GSM无线网络结构优化工作指导意见V1.docx
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GSM无线网络结构优化工作指导意见V1.docx
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GSM无线网络结构优化工作指导意见V1
GSM无线网络结构优化工作指导意见
(初稿)
中国移动通信集团广东有限公司
2011年2月
摘要:
本指导意见从网络结构评估、室外高站优化、室外高配置站优化、无线直放站、室分系统优化、天线应用与优化六大方面阐述网络结构综合优化的思路,以及具体指导原则,为全网开展网络结构优化提供技术依据,并为今后网络规划、新建、扩容工程提供有价值的指导。
主要起草人:
林纲古小璐李宝华黄涛林巧新胡志东唐焯宜王玮曾伟超聂磊谢磊吴龙锋古智超罗小秋
主要审核人:
钟锦庆吴宝庭吴荣广
发布范围:
中国移动通信集团广东有限公司
版本修订记录
版本
日期
修订内容
修订人
V1.0
2011年2月
新建
目录
1前言3
2适用范围及工作目标3
3无线网络结构评估方法3
3.1双频网均衡性分析3
3.2网络结构分析3
3.3网络结构指数3
3.4重叠覆盖度3
3.5冗余覆盖指数3
3.6网络结构相关指标的局限性3
3.7利用扫频数据评估网络结构的方法3
3.8网络结构的调整策略3
4室外高站优化原则3
4.1优化目标3
4.2评判标准3
4.3优化原则3
4.4优化步骤3
5室外高配置站优化原则3
5.1优化目标3
5.2评判标准3
5.3优化原则3
5.4优化步骤3
6城市无线直放站优化原则3
6.1优化目标3
6.2新建与整治原则3
6.3排查方法3
7室内分布系统话务吸收能力提升原则3
7.1优化目标3
7.2总体思路3
7.3实施方法3
7.4实施原则3
7.5评估验证和优化3
8天线应用与优化3
8.1优化目标3
8.2现网天线主要问题3
8.2.1增益不达标3
8.2.2互调干扰3
8.2.3天线电调下倾和机械下倾受限3
8.3现网天线检测和处理3
8.3.1工作步骤3
8.4特型天线专项优化3
8.5不同场景下的天线选择3
8.5.1高干扰场景下的天线选型及应用3
8.5.2广覆盖场景下的天线选型及应用3
9附录3
附录1互调测试研究3
附录2网络结构优化工作计划表3
附录3底层站建设指导方案3
1前言
随着中国移动GSM业务量的急剧增长以及扩容新建工程的持续开展,网络规模容量也在不断快速发展。
由于频率资源受限,在当前高密度的网络规模下,干扰问题日益严重,通话质量不断降低,传统的网络结构面临网络干扰失控、网络性能无法平衡、网络可扩展性差、网络建设效益逐步下降的发展瓶颈。
在当前网络发展瓶颈下,为突破网络快速发展和持续稳定之间及网络容量、覆盖和质量之间的矛盾,必须对网络结构进行优化,在基于无线网络结构重整的基础上开展频率优化工作,解决频率复用瓶颈,提高频率优化成效,实现网络质量的逐渐恢复和稳定提升。
为实现无线网络结构优化工作的有计划、有步骤、有重点地开展,在现有网络结构优化经验的基础上进一步提高整治广度和优化深度,加强各市公司对无线网络结构优化工作的把控和管理,特编写《GSM无线网络结构优化指导意见》,针对当前网络面临的结构优化问题,分别提出无线网络结构评估方法、室外高站优化原则、室外高容量配置站优化原则、城市无线直放站优化原则、室内分布系统话务吸收能力提升原则、天线应用与优化,请各市公司参照执行。
2适用范围及工作目标
本指导意见适用于对现网范围内涉及上述内容的网络结构综合优化,同时指导意见中体现的优化思路对网络新建、扩容工程的规划和网优日常调整提供有价值的指导。
