“三步法”優(yōu)化LTE網(wǎng)絡(luò)

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“三步法”優(yōu)化LTE網(wǎng)絡(luò)

蘇華強(qiáng)，衛(wèi)慧鋒，陳明鈺，杜日覽

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣西有限公司，南寧 530022）

摘 要LTE網(wǎng)絡(luò)同頻組網(wǎng)為主，覆蓋控制直接決定干擾程度，良好的覆蓋控制是LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要目標(biāo)之一。“三步法”以務(wù)實(shí)閉環(huán)的思路，落實(shí)控制小區(qū)間重疊覆蓋，降低小區(qū)間干擾的目標(biāo)，精準(zhǔn)控制每個(gè)小區(qū)的覆蓋范圍，使網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量得到提升。

關(guān)鍵詞三步法；覆蓋控制；降低干擾

1　覆蓋控制的必要性

1.1 GSM、CDMA、LTE網(wǎng)絡(luò)對(duì)覆蓋控制的要求不同

GSM網(wǎng)絡(luò)采用頻分加時(shí)分多址的接入方式，頻率規(guī)劃效果決定了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，且切換判斷與執(zhí)行耗時(shí)較長(zhǎng)，故不同小區(qū)間的覆蓋往往有很大的互相重疊。

CDMA網(wǎng)絡(luò)采用碼分多址的接入方式，小區(qū)內(nèi)部的不同用戶信道通過(guò)正交碼區(qū)分，不同的小區(qū)采用相同的頻率，以軟切換對(duì)抗強(qiáng)干擾，切換判斷與執(zhí)行相對(duì)較快，小區(qū)間只能有適當(dāng)?shù)刂丿B覆蓋。

LTE網(wǎng)絡(luò)采用正交頻分復(fù)用的接入方式，將高速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為并行的低速數(shù)據(jù)流在不同的子載波上進(jìn)行傳送，小區(qū)內(nèi)子載波間完全正交。不同的小區(qū)間采用相同的頻率，對(duì)抗小區(qū)間同頻干擾的手段缺乏，切換判斷與執(zhí)行很快，小區(qū)間的重疊覆蓋在滿足切換下越小越好。

1.2 重疊覆蓋對(duì)LTE下載速率的影響

LTE網(wǎng)絡(luò)采用同頻組網(wǎng)，小區(qū)間重疊覆蓋會(huì)導(dǎo)致干擾增加，每增加一個(gè)重疊小區(qū)，LTE下載速率下降20%

～40%，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷越高，影響越嚴(yán)重。如圖1所示。

圖1　不同重疊覆蓋對(duì)下載速率的影響

2　“三步法”原理

“三步法”首先通過(guò)站點(diǎn)復(fù)勘收集工程數(shù)據(jù)，檢查天線輻射的無(wú)線環(huán)境，對(duì)天線受阻擋、隔離度不滿足的小區(qū)進(jìn)行整改；之后根據(jù)準(zhǔn)確的工程數(shù)據(jù)，計(jì)算出每個(gè)小區(qū)天線的理想下傾角，并根據(jù)該結(jié)果對(duì)天線的下傾角進(jìn)行粗略的調(diào)整；最后依據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)和掃頻數(shù)據(jù)，對(duì)局部問(wèn)題點(diǎn)和重疊覆蓋度高的區(qū)域進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整，取得良好覆蓋控制效果。

2.1 復(fù)勘

由于站點(diǎn)環(huán)境變化或施工條件等因素，可能存在天線安裝位置、方位角、下傾角等工程實(shí)施與規(guī)劃數(shù)據(jù)不一致、天線主瓣受阻擋或隔離度不足等問(wèn)題。站點(diǎn)復(fù)勘內(nèi)容主要包括天線安裝位置、天線阻擋情況、與其它系統(tǒng)的隔離度、天線掛高、GPS天線安裝情況等現(xiàn)場(chǎng)勘查，同時(shí)收集準(zhǔn)確的工程數(shù)據(jù)。站點(diǎn)復(fù)勘包括以下檢查內(nèi)容。

2.1.1 安裝位置要求

（1）天線距離周圍大型金屬阻擋反射體大于1 m。

（2）天線應(yīng)盡量避開(kāi)同水平面上的其它天線或者障礙物，至少分層不交錯(cuò)，避免與其它天線相對(duì)。

（3）同系統(tǒng)、同頻段的兩定向天線間夾角一般應(yīng)大于90°，兩天線的方位角夾角一般要小于180°。

（4）樓頂抱桿天線及美化空調(diào)外機(jī)天線一般要求距離樓邊3 m以內(nèi)（沿天線覆蓋方向），天線下沿要高于樓面1.5 m以上，保證天線法線（垂直與天線表面）往下70°范圍不被本樓樓面阻擋。

