關(guān)希鳴

（湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，長沙 410126）

伴隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，各家電信運(yùn)營商已逐步加快了LTE基站的部署進(jìn)度。在運(yùn)營商現(xiàn)有2G/3G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上如何建設(shè)LTE網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)各張網(wǎng)絡(luò)的承載定位做好多網(wǎng)協(xié)同發(fā)展，已成為運(yùn)營商重點(diǎn)關(guān)注的問題。目前在廣大的農(nóng)村區(qū)域建設(shè)時(shí)，相較于現(xiàn)有的2G/3G網(wǎng)絡(luò)，由于LTE所處頻段較高而帶來的覆蓋范圍偏小，故站點(diǎn)部署規(guī)劃思路應(yīng)從傳統(tǒng)的廣覆蓋向精確覆蓋轉(zhuǎn)變。同時(shí)，部分運(yùn)營商在4G話音解決方案上所采用的CSFB技術(shù)，對(duì)多重網(wǎng)絡(luò)，尤其是對(duì)2G/4G網(wǎng)絡(luò)提出了更高的協(xié)同覆蓋要求。因此如何在現(xiàn)有的2G/3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋基礎(chǔ)上找準(zhǔn)4G覆蓋區(qū)域，成為了問題的關(guān)鍵所在。

1 多網(wǎng)定位及協(xié)同

經(jīng)過多年的無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，各運(yùn)營商現(xiàn)有2G/3G網(wǎng)絡(luò)均具有相當(dāng)規(guī)模，而4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)正在積極部署中。作為基礎(chǔ)承載網(wǎng)的2G網(wǎng)絡(luò)，具有著覆蓋廣、用戶多的特點(diǎn)。目前在農(nóng)村偏遠(yuǎn)區(qū)域，仍有部分用戶長期駐留于此網(wǎng)絡(luò)，使用著話音服務(wù)及低速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。隨著通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，2G網(wǎng)絡(luò)定位已逐步發(fā)生轉(zhuǎn)變，現(xiàn)階段2G網(wǎng)絡(luò)主要定位于承載話音及適度承載低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是話音業(yè)務(wù)的主要承載網(wǎng)絡(luò)。3G網(wǎng)絡(luò)則定位于中低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載的過渡網(wǎng)絡(luò)，支持平滑過渡及演進(jìn)。而4G網(wǎng)絡(luò)將成為重要的數(shù)據(jù)承載網(wǎng)，主要定位于高帶寬高質(zhì)量的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。隨著VoLTE技術(shù)的成熟，LTE網(wǎng)絡(luò)也將逐步發(fā)揮話音承載能力。

現(xiàn)階段的4G話音解決方案均采用回落方式，即4G回落至2G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)話音業(yè)務(wù)。由此可見，4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的先決條件即是必須要有2G網(wǎng)絡(luò)覆蓋作基礎(chǔ)，才可實(shí)現(xiàn)2G/4G網(wǎng)絡(luò)間互操作。因此在農(nóng)村地區(qū)規(guī)劃LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需重點(diǎn)考慮兩個(gè)方面的問題。

第一，對(duì)于長期駐留或高度占用2G無線網(wǎng)絡(luò)的村莊，此部分區(qū)域可以定義為農(nóng)村熱點(diǎn)。根據(jù)2G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展定位，未來以話音承載為主，因此長期產(chǎn)生2G高數(shù)據(jù)流量的村落（亦稱農(nóng)村數(shù)據(jù)熱點(diǎn)），其網(wǎng)絡(luò)資源占用問題需得到解決，同時(shí)需促進(jìn)低層網(wǎng)絡(luò)向高層網(wǎng)絡(luò)的遷轉(zhuǎn)，逐步提高用戶的使用感知。

第二，2G網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍有限，且需建立在2G已有覆蓋面上。因此，對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)2G站點(diǎn)資源可以簡單利舊的同時(shí)，還需新增站址以針對(duì)性覆蓋。故現(xiàn)網(wǎng)2G高數(shù)據(jù)流量區(qū)域即是4G網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)覆蓋的目標(biāo)，需要準(zhǔn)確定位并新建解決。

