山東聯通高速公路網絡覆蓋專題研究

李威，安朋朋，秦會峰

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510310）

1 引言

山東省境內高速公路四通八達，截至2015年總里程已達5 000km，包括機場高速、跨省高速以及省內高速，規劃的“五縱四橫”高速公路大交通網基本形成。隨著人們生活水平的不斷提高，用戶活動范圍的不斷擴大，保證和提升高速網絡覆蓋下的用戶良好體驗將是運營商在網絡規劃時重點考慮的問題。

為了客觀分析和研究高鐵場景的無線環境特點，需分類歸納該場景的網絡覆蓋模型，并采取有針對性的網絡規劃、優化方案，進一步提高網絡服務質量、提升聯通品牌競爭力，本文針對泰安等3個地市進行了專題調研和分析，包括DT、CQT測試、規劃資料梳理、沿線站點現場勘查、防護林穿透損耗研究、傳播模型校正等大量卓有成效的實地研究工作，進而提出了高速公路場景下的網絡覆蓋專題分析思路及解決方案，切實支撐后續的網絡規劃、建設及優化等工作。

2 現狀調研

泰安等市境內的高速公路總計里程622km，占全省比例13.8%，如圖1所示。

圖1 高速公路軌跡圖（藍線跨省，綠線省內）

3 問題分析及解決思路

結合上述調研手段，通過對實測數據深度分析，共發現問題103處，其中弱覆蓋54處，覆蓋不穩定35處，信號質差6處，掉話5處，呼叫失敗3處。統計分析3個地市103處問題點的原因定位，主要分為防護林阻擋、站點兼顧覆蓋等問題，定位原因類型規模分布如圖2所示：

圖2 網絡問題原因定位規模分布圖

從圖2可以看出站間距過大、站點兼顧覆蓋以及防護林阻擋是問題點發生的主要原因，其中防護林阻擋類型占比超過60%，需重點關注，下文將針對不同的問題原因類型逐一進行分析。

3.1 防護林阻擋

（1）問題分析

經過實地勘測，泰安等地市高速沿途均有大段防護林，超過50%的防護林寬帶在20m以上，且高度均在10m以上，無線信號傳播損耗大，經排查專題分析區域弱覆蓋問題點對應防護林情況如表1所示。

在實際網絡中，決定基站有效覆蓋范圍的因素主要包括基站有效發射功率、工作頻段、天線增益、無線傳播環境等。為研究和歸納防護林穿透損耗，建立不同寬度防護林條件下的傳播模型，選取多處寬度不等的防護林進行實地測試及模型校正。實拍圖例如圖3所示：

圖3 高速WCDMA網覆蓋采樣示意圖

綜合實際測試采樣數據，統計得出各種厚度防護林穿透損耗如圖4所示：

圖4 不同厚度防護林對應的穿透損耗分布圖

結合COST231-HATA模型進行鏈路預算分析及校正，得出不同場景覆蓋半徑如表2所示。

（2）解決思路

1）規劃站點

按照前期測試的覆蓋半徑，對站間距過大的弱覆蓋點采取網絡規劃手段進行解決。

2）站點整改

結合實際情況，對實際覆蓋效果不理想站點給出整改方案，提升覆蓋效果。

3）基站選址

確保規劃站點盡可能考慮高速公路，且確保站高至少高過防護林15m以上，減少折射損耗。

4）開通大功率License、更換天線等

通過開通大功率License、更換高增益天線等手段提升部分站點覆蓋能力，提升站點覆蓋效果。

3.2 兼顧覆蓋基站

（1）問題分析

對測試數據中進入主小區的所有站點進行分析，找出覆蓋不穩定的站點，即結合站點周邊無線環境、覆蓋目標梳理出兼顧型站點，具體兼顧型站點分布圖如圖5所示。

（2）解決思路

1）優先采用RF優化調整的手段進行解決，確保主力站點的連續覆蓋。

2）對于確無主力站點的情況，可根據無線環境、站間距考慮新增扇區或規劃站點來保證覆蓋質量。

3.3 站點運行異常

（1）問題分析

經過對測試數據回放核查，統計出以下站點雖緊鄰高速，但測試中顯示無信號輸出或輸出信號較弱，造成網絡運行的質量問題產生，案例分析如圖6所示。

從路測log數據分析，在南向北DT測試中，UE未收到附近曲阜董莊小西莊W基站信號，卻占用2.9km以外的曲阜董莊馬家峪基站的信號，因距離較遠，信號衰減較大，形成弱覆蓋區。

表2 鏈路預算分析覆蓋半徑

圖5 兼顧型站點分布圖

本次實地測試共發現9處站點運行異常事件，根據搜集到的話統、告警信息，并結合現場實地調研，分別對上述異常站點進行了分析，確定了該9處站點信號輸出異常的確切原因。

（2）解決思路

運行異常站點主要由停電退服和硬件告警造成，其中停電退服原因均為物業協調問題，這也要求在后續規劃中需充分考慮物業協調問題，避免基站入網運行后出現停電退服現象。

3.4 站高問題

（1）問題分析

經過對測試數據回放核查，發現部分站點雖緊鄰高速，但測試中顯示輸出信號較弱，造成網絡運行的質量問題出現，如圖7所示。

南向北D T 測試中，在薛城城區氣象局W附近路段UE未占用該站接收信號，占用滕州城區駿池紡織有限公司W信號，致使該區域信號較差，薛城城區氣象局W覆蓋異常（較弱），分析發現該站天線高度21m，附近高速有近100m寬的防護林阻擋，導致網絡無法有效覆蓋。

