中小城市網絡結構優化探索

古莉姍，張曉輝，董鑫，戴明艷

（1 中國移動通信集團設計院有限公司安徽分院，合肥 230041；2 中國移動通信集團安徽有限公司，合肥 230031）

1 引言

無線網絡結構就是對無線網絡的基本元素和特征進行分類總結，從無線網絡的基礎出發，從網絡的基本構架角度描述無線網絡，簡稱“網絡結構”。

簡單來講，網絡結構就是網絡中基站的布放和配置，包括站間距、站高、天線方位角和下傾角、小區載波配置、室內/外站點分布、直放站分布等。

網絡結構評估體系用來評估某個區域網絡結構的健康程度，它是在對北京、廣州等大城市的網絡現狀進行分析的基礎上提出的，那么對于中小規模城市，其網絡結構現狀如何，又如何進行優化，是眾多一線網優工程師關注的問題。

2 網絡結構評估體系相關指數定義

2.1 同頻/鄰頻相關系數

假設S為服務小區，I為鄰區（干擾小區）。

同頻相關系數：當I小區場強絕對值－S小區場強絕對值>-12dB時。

COsi＝I小區出現在S小區的MR報告數/S小區的MR報告總數。

鄰頻相關系數：當I小區場強絕對值－S小區場強絕對值>3dB時。

Adjsi＝I小區出現在S小區的MR報告數/S小區的MR報告總數。

2.2 網絡結構評估體系相關指數定義

網絡結構評估體系相關指數的定義及含義見表1。

表1中，Ni為鄰區的載波數；Nall為總頻點數，GSM900網絡取值95（不含EGSM），DCS1800網絡取值125（或100）；NCOsi為服務小區S與鄰區I同頻的頻點個數；NAdjsi為服務小區S與干擾小區鄰頻的頻點個數。Ns為服務小區S的頻點個數；COis為服務小區S在鄰區I的測量報告中出現且信號強度差> -12dB的比例。

3 某市網絡結構評估結果

網絡結構評估體系相關指數的結果是基于手機測量消息進行計算的。手機測量消息是海量數據，必須借助專業的工具進行分析。本次該市網絡結構評估使用了百林公司的N-SAT軟件進行相關結構指數計算。

表1 網絡結構評估體系相關指數定義

3.1 分析區域簡介

本次網絡結構評估的區域為該市城市城區，范圍約30km2。

區域內共有GSM900室外宏站79個，小區248個，載波1199個，平均載波數4.83每小區；GSM900室外微蜂窩站點16個，小區21個，載波84個；GSM900室分站點2個，小區5個，載波53個。

3.2 網絡結構評估體系相關系數評估結果

根據軟件計算得到該市每個小區的網絡結構相關指數，將不同的指數進行對比分析，尋找異同點。

如圖1所示，該市網絡整體結構指數和網內干擾系數均較好，僅有部分小區指數偏高，且兩項指數較高的區域重合度較高，基本集中在市中心區域。

網絡結構指數與重疊覆蓋度對比如圖2所示。從該市網絡結構指數圖和重疊覆蓋度圖來看，網絡結構指數與重疊覆蓋度較為吻合。重疊覆蓋度與網絡結構指數的高低關系緊密。該市重疊覆蓋度大于5的小區數為14個，占總小區的比例為5.1%。

冗余覆蓋指數與干擾源系數。該市有幾個小區的冗余覆蓋指數和干擾源系數較高，且冗余覆蓋指數圖和干擾源系數分布圖相關性較高。

通過與網絡結構指數的對比可發現，該市冗余覆蓋指數高的小區遠多于結構指數高的小區，說明該市市區存在一部分小區，對其他站點形成了干擾，若不及時進行調整，當網絡配置提高時，同頻、鄰頻碰撞的概率將進一步提高，形成強干擾。

下面對某強干擾小區進行分析：

移動公司1小區（G5343A），站高50m，機械傾角3°，電下傾0° 。

圖1 網絡結構指數與網內干擾系數對比

圖2 網絡結構指數與重疊覆蓋度對比

圖3 某小區對其他小區干擾示意圖

從圖3中該小區影響的范圍來看，該小區存在越區覆蓋、背向覆蓋等問題，建議控制該站點覆蓋范圍。該小區配置為8載波，與周圍存在大量的同頻和鄰頻頻點。建議對該小區與周邊站點的載波配置進行調整。