各市公司应结合15期工程建设、网优投资,运用本指导意见对现网高站、高配置站、直放站、室分系统、室外天线等问题进行评估和梳理,与工程部门制定详细的工作计划,并实现如下目标:
工作项目
简要描述
2011年工作目标
三年工作目标(截止2013年底)
室外高站优化
通过评估-分离-弱化-消除步骤对城区室外高站进行优化,逐步解决室外高站的干扰问题
1.城区室外高站弱化比例为100%;
2.城区室外高站消除比例为20%
1.城区室外高站弱化比例为100%;
2.城区室外高站消除比例为50%
室外高配置站优化
通过评估-层内均衡-层间均衡-实施减容步骤,逐步降低室外高容量站配置
1.城区室外高配置站占比一类地市20%以下、二类地市15%以下、三类地市10%以下
1.城区室外高配置站占比一类地市10%以下、二类地市5%以下、三类地市5%以下
城市无线直放站优化
通过对城区无线直放站的替换,逐步降低无线直放站占比
1.城区无线宽带直放站站点占直放站站点比例30%以下;
2.城区带无线宽带直放站的小区比例10%以下;
3.城区直放站本年度维持总量不变;
1.城区无线宽带直放站站点占直放站站点比例10%以下;
2.城区带无线宽带直放站的小区比例5%以下;
室分系统优化
通过室内信源结构优化、分布系统结构优化、话务结构优化与网优参数调整结合,提升室分系统吸收话务能力
1.城区室分系统用无线直放站作为信源引入站点数占比40%以下;
2.城区分布系统结构优化提升话务吸收能力一类地市100个、二类地市50个、三类地市20个;
1.城区室分系统用无线直放站作为信源引入站点数占比20%以下;
2.城区分布系统结构优化提升话务吸收能力一类地市300个、二类地市150个、三类地市60个;
天线应用与优化
对现网天线检测送修,并利用15期投入部分特型天线替换城区存在问题天线
1.清现网:
组织各地市100%完成对现网核心城区的在用典型天线种类开展在网检测工作。
2.去最差:
完成现网核心城区性能质量严重下降天线的更换工作。
1.加强对核心城区问题天线的排查与更换工作;2.加强天线质量管理,建立和完善检测机制。
2011总体工作计划:
3无线网络结构评估方法
3.1双频网均衡性分析
(1)负荷均衡性分析
对GSM900和DCS1800综合无线利用率(考虑数据业务等效话务量)指标进行对比,若出现某一频段的无线利用率很高、且两个频段无线利用率相差较大的情况,则认为该区域存在双频网负荷不均衡问题。
(2)质量均衡性分析
统计GSM900和DCS1800的各级上、下行MR语音质量采样点数据,对其语音质量和质差话务比例进行对比,若出现某一频段的语音质量较差或质差话务比例较高、且两个频段的语音质量或质差话务比例相差较大的情况,则认为该区域存在双频网质量不均衡问题。
(3)双频网均衡思路
对于GSM900频率资源紧张、DCS1800频率相对空闲的区域,应将话务从GSM900向DCS1800迁移。
3.2网络结构分析
当前,在无线网络覆盖非常完善的城市中,除部分建站困难、结构封闭的室内区域还存在覆盖盲点外,影响其它大部分区域网络质量的主要因素不是弱覆盖,而是网内频率之间的干扰。
频率之间的干扰产生的原因主要包括如下两方面:
其一是频率规划得不好,例如存在大量邻区同频和邻频。
在这种情形中,频率资源相对充足,只要进行合理的频率优化,无线网络质量就有较大提升空间。
其二是小区之间重叠覆盖较多、载波配置较高,导致频率规划难度大、优化空间小。
在这种情形下,必须进行无线网络结构的优化和调整,才能从根本上提升无线网络质量。
简单来讲,网络结构就是网络中基站的布放和配置,包括站间距、站高、天线方向和下倾、小区载波配置、室内/外站点分布、直放站分布等。
为能更深刻的理解结构的含义,我们建立了网络结构评估体系,引入三级结构标签,在不同层次和角度来表征和描述网络结构。