2 關(guān)鍵指標(biāo)引入

2.1 GSM小區(qū)日均數(shù)據(jù)總流量

GSM小區(qū)日均數(shù)據(jù)總流量（以下簡稱GSM小區(qū)流量）即單小區(qū)全日產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量總和，取月度日均值。為反映小區(qū)長期的流量狀態(tài)，可以取連續(xù)3個(gè)月的小區(qū)流量再作平均。根據(jù)所取的小區(qū)流量，可以結(jié)合需要?jiǎng)澐至髁康燃?jí)，比如900 MB以上、600～900 MB、600 MB以下等，以便于后期根據(jù)不同等級(jí)解決不同程度的農(nóng)村數(shù)據(jù)熱點(diǎn)。

2.2 GSM TA值

時(shí)間提前量TA：由于GSM采用TDMA，每載頻8個(gè)時(shí)隙間需要嚴(yán)格同步，因此為了補(bǔ)償電波傳輸過程中所引起的延遲，提高信道編解碼效率，故在GSM系統(tǒng)中引入時(shí)間提前量TA值，以調(diào)整手機(jī)發(fā)送時(shí)間，用于克服固有的無線傳輸劣勢。根據(jù)GSM協(xié)議規(guī)定，TA值的取值范圍為0～63，小區(qū)覆蓋半徑最大不能超過35 km。經(jīng)測算，1個(gè)TA所反映的距離約為550 m左右。

3 基于流量分布的LTE規(guī)劃方法

3.1 TA運(yùn)用及數(shù)據(jù)采集

根據(jù)前文所述1個(gè)TA約為550 m左右，不同的TA可以近似的看作不同的距離范圍。因此通過提取GSM單小區(qū)下不同TA值之間的話統(tǒng)信息，即可看出此小區(qū)下在不同距離范圍內(nèi)的話統(tǒng)分布情況。

數(shù)據(jù)采集是通過調(diào)取現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)后臺(tái)網(wǎng)管數(shù)據(jù)獲取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)下各小區(qū)內(nèi)相應(yīng)話統(tǒng)信息，其主要包括小區(qū)基本工參（名稱、CI、經(jīng)緯度、方向角、下傾角等）、單小區(qū)日均流量以及調(diào)取各小區(qū)各TA值下的流量占比或者流量值。其中TA建議調(diào)取數(shù)值0～8內(nèi)的各段流量占比，其余流量歸類于“9以上”，此舉可基本反映單小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的所有流量分布。

3.2 農(nóng)村區(qū)域的關(guān)鍵值取定及TA分布連續(xù)性

GSM小區(qū)流量標(biāo)準(zhǔn)可以通過建設(shè)規(guī)模及覆蓋目標(biāo)取定。主要根據(jù)GSM全網(wǎng)小區(qū)流量總體排序情況，優(yōu)先解決取定值以上的高流量小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的LTE規(guī)劃問題。在農(nóng)村區(qū)域，建議取值日均流量600 MB以上的小區(qū)。

TA分布連續(xù)性是結(jié)合數(shù)據(jù)采集所獲得的小區(qū)各段流量占比或流量值，以連續(xù)3個(gè)TA作為單位（如0～2，3～5，6～8等），統(tǒng)計(jì)流量的連續(xù)性分布情況。在農(nóng)村區(qū)域，由于連續(xù)3個(gè)TA可反映約1.6 km范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)集中程度，且一般產(chǎn)生數(shù)據(jù)流量的區(qū)域多位于村落，因此利用TA的分布連續(xù)性即可判定存在的數(shù)據(jù)熱點(diǎn)村落距離基站的距離，需要針對(duì)性的進(jìn)行LTE覆蓋解決。同時(shí)，結(jié)合天線的方位角，可以根據(jù)流量的指向性，定位熱點(diǎn)農(nóng)村的相對(duì)位置。舉例來說，若需要解決600 MB小區(qū)下的450 MB上的農(nóng)村熱點(diǎn)區(qū)域，可以根據(jù)小區(qū)連續(xù)3個(gè)TA流量占比之和達(dá)到75%以上的，即可判定熱點(diǎn)存在與否，再結(jié)合天線指向定位具體位置。如果TA取值0～8范圍內(nèi)間隔存在兩處連續(xù)3TA達(dá)到450 MB的區(qū)域，即代表在此小區(qū)的方向上存在2處450 MB數(shù)據(jù)熱點(diǎn)需要規(guī)劃LTE站點(diǎn)。

