基于ATU的高速公路移動網絡優化方案設計

王艷玲 齊天宇 周宇航 甘晨陽 任春睿 長春光華學院

1 高速公路網絡覆蓋特性分析

相比市區內的網絡優化工作，高速公路覆蓋網絡具有以下特點：

（1）移動臺切換/重選頻繁： 移動臺隨車輛在高速公路上的移動速度一般在100Km/h 以上。郊區場景下，單個小區的典型覆蓋范圍為1km，假定車輛運行速度為100km/h，則汽車穿越小區覆蓋范圍所用時間為36秒，即移動臺平均每36 秒就要發生一次切換或者重選。

（2）車體的屏蔽衰耗：汽車車體的金屬屏蔽以及車窗貼膜的等因素通常會對無線信號造成5-10dB 的衰落。

（3）復雜路況的影響：高速公路所經過的地形往往復雜多變，有平原、高山、樹林、隧道等，還要穿過鄉村和城鎮，所以對其無線網絡的規劃一定要在充分勘查的基礎上具體對待各段公路?？臻g宏基站基本不能對隧道進行有效覆蓋，在隧道內60米處將達到40dB以上的衰耗。在無線網絡投入運行后，還要全面進行路測，發現問題，及時加以調整和改進；空間宏基站基本不能對隧道進行有效覆蓋，在隧道內60 米處將達到40dB以上的衰耗?！癡”型道路、穿山道路引起的快衰落最高能夠達到30db以上。

2 高速公路移動網絡優化前準備工作

數據采集是網絡優化的前提和基礎，主要包括：基站相關數據、現場勘察數據、路測相關數據等等。

2.1 基站相關數據

基站相關數據主要包括：站名、站號、LAC號、配置、頻點、經緯度、天線高度、天線增益、天線半功率角(垂直和水平)、方位角、俯仰角、基站類型等。同時準備標明站號、頻點、BSIC、方位角(天線方向)的地圖；記錄目前系統版本和支持的特殊功能清單等。

2.2 現場勘察數據

針對需要調整的基站到現場進行勘察，主要包括核實基站相關參數準確性、天線主瓣覆蓋方向是否正確、天線周邊是否存在山體、建筑物等阻擋。利用照相機對周邊環境進行拍照作為優化階段的參考數據之一。

2.3 路測相關數據

通過路測設備對存在問題的地方進行實地路測測試，可以將測試點附近的接收電平、接收質量、所占用的小區和信道、Layer3消息、6個最強鄰小區、切換等數據記錄下來。重點分析路測中發現的問題，如所測數據與理論設計數據不符合、掉話、非信號強度引起的通話質量差、阻塞、不正常切換、信號電平低、TA過大、信號盲區。然后在分析路測數據的基礎上，檢查修改鄰區關系和切換參數、調整天線傾角和方向、查找干擾來源、分析空中接口的信令接續過程、發現天饋系統的安裝錯誤等。

3 高速公路優化流程

（1）首先解決優化覆蓋，梳理切換重選關系：確定主覆蓋小區，確保測試中只占用主覆蓋小區，保證主覆蓋小區之間存在一定的交疊度。

（2）其次規整頻率：保證主覆蓋小區主BCCH頻點及TCH頻點干凈，無頻點干擾，多載頻的小區TCH開啟跳頻。

（3）及時關注容量：在主覆蓋小區優化好的基礎上觀注擁塞情況，及時進行信道調整或擴容。

（4）隨時關注設備狀態：在確定主覆蓋小區的基礎上，定時監控主覆蓋小區的隱性故障及告警，出現問題及時處理[10]。

（5）定期核查關鍵參數：列出主覆蓋小區影響測試穩定性的關鍵參數，定期進行核查。

（6）最終確定保障方案：并不是所有的優化問題都能通過上面的5條解決，最終對疑難問題形成保障方案，通過保障方案進行疑難問題臨時規避。

4.高速公路移動網絡優化方案設計

ATU（Auxiliary Test Unit），是中國移動公司采用的一種測試自動路測工具，測試網絡包括GSM、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和TDD-LTE，目的是保證數據的真實性，并對網絡進行全方位的檢測。測試設備可以同時5網10模同測，進行對比網絡的覆蓋率、接通率、話音質量、語音質量、MOS質量，以評估與競爭對手各個網絡性能指標對比，并采取自動路測方式，數據直接上傳服務器，減少人力資源，保證數據的真實性，現亦是CMCC內部考核的一個重要工具。

