以MR數據為基礎的規劃優化研究

1 引言

隨著移動通信技術的高速發展，大量高密度LTE無線基站的出現，對無線網絡規劃設計優化提出了新的挑戰，深度覆蓋不足、后期維護優化成本巨大、客戶的用戶體驗差等問題接憧而來。

傳統的網絡評估與優化主要基于DT和 CQT等測試手段，主要對有限的道路和點進行測試，覆蓋面小、耗費大量人力物力、測試成本高、并且用戶反映的是單點的問題，不利于系統性的問題定位，與用戶真實體驗存在差距較大，不能全面反映客戶感知。

MR數據分析相較于其他網絡評估方法，具有數據量大、全面、完整、易取得、分析手段豐富的優點，再補充MR定位技術，能夠清晰定位網絡問題，為后續網規網優工作提供參考依據。經過對MR輸出的各種數據按參數類別進行分類，然后通過一系列算法進行權重賦值整合，輸出一個針對柵格的質量評價標準，這樣對整個地區的柵格的評價將不再是單一參數決定，而是綜合判斷，使評價更加立體，標準更加統一，更容易發現哪些柵格區域是我們應該重點關注和解決的地方，進而大幅提高我們的規劃優化工作效率，使解決方案更加具有針對性。

2 研究方案

2.1 MR數據原理

MR是Measurement Report的簡稱，測量報告數據主要來自UE和基站側的物理層、RLC層，以及在無線資源管理過程中產生的測量報告。原始測量數據或者經過統計分析（如圖1所示），或者直接報送到OMC-R以樣本數據形式存儲（如圖2所示）。

圖1 測量報告統計數據采集示意圖

圖2 測量報告樣本數據采集示意圖

2.2 MR數據柵格化

MR測量報告中包含有采樣點的 TA（Timing Advance，時間提前量）和 AoA（Arrival of Angle，到達角度）信息。時間提前量TA定義為UE用于調整其主小區PUCCH/PUSCH/SRS上行發送的時間，可用于確定UE距離基站的遠近。到達角度AOA定義了一個用戶相對參考方向的估計角度。測量參考方向應為正北，逆時針方向?？梢暂o助確定用戶所處的方位，提供定位服務，利用 TA 得出與基站的距離差，AoA估算方向，以基站站址為圓心、通過TA 估算半徑、AoA 估算方向，進而定位到終端所處的位置,從而達到數據柵格化。（如圖3所示）

圖3 MR柵格化示意圖

2.3 弱覆蓋分析

通過整理分析某地區的MR數據，對MR數據進行數據柵格化，并對得到的柵格化數據進行渲染，得出以下圖層：（如圖4、5所示）

下圖是某城區的MR中RSRP分布圖,從平均電平來看,室內外弱覆蓋區域(-110dbm以下)趨同，可以統籌協調解決。（如圖6、7所示）

圖4 室外MR平均RSRP

圖5 室內MR平均RSRP

圖6 室外MR弱覆蓋占比

圖7 室內MR弱覆蓋占比

上圖是某城區的MR弱覆蓋占比圖,從數據分析結果來看,弱覆蓋區域室內更多,集中在東部高新區附近。

針對MR弱覆蓋產生的原因，本文結合數據分析，同時進行實地勘測，總結出一下幾點：

（1）前期基站設計偏重道路覆蓋，扇區方向多朝道路方向傾斜，造成部分室內區域無主瓣方向覆蓋，造成MR弱覆蓋；

（2）前期基站受限于各種因素，平臺數量和天線高度受限，導致部分區域雖然離基站很近，但仍然出現弱覆蓋現象；

（3）規劃區域出現新的變化，新的建筑出現，原有基站設計方案目標已經改變，現有基站不能滿足新的覆蓋目標，需要對原有方案調整并增加另外的覆蓋方案解決；

（4）室內弱覆蓋和室外弱覆蓋不能分割來看，兩者往往都是在一起出現，規劃時應該統一考慮，協調解決。

2.4 問題識別方法

本方法是根據MR數據的分析方法，選取MR數據中的RSRP、SINR、流量、用戶數等四個指標，分析指標間的相關性，從而識別出需要天面精細化設計的區域。具體步驟如下：

