摘 要：以單個(gè)基站、小規(guī)?；緸榘咐治隽嘶竟こ虆?shù)對(duì)無(wú)線仿真準(zhǔn)確度的影響，最后提出了有效收集基站準(zhǔn)確工程參數(shù)的重要性和工程參數(shù)核查的方法及建議。

關(guān)鍵詞：基站工程參數(shù)；無(wú)線仿真；射線跟蹤模型

中圖分類號(hào)：N945.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）27-0328-02

1 引 言

隨著無(wú)線仿真技術(shù)和無(wú)線信號(hào)射線跟蹤算法的日趨成熟，全球移動(dòng)電信運(yùn)營(yíng)商、網(wǎng)絡(luò)承建商以及設(shè)備提供商都愈來(lái)愈重視無(wú)線仿真技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等各個(gè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)環(huán)節(jié)的深入應(yīng)用。尤其在國(guó)內(nèi)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模龐大，三大電信運(yùn)營(yíng)商以及中國(guó)鐵塔對(duì)無(wú)線仿真的關(guān)注度空前高漲，也都紛紛快速開(kāi)始了無(wú)線仿真工具的規(guī)模應(yīng)用。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)仿真的基本功能是基于網(wǎng)絡(luò)建模、地圖建模，利用電磁傳播模型對(duì)信號(hào)覆蓋強(qiáng)度和質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè)。同時(shí)還具有針對(duì)用戶與業(yè)務(wù)的蒙特卡羅仿真，以及后續(xù)研發(fā)出來(lái)的基于電磁傳播預(yù)測(cè)的自動(dòng)站址規(guī)劃、自動(dòng)小區(qū)優(yōu)化等功能。仿真的準(zhǔn)確度是仿真的根基，即仿真的預(yù)測(cè)結(jié)果是否與網(wǎng)絡(luò)的客觀狀況相符合。除三維數(shù)字地圖、電磁傳播模型、仿真算法因素外，描述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基站工程參數(shù)是仿真的基礎(chǔ)“原料”，直接影響仿真的準(zhǔn)確度。而目前各運(yùn)營(yíng)商對(duì)基站工程參數(shù)普遍地缺乏有效管理：隨著基站入網(wǎng)的工程優(yōu)化、到日常專項(xiàng)優(yōu)化，工程參數(shù)變化頻繁，往往無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行記錄；再加上測(cè)量工具的誤差和粗糙的調(diào)節(jié)手段，這些因素最終都造成了無(wú)法掌握客觀真實(shí)的基站工參參數(shù)。

本文分析了基站工程參數(shù)對(duì)無(wú)線仿真準(zhǔn)確度的影響，并提出了有效收集基站準(zhǔn)確工程參數(shù)、并對(duì)工程參數(shù)進(jìn)行核查的方法和建議。

2 不同工程參數(shù)的仿真分析

本文所討論的基站工程參數(shù)包括扇區(qū)天線的經(jīng)緯度位置、掛高、方向角、下傾角，以下通過(guò)仿真結(jié)果來(lái)分析單個(gè)基站和小規(guī)?；驹诓煌こ虆?shù)下的覆蓋預(yù)測(cè)差異：

2.1 單個(gè)基站

對(duì)單個(gè)基站進(jìn)行初始工程參數(shù)、掛高升高、下傾角增加、方向角扭轉(zhuǎn)四種不同工程參數(shù)下的覆蓋預(yù)測(cè)。這樣做的目的是使讀者可以直觀的觀察工程參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，覆蓋電平這一基礎(chǔ)指標(biāo)隨之變化的情況，不做定量分析。

各預(yù)測(cè)圖采用相同比例尺，渲染顏色的區(qū)域達(dá)良好覆蓋（LTE的RSRP≥-90dBm）。

（1）掛高升高5m：良好覆蓋區(qū)域大幅提高約40%（圖1-②）；

（2）下傾角增加5°：良好覆蓋區(qū)域大幅縮減，主要覆蓋的道路目標(biāo)無(wú)法良好覆蓋（圖1-③）；

（3）方向角扭轉(zhuǎn)30°：超出天線主瓣寬度，扇區(qū)覆蓋方向明顯改變（圖1-④）。

2.2 小規(guī)?；?/p>

2.2.1 衡量方法

小規(guī)模基站的工程參數(shù)對(duì)仿真準(zhǔn)確度的影響衡量方法是，首先對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行傳播模型校正和拉網(wǎng)路測(cè)，再使用高精度地圖和射線跟蹤算法進(jìn)行仿真，最后得出在路測(cè)點(diǎn)上預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的吻合度（用平均誤差和標(biāo)準(zhǔn)方差兩個(gè)數(shù)學(xué)指標(biāo)表征）。上述的操作共重復(fù)做七組，每組所采用不同的工程參數(shù)，分別是基站準(zhǔn)確工參、六組故意扭曲的不實(shí)工參。

