基于GSM數據的TD-LTE精細化站址規劃

魯滌非

（大連科技學院電氣工程系，遼寧 大連 116052）

基于GSM數據的TD-LTE精細化站址規劃

魯滌非

（大連科技學院電氣工程系，遼寧 大連 116052）

針對TD-LTE站址規劃的特殊需求，利用現網GSM的統計數據及測量報告，通過不同頻段路徑損耗差異性計算分析，得出不同場景下LTE與GSM共站址的高風險站篩選標準作為精確規劃站址、準確調整工參的依據。通過仿真和現網實地測試，證明路損差異性分析方法及其結果在站址合并、干擾分析、覆蓋分析等方面應用效果明顯。

TD-LTE GSM 站址規劃 MRR NCS

1 引言

在LTE網絡建設中，精細化的基站站址規劃作為其中的一個重要環節，如何在保障通信質量的前提下降低網絡建設成本和建設周期，是當前LTE網絡規劃中的一個重要課題。

本文論述了一種利用現網GSM統計數據進行LTE精細化站址規劃的方法，即通過有效利用現網GSM的海量網絡指標數據，采用數據分類、數據樣本選取、數據建模、數據分析等方法，推導出不同樣本模型下的LTE基站精細化站址規劃模型，為LTE建站提供了重要參考依據。

2 利用GSM數據LTE選址基礎原理

2.1 GSM數據樣本選取

為了得到更為準確的通用LTE精細化站址規劃方法，選取的GSM數據應當具有多樣性。以城區規劃為例，選取密集城區、一般城區和郊區3種場景作為樣本區域進行分析。

2.2 不同頻段路損差異性分析

Okumura-Hata模型路徑損耗計算公式為：

其中，fc為電磁波工作頻率，單位為MHz；hte為基站天線有效高度，單位為m；hre為UE有效天線高度，單位為m；d為基站和UE有效天線之間的水平距離，單位為km；α(hre)為有效天線修正因子，是覆蓋區大小的函數：

Ccell為小區類型校正因子：

Cterrain為地形因子，單位為dB。

根據Okumura-Hata模型，可以將以上公式簡化為：

其中，Lb為路徑損耗，單位為dB；A為無線傳播損耗參數；f為基站工作頻率，單位為MHz；Hb為基站天線相對高度，單位為m；Hm為UE天線相對高度，單位為m；d為UE與基站之間的距離，單位為km；α(Hm)為UE天線相對高度影響因子，α(Hm)=(1.1lgf-0.7)Hm-(1.56lg f-0.8)。

無線傳播損耗參數A各場景取值如表1所示：

表1 無線傳播損耗參數A各場景取值

由此認為900MHz和1 800MHz的Hb相同，Hm為1.5m，計算α(Hm)1800-α(Hm)900=0.028dB，可近似認為兩者相等。

在穿透損耗上考慮兩者A的差異即可。即對于密集城區和一般城區，認為1 800MHz穿透損耗比900MHz大8dB；而對于郊區，認為1 800MHz穿透損耗比900MHz大6dB。由于1 800MHz與F頻段相近，以上差異可認為是900MHz與F頻段間的路損差異。

2.3 接收電平差異性分析

影響GSM與LTE UE接收電平的因素除路損外，還包括發射功率、饋線損耗等因素。GSM與TD-LTE F頻段間電平差異的影響因素如表2所示：

表2 GSM與TD-LTE F頻段間電平差異的影響因素

基于以上分析，可定義NCS（Neighbor Cell Support，鄰小區支持）數據采集方法及NCS和MRR（Measurement Report Recording，測量報告記錄）數據處理方法。

3 利用GSM數據進行TD-LTE選址方法

3.1 站址合并

（1）GSM900和GSM1800共站，優先保留GSM1800小區

由于GSM1800與F頻段相近，因此通過GSM1800小區計算的結果相對準確性較高，對于LTE更具參考價值。

由于后續處理需要考慮話務分布，對于刪除的小區話務量分配，采用根據按切換次數占比分配的方法，即需刪除小區切出次數占前三名的目標小區，將刪除小區話務量按照比例分配到目標小區。

（2）刪除室分小區

由于本文討論內容為宏站的規劃，因此在數據處理中要刪除室分小區數據，刪除的室分小區話務量處理方法與刪除的宏站小區相同，即根據切換次數占比將話務分配到保留小區。

（3）收集拉遠站、直放站及非獨立信源的室分小區信息

此類站點會對TA（Time Advance，時間提前量）產生影響，需在處理MRR數據時，拉遠站將TA平移至以0為起始，直放站及非獨立信源的室分小區則刪除該設備覆蓋區域的采樣點。

3.2 干擾分析

（1）干擾處理流程

干擾處理流程如圖1所示：

圖1 干擾處理流程

（2）NCS定義

根據對不同頻段的路損差異性分析，在不同場景下，不同頻段的服務小區和鄰區需選取不同的門限進行處理。具體計算方法如下：

◆接收電平絕對值ABSS

其中，RxLevel為終端接收到的GSM信號功率；RSRP為參考信號接收功率。

由式（5）-（6）得到：

例如：對于一般城區，若某點GSM UE接收到900MHz電平為-92dB，則LTE F頻段UE在該點的接收電平為：RSRP=-92-(43-15)+3-8=-125dBm。

