案例深圳水务NBIoT项目客户满意度提升案例.docx
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案例深圳水务NBIoT项目客户满意度提升案例
深圳水务NB-IoT项目客户满意度提升案例
一、背景介绍
为了实现水表智慧管理,以“物联网+云+大数据+水务”新模式推动变革,深圳水务集团开展了以智慧抄表驱动的水务数字化转型实践,实施NB-IoT智慧水表的规模应用,与中国电信、华为公司达成战略协议,在深圳市盐田区南方明珠花园、裕达华庭等区域落实首批放号。
图1:
《智慧水务战略合作框架协议》签订仪式
NB-IoT智能水务主要应用于户表读抄、管网检测,相比传统的方式,可以有效避免管道泄漏和误读漏报带来的水费损失,极大地降低水务公司的运营成本;NB-IoT智慧水务的放号商用推进了深圳城市基础设施智慧化建设的进程,提升了城市整体的水循环经营效率。
深圳市盐田NB-IOT处于网络建设初期,应对智能水务放号商用,仍需加大网络质量提升,更好服务水务智慧化建设。
二、问题描述
深圳盐田区域靠山临水,建有145个NB-IoT室外站,整体测试SINR<=-5dB占比17.83%,SINR值水平低,网络干扰严重,对水务终端传输速率等产生影响。
且现网RRC连接成功率94.85%,体现终端上报成功率较低。
图2:
盐田SINR分布图
图3:
盐田RRC连接性能
三、问题分析
3.1组网策略分析
深圳盐田区域NB-IoT采用2506的单频组网方案,由于NB-IoT网络存在频点较低,功率较高的特性,从而导致同频干扰现象严重,且通过RF等传统优化方法工作量大、投入高,但效果不明显。
图4:
NB同频干扰原因
3.2终端场景分析
除了NB-IoT网络性能外,终端的设备模组、安装场景等对业务有重要影响。
终端模组入网灵敏度:
由于各行业的终端模组入网标准不一样,终端模组需在统一的覆盖标准(如RSRP≥-120dBm&SINR≥-5dB)的无线环境下能正常接入网络
终端模组的版本及功能:
终端模组入网的版本要与无线基站/核心网的版本要求适配,终端模组入网时要具备空闲态重选功能,确保终端在需要的时候选择信号最佳小区进行业务。
终端模组的封装:
终端封装要求不能使用对信号屏蔽性强的材料,避免进水引起故障,避免散热不畅导致终端射频模块灵敏度恶化甚至死机。
终端安装场景:
智能水务终端一般安装在建筑低层外墙旁或室内隐蔽处,位于室内的终端由于环境封闭,室外基站难以有效覆盖,影响终端业务接入。
四、优化提升
4.1异频组网改善干扰
为进一步支撑盐田水务NB业务放号,采用异频组网策略,同一站点的不同小区采用异频,控制同频干扰问题,改善业务性能。
4.1.1三频组网策略
因频率资源限制,深圳NB-IoT网络仅“6个”可用频点,经前期研究,双频方案相比于单频方案对SINR改善效果不明显,因而不采纳双频方案,进而考虑三频方案。
(1)方案1:
2504/2506/2508三频组网
图5:
NB频点分布图
(1)
采用该方案后,将出现4种情况导致终端重选到最优频点:
图6:
无法使用最优频点分析
(1)
(2)方案2:
2505/2507/2509三频组网
图7:
NB频点分布图
(2)
采用该方案后,将出现1种情况导致终端重选到最优频点:
图8:
无法使用最优频点分析
(2)
经对比两个频率重组方案,选定方案二将盐田区域NB-IoT组成2505/2507/2509三频网络。
4.1.2三频组网风险
为了防范网络翻频带来负面影响,预估方案风险如下:
(1)风险1:
终端模组锁频
风险描述:
模组一旦锁频某频点,严重会影响业务数据上报不成功
应急措施:
通过优化手段将涉及关联小区修改为锁频频点覆盖解决
(2)风险2:
终端位置变化
风险描述:
当终端在三频组网下使用一定时间,较大,模组芯片flash中将会保存已使用频点(2505或2507或2509),当终端位置发生变化后(如:
客户演示、新入网部署),模组每次开机仅搜索周边已保存的频点,无法使用其它频点。
应急措施:
关联小区全部修改为已保存频点配置,完成后回退三频。
(3)风险3:
存在2509干扰
风险描述:
2509位于880边缘,无保护带,存在干扰风险。
应急措施:
通过优化手段将干扰区域涉及小区的2509频点修改为其它频点。
(4)风险4:
网络突发变动
风险描述:
模组芯片若已保存某频点,网络一旦发生变动(如:
新建站、站点逼迁等),可能会影响业务上报不成功。
应急措施:
可通过优化手段修改周边关联小区频点解决。
4.1.3三频组网实施
4月27日,对盐田区域145个NB-IoT站点,367个2506频点小区实施2505/2507/2509三频组网。
图9:
盐田NB-IoT站点分布
盐田NB-IoT站点异频策略实施后,连接性能改善明显,RRC建立成功率日均值由94.85%上升到98.43%,提升3.57%。
图10:
三频组网指标变化
4.2终端上报性能优化
4.2.1终端上报失败
盐田NB网络频率重组后一周,宁波水务工程师反映深圳盐田南方明珠花园的智能水表集中区域出现水表不上报问题,每10台水表中有1台或2台发生该现象。
图11:
南方明珠花园站点分布
4.2.2站点指标分析
分析南方明珠花园主覆盖小区FO_盐田天利明园(NBIOT)_1性能,RRC连接成功率在三频组网后从95.13%下降到93.48%。
图12:
FO_盐田天利明园(NBIOT)连接成功率指标
FO_盐田天利明园(NBIOT)_1的NB载波上检测到的干扰噪声的平均值在三频组网后小于-120dbm,在正常范围内波动。
图13:
FO_盐田天利明园(NBIOT)干扰噪声指标
4.2.3站点告警核查
经核查FO_盐田天利明园(NBIOT)站点在三频组网前后均未出现影响业务的故障告警。
图14:
硬件告警核查
4.2.4现场测试评估
南方明珠花园共11栋,智能水表均位于每栋楼1层的外墙壁旁。
园区水表的集中区域均遍历测试,未发现有弱覆盖问题。
图15:
现场照片及测试图
部分楼层水表位置测试结果:
序号
位置
RSRP(dBm)
SINR(dB)
ULMAC(kbps)
覆盖情况
1
东海大道南方明珠花园A区5-204-1
-78.3
9.5
13.95
良好
2
东海大道南方明珠花园A区5-803-1
-89.2
-1.3
3.12
良好
3
东海大道南方明珠花园B区1-201
-85
5.5
8.6
良好
4
东海大道南方明珠花园B区1-401
-62.9
13.7
15.18
良好
5
东海大道南方明珠花园B区2-710
-88.9
-2
9.23
良好
6
东海大道南方明珠花园B区7-203
-88.8
2.7
11.78
良好
7
东海大道南方明珠花园B区7-702
-90.9
1.1
11.78
良好
8
东海大道南方明珠花园B区7-902
-84.4
6.7
13.21
良好
2.5现场干扰扫频
现场扫频发现,接收功率值-120dBm上下波动,整体平稳,无尖峰等干扰波形出现,即未发生外部干扰。
图16:
现场干扰扫频
图17:
现场频段接收功率
4.2.6无线信令跟踪
经与宁波水务工程师了解,南方明珠花园的智能水表系统前期已完成了部分终端软件版本升级,剩少量终端待升级。
因而从用户终端出发,通过后台用户跟踪核查问题水表上报流转情况,同时核对已升级和未升级的终端接连接情况是否一致。
全天24小时后台单用户信令跟踪,发现已升级的终端连接信令正常,连接成功率达到100%。
图18:
正常信令交互图
未升级的终端连接信令异常,且偶尔出现持续一个小时不上报的情况,判定未升级的水表终端软件版本老旧,没有跟上现在NB网络的标准版要求导致不上报。
图19:
异常信令交互图
