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“三步法”優(yōu)化LTE網(wǎng)絡(luò)

蘇華強，衛(wèi)慧鋒，陳明鈺，杜日覽

（中國移動通信集團廣西有限公司，南寧 530022）

摘 要LTE網(wǎng)絡(luò)同頻組網(wǎng)為主，覆蓋控制直接決定干擾程度，良好的覆蓋控制是LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要目標之一?！叭椒ā币詣?wù)實閉環(huán)的思路，落實控制小區(qū)間重疊覆蓋，降低小區(qū)間干擾的目標，精準控制每個小區(qū)的覆蓋范圍，使網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量得到提升。

關(guān)鍵詞三步法；覆蓋控制；降低干擾

1　覆蓋控制的必要性

1.1 GSM、CDMA、LTE網(wǎng)絡(luò)對覆蓋控制的要求不同

GSM網(wǎng)絡(luò)采用頻分加時分多址的接入方式，頻率規(guī)劃效果決定了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，且切換判斷與執(zhí)行耗時較長，故不同小區(qū)間的覆蓋往往有很大的互相重疊。

CDMA網(wǎng)絡(luò)采用碼分多址的接入方式，小區(qū)內(nèi)部的不同用戶信道通過正交碼區(qū)分，不同的小區(qū)采用相同的頻率，以軟切換對抗強干擾，切換判斷與執(zhí)行相對較快，小區(qū)間只能有適當(dāng)?shù)刂丿B覆蓋。

LTE網(wǎng)絡(luò)采用正交頻分復(fù)用的接入方式，將高速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為并行的低速數(shù)據(jù)流在不同的子載波上進行傳送，小區(qū)內(nèi)子載波間完全正交。不同的小區(qū)間采用相同的頻率，對抗小區(qū)間同頻干擾的手段缺乏，切換判斷與執(zhí)行很快，小區(qū)間的重疊覆蓋在滿足切換下越小越好。

1.2 重疊覆蓋對LTE下載速率的影響

LTE網(wǎng)絡(luò)采用同頻組網(wǎng)，小區(qū)間重疊覆蓋會導(dǎo)致干擾增加，每增加一個重疊小區(qū)，LTE下載速率下降20%

～40%，網(wǎng)絡(luò)負荷越高，影響越嚴重。如圖1所示。

圖1　不同重疊覆蓋對下載速率的影響

2　“三步法”原理

“三步法”首先通過站點復(fù)勘收集工程數(shù)據(jù)，檢查天線輻射的無線環(huán)境，對天線受阻擋、隔離度不滿足的小區(qū)進行整改；之后根據(jù)準確的工程數(shù)據(jù)，計算出每個小區(qū)天線的理想下傾角，并根據(jù)該結(jié)果對天線的下傾角進行粗略的調(diào)整；最后依據(jù)測試數(shù)據(jù)和掃頻數(shù)據(jù)，對局部問題點和重疊覆蓋度高的區(qū)域進行精細化調(diào)整，取得良好覆蓋控制效果。

2.1 復(fù)勘

由于站點環(huán)境變化或施工條件等因素，可能存在天線安裝位置、方位角、下傾角等工程實施與規(guī)劃數(shù)據(jù)不一致、天線主瓣受阻擋或隔離度不足等問題。站點復(fù)勘內(nèi)容主要包括天線安裝位置、天線阻擋情況、與其它系統(tǒng)的隔離度、天線掛高、GPS天線安裝情況等現(xiàn)場勘查，同時收集準確的工程數(shù)據(jù)。站點復(fù)勘包括以下檢查內(nèi)容。

2.1.1 安裝位置要求

（1）天線距離周圍大型金屬阻擋反射體大于1 m。

（2）天線應(yīng)盡量避開同水平面上的其它天線或者障礙物，至少分層不交錯，避免與其它天線相對。

（3）同系統(tǒng)、同頻段的兩定向天線間夾角一般應(yīng)大于90°，兩天線的方位角夾角一般要小于180°。

（4）樓頂抱桿天線及美化空調(diào)外機天線一般要求距離樓邊3 m以內(nèi)（沿天線覆蓋方向），天線下沿要高于樓面1.5 m以上，保證天線法線（垂直與天線表面）往下70°范圍不被本樓樓面阻擋。