4.1 高速公路移動網絡問題分析

高速公路優化方案設計開始之前，主要存在以下3個問題：

（1）弱覆蓋：高速公路沿線由于山體和樓房阻擋，加上部分路段現有覆蓋站點間距較大、基站高度不足或站點位置不理想等原因導致高速公路存在一定弱信號區域，在規劃工程站點開通前，測試覆蓋率指標較低，容易發生弱信號質差掉話。

（2）切換序列不穩定：大部分高速公路是高架路，會收到較多干擾雜亂信號，若主覆蓋小區不明顯，容易發生頻繁重選或切換到非主覆蓋小區后造成測試異常事件，影響語音質量。

（3）切換帶不足：因建筑物或山坡遮擋造成占用小區信號變化頻繁，隨之發生頻繁切換或無法及時切換，也容易使掉話率、接通率和語音質量指標不理想。

4.2 高速公路移動網絡優化方案設計

基于移動覆蓋區域內各條高速公路優化前的情況分析，設計出高速優化方案，共分為以下三個步驟：

（1）加強覆蓋，解決覆蓋漏洞，保證沿線覆蓋強度

網優先通過天線調整來改善弱覆蓋情況。首先，考慮到語音最低信號強度、切換最低信號強度和數據業務對信號強度需求3方面因素，建議車內測試設備的接收電平至少達到-80dBm以。然后，可以通過掃頻結果或者ATU覆蓋分析工具將鐵路或高速沿線覆蓋測試數據進行處理，找出超過連續出現接收電平低于覆蓋要求的問題路段進行原因分析。最后，根據問題點分析結果，通過增加新站或者天饋調整的方法使主服務小區電平強度滿足覆蓋要求。

（2）優化切換序列，解決信號雜亂路段

控制過覆蓋小區，確保沿線主服務小區覆蓋強度能夠穩定凸顯出來，非主覆蓋小區信號強度得到控制，減少冗余切換。首先，從覆蓋強度、信號質量、覆蓋距離和接收電平穩定性方面進行考慮，建議將覆蓋距離大于100米、占用時間超過10秒、質量和電平比較理想的沿線小區作為候選主覆蓋小區。其次，通過ATU切換分析工具處理結果提取出當前切換情況進行分析，發掘出切換次序混亂、切換成功率較低的問題區域進行原因分析。最后，根據問題點分析結果，通過天饋調整為主，參數調整為輔的方式進行調整并梳理出高速沿線的主覆蓋目標小區。

（3）強化小區接續穩定性，避免指標波動較大

合理設置切換點，使切換發生在信號穩定路段，降低高速移動因阻擋快速衰減而發生弱信號掉話的危險。確保主覆蓋小區之間都有足夠的重疊覆蓋區域，進一步穩定切換序列并壓縮切換次數，以小區參數調整為主要優化手段。切換點優化主要是進行主覆蓋小區之間重疊覆蓋區域優化，目的是提高切換和小區重選的準確性和穩定性，實現更有效的連續覆蓋。

首先，建議相鄰兩個主覆蓋小區之間保留足夠的重疊覆蓋距離，至少需要滿足：移動速度(米/秒) × 小區重新判決時間（＞5秒）× 2（雙向）。其次，通過切換序列分析結果盡量采用層優先級較高小區作為主覆蓋，層優先級較低小區作為輔助覆蓋小區，保持主覆蓋切換序列的連續性，避免出現測試設備切換或重選到序列外情況。最后，根據上述分析結果，通過參數調整為主，天饋調整為輔的方式提高測試指標。

此外，為進一步提高高速公路主覆蓋小區切換序列穩定性，減少意外情況對高速公路測試效果的影響，推出臨時保障措施如下：首先通過參數調整突出主覆蓋小區，進一步降低測試風險；其次高速公路黑點臨時應急方案，例如設置應急車及臨時直放站；最后加強高速公路拉網測試分析及沿線設備故障檢查。

5 結束語

本優化方案基于ATU，能夠解決高速公路頻點干擾、切換序列不穩定、弱覆蓋等實際問題，保證乘客的通信感受和服務質量，對高速公路網絡性能的提升具有重要的作用。