通過(guò)這樣的方法，給出小規(guī)模基站工程參數(shù)對(duì)仿真準(zhǔn)確度的影響示意。請(qǐng)讀者注意的是，本節(jié)仍然是旨在分析和展現(xiàn)基站工參對(duì)仿真結(jié)果的影響，與2.1節(jié)不同的是針對(duì)小規(guī)?；径皇菃我换?，另外進(jìn)行了數(shù)學(xué)定量分析。此外，本節(jié)并不涉及通過(guò)仿真結(jié)果反過(guò)來(lái)去研究和評(píng)估工參的謬誤程度，相關(guān)的應(yīng)對(duì)手段將在第3節(jié)探討。

2.2.2 工程參數(shù)誤差模擬

基站準(zhǔn)確的工程參數(shù)為基準(zhǔn)工程參數(shù)，在基準(zhǔn)工程參數(shù)的基礎(chǔ)上，隨機(jī)抽取部分扇區(qū)，對(duì)常見(jiàn)的問(wèn)題工程參數(shù)進(jìn)行模擬：

（1）工程參數(shù)1：10%扇區(qū)的天線掛高±5m；

（2）工程參數(shù)2：10%扇區(qū)的天線下傾角±5°；

（3）工程參數(shù)3：10%扇區(qū)的方向角±30°；

（4）工程參數(shù)4：10%扇區(qū)的以上三種誤差疊加；

（5）工程參數(shù)5：30%扇區(qū)的以上三種誤差疊加；

（6）工程參數(shù)6：50%扇區(qū)的以上三種誤差疊加。

2.2.3 仿真結(jié)果及分析

（1）覆蓋指標(biāo)RSRP

對(duì)基準(zhǔn)工程參數(shù)的覆蓋指標(biāo)RSRP進(jìn)行仿真，實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值曲線高度擬合、平均誤差接近0、標(biāo)準(zhǔn)方差5.78。說(shuō)明在經(jīng)校正的射線跟蹤模型、高精度地圖、準(zhǔn)確的工程參數(shù)條件下，仿真的準(zhǔn)確度非常良好。

那么，在故意加入了不同誤差程度的工程參數(shù)時(shí)，覆蓋指標(biāo)變化情況如何？見(jiàn)表1。

分析一：工參1～3均為模擬單一工程參數(shù)謬誤的情形，對(duì)測(cè)點(diǎn)上實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)值的吻合度影響不大，一部分原因是與隨機(jī)抽取的10%部分扇區(qū)并不是實(shí)測(cè)點(diǎn)的主服務(wù)小區(qū)這一因素有關(guān)。

分析二：工參4～6為模擬三種工程參數(shù)同時(shí)出現(xiàn)謬誤的情形，謬誤的規(guī)模分別是10%、30%、50%的扇區(qū)。工參4平均誤差雖然接近0dB，但標(biāo)準(zhǔn)方差超過(guò)了6dB（6dB一般作為5m精度地圖+射線跟蹤模型條件下仿真準(zhǔn)確度的閾值標(biāo)準(zhǔn)）。而工參5和6的平均誤差高企（平均誤差接近0是考量準(zhǔn)確度的必要條件），標(biāo)準(zhǔn)方差也較差。

結(jié)論，當(dāng)大比例扇區(qū)的多種工參同時(shí)存在誤差，甚至全網(wǎng)的工參普遍不準(zhǔn)確的情況下，仿真結(jié)果的準(zhǔn)確度將惡化的非常嚴(yán)重。

（2）干擾指標(biāo)RSSINR

在故意加入了不同誤差程度的工程參數(shù)時(shí)，干擾指標(biāo)變化見(jiàn)表2。

從仿真結(jié)果可以看出，當(dāng)大比例扇區(qū)的多種工參同時(shí)存在誤差時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被打亂，造成RSSINR的預(yù)測(cè)結(jié)果變差失真（尤其是大于0dB、10dB的高質(zhì)量占比變低）。