（5）美化天線水平方向應(yīng)能夠連續(xù)進(jìn)行正負(fù)45°的調(diào)整范圍，機(jī)械下傾角可在0°～-10°之間連續(xù)調(diào)整。

2.1.2 天線阻擋要求

（1）主波瓣方向應(yīng)對(duì)準(zhǔn)主要覆蓋區(qū)域，一般應(yīng)給天線的法線方向往下預(yù)留70°的安全角度，水平方向左右各預(yù)留60°的安全角度，安全角度的正對(duì)方向100 m內(nèi)應(yīng)無(wú)廣告牌、建筑物、樓面自身等障礙物的明顯阻擋。

（2）天線正向不能沿著街道、河流、湖泊等管道、鏡面效應(yīng)的場(chǎng)景，避免信號(hào)過(guò)遠(yuǎn)覆蓋。可根據(jù)實(shí)際情況利用一些高大建筑來(lái)達(dá)到覆蓋控制的目的。

2.1.3 與異系統(tǒng)的隔離度要求

要求如表1所示。

2.1.4 天線掛高和方向要求

（1）為確保良好覆蓋效果并避免越區(qū)覆蓋，理想的天線掛高是高于目標(biāo)覆蓋區(qū)域建筑物平均高度10 m左右，天線距離樓面的高度應(yīng)大于1.5 m。

（2）城區(qū)宏站的天線掛高一般應(yīng)控制在50 m以下，并且不高于周邊基站平均高度15 m以上。

2.1.5 GPS天線安裝要求

（1）GPS天線必須垂直安裝，安裝在較空曠位置，上方90°范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)遮擋。

（2）GPS天線安裝位置應(yīng)高于其附近金屬物，與附近金屬物水平距離大于等于1.5 m。

（3）兩個(gè)或多個(gè)GPS天線安裝時(shí)要保持2 m以上的間距。

2.2 天線粗調(diào)

根據(jù)站點(diǎn)復(fù)勘取得的小區(qū)經(jīng)緯度、方位角、機(jī)械下傾角、電子下傾角及天線掛高等參數(shù)，計(jì)算每個(gè)小區(qū)天線理想的覆蓋下傾角和必要的鄰區(qū)列表。依據(jù)此結(jié)果對(duì)全網(wǎng)下傾角進(jìn)行粗略的優(yōu)化調(diào)整，對(duì)計(jì)算出下傾角異常的小區(qū)進(jìn)行整改。同時(shí)對(duì)PCI、鄰區(qū)等由于覆蓋改變而影響到的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。粗調(diào)包括以下內(nèi)容。

2.2.1 問(wèn)題站點(diǎn)分析

對(duì)站點(diǎn)復(fù)勘發(fā)現(xiàn)影響覆蓋的問(wèn)題站點(diǎn)，包括天線主瓣受到阻擋、天線掛高較低、隔離度不足等問(wèn)題站點(diǎn)進(jìn)行分析，并列出解決方案，包括方位角優(yōu)化、工程整改、設(shè)計(jì)變更等。

表1　LTE網(wǎng)絡(luò)與其它系統(tǒng)隔離度要求

2.2.2 粗調(diào)前測(cè)試

問(wèn)題站點(diǎn)處理完成后，使用測(cè)試軟件，遍歷優(yōu)化區(qū)域的所有道路，收集測(cè)試數(shù)據(jù)，為后續(xù)制訂粗調(diào)方案提供參考。

2.2.3 第1輪粗調(diào)方案制訂

對(duì)粗調(diào)軟件計(jì)算的下傾角過(guò)大或過(guò)小（大于12°或小于-2°）的小區(qū)進(jìn)行分析，按以下方法進(jìn)行調(diào)整。

（1）方位角對(duì)打的小區(qū)通過(guò)錯(cuò)開(kāi)方位角解決。

（2）天線掛高較高的站點(diǎn)通過(guò)降低天線高度解決，選址確實(shí)有困難的可以臨時(shí)更換為異頻段解決。

（3）如上述兩項(xiàng)方案均不可執(zhí)行，通過(guò)降功率減少對(duì)其它小區(qū)的干擾。

2.2.4 第2輪粗調(diào)方案制訂

在第1輪粗調(diào)方案實(shí)施完成后，根據(jù)調(diào)整后的工參數(shù)據(jù)，再次使用軟件進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合粗調(diào)前的測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)下傾角調(diào)整幅度在2°以上的小區(qū)進(jìn)行分析，確定調(diào)整實(shí)施方案。