（5）美化天線水平方向應(yīng)能夠連續(xù)進行正負45°的調(diào)整范圍，機械下傾角可在0°～-10°之間連續(xù)調(diào)整。

2.1.2 天線阻擋要求

（1）主波瓣方向應(yīng)對準主要覆蓋區(qū)域，一般應(yīng)給天線的法線方向往下預(yù)留70°的安全角度，水平方向左右各預(yù)留60°的安全角度，安全角度的正對方向100 m內(nèi)應(yīng)無廣告牌、建筑物、樓面自身等障礙物的明顯阻擋。

（2）天線正向不能沿著街道、河流、湖泊等管道、鏡面效應(yīng)的場景，避免信號過遠覆蓋?？筛鶕?jù)實際情況利用一些高大建筑來達到覆蓋控制的目的。

2.1.3 與異系統(tǒng)的隔離度要求

要求如表1所示。

2.1.4 天線掛高和方向要求

（1）為確保良好覆蓋效果并避免越區(qū)覆蓋，理想的天線掛高是高于目標覆蓋區(qū)域建筑物平均高度10 m左右，天線距離樓面的高度應(yīng)大于1.5 m。

（2）城區(qū)宏站的天線掛高一般應(yīng)控制在50 m以下，并且不高于周邊基站平均高度15 m以上。

2.1.5 GPS天線安裝要求

（1）GPS天線必須垂直安裝，安裝在較空曠位置，上方90°范圍內(nèi)應(yīng)無遮擋。

（2）GPS天線安裝位置應(yīng)高于其附近金屬物，與附近金屬物水平距離大于等于1.5 m。

（3）兩個或多個GPS天線安裝時要保持2 m以上的間距。

2.2 天線粗調(diào)

根據(jù)站點復(fù)勘取得的小區(qū)經(jīng)緯度、方位角、機械下傾角、電子下傾角及天線掛高等參數(shù)，計算每個小區(qū)天線理想的覆蓋下傾角和必要的鄰區(qū)列表。依據(jù)此結(jié)果對全網(wǎng)下傾角進行粗略的優(yōu)化調(diào)整，對計算出下傾角異常的小區(qū)進行整改。同時對PCI、鄰區(qū)等由于覆蓋改變而影響到的參數(shù)進行優(yōu)化。粗調(diào)包括以下內(nèi)容。

2.2.1 問題站點分析

對站點復(fù)勘發(fā)現(xiàn)影響覆蓋的問題站點，包括天線主瓣受到阻擋、天線掛高較低、隔離度不足等問題站點進行分析，并列出解決方案，包括方位角優(yōu)化、工程整改、設(shè)計變更等。

表1　LTE網(wǎng)絡(luò)與其它系統(tǒng)隔離度要求

2.2.2 粗調(diào)前測試

問題站點處理完成后，使用測試軟件，遍歷優(yōu)化區(qū)域的所有道路，收集測試數(shù)據(jù)，為后續(xù)制訂粗調(diào)方案提供參考。

2.2.3 第1輪粗調(diào)方案制訂

對粗調(diào)軟件計算的下傾角過大或過小（大于12°或小于-2°）的小區(qū)進行分析，按以下方法進行調(diào)整。

（1）方位角對打的小區(qū)通過錯開方位角解決。

（2）天線掛高較高的站點通過降低天線高度解決，選址確實有困難的可以臨時更換為異頻段解決。

（3）如上述兩項方案均不可執(zhí)行，通過降功率減少對其它小區(qū)的干擾。

2.2.4 第2輪粗調(diào)方案制訂

在第1輪粗調(diào)方案實施完成后，根據(jù)調(diào)整后的工參數(shù)據(jù)，再次使用軟件進行計算，結(jié)合粗調(diào)前的測試數(shù)據(jù)，對下傾角調(diào)整幅度在2°以上的小區(qū)進行分析，確定調(diào)整實施方案。