下一级结构标签是对上一级标签的进一步分解,分析导致结构复杂的原因。
一级标签:
用于描述总体结构情况,属性有:
网络结构指数。
二级标签:
用于描述产生结构问题的两个方面,属性有:
重叠覆盖度、平均载波配置。
三级标签:
用于描述二级属性的多个方面。
在冗余覆盖程度方面,属性有:
冗余覆盖率、重叠覆盖比例、高中低站比例、高低干扰站比例、基站平均高度、基站平均下倾等。
在平均载波配置方面,属性有:
话务密度、平均站间距。
3.3网络结构指数
该指标计算公式定义如下:
其中,COsi:
周边小区i对服务小区s的同频相关系数,即周边小区i在服务小区s的测量报告中出现且信号强度差>-12dB的比例;
Ni:
周边小区i的载波数;
Nall:
总频点数,900网络取值95(不含EGSM),1800网络取值125(或100)。
网络结构指数反映了该区域载波叠加的程度,指数越高表示越难排频,潜在频率干扰风险越高,该指标在数值上表示由于网络结构问题导致平均受到干扰的概率。
网络结构指数较高的区域定义为结构复杂区域。
网络结构指数示意图如下:
该指标的推导过程如下:
假设服务小区有Ns个载频,周边小区有Ni个载频,可用总载频数为Nall个,在频率随机分配时,这两个小区的同频频点数为:
;周边小区i对服务小区s的干扰概率为:
;服务小区受到的总干扰概率(即网络结构指数)为:
。
在计算网络结构指数时,需要注意以下几点:
(1)由于900和1800频段上完全隔离,不会相互干扰,因此在计算指标时也要分别计算。
(2)这里的周边小区与网络中实际定义的相邻小区不同,只要在本小区测量报告中出现的小区都应该计算在内。
(3)每个小区先单独计算网络结构指数,但对网络结构复杂程度进行评估时,要以区域(小区簇)为单位进行评估,小区簇里面至少应该有一次整体的频率复用(约200载波),计算区域相关指标可以通过对每个小区进行加权平均得到(以话务量作为加权因子)。
(4)MR测量报告中的服务小区信号强度是功控后的结果,在取-12dB门限时需要将服务小区的测量电平进行补偿,即主/邻小区都用BCCH信号强度计算。
一般若在BSC取该数(例如利用爱立信的NCS工具),则系统已经将其自动补偿。
下图是广州某片区域的网络结构指数分布图:
3.4重叠覆盖度
该指标计算公式定义如下:
该指标反映了该区域有多少个强信号小区进行了重复的覆盖。
网络结构指数反映载波叠加的程度,而重叠覆盖度则是反映小区叠加的程度,重叠覆盖度较高的区域定义为过度覆盖区域。
重叠覆盖度示意图如下:
3.5冗余覆盖指数
其中,COis:
本小区s对周边小区i的同频相关系数,即本小区s在周边小区i的测量报告中出现且信号强度差>-12dB的比例
该指标反映某小区对C的正面贡献以及对I的负面贡献的关系,表示由于网络结构因素该小区对其他小区干扰的程度,在数值上表示该小区影响其他小区话务与自身话务的比值,用于寻找造成网络干扰的小区。
冗余覆盖指数较高的小区定义为高干扰小区。
冗余覆盖指数示意图如下:
(冗余覆盖指数=B/A)
需要注意的是,这里的COis与网络结构指数中的COsi有所不同,这里的COis是指本小区s对周边小区i的同频相关系数,即本小区s在周边小区i的测量报告中出现且信号强度差>-12dB的比例。
冗余覆盖指数的推导过程如下:
本小区有Ns个载频,周边小区有Ni个载频,总载频个数有Nall个,在频率随机分配时,这两个小区的同频频点数为:
,本小区s对周边小区i的干扰载波数为:
,将周边小区受到的干扰累加,再除以本小区载波数Ns,得到干扰载波数与该小区本身载波数的比值,假设不考虑载波利用率的差异,那么这个比值实际上表示了受该小区干扰话务量与该小区本身话务量的比值(即冗余覆盖指数)为:
。
冗余覆盖指数与网络结构指数的计算公式非常相似,这两者的区别见下表:
