【摘要】通過分析影響國道沿線移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題的原因，指出了調(diào)整優(yōu)化的指導原則，并制定了具體的調(diào)整方案用以提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率和通話質(zhì)量，保證網(wǎng)絡(luò)資源得到最佳利用。

【關(guān)鍵詞】國道移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化直放站

一、引言

國道是指具有全國性政治、經(jīng)濟意義的主要干線公路，它是連接市區(qū)和郊區(qū)以及省市間經(jīng)濟交流的紐帶，更是重要物資的運輸線，所以必須重視國道沿線移動網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃建設(shè)。但是各家運營商在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，只在國道沿線村鎮(zhèn)及旅游景點建設(shè)了基站，沿線存在很大部分盲弱區(qū)，而且國道線性分布，沿線的地理環(huán)境也不同于市區(qū)，它的話務(wù)量會周期性變化，這就為我們的優(yōu)化工作提出了難題。以下首先分析國道沿線移動網(wǎng)絡(luò)存在的問題，然后制定了優(yōu)化原則，最后提出具體的調(diào)整方案。

二、國道移動網(wǎng)絡(luò)問題分析

國道穿越地形復(fù)雜的地區(qū)，由于山體、植被的屏蔽和吸收作用，造成了無線電波較大的傳輸衰減，基站發(fā)射信號或被阻擋或被屏蔽，形成了移動信號的弱場強區(qū)甚至盲區(qū)，而無法保證用戶的通信質(zhì)量。例如山區(qū)國道的連續(xù)急轉(zhuǎn)彎處尤其是事故多發(fā)地段，這些場所正是移動通信用戶需要及時服務(wù)的地方。

在國道沿線可能是出于如下原因產(chǎn)生掉話。

（1）移動通話過程中發(fā)生切換，如果目標小區(qū)與源小區(qū)之間沒有足夠的重疊區(qū)域，切換時因無法及時釋放源小區(qū)的信道并完成連接到目標小區(qū)的信令交互而造成切換失敗。在GSM網(wǎng)絡(luò)中由于切換為硬切換這將導致用戶短信發(fā)送失敗、通話斷續(xù)甚至掉話，在3G網(wǎng)絡(luò)中重疊區(qū)過小也降低了軟切換的效果。

（2）覆蓋不合理引起干擾，也容易發(fā)生掉話。采用頻率復(fù)用的移動通信系統(tǒng)，若兩個基站（1，2）之間隔有一個基站（3），1、2基站可能使用相同的頻率，如果1基站天饋線參數(shù)設(shè)置不合理，覆蓋控制不好，越過3基站覆蓋到了2基站，這將會產(chǎn)生嚴重的干擾，以至于掉話。同理采用擾碼復(fù)用的CDMA網(wǎng)絡(luò)也會產(chǎn)生擾碼干擾。

（3）孤島效應(yīng)，當基站覆蓋在多山地區(qū)等特殊地形時，由于水面或山峰的反射，使基站在原覆蓋范圍不變得基礎(chǔ)上，在很遠處出現(xiàn)飛地，而與之有切換關(guān)系的相鄰基站卻因地形的阻擋覆蓋不到，這樣就造成飛地與相鄰基站之間沒有切換關(guān)系，飛地因此成為一個孤島（如圖1所示）。

在移動網(wǎng)絡(luò)中由于孤島現(xiàn)象的存在，導致孤島覆蓋周邊小區(qū)的切出切換失敗率大幅提高，而在孤島內(nèi)無線信號強度也不穩(wěn)定影響了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

（4）上下行鏈路不平衡。在國道沿線，基站多設(shè)在山脊上，地勢較高，移動用戶多在車內(nèi)，上下行的鏈路損耗并不相同。如果基站的發(fā)射功率設(shè)置過大，而手機功率有限，上行信號不能到達基站時，就會出現(xiàn)因基站接收不到上行信號而掉話。

直放站又稱為射頻中繼站，是一種擴大無線電波覆蓋，增強信號接續(xù)能力的無線電中繼設(shè)備。從傳輸方式上可以分為無線直放站和有線直放站，無線直放站包括同頻、移頻直放站，有線直放站是指光纖直放站。由于直放站架設(shè)簡單、建設(shè)周期快且成本較低所以在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期國道沿線大量采用了這種設(shè)備特別是無線同頻直放站。

性能不佳、天饋線參數(shù)和發(fā)射功率配置不合理的直放站都會對無線環(huán)境引入干擾，可歸納為下述幾種：

（1）Noise Floor（基底噪聲）。由于無線直放站不只是對施主天線接收到的信號做放大作用，其對熱噪聲仍然會放大，當熱噪聲干擾到基站時，則會降低基站的接收靈敏度。