2.2.5 粗調(diào)實施

根據(jù)調(diào)整實施方案，對小區(qū)的天線進行調(diào)整，并更新站點復(fù)勘表，做好天線調(diào)整記錄。

2.2.6 參數(shù)優(yōu)化

對天線調(diào)整影響的鄰區(qū)、PCI等參數(shù)進行優(yōu)化，做好參數(shù)調(diào)整記錄。

2.2.7 粗調(diào)后測試

粗調(diào)方案實施完成后，按粗調(diào)前的測試路線進行測試，對比粗調(diào)前后效果，梳理遺留問題點和問題路段，開展精細化調(diào)整。

2.3 天線精調(diào)

在粗調(diào)完成后，開展道路掃頻測試和拉網(wǎng)測試，并對測試數(shù)據(jù)進行分析，梳理出弱覆蓋、重疊覆蓋路段和“未接通、掉線、CSFB失敗”等出現(xiàn)異常事件的路段，精耕細作，進一步提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。天線精調(diào)主要包括以下維度。

（1）RSRP差問題路段分析處理情況：對連續(xù)50 m 或5 s RSRP小于-110 dBm的路段進行分析處理，通過天線調(diào)整、補點、更換天線等措施調(diào)整解決。

（2）SINR差問題路段分析處理情況：對連續(xù)50 m 或5 s SINR小于-3 dB的路段進行分析處理，通過主服優(yōu)化、補點等措施解決。

（3）下載速率低問題路段分析處理情況：對連續(xù)50 m或5 s下載速率低于2 Mbit/s的路段進行分析，確定是覆蓋原因還是參數(shù)原因?qū)е孪螺d速率低，通過優(yōu)化覆蓋或參數(shù)調(diào)整解決。

（4）重疊覆蓋率高問題路段分析處理情況：對連續(xù)30m重疊覆蓋度高于3個小區(qū)（包含主服小區(qū)）的路段進行分析處理，通過主服優(yōu)化，將簇內(nèi)重疊覆蓋率控制在1%以下。

（5）主服不明顯問題路段分析處理情況：對50 m內(nèi)切換次數(shù)超過3次的路段進行分析處理，通過明確主服，避免乒乓切換，減少異頻切換對下載速率的影響。

（6）異常事件問題路段分析處理情況：對RRC連接失敗、切換失敗、掉線、連續(xù)的A3事件（鄰區(qū)漏配）等異常事件進行分析處理。

（7）小區(qū)貢獻度分析調(diào)整情況：使用測試軟件導(dǎo)出道路占用的小區(qū)列表和鄰區(qū)列表，將道路上占用不到，只在鄰區(qū)出現(xiàn)的小區(qū)通過調(diào)整方位角、下傾角加強對居民區(qū)的覆蓋，若居民區(qū)信號重疊覆蓋較多，使用異頻段進行覆蓋。

（8）參數(shù)優(yōu)化：對天線調(diào)整影響的鄰區(qū)、PCI等參數(shù)進行優(yōu)化，做好參數(shù)調(diào)整記錄。

3　實施效果

按照“三步法”選取廣西某城市進行試點，通過復(fù)勘收集了準確的工程數(shù)據(jù)，對站點阻擋、隔離度不足等問題進行了整改，確保入網(wǎng)站點健康穩(wěn)定后進行網(wǎng)絡(luò)粗調(diào)與精細化調(diào)整實施，完成后各項指標均有較大幅度的改善，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)覆蓋得到夯實，為后期優(yōu)化工作奠定了基礎(chǔ)。