结构指标
网络结构指数
冗余覆盖指数
公式
物理意义
反映本小区受到周边小区的干扰
(“别人对我的影响”)
反映本小区对周边小区的干扰
(“我对别人的影响”)
数值代表含义
本小区受到的平均干扰概率
本小区对周边小区干扰话务与本小区自身话务比值
用法
找出受到结构问题影响的区域
找出引起结构问题的高干扰小区
3.6网络结构相关指标的局限性
由于每个MR测量报告最多只能上报6个邻区测量信息,并且还包含了900/1800双频段,若还有更多的邻区也是强信号小区,那么已经无法将其统计进来,因此利用MR统计的网络结构指数、重叠覆盖度等指标比实际真实值要小一些。
若要减少与实际结构的差距,可以适当提高计算门限,例如从-12dB提升至-9dB。
即使利用MR得到的结构指标偏小一些,但是也有相对意义,结构指数相对较高的区域就是需要重点优化的区域。
此外,利用扫频测试数据来计算网络结构相关指标可以解决这个问题,但是一般扫频只能在道路上进行,没有MR统计结果全面,它只能反映网络结构在道路上的影响。
3.7利用扫频数据评估网络结构的方法(25号之前)
扫频可以得到每个小区的信号强度,并且它不受是否定义了测量频点的影响,也不受测量上报小区个数的限制,因此可以较为真实的还原网络结构的本身面目,在道路优化中可以得到较好应用。
利用道路扫频数据也定义了以下道路结构指标:
(1)道路网络结构指数=低于最强信号12dB范围内所有小区的载波数/理论可用总频点数*100%
该指数反映了该路段受到较强载波叠加的程度,指数越高表示在该路段越难排频,潜在网内频率干扰风险越高。
(2)道路重叠覆盖度=道路上弱于最强信号12dB范围内的小区数(含最强信号小区)
该指数反映了该路段有多少个强信号小区在同时覆盖。
(3)道路冗余覆盖指数=道路上该小区不是最强且弱于最强信号12dB范围内的采样点数/该小区作为最强小区的采样点数
该指数反映了覆盖道路的某小区对C的正面贡献以及对I的负面贡献的关系,表示在该小区的覆盖中有多大的比例是冗余和负面的。
下图是广州某片区域的道路网络结构指数分布图:
3.8网络结构的调整策略
若某区域由于网络结构带来了较为严重的干扰问题,就需要通过网络结构调整来解决,其总体思路如下图所示:
针对网内干扰问题,我们可以利用网络结构指数、网内干扰系数来判断是要进行结构调整还是要进行频率调整。
将每个受到评估的区域撒在上图中,然后根据每个区域不同的特征选择不同的优化策略,具体可参考下表:
类别
特点
区域评价
优化调整思路
特征区域1
网络结构指数高,
网内干扰系数高
网内干扰严重主要原因是网络结构复杂
进行结构优化(深层优化)
特征区域2
网络结构指数低,
网内干扰系数高
网内干扰严重主要原因是频率规划得不够好
进行频率优化
特征区域3
网络结构指数低,
网内干扰系数低
网内干扰较小,结构和频率都没有太大问题
若该区域存在质量,则需考虑是否存在外部干扰和硬件故障
特征区域4
网络结构指数高,
网内干扰系数低
网络结构较复杂,当话务增长后对网内干扰会有一定隐患
当话务升高将存在质量恶化的风险,需做好结构优化调整的准备
注:
。
其中,ADJsi表示周边小区i对服务小区s的邻频相关系数,即周边小区i在服务小区s的测量报告中出现且信号强度差>3dB(暂定)的比例,NCOsi、NADJsi分别表示周边小区i与服务小区s出现同频、邻频的频点个数。
若存在网络结构问题,则可根据重叠覆盖度、小区载波配置等指标判断要控制覆盖还是要降低载波配置。
若要控制覆盖,可以调整天线方向、下倾、高度等物理结构,也可以调整发射功率。
覆盖控制后网络结构将得到优化,如下图所示:
若要降低载波配置,根据站间距的不同可进行小区分裂或话务下沉。