干擾源系數較高的站點，一般都存在越區覆蓋的問題。解決好該市的網絡問題，應加強對站點覆蓋的優化，主要體現在控制覆蓋范圍，檢查天線性能。

3.3 網絡結構評估結果

本次網絡結構評估選擇的地市為一中小城市。該地市的網絡結構指數相對較高的區域集中在密集城區，且數量較少。

該地市網絡結構相對簡單，沒有雙頻網的問題，微蜂窩、移頻直放站、室分站點均較少，話務密度高的區域小（分析區域話務密度約50Erl/km2）。

從分析的區域看，平均站點配置低于5/5/5，頻率復用度大于12。但是隨著網絡擴容，平均站點配置的升高，同、鄰頻碰撞的概率將增大，結構的問題將逐漸顯現。當話務增長達到50%以上，平均站點配置將達到7/7/7，此時頻率復用度小于12，結構問題將會凸顯。

因此，該市現階段的主要工作是控制好城區覆蓋，減少越區覆蓋、旁瓣/后瓣不當覆蓋等問題，只有在控制好覆蓋的情況下，才能有效的進行頻點分配。控制覆蓋是對結構問題的一種預防，也是對現有結構問題的優化。

4 某市網絡結構優化

4.1 使用掃頻數據進行覆蓋優化

通過對該市的網絡結構評估，判斷該市目前網絡結構中存在的主要問題是覆蓋問題，應對覆蓋進行優化。

根據該市的掃頻結果，該市道路覆蓋良好，有95%左右的路段，最強信號電平大于-60dBm。

在計算道路重疊覆蓋度時，可設置為絕對電平和相對電平兩種模式。根據計算，在絕對電平模式下，信號數量大于7（電平值大于-80dBm）的路段占比達90%以上，但在相對電平模式下，信號數量大于7（比最強信號弱12dB以內）的路段占比僅10%，說明在道路上的強覆蓋小區數量雖然較多，但主服務小區信號很強，因此該市道路上可能存在底噪高和以強制強的現象。

通過對分析范圍內的小區逐一進行拉線分析，可判斷該市的覆蓋問題主要為越區覆蓋，同時，還存在背向覆蓋、交叉覆蓋等問題。我們對問題站點制定了覆蓋優化方案，表2為部分方案的示例。

4.2 覆蓋優化實施效果評估

在完成站點的覆蓋調整后，重新提取手機測量報告MR數據，使用N-SAT軟件對該市網絡結構進行優化后的分析。

表2 部分優化方案示例

從全網平均值來看，優化后的網絡結構指數降低幅度較大，網絡質量有所提高。表3為優化前后網絡結構評估指數對比。

表3 優化前后網絡結構評估指數對比

圖4 某小區優化后對其他小區干擾示意圖

圖4為某小區優化后的干擾示意圖，與圖3為同一小區。通過兩張圖的對比可以發現，該小區的覆蓋范圍有所收縮，從表4的結果來看，該小區的所有指數結構都有所優化。

表4 某小區優化前后網絡結構評估系指數對比

5 總結

本文通過對某省中小城市進行網絡結構評估，找到網絡中目前存在的問題，并針對該問題使用ASPS軟件，結合掃頻數據，進行優化方案制定并予以實施，實施后重新進行網絡結構評估，驗證評估效果。事實證明，網絡結構評估找到的問題點確實是網絡中存在的問題。中小城市由于平均載頻配置不高，因此頻率復用度較高。在頻率復用度大于12的區域，其網絡結構問題并不突出。但隨著數據業務流量的快速增長，載頻配置的逐漸提高，市區的頻率復用度必然將在1～2年內達到12這個臨界值（無雙頻網）。

[1] 中國移動，網絡結構及雙頻網優化策略V1.0[Z]. 2011.

[2] 張威, GSM網絡優化原理與工程 (第2版) [M], 北京：人民郵電出版社，2010年1月.

[3] Rappaport T S. Wireless communications: principles and practice, second edition[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2006.

[4] Sklar B, Digital communications fundamentals and applications, second edition[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2010.