步驟1：對MR測試數據及仿真結果篩選，選定網絡問題區域；

步驟2：目標區域場景分類，分為室外或室內兩種；

步驟3：依據場景分析MR數據的四個指標，不同場景下所占的權重均不相同，主要分為以下幾種情況；

步驟4（室外場景）：室外重點關注SINR指標，并通過分析RSRP等指標，確定區域為干擾或覆蓋問題，并確定優先級高低：

（1）干擾問題：如果SINR指標差，RSRP指標好，表明區域干擾較大，再分析流量與SINR的相關性，如果該區域流量大，業務集中，表明與SINR相關性較大，此區域為業務熱點區域，優先級高，需要對該區域進行天面精細化設計；

（2）覆蓋問題：室外場景如果SINR指標差，且RSRP指標差，表明區域存在弱覆蓋，再分析 RSRP 與用戶數的相關性，若該區域用戶數量多，表明與RSRP相關性較大，則此區域為弱覆蓋區域，優先級高，需要對該區域進行天面精細化設計；

步驟4（室內場景）：室內重點關注指標RSRP，并通過分析用戶數、流量指標，確定該區域網絡覆蓋權重：

（1）權重高：若RSRP差，區域內用戶數較多、流量很大，則此區域為重點需求區域；

（2）權重低：若RSRP差，但區域內用戶數較少、業務量很小，則此區域可暫緩實施；

（3）無權重：若RSRP好，則此區域無需天面精細化設計。（如圖8所示）

3 規劃設計研究方法

識別出存在深度覆蓋問題的區域后，在規劃設計方面，本文提出四個方向給予解決。

3.1 前期設計精細化

在前期天面精細化設計時，應具長遠眼光，充分考慮后期增加天饋的需求，具備條件的話盡可能預留空間、動力，天面選取也需充分考慮后期新增系統的承重要求，為網絡升級做好基礎準備。

圖8 MR數據挖掘問題識別流程圖

對于天面條件不好的站點，優選小型化合路、獨立電調、小型化合路或獨立電調的8通道天線，次選小型化獨立天線；

對于多系統合路情況下，優選FA與D合路，次選GSM和FA合路、DCS與D合路。如使用DCS與FA合路時，DCS不可使用擴展頻率。（見表1）

3.2 天線選取精細化

天線選取時，需要充分考慮天線的增益。提高天線增益，覆蓋的距離增大，但同時會壓窄波束寬度，導致覆蓋的均勻性變差。天線增益過小，會導致覆蓋的要求無法滿足，天線增益過大，會導致過覆蓋，所以天線增益的選取應以波束和目標區相配為前提。同時，需要考慮覆蓋區域的實際容量，避免容量不足。（見表2）

3.3 天線下傾角與方向角精細化

天線下傾角與方向角是保證LTE網絡質量的重要參數，下傾角決定了網絡覆蓋區中距離覆蓋性能的好壞。天線適當下傾，通過一定的仿真與算法，計算出最優下傾角度，保證服務區的覆蓋范圍，又不形成覆蓋盲區。天線方向角的調整也對LTE的網絡質量非常重要,正確的方向角能保證基站的實際覆蓋區域與規劃預期相同，達到規劃目的。