站间距较远时,可用小区分裂方式来降低载波配置,同时还要做好覆盖控制,示意图如下:
若需要降低载波配置且站间距较近时,可新建低站来吸收高站话务,并降低高站载波配置,同时还要做好覆盖控制,示意图如下:
此外,对于高业务密度区域要有效利用1800频段,实现双频网均衡发展,降低900网络结构复杂性及带来的网内干扰。
综上,网络结构调整工作需要从两个方面入手:
规划层面和优化层面。
在规划方面,需要在话务热点区域增加低层站点的规划建设,进行话务下沉,并且要增加1800载波投入,逐步将业务从900向1800网络迁移。
在优化层面,要做好覆盖的控制,尤其要加大新站覆盖优化力度,争取做到随着站间距的不断缩小而小区之间重叠覆盖的程度能够基本保持不变。
4室外高站优化原则(网优一室)
4.1优化目标
工作项目
2011年工作目标
三年工作目标(截止2013年底)
室外高站优化
1.城区室外高站弱化比例为100%;
2.城区室外高站消除比例为20%
1.城区室外高站弱化比例为100%;
2.城区室外高站消除比例为50%
其中弱化是指问题高站经优化后,过覆盖系数较之前下降15%,消除是指问题高站经优化后,过覆盖系数小于1.5。
4.2评判标准
1)室外高站应指城区范围基站天线高度比周边建筑物平均高度高15米以上或天线挂高大于等于50米的基站;
2)若室外高站的过覆盖系数≥1.5,可认为该小区的覆盖范围较远,对周边小区的干扰范围较大,过覆盖系数的评判公式为:
a)关联邻小区:
邻小区的NCS测量报告中,服务小区在邻小区测量报告中出现且信号强度差>-12dB的比例≥5%,可认为该邻小区是主小区的关联邻小区。
b)理想覆盖距离:
主小区覆盖方向120度内最近的5个非同站且同层的关联邻小区的平均距离。
c)α:
根据网络具体状况设定的调节系数,对于密集区域的网络,该值可设较大,建议取值范围为1.6-2.5。
d)有效干扰小区数,关联邻小区的数量。
3)应结合扫频软件和动态覆盖优化软件的评估结果作为室外高站评判的辅助依据。
4.3优化原则
室外高站一般建于基站密度较低的建网早期,信号强、覆盖远,载频配置高,极易对周边邻近小区造成严重干扰,应逐步解决室外高站的干扰问题,使其最终从网络中消失。
开展室外高站优化,应遵循以下原则:
1)应充分开展整治前功能评估,确认室外高站当前在网内承担的容量、覆盖功能,预测优化手段和目标。
2)应提前进行整治优先级评估,依据室外高站对网内的干扰水平和影响程度,筛选整治的优先级。
3)应遵循“评估—分离—弱化—消除”的循序渐进的优化过程,通过逐渐弱化高层站在网内的功能,最终消除室外高站。
小区
过覆盖系数
有效干扰小区数
是否容量站
是否投诉覆盖小区
是否道路占用小区
是否高层覆盖小区
4.4优化步骤
如上流程图所示,室外高站整治优化应严格遵循“评估—分离—弱化—消除”的循序渐进过程,减少高站在整治过程中导致的感知严重波动和质量恶化影响,最终实现室外高层站从网络中消失的目的。
1)评估阶段:
本阶段主要为实现整治及优化对象的筛选,并对优化工作量和达成目标进行预测。
a)依据室外高站过覆盖系数评判标准,结合扫频分析和动态覆盖评估分析结果,找出网络中的TOP严重过覆盖室外高站。
b)根据有效干扰小区数,对室外高站的整治优先级进行排序。
2)分离阶段:
本阶段主要为实现将室外高站承担的过多功能进行分离,通过室分改造、街道站建设、天线优化等方法,将特殊场景的覆盖和容量剥离出来。
a)针对室外高站整治优化后可能出现的涉及投诉和道路的小范围覆盖盲区,通过调整周边中层站的天线方向,分担该小范围盲区的覆盖。
b)针对室外高站整治优化后可能出现的大范围覆盖空洞,需及时规划新小区或新站进行覆盖空洞填补。
c)针对以上措施无法解决的投诉覆盖死角,通过新建光纤直放站、GRRU光纤拉远等方式进行增补覆盖。