（2）解決思路

1）在原有站址上進行改造。

2）基站搬遷。3）新建站點來改善覆蓋不足區域的覆蓋問題。

3.5 站間距過大

（1）問題分析

圖6 曲阜董莊馬家峪-1弱覆蓋信號顯示圖

高速公路覆蓋是每期網絡規劃的重點，而隨著網絡覆蓋目標的不斷提高，本期的建設很難滿足下期的規劃要求，造成高速公路站間距差異較大，站間距超過2.5km容易造成弱覆蓋或覆蓋不穩定，W網和G網中站間距超過2.5km的情況分別占比32.5%和40.07%，在專題分析中需要加以關注。

（2）解決思路

1）通過RF優化手段，如調整方位角、下傾角，加強弱覆蓋區域的網絡覆蓋。

2）通過開通大功率License、更換高增益天線、添加射頻放大器等手段來提升覆蓋半徑，克服站間距過大造成的弱覆蓋問題。

3）最有效的手段是通過新建站點或者拉遠RRU來縮小站間距以改善覆蓋。

3.6 參數設置問題

（1）問題分析

通過對高速公路進行DT測試，發現部分小區無線參數設置不合理造成網絡運行異常現象，舉例如圖8所示。

服務小區鄒城市大束鎮官廳村8271因參數設置問題，向曲阜后西莊9482切換不及時，導致該路段出現弱覆蓋，影響通話質量。同時對無線參數造成的網絡問題進行了分類總結，發現共有12處問題點。

（2）解決思路

1）新站開通之前進行參數核查。

2）定期對全網參數進行專項檢查，以防個別參數影響網絡質量。

3）通過后臺采集MR數據進行分析，及時處理上下行質差小區，降低干擾。

3.7 季節性因素

（1）問題分析

從上文分析可知，62%的網絡問題與防護林阻擋有關，為進一步評估季節性因素對網絡覆蓋的影響，同年冬季再次對上述高速公路進行測試，結果如表3所示。

從表3、表4可以看出，3G覆蓋率（-90dBm）冬季比夏季高17.98%，遠高于2G的1.17%，說明2G網絡覆蓋較完善，而3G網絡覆蓋欠缺，其夏季-90dBm覆蓋率只有77.03%，所以季節因素對3G覆蓋影響更直接、更明顯。

（2）解決思路

1）冬季測試弱覆蓋區域作為規劃重點。

2）靈活開通大功率軟件、更換高增益天饋，機動調整優化基站的覆蓋，提升夏季高速公路覆蓋率。

圖8 切換不及時造成質差示意圖

表3 各段高速2G覆蓋達標占比信息表

表4 各段高速3G覆蓋達標占比信息表

4 結束語

通過以上分析可知，除了傳統因素（站高、站點運行異常、參數設置等）外，防護林的寬度、高度以及季節變化也會對網絡實際覆蓋能力產生影響，特別針對高速公路典型場景，因兩側大量種植防護林，其對高速公路的網絡覆蓋影響更大，高速公路網絡規劃、維護及優化時需重點考慮防護林因素，確保網絡的良好覆蓋，提升高速用戶在網的良好用戶體驗。

同時，針對上文103處問題點按照網絡類型、解決方案進行了分類，其中3G問題63個，占比61%，具體問題類型如圖9所示：

圖9 2G/3G問題點分類圖

從圖9 可以看出，3 G 類問題中規劃類占比最高（62%），2G類問題中優化類占比最高（58%），說明3G網絡后續需側重規劃建設，而2G網絡后續需側重優化。

隨著聯通LTE網絡如火如荼的建設，下一步的高速公路網絡覆蓋規劃可緊密結合以上分析思路，通過建模及實地勘測校正等手段推導出不同類型防護林下LTE實際覆蓋范圍，面向高速公路場景，提供精細化的LTE網絡規劃方案，切實支撐網絡建設。

[1] 廣州杰賽通信規劃設計院. WCDMA規劃設計手冊[M]. 2版. 北京: 人民郵電出版社, 2010.

[2] 竇中兆,雷湘. WCDMA系統原理與無線網絡優化[M]. 北京: 清華大學出版社, 2009.

[3] 高鵬,周勝. UMTS無線網絡規劃原理和方法[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2009.

[4] 徐福新. 小靈通（PAS）個人通信接入系統[M]. 北京: 電子工業出版社, 2004.

[5] 沈嘉,索士強,全海洋,等. 3GPP長期演進（LTE）技術原理與系統設計[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2008.

[6] 張長鋼. WCDMA無線網絡規劃原理及實踐[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2005.

[7] 王有為,徐志宇,夏國忠. WCDMA特殊場景覆蓋規劃與優化[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2011.

[8] 張可平. LTE-B3G/4G移動通信系統無線技術[M]. 北京: 電子工業出版社, 2008.

[9] 張傳福. WCDMA通信網絡規劃與設計[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2007.

[10] 王瑩,劉寶玲. WCDMA無線網絡規劃與優化[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2007.