（2）直放站自激。無線直放站的施主天線和發(fā)射天線隔離度不夠或增益太大會產(chǎn)生自激。施主天線放大了發(fā)射天線的信號，使得直放站無法正常工作。

（3）互調(diào)波所造成的干擾。當使用無線直放站時，輸入施主天線的信號太強時，會造成直放站內(nèi)的功率放大器飽和，如此則會使得產(chǎn)生的的互調(diào)波太大造成干擾。

（4）同頻及鄰頻干擾。選頻點式直放站或是光纖直放站，可對單頻點（或多頻點）進行放大，故可設(shè)計較大的輸出功率，若放大后的信號漏到其他的小區(qū)，而該小區(qū)中存在相同的頻點或鄰近的頻點，則會增加這個小區(qū)的掉話率。

國道沿線覆蓋目標是以交通線為主，兼顧周圍的一些村莊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、旅游景點和工業(yè)區(qū)。移動用戶流動性強，話務(wù)不均衡，容量也較少，業(yè)務(wù)需求以語音通話為主。為了確保無線通信的可靠性，每個扇區(qū)最少也會配置2個載頻提供冗余備份。根據(jù)話務(wù)統(tǒng)計分析覆蓋旅游景點的基站話務(wù)量存在明顯的季節(jié)性波動，景點內(nèi)基站的設(shè)備利用率在話務(wù)量峰值時較高，其他覆蓋型宏基站載頻利用率都非常低。

三、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整原則

移動網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整包括扇區(qū)覆蓋最大化和容量資源分布合理化兩個方面。國道優(yōu)化主要是覆蓋最大化和載頻配置的合理性方面。通過基站減容和拆除、天饋系統(tǒng)調(diào)整、站型調(diào)整來提升設(shè)備利用率；通過合理利用直放站延伸覆蓋，在現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的最大化；通過調(diào)整相應(yīng)射頻及切換參數(shù)提高話務(wù)質(zhì)量。當然還要保證總體投資及未來運營成本要相對合理。

總的國道移動網(wǎng)絡(luò)調(diào)整所依據(jù)的基本思路和原則如下：

（1）針對國道話務(wù)業(yè)務(wù)線狀分布、沿途村鎮(zhèn)用戶相對集中的特點，采用“基站載頻集中設(shè)置、直放站延伸覆蓋”的方式解決國道沿線覆蓋與容量需求；

（2）綜合采用替換、搬遷、新建和天線調(diào)整等多種方式，提升國道覆蓋水平；

（3）根據(jù)站型與站址情況及沿線話務(wù)量需求，有針對性的配置載頻資源；

（4）考慮資費調(diào)整帶來的話務(wù)增長，容量配置適度超前；

（5）基站應(yīng)當設(shè)置在具備穩(wěn)定供電條件的地方，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性；

（6）對于無線直放站、直放站級聯(lián)等存在干擾隱患的設(shè)備考慮進行替換；

（7）國道沿線大都有光纖資源可供利用，優(yōu)先使用性能可靠的光纖直放站。（8）盡量利用原有鐵塔等配套設(shè)施，保護原有投資。四、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整方案

國道主要實現(xiàn)線狀覆蓋，可采用雙向小區(qū)，在穿過城鎮(zhèn)、旅游點的地區(qū)，可綜合采用三向、全向小區(qū)。由于公路環(huán)境的差異很大，如跨省道路所經(jīng)過的地形往往復(fù)雜多變，有平原、高山、樹林、隧道等，因此移動網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和天線選型必須在充分勘察的基礎(chǔ)上，靈活規(guī)劃。

純道路覆蓋：可選用雙載頻的一體化小基站，采用地形匹配天線，天線的方向圖必須與公路的延伸方向匹配。優(yōu)先選擇在道路拐彎的地方建站，同時定向天線的前后比不應(yīng)過高，這是由于道路覆蓋基本上都是面向快速移動的用戶，如果天線前后比太高，則很容易導致兩個小區(qū)的交疊深度過小，不利于切換的正常進行。

途經(jīng)鄉(xiāng)村鎮(zhèn)的覆蓋：以面狀覆蓋為主同時提供較高話務(wù)量容量，可考慮在道路附近高處選址建站，既滿足道路覆蓋的延伸距離又為沿途鄉(xiāng)村鎮(zhèn)居民提供了移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋?？煽紤]采用一體化基站以節(jié)省配套成本，天線可選用全向天線或定向天線，尤其在選擇全向天線時，必須根據(jù)站址和覆蓋目標的高度差與視距角度來配置電子下傾角避免“塔下黑”現(xiàn)象。