d)针对室外高站整治优化后可能出现的具有高容量需求的覆盖盲区,通过新建底层街道站、室内分布独立信源等方式进行容量吸收解决。
e)针对室外高站覆盖的高层楼宇室内区域,为避免整治后出现无覆盖问题,需及时开展室内分布方案或全楼覆盖改造进行增补;若因其他原因无法开展室内分布改造,应暂时保留该高站并更换高增益窄波束天线进行专向覆盖的解决方案。
3)弱化阶段:
本阶段主要为实现室外高站的干扰影响弱化,使在最终达成消除室外高站前的在较长工程时期内,减少室外高站的存在对周边产生的频率约束限制和网络结构破坏所造成的干扰影响。
a)通过将室外高站的逻辑层值调至最高层,控制层门限参数降低接入优先级,将重叠覆盖区域的话务转移至周边小区,仅保留其覆盖功能,并结合基站地理分布,判断该站是否广域覆盖站。
b)若该室外高站不是广域覆盖站,则根据周边小区的话务分担和拥塞情况,结合共址1800M小区建设、底层街道站建设、硬件及参数调整,开展周边区域的话务均衡,弱化该站的容量功能。
c)若该室外高站是广域覆盖站,则分析周边环境、楼层结构和选址难度等因素,评估是否具备降低该站高度的可行性。
d)如暂时无法实现室外高站降高,则一方面,通过共址1800M小区建设、底层街道站建设、硬件及参数调整等方式,开展周边区域的容量均衡;另一方面开展天线俯仰角调整、天线类型置换等方式开展高站过覆盖整治,同步弱化该室外高站的容量功能和覆盖功能。
e)对弱化容量功能后的高层站及时进行无线利用率评估,拆除冗余载频配置,减少室外高站对周边小区的频率限制水平。
4)消除阶段:
本阶段主要通过工程改造,彻底消除室外高站对周边网络结构的破坏、消除其对周边频率约束的限制影响。
a)对完成容量分担后的无广域覆盖的室外高站进行拆除。
b)对可以实现天线降高的广域覆盖室外高站,降低该站的天线高度。
c)对无法降高的广域覆盖的室外高站,通过容量和覆盖功能弱化,同步开展搬迁谈判,最终实现该室外高站搬迁降高。
d)对拆除后的现有高站机房作为工程资源进行利用,通过改造转变为街道站或底层站的集中拉远机房,降低选址难度,推进工程进度。
对具备重要战略地位的高站,通过天馈及电力系统改造,将其转型为容灾备用基站,一旦网络出现重大故障时,即可迅速启用以实现对故障区域的应急容灾覆
5室外高配置站优化原则(技术室)
5.1优化目标
工作项目
2011年工作目标
三年工作目标(截止2013年底)
室外高配置站优化
1.城区室外高配置站占比一类地市20%以下、二类地市15%以下、三类地市10%以下
1.城区室外高配置站占比一类地市10%以下、二类地市5%以下、三类地市5%以下
5.2评判标准
在不同的网络环境下,室外高配置站的整治优先级应具有不同的涵义。
根据理论和经验分析,在现有900M和1800M可用频点资源分别为95个和125个的条件下,对于密集城区,定义满足以下任一条件时为室外高配置站:
1)同站±30度方向内所有900M小区的载频配置数>8个时。
2)同站±30度方向内所有1800M小区的载频配置数>10个时。
3)同站±30度方向内所有900M小区的载频配置数+1800M小区的载频配置数>18个时。
5.3优化原则
随着室外高站逐渐在网络消除,室外中层站将逐渐替代高层站成为承担广域覆盖及广域话务吸收的主力网络,为长期保持中层站的稳定覆盖和良好质量,建议900M室外中层站承担广域覆盖功能,由1800M室外中层站承担广域容量功能。
开展室外高容量站的优化,应遵循以下原则:
1)室外高配置站的整治应以降低网络干扰、提高频率载干比为最终目标。
2)室外高配置站的整治不应以话务损失、牺牲通话编码速率、过度抑制数据业务性能作为代价。
3)室外高配置
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