◆相對門限RELSS

由于相對門限需計算同頻干擾，因此對于不同頻段的鄰區，需根據路損差異，轉換為同頻段再做比較。

根據以上計算方法，可得到表3所示的密集城區和一般城區以及郊區的NCS定義門限要求：

表3 NCS定義門限

（3）NCS干擾小區計算方法

NCS干擾小區計算公式為：

其中：

CIC：Cell Interference Coefficient（小區沖突系數）；

Creport：coefficient report數量，CellA測量CellB期間：

當CIC≥3%時，認為CellB對CellA會產生同頻干擾。

根據上述算法，一般情況下Creport〉20時，該小區視為過覆蓋小區。本算法中已刪除室分小區，且通過話統中有效鄰區計算，室分小區作為宏站鄰區的個數約占總鄰區個數的1/4，因此初步確認本算法中Creport〉15即可將該小區定義為過覆蓋，門限定為14。

（4）MRR數據處理方法

TA計算最遠覆蓋距離與第3層基站距離。計算小區覆蓋方向上65°范圍內最遠第3層小區的距離，并與MRR中99%的TA值相比較，考慮TA測量的誤差，當兩者的距離大于550m時，視為該小區過覆蓋。

3.3 干擾高風險小區篩選

干擾高風險小區篩選流程如圖2所示：

圖2 干擾高風險小區篩選流程

按照小區風險級別劃分，分為A、B、C這3個等級進行處理：

（1）若共站3個小區中有2個或2個以上小區為A等級，且每小區話務量低于整個區域每小區話務量平均值，則建議刪除該站址；若同站僅有1個小區為A等級，則可通過調整工參進行優化。

（2）B等級小區可參考掃頻數據及測量報告反映的過覆蓋程度進行工參調整。

（3）C等級小區可參考掃頻數據，如無明顯過覆蓋可暫不調整。

3.4 弱覆蓋處理流程

雖然G S M和LT E頻段不同，但路損是可以比擬的，可利用MRR統計的下行路徑損耗信息，通過不同頻段及基站發射功率的折算，得出LTE對應的路徑損耗值，從而得到該點的RSRP，篩選出弱覆蓋小區。

弱覆蓋處理流程如圖3所示。

3.5 弱覆蓋高風險小區篩選

根據MRR測試數據，獲取GSM各小區路徑損耗值，計算LTE對應采樣點的RSRP為：

其中，天線增益取17.5dB；參考信號發射功率取15dB；饋線及跳線損耗取1.5dB；不同頻段路損差異見表2，取-8dB或-6dB。

圖3 弱覆蓋處理流程

當弱覆蓋風險系數〈5%時，視該小區為弱覆蓋風險小區。

4 仿真結果

選取某一線城市GSM數據統計進行分析（一周忙時8點至11點、18點至21點），對一般城區和郊區共97個小區進行天線傾角、天線掛高等工參調整，刪除2個高風險站址，通過planet仿真及站址勘察，一般城區和郊區共確定增加4個站址補充覆蓋盲區，由于條件限制，未對密集城區進行仿真分析。

4.1 一般城區

通過分析調整，與完全基于GSM工參進行規劃的仿真結果相比，RSRP低于-110dBm的比例由0.18%降至0.00%、低于-100dBm的比例由5.06%降至2.08%，50%加擾時SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，信號與干擾加噪聲比）低于0的比例由0.65%降至0.26%。具體如表4和表5所示：

表4 RSRP仿真結果對比（一般城區）

表5 SINR（50%加擾）仿真結果對比（一般城區）

4.2 郊區

通過分析調整，與完全基于GSM工參進行規劃的仿真結果相比，RSRP低于-110dBm的比例由3.40%降至1.48%，50%加擾時SINR低于0的比例由0.57%降至0.23%。具體如表6和表7所示：

表6 RSRP仿真結果對比（郊區）

表7 SINR（50%加擾）仿真結果對比（郊區）

5 結論

通過不同頻段差異性分析計算，基于GSM MR和話統進行LTE站址規劃完全可行，且有較高的準確性。通過NCS和MRR方法結合處理過覆蓋風險小區及弱覆蓋高風險小區，詳細的掃頻數據是工參調整及干擾小區個數門限確定的重要依據。

為精確定位弱覆蓋區域及準確評估調整結果，仿真過程中需對仿真區域增加保護帶，即向實驗區域外延伸一層基站，仿真結果統計中仍只統計實驗區域內不包含數據。從仿真結果可以看出，本文的規劃調整方案對一般城區和郊區的RSRP、SINR提升均較為明顯。調整過程中需核查新建站選址附近是否已有TD-SCDMA現網或規劃站址和GSM規劃站址，以避免增加基站勘察工作量。

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Refi ned TD-LTE Site Planning Based on GSM MR and Statistics

LU Di-fei
(Dalian Institute of Science and Technology, Dalian 116052, China)

According to the special requirements of TD-LTE site planning, GSM statistics and measurement reports in existing networks were used to derive refi ned foundation of site planning and parameter adjustment by calculating path loss at different frequencies in different scenes. Simulation and fi eld test demonstrate that the proposed method has better effect in site merge, interference analysis and coverage analysis.

TD-LTE GSM site planning measurement report recording (MRR) neighbor cell support (NCS)

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.14.005

TN929.5

A

1006-1010(2015)14-0024-05

魯滌非. 基于GSM數據的TD-LTE精細化站址規劃[J]. 移動通信, 2015,39(14): 24-28.

2015-04-13

責任編輯：袁婷 yuanting@mbcom.cn

魯滌非：助教，碩士畢業于哈爾濱工業大學，現任大連科技學院電氣工程系通信工程專任教師，曾從事GSM/LTE網規網優工作6年，主要研究方向為LTE/LTE-A無線網絡優化。