中小城市网络结构优化探索

古莉姗，张晓辉，董鑫，戴明艳

（1 中国移动通信集团设计院有限公司安徽分院，合肥 230041；2 中国移动通信集团安徽有限公司，合肥 230031）

1 引言

无线网络结构就是对无线网络的基本元素和特征进行分类总结，从无线网络的基础出发，从网络的基本构架角度描述无线网络，简称“网络结构”。

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、天线方位角和下倾角、小区载波配置、室内/外站点分布、直放站分布等。

网络结构评估体系用来评估某个区域网络结构的健康程度，它是在对北京、广州等大城市的网络现状进行分析的基础上提出的，那么对于中小规模城市，其网络结构现状如何，又如何进行优化，是众多一线网优工程师关注的问题。

2 网络结构评估体系相关指数定义

2.1 同频/邻频相关系数

假设S为服务小区，I为邻区（干扰小区）。

同频相关系数：当I小区场强绝对值－S小区场强绝对值>-12dB时。

COsi＝I小区出现在S小区的MR报告数/S小区的MR报告总数。

邻频相关系数：当I小区场强绝对值－S小区场强绝对值>3dB时。

Adjsi＝I小区出现在S小区的MR报告数/S小区的MR报告总数。

2.2 网络结构评估体系相关指数定义

网络结构评估体系相关指数的定义及含义见表1。

表1中，Ni为邻区的载波数；Nall为总频点数，GSM900网络取值95（不含EGSM），DCS1800网络取值125（或100）；NCOsi为服务小区S与邻区I同频的频点个数；NAdjsi为服务小区S与干扰小区邻频的频点个数。Ns为服务小区S的频点个数；COis为服务小区S在邻区I的测量报告中出现且信号强度差> -12dB的比例。

3 某市网络结构评估结果

网络结构评估体系相关指数的结果是基于手机测量消息进行计算的。手机测量消息是海量数据，必须借助专业的工具进行分析。本次该市网络结构评估使用了百林公司的N-SAT软件进行相关结构指数计算。

表1 网络结构评估体系相关指数定义

3.1 分析区域简介

本次网络结构评估的区域为该市城市城区，范围约30km2。

区域内共有GSM900室外宏站79个，小区248个，载波1199个，平均载波数4.83每小区；GSM900室外微蜂窝站点16个，小区21个，载波84个；GSM900室分站点2个，小区5个，载波53个。

3.2 网络结构评估体系相关系数评估结果

根据软件计算得到该市每个小区的网络结构相关指数，将不同的指数进行对比分析，寻找异同点。

如图1所示，该市网络整体结构指数和网内干扰系数均较好，仅有部分小区指数偏高，且两项指数较高的区域重合度较高，基本集中在市中心区域。

网络结构指数与重叠覆盖度对比如图2所示。从该市网络结构指数图和重叠覆盖度图来看，网络结构指数与重叠覆盖度较为吻合。重叠覆盖度与网络结构指数的高低关系紧密。该市重叠覆盖度大于5的小区数为14个，占总小区的比例为5.1%。

冗余覆盖指数与干扰源系数。该市有几个小区的冗余覆盖指数和干扰源系数较高，且冗余覆盖指数图和干扰源系数分布图相关性较高。

通过与网络结构指数的对比可发现，该市冗余覆盖指数高的小区远多于结构指数高的小区，说明该市市区存在一部分小区，对其他站点形成了干扰，若不及时进行调整，当网络配置提高时，同频、邻频碰撞的概率将进一步提高，形成强干扰。

下面对某强干扰小区进行分析：

移动公司1小区（G5343A），站高50m，机械倾角3°，电下倾0° 。

图1 网络结构指数与网内干扰系数对比

图2 网络结构指数与重叠覆盖度对比

图3 某小区对其他小区干扰示意图

从图3中该小区影响的范围来看，该小区存在越区覆盖、背向覆盖等问题，建议控制该站点覆盖范围。该小区配置为8载波，与周围存在大量的同频和邻频频点。建议对该小区与周边站点的载波配置进行调整。