3.1 復(fù)勘

該階段，工作內(nèi)容主要是準確基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集與基礎(chǔ)覆蓋問題發(fā)現(xiàn)與整改。試點區(qū)域共完成了689個站點的復(fù)勘，每個站點的基礎(chǔ)信息都詳細記錄，為后期網(wǎng)絡(luò)分析提供準確有效的數(shù)據(jù)支撐，以下為某站點復(fù)勘報告中的部分重要信息，如圖2所示。

在復(fù)勘的689個站點中，發(fā)現(xiàn)并整改了116個存在覆蓋受阻擋、覆蓋不合理、異系統(tǒng)隔離度不夠、天線掛高過高、天線掛高過低、GPS安裝不合理、施工工藝差、天線夾角過小、天線同層水平對打等不同類型問題的站點，這些問題如不處理都會對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量造成不利影響。

3.2 粗調(diào)

該階段，以簇為單位，通過站點經(jīng)緯度、掛高、天線方位角等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計算出每個天線理想下傾角，然后結(jié)合實際無線環(huán)境進行調(diào)整，以某市簇2為例，共30個站點涉及90個小區(qū)，通過粗調(diào)工具計算出每個小區(qū)的理想覆蓋距離與理想下傾角，再與現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)比對，對理想與實際下傾角差異大的小區(qū)結(jié)合TD-SCDMA共站點需求、實際無線環(huán)境、路測數(shù)據(jù)等實際情況進行調(diào)整。

3.2.1 第1輪調(diào)整案例

通過工具計算，建議某市玉州區(qū)振林賓館-HLH-2下傾角調(diào)整至15°，覆蓋距離為161 m，某市玉州區(qū)振林賓館-HLH-3下傾角調(diào)整至13°，覆蓋距離為187 m，現(xiàn)網(wǎng)中玉州區(qū)振林賓館-HLH-2/3小傾角分別為8°/6°，與工具給出建議值差距較大，需要進行調(diào)整。

分析：讀取復(fù)勘報告，該站點天線掛高50 m，屬于高站，覆蓋較遠，所以工具計算出2、3小區(qū)下傾角需調(diào)整至15°/13°屬于合理情況。若需徹底解決過覆蓋，需降低天線掛高，需將天線移至大樓中部位置，由于涉及物業(yè)溝通問題，建設(shè)周期較長，暫時將2小區(qū)和3小區(qū)的機械下傾角調(diào)整到10°，頻段修改為D頻段，待后期物業(yè)問題落實以后降低掛高徹底解決。

3.2.2 第2輪調(diào)整案例

圖2　復(fù)勘報告中天饋系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

通過工具計算，建議某市玉州區(qū)供電公司-HLH-1下傾角由6°調(diào)整至9°。某市玉州區(qū)供電公司-HLH-2下傾角由4°調(diào)整至8°，某市玉州區(qū)供電公司-HLH-3 由3°調(diào)整至10°。該站點的3個扇區(qū)與當(dāng)前實際覆蓋下傾角度差距都在2°以上，所以需要進行調(diào)整。

結(jié)合路測分析，該站3個扇區(qū)均有過覆蓋，需按計算結(jié)果進行調(diào)整，如圖3所示中3個小區(qū)的主覆蓋圖。

3.3 精調(diào)

粗調(diào)后，進行精細化調(diào)整，全網(wǎng)的1～4級道路測試，按照RSRP、SINR、重疊覆蓋、主服不明確、下載速率低、小區(qū)貢獻度幾個維度進行天饋系統(tǒng)的精細化調(diào)整，共解決了48個問題點，精細化調(diào)整天饋覆蓋小區(qū)56個，各維度的定義標準如表2所示。

某路段在粗調(diào)完成后，小區(qū)覆蓋均得到控制，但是重疊覆蓋仍較高，需要進一步精細化調(diào)整分析。

（1）通過地理位置結(jié)合復(fù)勘報告的無線環(huán)境分析，確定由五礦招待所-2小區(qū)作為該路段主服比，計劃將五礦招待所-HLH-2方位角由130°調(diào)整至100°。