2.2.5 粗調(diào)實(shí)施

根據(jù)調(diào)整實(shí)施方案，對(duì)小區(qū)的天線進(jìn)行調(diào)整，并更新站點(diǎn)復(fù)勘表，做好天線調(diào)整記錄。

2.2.6 參數(shù)優(yōu)化

對(duì)天線調(diào)整影響的鄰區(qū)、PCI等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，做好參數(shù)調(diào)整記錄。

2.2.7 粗調(diào)后測(cè)試

粗調(diào)方案實(shí)施完成后，按粗調(diào)前的測(cè)試路線進(jìn)行測(cè)試，對(duì)比粗調(diào)前后效果，梳理遺留問(wèn)題點(diǎn)和問(wèn)題路段，開(kāi)展精細(xì)化調(diào)整。

2.3 天線精調(diào)

在粗調(diào)完成后，開(kāi)展道路掃頻測(cè)試和拉網(wǎng)測(cè)試，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，梳理出弱覆蓋、重疊覆蓋路段和“未接通、掉線、CSFB失敗”等出現(xiàn)異常事件的路段，精耕細(xì)作，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。天線精調(diào)主要包括以下維度。

（1）RSRP差問(wèn)題路段分析處理情況：對(duì)連續(xù)50 m 或5 s RSRP小于-110 dBm的路段進(jìn)行分析處理，通過(guò)天線調(diào)整、補(bǔ)點(diǎn)、更換天線等措施調(diào)整解決。

（2）SINR差問(wèn)題路段分析處理情況：對(duì)連續(xù)50 m 或5 s SINR小于-3 dB的路段進(jìn)行分析處理，通過(guò)主服優(yōu)化、補(bǔ)點(diǎn)等措施解決。

（3）下載速率低問(wèn)題路段分析處理情況：對(duì)連續(xù)50 m或5 s下載速率低于2 Mbit/s的路段進(jìn)行分析，確定是覆蓋原因還是參數(shù)原因?qū)е孪螺d速率低，通過(guò)優(yōu)化覆蓋或參數(shù)調(diào)整解決。

（4）重疊覆蓋率高問(wèn)題路段分析處理情況：對(duì)連續(xù)30m重疊覆蓋度高于3個(gè)小區(qū)（包含主服小區(qū)）的路段進(jìn)行分析處理，通過(guò)主服優(yōu)化，將簇內(nèi)重疊覆蓋率控制在1%以下。

（5）主服不明顯問(wèn)題路段分析處理情況：對(duì)50 m內(nèi)切換次數(shù)超過(guò)3次的路段進(jìn)行分析處理，通過(guò)明確主服，避免乒乓切換，減少異頻切換對(duì)下載速率的影響。

（6）異常事件問(wèn)題路段分析處理情況：對(duì)RRC連接失敗、切換失敗、掉線、連續(xù)的A3事件（鄰區(qū)漏配）等異常事件進(jìn)行分析處理。

（7）小區(qū)貢獻(xiàn)度分析調(diào)整情況：使用測(cè)試軟件導(dǎo)出道路占用的小區(qū)列表和鄰區(qū)列表，將道路上占用不到，只在鄰區(qū)出現(xiàn)的小區(qū)通過(guò)調(diào)整方位角、下傾角加強(qiáng)對(duì)居民區(qū)的覆蓋，若居民區(qū)信號(hào)重疊覆蓋較多，使用異頻段進(jìn)行覆蓋。

（8）參數(shù)優(yōu)化：對(duì)天線調(diào)整影響的鄰區(qū)、PCI等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，做好參數(shù)調(diào)整記錄。

3　實(shí)施效果

按照“三步法”選取廣西某城市進(jìn)行試點(diǎn)，通過(guò)復(fù)勘收集了準(zhǔn)確的工程數(shù)據(jù)，對(duì)站點(diǎn)阻擋、隔離度不足等問(wèn)題進(jìn)行了整改，確保入網(wǎng)站點(diǎn)健康穩(wěn)定后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)粗調(diào)與精細(xì)化調(diào)整實(shí)施，完成后各項(xiàng)指標(biāo)均有較大幅度的改善，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)覆蓋得到夯實(shí)，為后期優(yōu)化工作奠定了基礎(chǔ)。