直放站憑借配套條件簡單、建設(shè)成本低、建設(shè)周期短、應(yīng)用靈活方便等因素，一直都是網(wǎng)絡(luò)延伸覆蓋的首選，在實際應(yīng)用中，一般多用光纖直放站和同頻直放站兩種，其中光纖直放站的可靠性和靈活性更強。

（1）光纖直放站

采用無線直放站有時會存在以下問題，一是理想的站址位置難以避免信號自激；二是信號源強度小，不能達到直放站的要求。此時若距離宿主基站的距離在15公里以內(nèi)，可以利用沿途的光纖傳輸資源將宿主基站的信號源引至目標區(qū)域建設(shè)光纖直放站。光纖直放站可以兩方向重發(fā)或全向重發(fā)，有利于站址的選擇和網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

（2）同頻直放站

同頻直放站無需傳輸電路、應(yīng)用靈活、實施簡便。一般需要接收到的信號源強度達到-78dBm以上，對覆蓋范圍較小的路段進行覆蓋。同頻直放站使用中一定要避免信號的自激，站址位置要在宿主基站和覆蓋目標之間，重發(fā)信號方向盡量控制在以宿主方向為中線的180度以外，如果直放站近端和遠相距較遠建議使用移頻直放站。

（1）為提高主設(shè)備利用率，可以利用道路沿線已有的光纜傳輸資源，在直放站級聯(lián)不超過2級的原則下，將話務(wù)量較低的宏基站替換為光纖直放站，替換后盡量利用原有的天饋系統(tǒng)及鐵塔等配套設(shè)置；

（2）為提高移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，在具備光纜傳輸條件地區(qū)優(yōu)先將無線直放站替換為光纖直放站；

（3）對有較大話務(wù)量的宏基站，例如村鎮(zhèn)和旅游景點附近的站點，可通過調(diào)整天饋線系統(tǒng)改進覆蓋效果和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

（4）對于原本帶有多級直放站的宏基站對其進行拆除和替換要首先考慮其所帶直放站的信源提取問題，重新建立可行的施主關(guān)系后在進行拆除替換。

（5）站址調(diào)整要根據(jù)話務(wù)量在國道的分布并綜合考慮地形地勢。覆蓋國道的基站最好建在公路沿線轉(zhuǎn)彎處的山脊上，并分兩方向分別覆蓋。覆蓋鄉(xiāng)鎮(zhèn)并兼顧國道的要盡量選址在鄉(xiāng)鎮(zhèn)的開闊地，地勢要相對較高。

基站的容量配置是在分析以往覆蓋范圍內(nèi)話務(wù)量情況得到預(yù)期的話務(wù)量最大值從而得出不同小區(qū)的容量。由于國道沿線使用了直放站設(shè)備，他們吸收的話務(wù)量也應(yīng)計算到信源小區(qū)內(nèi)。

GSM系統(tǒng)的基站，主要的干擾來自于同頻干擾和鄰頻干擾，基站各小區(qū)所使用的載波要做好頻率規(guī)劃?；贑DMA系統(tǒng)的基站，主要的干擾來自于本小區(qū)內(nèi)和鄰近小區(qū)中的信道碼的非正交性，基站各小區(qū)要做好擾碼規(guī)劃。

對于小區(qū)系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整，針對快速移動導致的頻繁切換掉話和語音質(zhì)量的降低可以通過調(diào)整功率控制參數(shù)加快功率控制頻率使現(xiàn)網(wǎng)中的信號強度與質(zhì)量達到最佳，也可以調(diào)整切換算法參數(shù)降低切換門限值減少頻繁切換，還可以調(diào)整解調(diào)參數(shù)降低解調(diào)門限值。

對于小區(qū)物理參數(shù)的調(diào)整，應(yīng)根據(jù)覆蓋目標區(qū)域調(diào)整天線方向角同時為了避免孤島效應(yīng)及過覆蓋，設(shè)置適當?shù)奶炀€下傾角并控制好天線口的發(fā)射功率。

由于國道沿線大量采用了太陽能直放站設(shè)備，故障率較高，因此建立一套完整的直放站監(jiān)控系統(tǒng)是非常必要的，如果出現(xiàn)故障可以第一時間通知維護人員。另一方面，通過監(jiān)控系統(tǒng)也可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)變化隨時調(diào)整直放站參數(shù)（包括增益，載波和頻率等等），增加網(wǎng)絡(luò)的可控性。

五、結(jié)束語

國道沿線移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化有其特殊性，本文僅就優(yōu)化工作中遇到的一些問題和采用的一些方法進行了初步探討。隨著國道覆蓋力度的加大、城市間經(jīng)濟交流的密切加深、各種先進技術(shù)的應(yīng)用，無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的工作還需要進一步深入研究。

參考文獻

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