3.3 基于流量分布的LTE規(guī)劃方式判決流程

取定GSM小區(qū)流量標(biāo)準(zhǔn)為600 MB，重點(diǎn)解決450 MB以上數(shù)據(jù)熱點(diǎn)，其規(guī)劃判決流程如圖1所示。

圖1 LTE規(guī)劃方式判決流程圖

如圖1所示，由于LTE在農(nóng)村區(qū)域覆蓋的有效傳播距離一般在2 km范圍內(nèi)，因此引入4TA內(nèi)流量情況作為共址建設(shè)LTE站點(diǎn)的參考標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)數(shù)據(jù)流量集中于現(xiàn)網(wǎng)站址周圍，即原站點(diǎn)位于數(shù)據(jù)熱點(diǎn)農(nóng)村附近，共址架設(shè)LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠滿足熱點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的良好覆蓋時(shí)，利舊現(xiàn)網(wǎng)資源可以帶來建設(shè)投資的有效節(jié)省。而當(dāng)共址建設(shè)無法滿足區(qū)域內(nèi)覆蓋要求，或根據(jù)TA連續(xù)分布情況存在不止一個(gè)的熱點(diǎn)流量區(qū)域時(shí)，需要于相應(yīng)的熱點(diǎn)區(qū)域單獨(dú)新建LTE站點(diǎn)，以確保覆蓋效果并吸收流量。

3.4 案例分析

現(xiàn)網(wǎng)GSM平寨基站22 497小區(qū)流量數(shù)據(jù)8、9、10三個(gè)月平均值達(dá)到1 339.16 MB，屬于長期高流量狀態(tài)。如需重點(diǎn)解決小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的450 MB以上高流量區(qū)域，需首先分析流量的TA分布情況，如表1所示。

表1 典型基站TA流量分布表

由表可見，通過分析小區(qū)覆蓋方向的連續(xù)TA數(shù)據(jù)分布情況，TA0～2以及TA4～7均滿足450 MB，即小區(qū)方向下存在兩處數(shù)據(jù)熱點(diǎn)區(qū)域。一部分位于基站周圍，另一部分位于距離基站2.8～3.3 km處（主要流量集中在TA5）。因此將流量分布分析情況帶入實(shí)際的站點(diǎn)地圖中，如圖2所示。

圖2 典型基站熱點(diǎn)區(qū)域分布圖

由圖可見，通過小區(qū)的指向性，位于基站近場區(qū)0～2TA的熱點(diǎn)區(qū)域即是圖中“H”點(diǎn)標(biāo)記處的村莊，距離基站700 m；而位于3.3 km外的“P”點(diǎn)標(biāo)記處即是第二部分熱點(diǎn)區(qū)域，箭頭所指的兩個(gè)村莊即是對(duì)基站小區(qū)產(chǎn)生流量的熱點(diǎn)農(nóng)村。根據(jù)前文所述的建設(shè)流程，“H”點(diǎn)處的LTE覆蓋可以通過共址原站建設(shè)方式即可滿足；而“P”點(diǎn)處的覆蓋則通過新增LTE站點(diǎn)方式得以解決。

4 結(jié)束語

隨著LTE建設(shè)的逐步推進(jìn)，農(nóng)村區(qū)域的LTE規(guī)劃已漸漸走上日程。對(duì)于廣袤的農(nóng)村區(qū)域，基于現(xiàn)有基站的覆蓋范圍，做好LTE站址規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)精確覆蓋，將直接影響著投資效益及用戶感知。本文通過分析GSM小區(qū)數(shù)據(jù)流量各TA值下的分布情況，結(jié)合連續(xù)性的判定，提出了一套基于流量分布的LTE規(guī)劃流程及方法，為實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了借鑒和參考。

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