奧運中心區ＴＤ－ＳＣＤＭＡ網絡規劃及優化解決方案

汪　穎　湯利民　王　韜

【摘要】文章系統分析介紹了奧運中心區室外公共區TD網路規劃設計的背景、目標、思路、方案、優化手段等，總結歸納了本類場景規劃設計和網絡優化時采用的經驗方法，可為其他大型賽事TD網絡的規劃設計工作提供借鑒和參考。

【關鍵詞】TD-SCDMA 奧運中心區 覆蓋 容量 干擾

2008年北京奧運會是一項具有重大政治意義、經濟意義和社會效益的體育盛事，為北京奧運會提供3G移動通信服務是中國政府的鄭重承諾；而應用具有我國自主知識產權的TD-SCDMA技術不僅可以為用戶提供高質量的3G體驗，同時也突出了“科技奧運”的亮點，實踐了“自主創新”的科學發展觀精神。

1 奧運中心區室外公共區介紹

北京奧林匹克公園地處城市中軸線北端，包括森林公園和奧運中心區等區域。其中奧運中心區指的是北四環路、北辰東路、北辰西路和科薈路之間的區域，長約2.4km，寬約1.4km。在中心區內，集中了國家體育場、國家體育館、國家游泳中心等重量級競賽場館和國家會議中心等非競賽場館，另外還有中國科技館、文物資料館等文化設施，龍形水系和綠化廣場等景觀設施，空間開闊、環境優美。

按照建筑物或室外空間區分，中心區又分為室內和室外兩大類場景：室內部分包括場館、辦公、會議、商業和運營建筑；室外公共區包括廣場、停車場、交通樞紐和景區，擔負著重要的人群集散和流動通路的任務，并且兼具景觀和休閑的作用，其規劃設計的合理性對整體方案的銜接貫通起著舉足輕重的作用。

2 規劃目標

由于奧運中心區的重要性，加上其具有高話務密度（預測賽時日峰值觀眾達到26萬人次，短時間內可能大量聚集）、高流動性的話務特征，網絡規劃需要同時兼顧覆蓋和容量需求，建設一個容量充足、質量優良、功能豐富的網絡，在提供完善覆蓋的基礎上最大程度地滿足容量需求。

根據中國移動通信集團的明確要求，奧運中心區總體規劃目標如下：

覆蓋目標：實現中心區室外區域的全覆蓋；

容量目標：盡可能利用所有可爭取資源，使用當前技術所能達到的極限容量進行設計，并在設計時充分考慮網絡的可擴展性。

3 規劃重點考慮的問題

奧運中心區室外公共區規劃時應重點考慮以下問題：

（1）注意和場館覆蓋區域的銜接

各場館內均需建設室內覆蓋系統，場館出入口等鄰近區域的規劃策略是由室內信號進行覆蓋，采用這樣的設計可以避免在場館出入口出現頻繁切換的情況，并且可以充分共享場內的資源。因此，室外公共區的覆蓋范圍應以到達場館外圍一定區域為宜。

（2）避免室外信號對室內的影響

當使用室外宏基站實現大范圍覆蓋時，對室內會形成較強滲透，其頻率設置需與室內異頻，以避免干擾；在中軸廣場這樣容量需求大而空間較開闊的區域，天線設置形式盡量以小范圍覆蓋為主，以精確地控制覆蓋，減少對室內的干擾，提升網絡質量和容量。

（3）充分考慮網絡的靈活調整性

由于話務量預測存在風險（設備容量有可能調整），網絡規劃時應提供快速調整無線資源的可能性，對話務模型估算偏差進行補救；另外應考慮到奧運賽時與賽后覆蓋、容量方案的靈活調整，當賽后容量變少時，小區可以重組以便基站的容量解放出來用于其它途徑或移走。

4 規劃設計方案

為保證規劃目標的實現，綜合考慮以上重點問題，同時結合中心區可利用的資源和建設情況，對奧運中心區室外公共區的TD設計方案進行如下分析。

4.1 單獨應用宏基站方案可行性分析

即利用景觀信息柱建設宏基站，同時結合中心區周邊宏基站共同進行覆蓋。TD宏基站可以通過使用智能天線，有效地減少用戶間干擾，提高上行和下行的接收靈敏度，增加系統的覆蓋和容量；加之頻率規劃較為簡單，直接使用N頻點組網方式即可。但由于受資源限制，站址選擇受限，中心區內只能利用呈“一”字型分布的信息柱建設宏站，有別于常規組網；而且外圍宏站選址也異常困難，較難選到理想位置，因此部分區域可能覆蓋不足，而部分區域由于無線環境的復雜性，可能出現宏小區越區覆蓋而導致信號雜亂、存在導頻污染以致影響網絡性能的情況。

在單獨應用宏基站方案條件下所作的仿真如圖1所示：

可以看出，雖主干道覆蓋較好，但高建筑物周圍或建筑物之間的小路上信號強度較弱，并且中心區東、西兩側區域弱覆蓋較多。

另外由于美化要求，信息柱宏站只能應用小尺寸的雙極化智能天線；而當時雙極化天線正處于測試驗證階段，在高密度高話務場景下賦形效果和干擾抑制能力還有待檢驗，容量能否能達到理想狀況也有待考證。并且景觀大道、中心區西南主出入口及中心區東面等區域為高話務區，容量壓力較大，需重點保障；而當時受設備能力及頻率資源限制，單小區的最大容量僅為3載波，即僅靠單層宏站小區難以滿足容量需求。