4.2.7终端版本升级
与宁波水务工程师沟通反馈,对未升级的终端进行软件版本更新后,问题解决。
图20:
RRC连接成功率验证
4.3局部覆盖质差优化
4.3.1终端数据上传困难
水务用户反馈在裕达华庭2栋室内出现终端上传数据困难现象。
图21:
裕达华庭2栋环境
4.3.2现场测试覆盖分析
现场测试,水表位置RSRP:
-82~-89dBm,SINR:
-10~-5dB,无主覆盖小区。
图22:
现场测试评估
结合裕达华庭附近NB基站拓扑发现,距离裕达华庭最近的FO_盐田山道173号基站未建设NB站点。
同时,裕达华庭小区收到周边FO_盐田天利明园(NBIOT)_2、FM_盐田东海道四村(NBIOT)_0、FM_盐田中铁物流大厦(NBIOT)_2等多个基站信号,导致SINR偏弱。
图23:
周边站点拓扑
4.3.3室内覆盖调整优化
由于覆盖目标为裕达华庭2栋,主要覆盖为FO_盐田天利明园(NBIOT)2小区,考虑到后期该建筑28层楼都要安装水表,大量增加NB终端,导致该小区负荷可能会加重,因此考虑对周边小区进行调整,将周边小区信号引入,进行终端分流,避免过多终端集中在一个小区导致小区过载以及高低层覆盖不均。
调整方式按照由近到远的原则,优先考虑站点FM_盐田特检轮训队(NBIOT)的调整,该站点的小区FM_盐田特检轮训队(NBIOT)_0的方位角为100,因此将该小区的方位角调整为170度以覆盖裕达华庭2栋,与FO_盐田天利明园(NBIOT)2小区形成交叉覆盖,保证信号质量。
站点FM_盐田特检轮训队(NBIOT)天线挂高为24米,站点FO_盐田天利明园(NBIOT)站高为42米,而裕达华庭需要覆盖楼层最高为28层,因此将FM_盐田特检轮训队(NBIOT)_0方位角调整后,调整电下倾让其覆盖底层,再调整FO_盐田天利明园(NBIOT)2下倾角,覆盖高层。
天线调整方案如下:
小区名称
调整项目
调整前
调整后
FM_盐田特检轮训队(NBIOT)_0
方位角
100
170
FM_盐田特检轮训队(NBIOT)_0
电子下倾角
4
6
FO_盐田天利明园(NBIOT)_2
电子下倾角
5
2
功率调整方案:
小区名称
调整项目
调整值
FM_盐田中铁物流大厦(NBIOT)_2
功率
降低2dB
FM_盐田东海道四村(NBIOT)_0
电子下倾角
降低2dB
FO_盐田天利明园(NBIOT)_2
电子下倾角
增加3dB
4.3.4覆盖优化效果验证
对周边NB小区站点完成优化调整后,现场复测:
RSRP:
-68~-77dBm,SINR:
-3~15dB,覆盖正常,覆盖指标明显改善,且水表终端能有效上传数据。
图24:
现场复测验证
五、效果评估
5.1网络指标提升
通过深圳盐田区域NB-IoT网络三频组网策略的实施,SINR<=-5dB占比从17.83%下降到5.74%,下降12.09%;SINR>15dB占比从15.53%提升38.38%,提升22.85%;同频干扰显著改善。
SINR轨迹
图25:
盐田SINR分布图
同时,盐田NB-IoT小区RRC连接成功率从94.85%上升到98.43%,提升3.57%,改善明显。
图26:
盐田RRC连接性能对比
另外,针对重点放号的南方明珠花园、裕达华庭小区细致分析,成功解决了终端上报失败和上传数据困难的问题。
5.1客户满意度提升
随着网络指标的不断改善,客户的的满意度不断提升,通过各种KP,盐田水务的项目顺利拿下,从而深圳水务的项目也从试点阶段步入了规模实施阶段,其中10月份,盐田区水务公司5万只NB水表开始了落地安装阶段。
六、建议及推广
NB-IoT智慧水务业务的建设需要依赖NB-IoT网络质量提高,本案例中盐田区域通过三频组网策略宏观上改善网络整体干扰和
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