針對工信部四個主要頻率指標的改進型搜集分析系統

張守國 凌文杰 魏小燕

【摘? 要】針對目前工信部頻率評價過程中遇到的困難和問題，以公眾移動網為例，探討基于北向接口性能數據、配置數據和MR數據進行頻率評價的可行性，目的是進一步提高頻率評價結果的準確性。文中結合實際移動網絡數據，給出了頻率占用度、區域覆蓋率等頻率評價指標的數據分析處理和統計方法，并驗證了方法的可行性。

【關鍵詞】頻率占用度;區域覆蓋率;用戶承載率;年時間占用度

1? ?引言

根據工信部《暫行規定》要求，通過頻率占用度、區域覆蓋率、用戶承載率、年時間占用度四個指標對10類系統頻率使用情況進行評價。目前基于測試、仿真和調研的方法，基本可以實現《暫行規定》要求的四個指標統計。但實際操作中，由于監測站數量少、工參信息準確性、傳播模型等因素的影響，評價結果精度還存在一定的局限性。針對存在的問題，提出基于北向接口性能數據和MR數據來完善現有頻率評價方法。下文以公眾移動通信網絡為例，探討該頻率評價方法的實現方式和可行性。

2? ?頻率評價數據收集系統

傳統頻率評價數據收集主要由監測站完成，監測站由室外天線、接收機、測向機、工控機等網元組成。接收機和測向機通過串行接口連接到工控機，由工控機下發測試任務對指定頻率進行測量，并將測試結果上傳給工控機。工控機按照標準格式上傳到無線電一體化平臺，進行后臺數據分析處理。圖1為某地市監測站連接示意圖：

改進型無線電一體化平臺增加專業網管接口，通過公眾移動通信網北向接口定期提取基站頻率配置信息、測量報告、小區和頻點承載業務量等信息，同時收集各個運營商在網基站和小區經緯度信息，錄入無線電一體化平臺。由無線電一體化平臺基于性能統計和MR數據生成頻率評價報告，圖2為公眾移動網專業網管和平臺對接示意圖：

3? ?改進型的頻率評價方法

3.1? 頻率占用度

指標定義為實際使用頻率范圍與行政許可批準的使用范圍之比。目前基于監測站測試得到，其局限性表現為移動公眾通信網絡業務信道是根據業務占用情況進行發射，另外有些頻點專門用于室內覆蓋或微小區使用，監測站無法監測到，會造成統計失真。

針對上述統計存在的問題，可以通過北向接口獲取基站狀態數據、各個基站和小區頻率配置（包括頻點和帶寬）信息、統計激活態基站的頻點配置，得到現網在用頻率范圍或頻點數量。按公式（1）計算可以得到全網、不同區域的頻率占用度情況。

以某地市移動900 MHz系統為例，900 MHz分配頻段：上行885 MHz—909 MHz，下行930 MHz—954 MHz，對應頻點99個，其中PGSM頻點94個，EGSM頻點5個?；诩せ罨绢l率配置表統計，可以得到實際宏站使用頻點88個，室分使用頻點6個，合計使用頻點94個（EGSM的5個頻點未使用），計算得到其頻率占用度為94.95%。表1為某系統GSM900網絡頻率配置示例，表明頻點24、27、35、43、83、85已被分配使用。

3.2? 區域覆蓋率

指標定義為取得許可頻率開展無線電業務的實際使用地域與行政許可批準頻率使用地域的面積比。目前采用仿真的方法統計該指標，由于工參信息不準，如天線增益、輸出功率、高度等，另外傳播模型限制，仿真結果和實際覆蓋會存在偏差。

針對區域覆蓋率傳統統計方法存在的困難，可以通過北向接口提取MR數據，在一體化平臺內完成數據處理，生成區域覆蓋率。圖3為基于MR的覆蓋評估示意圖：

具體實現過程如下：

（1）通過北向接口收集各個運營商不同頻段各個小區的MR信息;

（2）通過三角定位或指紋算法生成MR經緯度信息;

（3）將MR按照50 m柵格化，對柵格內MR的接收電平RSRP進行平均;

（4）根據覆蓋電平要求和頻率行政許可覆蓋柵格范圍，判斷哪些柵格為要求覆蓋且覆蓋電平達到電平門限的柵格（即正常覆蓋柵格數），哪些柵格為超范圍覆蓋的柵格;

（5）按照下面公式計算區域覆蓋率：

以某地市移動900 MHz網絡為例，按照50 m×50 m柵格劃分，統計有覆蓋（dl rxlev>-95 dBm）柵格數與需覆蓋柵格數比值，得到900 MHz頻率區域覆蓋率約為95.79%。

3.3? 用戶承載率

指標定義為在許可范圍內系統實際承載用戶數量與系統所能承載的用戶數量比。目前采用調研得到該指標。受限于業務模型多樣性，尤其是數據業務網絡或語數混合業務網絡，由于不同業務對感知要求的差異，理論承載用戶數較難準確計算。

針對用戶承載率統計中存在的困難，建議將用戶承載率改為無線利用率，同時增加頻率利用率，后者用于橫向評估各個運營商頻率滿足情況。通過無線電一體化平臺定期從各個運營商提取信道配置情況、日均業務量、忙時業務量和忙時信道占用數，按照公式（3）和公式（4）自動計算出不同運營商網絡頻率利用率、無線利用率或信道占用率。

頻率利用率可用于不同運營商頻率資源忙閑程度橫向比對，評價各個運營商頻率資源的相對緊張程度，為下階段頻率分配提供參考。對語數混合業務，如GSM制式網絡既有語音又有數據，可分別按照語音和數據兩個維度計算業務量，然后按照每愛爾蘭和每kB流量的費用折算為經濟效益進行綜合評估。

以某地市移動1 800 MHz網絡為例，下行分配帶寬25 MHz，總業務信道配置數為163 286個，自忙時業務信道平均占用數為78 723個，日均業務量約為70萬愛爾蘭，可計算得到頻率利用率為0.028 erl/Hz，信道占用率為48.21%。

3.4 年時間占用度

指標定義為一年中實際使用頻率的天數（或小時數）與全年天數（或小時數）之比。目前基于監測站測試對該指標進行統計。

一方面通過監測站測試得到，另一方面可以通過北向接口獲取各個小區或頻點承載的業務量，如流量或話務量（無法區分到頻點的按照小區進行統計），統計得各個頻點的占用時長。相比監測站測試結果，后者統計結果更為完整。

頻點占用判斷條件：若時段內頻點業務量大于0或分配次數大于0，則認為該頻點該時段被占用，標記為1，否則為0，具體如表2所示。

年時間占用度計算公式如公式（5）所示：

以某地市移動900 MHz系統為例，通過OMCR提取各個時段小區頻點配置和業務量，若小區業務量大于0，則判斷該小區頻率被占用。按此統計，頻點1～94的年時間占用度為100%，頻點1020～1024的年時間占用度為67.67%（為避免影響GSM-R專網，2018年8月份后，頻率重耕退出EGSM 1020～1024頻點）。另外也可以根據各個頻點的承載業務量和方差，評估不同制式頻率使用是否均衡。

4? ?結束語

基于性能數據和MR數據對頻率使用情況進行綜合評估，可以提供各頻率使用單位不同網絡制式頻率資源使用情況，為無委后期頻率資源分配提供參考。同時基于空口監測數據回傳，在后臺對干擾、非法用頻等情況進行監測分析，并利用多個監測站監測到的干擾數據在后臺實現對干擾源進行精準定位，有助于發現和解決非法用頻問題。

參考文獻：

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