè)務(wù)保障需求愈發(fā)強(qiáng)烈。柳州電信分公司針對高校場景業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，通過規(guī)劃建設(shè)以及功能參數(shù)的優(yōu)化配置，提升了高校場景的4G業(yè)務(wù)整體感知，壓降了高校場景的4G投訴。

關(guān)鍵字 高校場景;超忙小區(qū);移動通信網(wǎng)絡(luò)

1 問題描述

柳州目前有普通高等院校6所，全日制在校學(xué)生約為7.1萬人，其中規(guī)模最大的是廣西科技大學(xué)，該校有東環(huán)、柳石、柳東3個(gè)校區(qū)，占地面積近4000畝，現(xiàn)有教職工1800多人，全日制在校學(xué)生29000多人。

盡管柳州校園電信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的廣度已能滿足用戶需求，但隨著電信4G網(wǎng)絡(luò)在柳州高校用戶中的全面普及，以及高校用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率、時(shí)延均有較高需求，導(dǎo)致在高校場景下容易出現(xiàn)資源受限、超忙小區(qū)過多，用戶感知下降等問題，用戶投訴申告也隨之水漲船高。

此外，高校場景下分布著不同功能的建筑，高低混合，教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、宿舍樓、體育館、食堂等不同的區(qū)域?qū)Ω采w及容量要求差異較大，不能簡單地“一刀切”，這也對無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作來說是一個(gè)極具挑戰(zhàn)的難點(diǎn)[1]。

2 分析過程

高校內(nèi)按照功能一般分為辦公區(qū)域、學(xué)習(xí)區(qū)域和生活區(qū)域。其中學(xué)習(xí)區(qū)域包括教學(xué)樓、圖書館等;生活區(qū)域包括運(yùn)動場、食堂和學(xué)生宿舍等;辦公區(qū)域是學(xué)校行政人員辦公區(qū)域。

高校的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)是用戶密集且存在潮汐效應(yīng)，單個(gè)小區(qū)下用戶過高，高校用戶流動和分布比較集中，對話務(wù)容量有突發(fā)性需求，按時(shí)間的不同，白天用戶主要集中在學(xué)習(xí)區(qū)域，晚上用戶主要集中在生活區(qū)域，按照不同月份，假期高校用戶會明顯下降;高校覆蓋的基站密集分布、同頻干擾嚴(yán)重，普遍存在覆蓋不足、負(fù)荷高、干擾大等問題。同時(shí)，部分高校存在物業(yè)阻撓、校內(nèi)室分無法建設(shè)的情況，只能通過室外宏站覆蓋，導(dǎo)致高負(fù)荷、同頻干擾的問題更加嚴(yán)重。

（1）覆蓋問題：宏站覆蓋深度不足，容易出現(xiàn)覆蓋盲區(qū);

（2）干擾問題：站點(diǎn)密集，重疊覆蓋問題嚴(yán)重;

（3）容量問題：容易出現(xiàn)突發(fā)用戶數(shù)暴增情況，特別是舉行文體活動時(shí)，造成大量用戶無法正常接入網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)重影響用戶感知;

（4）室分泄漏問題：高校宿舍、教學(xué)樓屬于半封閉環(huán)境，室分小區(qū)信號容易外泄到周邊道路。

3 解決措施

針對上述高校場景問題，首先按照“布局層”、“補(bǔ)盲層”、“吸熱層”的分層結(jié)構(gòu)，對柳州各大高校場景基站進(jìn)行梳理，給現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)打上結(jié)構(gòu)化標(biāo)簽，并根據(jù)分層結(jié)構(gòu)給予相應(yīng)的站址、站高、站距、站型等規(guī)劃。

布局層：主要以宏站為主，保障校園基礎(chǔ)覆蓋，作為高校室外區(qū)域的覆蓋層主力。也可在滿足業(yè)務(wù)移動性需要的同時(shí)，一定程度上滿足對深度覆蓋適度的兼顧，但不宜過多：

（1）站型要求：以三扇區(qū)宏站為主;

（2）站高要求：布單站相對高度需比周邊平均建筑物高度高出5-15米。

（3）站距要求：應(yīng)滿足不同室外場景站距標(biāo)準(zhǔn)，不同場景站距可進(jìn)行實(shí)際測試獲取，也可利用仿真獲取;

（4）方位角：布局基站小區(qū)方位角要盡量遵循蜂窩布局，且主瓣方向不應(yīng)有明顯阻擋。

（5）下傾角：按照控制遠(yuǎn)場，保證近中場，減小后瓣干擾的原則，建議機(jī)械下傾角在3度至8度，電子下傾角根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。天線主瓣與覆蓋平面的夾角應(yīng)控制在30度以上。

補(bǔ)盲層：以微小站為主，利用滴灌式覆蓋特性形成，對其他盲區(qū)與弱區(qū)補(bǔ)盲，與結(jié)構(gòu)網(wǎng)協(xié)作形成業(yè)務(wù)基礎(chǔ)承載，保證無縫感知。結(jié)合“調(diào)整好的布局站”加上“排除吸熱層之外的現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)”的信號采樣點(diǎn)圖，定義信號門限（RSRP門限設(shè)為≥-110dBm，SINR門限設(shè)為≥-3dB），可輸出四類區(qū)域，如現(xiàn)網(wǎng)其他站點(diǎn)落入?yún)^(qū)域類型2至3中，則可將其納入補(bǔ)盲層站點(diǎn)：①RSRP好、SINR好區(qū)域;②RSRP差、SINR差區(qū)域;③RSRP差、SINR好區(qū)域;④RSRP好、SINR差區(qū)域。