3.1 復(fù)勘

該階段，工作內(nèi)容主要是準(zhǔn)確基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集與基礎(chǔ)覆蓋問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與整改。試點(diǎn)區(qū)域共完成了689個(gè)站點(diǎn)的復(fù)勘，每個(gè)站點(diǎn)的基礎(chǔ)信息都詳細(xì)記錄，為后期網(wǎng)絡(luò)分析提供準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)支撐，以下為某站點(diǎn)復(fù)勘報(bào)告中的部分重要信息，如圖2所示。

在復(fù)勘的689個(gè)站點(diǎn)中，發(fā)現(xiàn)并整改了116個(gè)存在覆蓋受阻擋、覆蓋不合理、異系統(tǒng)隔離度不夠、天線掛高過(guò)高、天線掛高過(guò)低、GPS安裝不合理、施工工藝差、天線夾角過(guò)小、天線同層水平對(duì)打等不同類型問(wèn)題的站點(diǎn)，這些問(wèn)題如不處理都會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量造成不利影響。

3.2 粗調(diào)

該階段，以簇為單位，通過(guò)站點(diǎn)經(jīng)緯度、掛高、天線方位角等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算出每個(gè)天線理想下傾角，然后結(jié)合實(shí)際無(wú)線環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，以某市簇2為例，共30個(gè)站點(diǎn)涉及90個(gè)小區(qū)，通過(guò)粗調(diào)工具計(jì)算出每個(gè)小區(qū)的理想覆蓋距離與理想下傾角，再與現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)比對(duì)，對(duì)理想與實(shí)際下傾角差異大的小區(qū)結(jié)合TD-SCDMA共站點(diǎn)需求、實(shí)際無(wú)線環(huán)境、路測(cè)數(shù)據(jù)等實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

3.2.1 第1輪調(diào)整案例

通過(guò)工具計(jì)算，建議某市玉州區(qū)振林賓館-HLH-2下傾角調(diào)整至15°，覆蓋距離為161 m，某市玉州區(qū)振林賓館-HLH-3下傾角調(diào)整至13°，覆蓋距離為187 m，現(xiàn)網(wǎng)中玉州區(qū)振林賓館-HLH-2/3小傾角分別為8°/6°，與工具給出建議值差距較大，需要進(jìn)行調(diào)整。

分析：讀取復(fù)勘報(bào)告，該站點(diǎn)天線掛高50 m，屬于高站，覆蓋較遠(yuǎn)，所以工具計(jì)算出2、3小區(qū)下傾角需調(diào)整至15°/13°屬于合理情況。若需徹底解決過(guò)覆蓋，需降低天線掛高，需將天線移至大樓中部位置，由于涉及物業(yè)溝通問(wèn)題，建設(shè)周期較長(zhǎng)，暫時(shí)將2小區(qū)和3小區(qū)的機(jī)械下傾角調(diào)整到10°，頻段修改為D頻段，待后期物業(yè)問(wèn)題落實(shí)以后降低掛高徹底解決。

3.2.2 第2輪調(diào)整案例

圖2　復(fù)勘報(bào)告中天饋系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

通過(guò)工具計(jì)算，建議某市玉州區(qū)供電公司-HLH-1下傾角由6°調(diào)整至9°。某市玉州區(qū)供電公司-HLH-2下傾角由4°調(diào)整至8°，某市玉州區(qū)供電公司-HLH-3 由3°調(diào)整至10°。該站點(diǎn)的3個(gè)扇區(qū)與當(dāng)前實(shí)際覆蓋下傾角度差距都在2°以上，所以需要進(jìn)行調(diào)整。

結(jié)合路測(cè)分析，該站3個(gè)扇區(qū)均有過(guò)覆蓋，需按計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，如圖3所示中3個(gè)小區(qū)的主覆蓋圖。

3.3 精調(diào)

粗調(diào)后，進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整，全網(wǎng)的1～4級(jí)道路測(cè)試，按照RSRP、SINR、重疊覆蓋、主服不明確、下載速率低、小區(qū)貢獻(xiàn)度幾個(gè)維度進(jìn)行天饋系統(tǒng)的精細(xì)化調(diào)整，共解決了48個(gè)問(wèn)題點(diǎn)，精細(xì)化調(diào)整天饋覆蓋小區(qū)56個(gè)，各維度的定義標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

某路段在粗調(diào)完成后，小區(qū)覆蓋均得到控制，但是重疊覆蓋仍較高，需要進(jìn)一步精細(xì)化調(diào)整分析。

（1）通過(guò)地理位置結(jié)合復(fù)勘報(bào)告的無(wú)線環(huán)境分析，確定由五礦招待所-2小區(qū)作為該路段主服比，計(jì)劃將五礦招待所-HLH-2方位角由130°調(diào)整至100°。