從覆蓋和容量角度可見單獨實施宏基站方案無法滿足設計要求。

4.2 單獨應用微分布方案可行性分析

即利用相關的信息柱及燈桿將TD RRU和2G光遠端機合路后饋入到微分布系統進行覆蓋。覆蓋示意圖見圖2：

本方案規劃較為靈活，可在宏站覆蓋難以達到的地區進行補盲，同時對容量需求高的區域進行補熱。另外多小區共BBU設置，可以實現載頻池的功能，通過調配BBU和RRU的連接方式，實現靈活的小區分裂或重組，以控制網絡容量。但本方案在實施過程中，由于部分燈桿設備安裝空間有限，不足以加裝RRU設備，即只能選擇有條件的燈桿安裝TD RRU和合路設備；另外由于分布系統采用的是普通室分板狀天線，無法使用TD賦形天線，因此若微分布小區按照連續覆蓋形式設置，則無法滿足同頻干擾的要求，即某些區域必須通過適當收縮小區范圍來避免同頻干擾。

該方案只能定位于作宏基站覆蓋的補充，進行重點區域的補盲和補熱。

4.3 宏基站和微分布混合組網方案分析

根據以上分析，宏基站方案和微分布方案獨立實施均存在較大問題，因此必須將二者結合起來，互為補充，才能最大程度地保障中心區TD網絡的覆蓋和容量需求。

最終室外公共區采用了三層網絡設計方案，以實現整體全面的保障：

宏基站層。利用信息柱宏站和中心區周邊宏站共同進行“傘型覆蓋”，以滿足中心區的基本覆蓋和通信需求。

微分布層。建設微分布小區，滿足部分區域補盲需求和重點區域容量需求。

應急層。利用TD應急車做后備，對可能出現的網絡中斷、突發大話務量區域進行應急保障。

本方案綜合利用了宏基站和微分布方案的優點，設計網絡容量可等效為多個微小區和宏小區容量的疊加，如能理想實施則可以全面保證奧運中心區的覆蓋質量并有效提高重點區域的通信容量。但兩個方案的同時存在也帶來了一些問題，如要順利實施則必須解決以下難點：

（1）高、低兩層網的話務分擔問題。雖然當時主設備已支持HCS（兩層網并存時的話務調度策略）功能，但基于前期測試結果發現終端支持還有問題，因此中心區尚無法開啟HCS功能。只能通過分別對宏站和微站設置一定場強偏置的重選和切換偏移，讓用戶優先駐留在微站，再通過負荷均衡策略，在微站容量達到一定門限后，將部分用戶均衡到宏站上。

（2）需要進行周密的頻率規劃。本方案室外宏基站使用3個頻點，微分布小區和場館室分系統共同使用其余的6個頻點，因此相鄰微分布小區間必須異頻設置以避免干擾；同時加上國家體育場和水立方膜結構對無線信號傳播的通透性，在人群密集的慶典廣場等地必須進行精細的頻率規劃。

（3）由于TD和2G微分布系統采用合路和共用天線方式，因此調整天線方位角、下傾角時必須同時兼顧兩個系統的性能，需盡量保證兩個系統均能達到最優。

（4）需要合理控制各宏站小區的覆蓋范圍，避免越區覆蓋、切換過于頻繁等問題。

這些難點還需要在后期網絡優化時通過反復調整解決。

5 網絡優化

5.1 網絡優化前測試指標

5.2 存在問題分析

（1）部分區域C/I較差

主要是有些站點頻率規劃有問題，使部分地區存在同頻干擾現象。

（2）部分區域越區覆蓋現象嚴重，個別區域切換頻繁、有導頻污染

主要是由于測試時有些外圍站點尚未調整方向角、下傾角等，在中心區范圍內覆蓋比較混亂；另外部分站點的鄰區關系配置不夠合理，還需進一步調整。

5.3 優化措施

（1）調整中心區周圍宏站天線的方向角和下傾角，同時個別站點降低發射功率，以達到消除宏站越區覆蓋的現象。

（2）合理配置鄰區，減少終端的切換次數。

（3）修改個別站點頻點配置減少同頻干擾。

5.4 網絡優化后測試指標

6 總結

經過全面系統的規劃和適當有效的優化，本規劃設計為奧運中心區室外公共區的TD網絡提供了完善的設計解決方案，極好地滿足了中心區覆蓋要求高、話務容量大等需求。根據奧運會期間的網絡性能統計，中心區TD-SCDMA網絡運行狀況良好，各項網絡指標正常，用戶體驗認可度高，實現了原定的奧運TD-SCDMA網絡建設目標，支持了國家TD-SCDMA擴大規模網絡技術應用試驗網工程，并為我國具有自主知識產權的TD-SCDMA技術走向世界提供了極佳的展示平臺。