表1 前期設計天面規劃方案建議

表2 天線規劃建議

一般來說，天線下傾角的計算公式為：

其中h為天線掛高，D為覆蓋距離，θ為天線的垂直半功率張角，α為天線總下傾角（如圖9所示）

圖9 下傾角設計影響示意圖

3.4 基站設備多樣化

針對一些特殊區域，可以通過一體化皮飛、分布式皮飛、微RRU、一體化微站等靈活解決室內外局部覆蓋問題，采用一些新型設備，使得基站建設更加容易，降低基站成本。

如果地區存在站址獲取比較困難，集城區存在盲點、城區覆蓋難點、用戶投訴較急等問題時，可以采取微基站的方式建設。微基站BBU集中設置，設備安裝便利，同時更好支持技術演進。同時外觀友好，融入環境，外形美觀，降低公眾輻射擔憂，減少站點流失，同時又極致簡約，小巧強干，能采用抱桿、桿頂、掛墻多種安裝場景，適應能力強。后期也易于維護、優化，可方便調整燈桿天面方位角、下傾角，以及進行其他維護（如圖10、11所示）

圖10 微基站設備示意圖

圖11 微基站建設場景示意圖

如果存在傳輸無法到位的問題，可以采用RELAY-設備。RELAY-設備采用的是宿主基站的無線回傳鏈路，部署Relay不依賴于光纖、微波等其它傳輸資源。針對一些覆蓋范圍有限，人煙稀少的村落/景區深處，傳輸光纜難以到達，可以用Relay來覆蓋降低成本。（如圖12所示）

圖12 Relay建設場景示意圖

圖13 一體化管體及匯聚電源配套建設場景示意圖

如果存在電力與傳輸費用，維護成本等問題，可以多種新型基站設備。如華為提供的內置設備空間的管塔站，比同等容量宏站的總成本降低了66%，道路連續覆蓋和小區深度覆蓋顯著提升。在道路兩邊部署電源匯聚柜，可以集中供電，DC280V拉遠給新型BOOK RRU，解決市電引入困難，周期長成本高的問題。（如圖13所示）

4 案例分析

根據上述提出的規劃設計方法，下面將以某地區為例，通過具體案例來分析如何通過精細化設計來解決深度覆蓋問題：

4.1 前期設計精細化（如圖14、15所示）

從下圖可以看出，從柵格級結果MR150條以上v1柵格室內弱覆蓋MR占比20%-60%，分布比例來看，該片區室內弱覆蓋嚴重，MR覆蓋率為85.97%。

解決方案：

圖14 MR 數據分析

圖15 路測情況

針對與該片區區域，主要是由于廠區、宿舍間等高樓阻擋、周邊宏站站間距較大，導致該區域覆蓋差。這三個問題區域距離較近，附近又沒有相應宏站，因此建議新增宏站來解決弱覆蓋問題。所選新增宏站位置天面條件良好，可以將LTE D頻、F頻、GSM系統獨立設計，基站間距離大約在300米，采用水平半功率角65°，±45°雙極化天線，同時根據下傾角計算公式，可以計算出總下傾角大約為7°，主要覆蓋問題1、2、3這三個區域，方向角為50°、140°、250°。

4.2 天線下傾角與方向角精細化（如圖16、17所示）

從下圖可以看出，從柵格級結果MR150條以上v1柵格室內弱覆蓋MR占比60%-100%分布比例來看，墩頭村的東北側室內弱覆蓋明顯。統計該片區的MR覆蓋率在68%左右,離目標有較大的差距。

圖16 MR數據分析

圖17 路測情況

解決方案：

現場勘查情況，結合周邊無線環境與站點分布，發現紅色站點方位角不合理，調整其方向角1方向角由90°調整為50°,下傾角由6°調整至8°，方向角2由190°調整為150°，增強該區域覆蓋。

5 結論

本研究課題基于MR數據進行分析，具有較高的精確性，對目標區域能進行有效識別，分析其存在問題，能夠保證對實際LTE網絡結構質量的改善效果。在網絡規劃階段就可以合理規劃網絡結構和資源配置，使得覆蓋分析更加立體，標準更加統一，減少以后的工程優化工作量，提高LTE網絡優化的效率。本課題改變了傳統的規劃設計模式，充分發揮設計工作的前瞻性優勢，使得設計工作更加具有依據性，提高工作效率。