中小型城市GSM无线网络结构分析与优化

张建奎, 钱勐韬, 钱传根

（1 中国移动通信集团江苏有限公司，南京 210003; 2 中国移动通信集团江苏有限公司泰州分公司，泰州 225300）

随着城市发展的日新月异，无线网络的逐年建设与业务量的不断增长，无线网络结构逐渐趋于复杂。对于大型城市而言，市区无线网络已逐渐转变为由室分系统、下层街道站、上层宏站组成的立体网；而中小型城市由于话务负荷相对不高，室分站点不多，市区主要还是通过单层宏站进行覆盖。由于宏站信号控制较为困难，对于中小型城市的网络优化，单纯通过调整网络参数，进行频率优化已无法达到理想效果。为此，引入全新分析评估手段，对无线网络进行结构性优化的需求迫在眉睫。本文从中小型城市的网络特点出发，从区域信号叠加程度着手，通过对基站天线方位角合理性、小区覆盖距离合理性等方面进行分析，探索无线网络结构分析与优化新策略。

1 有关技术

重叠覆盖度的定义：某个点有多少个强信号进行了重复的覆盖，该值越高表明区域内结构越复杂。

其中RatioRecover为重叠覆盖度为与主小区电平相差12dB之内的n个邻小区测量采样点数除以总测量次数后得到值的求和。

区域平均重叠覆盖度超过4的定义为过度覆盖区域，超过3的区域为高重叠覆盖度区域，需要进行优化调整。

图1 重叠覆盖度示意图

2 中小型城市网络结构评估手段

中小型城市市区网络主要以单层宏站覆盖为主，相对于大型城市的室内分布+街道站+宏站的立体组网而言，单层宏站组网无线信号覆盖范围不易控制，容易产生覆盖距离不合理、覆盖方向不合理等问题从而引起单一区域过多强信号之间的相互干扰。

为了对以单层宏站覆盖的中小型城市无线网络结构进行评估，引入重叠覆盖度进行分析。按重叠覆盖度计算方法从无线网络性能测量报告中统计本小区电平减邻小区电平小于等于12dB的测量采样点数，而后除以本小区测量报告总数后得到数值累加，最后加1得到所有基站小区的重叠覆盖度数据，利用MapInFo(美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件)软件绘制云图进行分析。

图2 某地重叠覆盖度分布云图

图2颜色越红表示重叠覆盖度越大，红色表示重叠覆盖度在4以上，黑色标记为基站位置。从中可以看出，中心城区重叠覆盖度不高，而在高速、城乡结合部重叠覆盖度则相对较高，主要是由于信号没有被有效阻挡且覆盖控制不足的原因影响。

3 重叠覆盖度优化措施

通过对重叠覆盖度较高地点的深入分析,我们发现影响信号叠加度的主要因素有3点，分别为天线高度不合理、天线覆盖方向不合理、天线覆盖距离不合理。

3.1 天线高度优化

天线挂高决定着基站覆盖能力，天线过高则很难对其覆盖进行控制，不易进行覆盖区域的网络结构优化，天线过低则无法起到很好的覆盖效果，容易造成弱覆盖。

图3 天线挂高与覆盖影响示意图

针对此类问题，逐一前往实地勘察覆盖效果，对于确实存在覆盖不合理的小区通过升降平台，改造抱杆等方式加以解决。

（1） 过高天线：天线挂高超过周围基站15m；

（2） 过低天线：天线挂高低于周围基站15m。

对于过高过低天线的判定门限，需要根据不同网络结构合理取值。

3.2 天线覆盖方向优化

由于工程调整时施工偏差或施工时接反，现网中存在或多或少的天馈接反、天线方位角与实际偏差较大的情况，影响周边网络结构和网络质量。针对此情况，我们通过主小区与邻区之间测量报告中电平相关性进行方位角判决，通常情况主小区与正对方向的邻区之间电平差值较小而与反向邻区之间电平差值较大。利用测量报告中邻区电平与主服务小区电平差值的统计项，结合基站数据库信息统一排查全网的天线方位角与覆盖范围不匹配的情况。

图4 基站扇区覆盖范围与方位角不一致示意图

3.3 天线覆盖距离优化

从重叠覆盖度的分析结果看，越区覆盖是影响网络结构的主要因素。以往对越区覆盖进行数据分析时通常采用取自全部电平区间测试点中时间提前量 Time Advance（以下简称TA）的平均值，其中弱电平区间测量点准确表征小区覆盖能力明显不足，使判断的准确性受到限制。

针对此问题，我们利用测量报告分电平区间对TA值进行统计的功能对基站覆盖进行评估，当某小区在强电平的情况下TA值过大时说明覆盖存在异常，而在中等电平区间内平均TA仍较小时则可以认为存在覆盖不足的情况。

超远覆盖：下行电平在-47～-65dBm区间内最大TA超出平均站间距1.5倍；

超短覆盖：下行电平在-47～-80dBm区间内最大TA不达站间距0.75倍。

图5 超远超近覆盖示意图

4 优化效果评估

姜堰城郊重叠覆盖度超过4，话务统计质差较严重，如图6所示。

图6 某城郊重叠覆盖度示意图

通过对某城郊基站的天线挂高、覆盖方向、覆盖距离进行分析，我们排查出了表1几个问题点。

表1 问题及解决措施

从测量报告来对比调整前后的效果，可以看出取得较为明显的效果，取调整前10月8～10日共3天的测量报告与调整后10月15～17日共3天的报告中上下行质量分别进行对比，如表2所示。

表2 某城郊优化前后统计指标变化对比

5 结束语

中小型城市话务密度不高，高层建筑密集性也相对较低，整体网络结构与大型城市相比而言较好，整体无线网络质量的优劣主要取决于频率规划的好坏、硬件性能的稳定性等其它方面。

对于局部区域而言，可能会由于天线覆盖方向不合理、天线挂高不合理、覆盖距离不合理等原因影响网络质量，应用重叠覆盖度指标可以又好又快的指导网络优化工作的有效开展。