吸熱層：以微小站或室分為主，用于解決業(yè)務(wù)熱點(diǎn)容量，保障用戶的精品感知，吸熱層站點(diǎn)只能有兩種分層屬性：布局站或者補(bǔ)盲站。如果不是之前梳理出來的布局站，就可先將其歸為補(bǔ)盲站點(diǎn)，滿足以下指標(biāo)之一即可認(rèn)為是吸熱層站點(diǎn)：

（1） 基站PRB利用率大于40%;

（2） 載波聚合站點(diǎn);

（3） 基站PRB利用率≥周邊基站均值利用率1.5倍;

（4） 距離現(xiàn)網(wǎng)吸熱層站點(diǎn)較近（站距≤150米范圍）的。

對于高校場景，宏站的數(shù)量不宜過多，達(dá)到覆蓋標(biāo)準(zhǔn)即可，避免同頻干擾現(xiàn)象過多出現(xiàn)，對于業(yè)務(wù)性能的提升重點(diǎn)在于微小站的建設(shè)上，即對吸熱層和補(bǔ)盲層的完善、優(yōu)化。

微小站一般是指單通道發(fā)射功率等級≤10w的系列產(chǎn)品，具有體積小、低功率和低功耗等特點(diǎn)。微小站根據(jù)其安裝位置可以分為室內(nèi)型和室外型，室內(nèi)型覆蓋室內(nèi)區(qū)域，室外型覆蓋室外區(qū)域，根據(jù)其是否包含基帶又可以分為一體化微站和一體化微RRU。

綜上所述，可得出高校場景無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化原則：

（1）采用宏微協(xié)同，立體覆蓋的方式。避免使用單一解決方案無法有效解決多場景網(wǎng)絡(luò)需求;

<！--[if gte vml 1]> <！[endif]-->?（2） 室外深度覆蓋需納入大網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃，通過宏微協(xié)同方式，提升深度覆蓋水平和資源利用率。

1）從覆蓋能力劃分：建議覆蓋范圍大于200米的采用宏站，100～200米覆蓋范圍可采用室外天線一體化RRU，100米以內(nèi)采用室外一體化微RRU/微站;

2）從站點(diǎn)掛高劃分：建議掛高大于20米的站點(diǎn)采用宏站，10～20米掛高的站點(diǎn)采用室外天線一體化RRU，10米以下掛高的站點(diǎn)采用室外一體化微RRU/微站;

3）從傳輸方式劃分：有光纖到站的站點(diǎn)采用室外一體化微RRU，沒有光纖到站的站點(diǎn)采用室外一體化微站。

（3）新建室分站點(diǎn)：優(yōu)先考慮室內(nèi)有源數(shù)字化方案（室內(nèi)一體化微RRU），存量室分站點(diǎn)：涉及站點(diǎn)改造，優(yōu)選室內(nèi)有源數(shù)字化方案（室內(nèi)一體化微RRU）;

（4）原則上，當(dāng)小微站用于覆蓋補(bǔ)盲時(shí)，選用與現(xiàn)網(wǎng)同頻部署。

（5）多頻段互操作參數(shù)優(yōu)化，高校景包括1.8G/2.1G/800M多個(gè)頻段，需要制定重選、切換策略，得以更加精確的控制用戶在不同頻段上的流向分布。

重選策略：對室內(nèi)外不同頻段設(shè)置不同的優(yōu)先級，2.1G頻段優(yōu)先級設(shè)為5，優(yōu)先吸收話務(wù)，1.8G頻段優(yōu)先級設(shè)為4，800M頻段優(yōu)先級設(shè)為3。

切換策略：2.1G->1.8G使用A2+A5事件，1.8G->2.1G使用A2+A4事件，2.1G與1.8G->800M均使用A2+A5事件，800M->2.1G與1.8G使用A2+A4事件。

（6）室分外泄整治，高校宿舍和教學(xué)樓大都為左右對稱的半封閉環(huán)境，容易出現(xiàn)室分信號泄露問題，造成周邊道路覆蓋雜亂、乒乓切換等問題，所以在滿足覆蓋的前提下，應(yīng)合理控制室分天饋安裝數(shù)量，減少天饋密度;在安裝室分天饋時(shí)盡量使用定向吸頂天線;同時(shí)對泄露嚴(yán)重的室分，建議修改互操作門限，同時(shí)做好和周邊小區(qū)的鄰區(qū)配置。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

高校是典型的高密度人口和高話務(wù)區(qū)域，高校流量增幅快，資源利用率高，容易出現(xiàn)用戶體驗(yàn)差、投訴申告多的問題。因此在對高校進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)，需要對高校內(nèi)不同區(qū)域分別抓住場景特點(diǎn)與業(yè)務(wù)特性，嚴(yán)格控制高校內(nèi)站址、站高、天線等選型;按照場景類型分片區(qū)，實(shí)施RF優(yōu)化、參數(shù)優(yōu)化、載波擴(kuò)容等多種優(yōu)化手段相結(jié)合的方式，針對性消除高校內(nèi)常見的大話務(wù)沖擊、流量不均衡等容量問題和深度覆蓋不足、重疊覆蓋等覆蓋問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱曦寧，曹祿，趙輝，等.面向高校超高業(yè)務(wù)場景的4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中后期WLAN分流方法探討[J].信息與電腦（理論版），2019（23）：173-175.