（2）對(duì)主服以外的過(guò)覆蓋小區(qū)進(jìn)行覆蓋控制，減少重疊覆蓋，結(jié)合路測(cè)與復(fù)勘報(bào)告的實(shí)際無(wú)線環(huán)境，調(diào)整勞動(dòng)保障局-2/3、林業(yè)設(shè)計(jì)院-2、勝利硐開(kāi)發(fā)區(qū)-3、東勝路-1下傾角。

經(jīng)過(guò)調(diào)整后，該路段主服明確，重疊覆蓋減少，干擾降低，SINR由原來(lái)的-2提升至19，如圖4所示。

圖3　某站點(diǎn)路測(cè)覆蓋圖

表2　精調(diào)維度定義

圖4　精調(diào)前后路測(cè)對(duì)比圖

3.4 優(yōu)化前后指標(biāo)情況

通過(guò)“三步法”的實(shí)施應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有了明顯的提升，對(duì)比道路測(cè)試指標(biāo)，各項(xiàng)指標(biāo)均有提升，尤其是重疊覆蓋率、SINR、下載速率等重要指標(biāo)提升幅度較大，如表3所示。

4　小結(jié)

LTE同頻組網(wǎng)的情況下，覆蓋被阻擋、天線覆蓋不合理、與異系統(tǒng)天線的隔離度不足等問(wèn)題都可能導(dǎo)致速率低用戶感知差，因此，LTE網(wǎng)絡(luò)中覆蓋合理性優(yōu)化是核心工作之一。

鑒于此，廣西移動(dòng)無(wú)線優(yōu)化中心根據(jù)LTE網(wǎng)絡(luò)特性并結(jié)合2G/3G優(yōu)化中的經(jīng)驗(yàn)積累，采用“三步法”優(yōu)化方式，從覆蓋受阻擋、覆蓋不合理、掛高過(guò)高、掛高過(guò)低、天線夾角過(guò)小等9種維度進(jìn)行問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與整治，到系統(tǒng)性的天饋覆蓋優(yōu)化，再結(jié)合路測(cè)中RSRP、SINR、重疊覆蓋、小區(qū)貢獻(xiàn)度等7個(gè)維度的精細(xì)化調(diào)整方式開(kāi)展工作。

經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，“三步法”對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的好處是顯而易見(jiàn)的，首先確保了信號(hào)能正常輻射出去，確保入網(wǎng)的站點(diǎn)覆蓋是當(dāng)前最優(yōu)方案，將建設(shè)站點(diǎn)的價(jià)值最大化的體現(xiàn)。第二，在復(fù)勘階段收集了準(zhǔn)確全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)規(guī)劃、前后臺(tái)分析提供了詳細(xì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，不用多次上站觀察無(wú)線環(huán)境以及數(shù)據(jù)確認(rèn)，提高了解決問(wèn)題的時(shí)效。第三，粗調(diào)階段實(shí)行全網(wǎng)系統(tǒng)性的分析調(diào)整，原有的外場(chǎng)優(yōu)化方式大部分是基于點(diǎn)上的調(diào)整，發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題而進(jìn)行的問(wèn)題點(diǎn)調(diào)整，解決了問(wèn)題A，但是帶來(lái)了問(wèn)題B的產(chǎn)生，周而復(fù)始頻繁的上站調(diào)整，通過(guò)本方式的粗調(diào)可以全面的系統(tǒng)的對(duì)站點(diǎn)覆蓋合理調(diào)整，由點(diǎn)的調(diào)整轉(zhuǎn)變?yōu)槊娴臐M足。第四，由于復(fù)勘階段基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全面且準(zhǔn)確，整治后實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前無(wú)線覆蓋的最佳性，在后期優(yōu)化中問(wèn)題解決的效果大為提高。

Optimize LTE network via “three procedures”

SU Hua-qiang, WEI Hui-feng, CHEN Ming-yu, DU Ri-lan

(China Mobile Group Guangxi Co., Ltd., Nanning 530022, China)

Abstract LTE network use a frequency reuse factor of 1, coverage control directly determines the degree of interference, suitable coverage control is one of the most important goals of LTE network optimization. “Three procedures” is a way of closed loop and pragmatic. The purpose of “three procedures” is decreasing overlapping coverage and interference of different cells, ensure the accurate coverage range of every cell, improve network quality.

Keywords three procedures; coverage control; decrease interference

表3　“三步法”優(yōu)化前后KPI對(duì)比

收稿日期：2015-02-28

文章編號(hào)1008-5599（2015）04-0008-06

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

中圖分類號(hào)TN929.5