干扰源系数较高的站点，一般都存在越区覆盖的问题。解决好该市的网络问题，应加强对站点覆盖的优化，主要体现在控制覆盖范围，检查天线性能。

3.3 网络结构评估结果

本次网络结构评估选择的地市为一中小城市。该地市的网络结构指数相对较高的区域集中在密集城区，且数量较少。

该地市网络结构相对简单，没有双频网的问题，微蜂窝、移频直放站、室分站点均较少，话务密度高的区域小（分析区域话务密度约50Erl/km2）。

从分析的区域看，平均站点配置低于5/5/5，频率复用度大于12。但是随着网络扩容，平均站点配置的升高，同、邻频碰撞的概率将增大，结构的问题将逐渐显现。当话务增长达到50%以上，平均站点配置将达到7/7/7，此时频率复用度小于12，结构问题将会凸显。

因此，该市现阶段的主要工作是控制好城区覆盖，减少越区覆盖、旁瓣/后瓣不当覆盖等问题，只有在控制好覆盖的情况下，才能有效的进行频点分配。控制覆盖是对结构问题的一种预防，也是对现有结构问题的优化。

4 某市网络结构优化

4.1 使用扫频数据进行覆盖优化

通过对该市的网络结构评估，判断该市目前网络结构中存在的主要问题是覆盖问题，应对覆盖进行优化。

根据该市的扫频结果，该市道路覆盖良好，有95%左右的路段，最强信号电平大于-60dBm。

在计算道路重叠覆盖度时，可设置为绝对电平和相对电平两种模式。根据计算，在绝对电平模式下，信号数量大于7（电平值大于-80dBm）的路段占比达90%以上，但在相对电平模式下，信号数量大于7（比最强信号弱12dB以内）的路段占比仅10%，说明在道路上的强覆盖小区数量虽然较多，但主服务小区信号很强，因此该市道路上可能存在底噪高和以强制强的现象。

通过对分析范围内的小区逐一进行拉线分析，可判断该市的覆盖问题主要为越区覆盖，同时，还存在背向覆盖、交叉覆盖等问题。我们对问题站点制定了覆盖优化方案，表2为部分方案的示例。

4.2 覆盖优化实施效果评估

在完成站点的覆盖调整后，重新提取手机测量报告MR数据，使用N-SAT软件对该市网络结构进行优化后的分析。

表2 部分优化方案示例

从全网平均值来看，优化后的网络结构指数降低幅度较大，网络质量有所提高。表3为优化前后网络结构评估指数对比。

表3 优化前后网络结构评估指数对比

图4 某小区优化后对其他小区干扰示意图

图4为某小区优化后的干扰示意图，与图3为同一小区。通过两张图的对比可以发现，该小区的覆盖范围有所收缩，从表4的结果来看，该小区的所有指数结构都有所优化。

表4 某小区优化前后网络结构评估系指数对比

5 总结

本文通过对某省中小城市进行网络结构评估，找到网络中目前存在的问题，并针对该问题使用ASPS软件，结合扫频数据，进行优化方案制定并予以实施，实施后重新进行网络结构评估，验证评估效果。事实证明，网络结构评估找到的问题点确实是网络中存在的问题。中小城市由于平均载频配置不高，因此频率复用度较高。在频率复用度大于12的区域，其网络结构问题并不突出。但随着数据业务流量的快速增长，载频配置的逐渐提高，市区的频率复用度必然将在1～2年内达到12这个临界值（无双频网）。

[1] 中国移动，网络结构及双频网优化策略V1.0[Z]. 2011.

[2] 张威, GSM网络优化原理与工程 (第2版) [M], 北京：人民邮电出版社，2010年1月.

[3] Rappaport T S. Wireless communications: principles and practice, second edition[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2006.

[4] Sklar B, Digital communications fundamentals and applications, second edition[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2010.