這就造成，一方面，干擾指標(biāo)的仿真結(jié)果失去參考價(jià)值；另一方面，還會(huì)使利用仿真進(jìn)行ACP（自動(dòng)調(diào)優(yōu)）形成網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案變得不可行，因?yàn)閷?duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模龐大網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行ACP時(shí)往往會(huì)使用干擾指標(biāo)作為調(diào)優(yōu)的目標(biāo)和門(mén)限。

3 應(yīng)對(duì)手段

3.1 利用仿真篩查

在2.2節(jié)中，采用路測(cè)實(shí)測(cè)值與仿真預(yù)測(cè)值對(duì)比的方法用以分析誤差工程參數(shù)與準(zhǔn)確工程參數(shù)的差異。在實(shí)際工程中，可以采用實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的對(duì)比實(shí)現(xiàn)問(wèn)題工程參數(shù)的篩查。需要注意的是，這種方法須具備的條件同樣是高精度地圖、射線跟蹤模型并進(jìn)行了模型校正。

具體來(lái)說(shuō)，是首先通過(guò)PCI或者CELLID將路測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)到主服務(wù)小區(qū)，然后在路測(cè)的測(cè)點(diǎn)上進(jìn)行仿真預(yù)測(cè)，最終利用誤差、標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)學(xué)計(jì)算，統(tǒng)計(jì)出每個(gè)扇區(qū)所屬測(cè)點(diǎn)的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值差異，結(jié)果示例見(jiàn)圖2。

對(duì)單扇區(qū)進(jìn)行評(píng)估，預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值平均誤差（Meanerror）較高的，認(rèn)為是工程參數(shù)誤差疑似較大，例如紅框標(biāo)出的扇區(qū)。

這種方法的所帶來(lái)的好處是可以在仿真系統(tǒng)中開(kāi)展篩查，然后再有針對(duì)性的上站核查，可以大大節(jié)約人力和成本。

3.2 管理手段

基站工程參數(shù)是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)信息，加強(qiáng)基礎(chǔ)性管理工作無(wú)疑是最根本的手段。建議各大運(yùn)營(yíng)商通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源信息管理平臺(tái)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、有效的工程參數(shù)管理，平臺(tái)應(yīng)當(dāng)對(duì)基站規(guī)劃、選址、建設(shè)、入網(wǎng)、優(yōu)化等全生命周期進(jìn)行完整的、電子化的工程參數(shù)采集和記錄，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可追溯。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)單個(gè)基站和小規(guī)?；驹诓煌こ虆?shù)下的模擬仿真，以舉例的方式分析了基站工參對(duì)無(wú)線仿真準(zhǔn)確度的影響。從結(jié)果可以看出，對(duì)單個(gè)基站來(lái)說(shuō)，任一種工程參數(shù)的變化，對(duì)其覆蓋的仿真結(jié)果影響都是非常顯著的；而對(duì)于小規(guī)模連續(xù)基站來(lái)說(shuō)，工程參數(shù)變化對(duì)干擾指標(biāo)的仿真結(jié)果影響較為顯著，當(dāng)多種工程參數(shù)同時(shí)出現(xiàn)謬誤時(shí)，對(duì)覆蓋指標(biāo)的仿真結(jié)果影響開(kāi)始顯現(xiàn)。

基站工程參數(shù)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)信息資源，其準(zhǔn)確性不但關(guān)系到日常工作的效率，還是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)精準(zhǔn)優(yōu)化與規(guī)劃的必要條件。對(duì)于無(wú)線仿真來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有準(zhǔn)確的工程參數(shù)，會(huì)導(dǎo)致仿真結(jié)果的參考價(jià)值降低。應(yīng)結(jié)合常規(guī)管理手段和仿真手段積極開(kāi)展無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息查缺補(bǔ)漏。亡羊補(bǔ)牢，未為遲也。

參考文獻(xiàn)

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[2]周 君.基站天線工參監(jiān)測(cè)方案研究[J].電子測(cè)試，2018（1）.

收稿日期：2018-8-14

作者簡(jiǎn)介：楊嘉忱（1985-），男，黑龍江寧安人，工程師，本科，主要研究方向?yàn)橐苿?dòng)通信研究與系統(tǒng)仿真。