（2）對主服以外的過覆蓋小區(qū)進行覆蓋控制，減少重疊覆蓋，結(jié)合路測與復(fù)勘報告的實際無線環(huán)境，調(diào)整勞動保障局-2/3、林業(yè)設(shè)計院-2、勝利硐開發(fā)區(qū)-3、東勝路-1下傾角。

經(jīng)過調(diào)整后，該路段主服明確，重疊覆蓋減少，干擾降低，SINR由原來的-2提升至19，如圖4所示。

圖3　某站點路測覆蓋圖

表2　精調(diào)維度定義

圖4　精調(diào)前后路測對比圖

3.4 優(yōu)化前后指標情況

通過“三步法”的實施應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有了明顯的提升，對比道路測試指標，各項指標均有提升，尤其是重疊覆蓋率、SINR、下載速率等重要指標提升幅度較大，如表3所示。

4　小結(jié)

LTE同頻組網(wǎng)的情況下，覆蓋被阻擋、天線覆蓋不合理、與異系統(tǒng)天線的隔離度不足等問題都可能導(dǎo)致速率低用戶感知差，因此，LTE網(wǎng)絡(luò)中覆蓋合理性優(yōu)化是核心工作之一。

鑒于此，廣西移動無線優(yōu)化中心根據(jù)LTE網(wǎng)絡(luò)特性并結(jié)合2G/3G優(yōu)化中的經(jīng)驗積累，采用“三步法”優(yōu)化方式，從覆蓋受阻擋、覆蓋不合理、掛高過高、掛高過低、天線夾角過小等9種維度進行問題發(fā)現(xiàn)與整治，到系統(tǒng)性的天饋覆蓋優(yōu)化，再結(jié)合路測中RSRP、SINR、重疊覆蓋、小區(qū)貢獻度等7個維度的精細化調(diào)整方式開展工作。

經(jīng)過實踐證明，“三步法”對LTE網(wǎng)絡(luò)帶來的好處是顯而易見的，首先確保了信號能正常輻射出去，確保入網(wǎng)的站點覆蓋是當(dāng)前最優(yōu)方案，將建設(shè)站點的價值最大化的體現(xiàn)。第二，在復(fù)勘階段收集了準確全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)規(guī)劃、前后臺分析提供了詳細準確的數(shù)據(jù)支撐，不用多次上站觀察無線環(huán)境以及數(shù)據(jù)確認，提高了解決問題的時效。第三，粗調(diào)階段實行全網(wǎng)系統(tǒng)性的分析調(diào)整，原有的外場優(yōu)化方式大部分是基于點上的調(diào)整，發(fā)現(xiàn)了問題而進行的問題點調(diào)整，解決了問題A，但是帶來了問題B的產(chǎn)生，周而復(fù)始頻繁的上站調(diào)整，通過本方式的粗調(diào)可以全面的系統(tǒng)的對站點覆蓋合理調(diào)整，由點的調(diào)整轉(zhuǎn)變?yōu)槊娴臐M足。第四，由于復(fù)勘階段基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全面且準確，整治后實現(xiàn)了當(dāng)前無線覆蓋的最佳性，在后期優(yōu)化中問題解決的效果大為提高。

Optimize LTE network via “three procedures”

SU Hua-qiang, WEI Hui-feng, CHEN Ming-yu, DU Ri-lan

(China Mobile Group Guangxi Co., Ltd., Nanning 530022, China)

Abstract LTE network use a frequency reuse factor of 1, coverage control directly determines the degree of interference, suitable coverage control is one of the most important goals of LTE network optimization. “Three procedures” is a way of closed loop and pragmatic. The purpose of “three procedures” is decreasing overlapping coverage and interference of different cells, ensure the accurate coverage range of every cell, improve network quality.

Keywords three procedures; coverage control; decrease interference

表3　“三步法”優(yōu)化前后KPI對比

收稿日期：2015-02-28

文章編號1008-5599（2015）04-0008-06

文獻標識碼A

中圖分類號TN929.5