数据业务密度图生成方法以及在TD-LTE网络规划中的应用

林琳，刘俊杉，李德忠，李永楠

（中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司，哈尔滨 150080）

1 背景

TD-LTE网络定位于高速数据业务，用于缓解目前GSM网络数据业务负荷过高的急迫问题，并且不同于GSM网络和TD-SCDMA网络，TD-LTE同频组网等特点决定了后期网络优化手段有限，因此，TDLTE网络前期规划就显得尤为重要，其中，关键点就是找准数据业务热点，实现有效分流。

数据业务密度图是分析现网数据业务分布情况，从而确定TD-LTE覆盖区域的有效手段。下面将结合TD-LTE扩大规模试验网天津工程的相关情况具体阐述生成方法和在网络规划中的应用。

2 数据业务密度图生成方法

2.1 基本原理

数据业务密度图是根据小区业务量以及小区覆盖面积估算来生产业务密度图层。

小区忙时业务量Pi=（最近一周每天小区数据业务最忙时流量之和/7）/最佳服务小区面积Si；

小区数据业务密度Di=小区忙时业务量Pi/最佳服务小区面积Si；

业务量可以分别指话音和数据业务量，也可以将数据业务量折算成话音业务量来计算总业务量。

2.2 小区区域划分生成

对于小区覆盖区域的生成，一般来说有两种方法，分为Voronoi图生成法和APOX仿真生成法。

2.1.1 Voronoi图生成法

从几何角度分析，两基站的分界线是两点之间连线的垂直平分线，将整个平面分为两个半平面，各半平面中任何一点与本半平面内基站的距离都要比到另一基站距离小。当基站数量在2个以上时，整个平面会划分为多个包含一个基站的区域，区域中任何一点与本区域内基站距离最近，因此这些区域能够近似看作是基站的覆盖区域。

（1）生成基站模拟覆盖图。准备好一份基站数据库，包含小区名称、小区经度、小区纬度以及小区数据业务流量，在MapInfo中创建基站分布点图。

（2）创建一张新的图层用于生成Voronoi图。新图层取名为BSC，并在图层控制中标记为可编辑。

（3）利用MapInfo 软件Voronoi 功能生成基站模拟覆盖图。点选所有基站，在“对象”工具栏下拉菜单里找到Voronoi功能选项，点击该功能，在弹出的对话框里选择Value和导入表第E列（即为小区忙时数据业务流量），设置好点击OK 后，会出现处理进度条，完成后，生成基站模拟覆盖图。

接下来，对站点分布区域生成预定义大小（10×10）的栅格，对小区所属站点周边站点区域范围内的每一栅格点按照自由空间传播损耗公式：LS＝32.45+20lgF (MHz)+20lgD(km)进行预测，对每一栅格点只保留最大场强的小区标示，预测电平。随后将同一属性的栅格进行合并，边界进行平滑处理得到小区模拟覆盖区域。

但是，这种方法得到的小区模拟覆盖区域精度较差，而且不利于直观展示区域内数据业务热点的分布情况。因此，我们利用APOX软件仿真得到小区的覆盖区域图，下面就介绍这种方法。

2.1.2 APOX仿真生成方法

（1）导入基站信息。按照APOX软件导入基站的格式，整理现网基站数据，导入APOX软件。

（2）形成话务密度图边界。进行公共信道覆盖预测，从而形成话务密度图的边界。

（3）激活“生成话务分布图”对话框。右键单击左侧树形图中的“业务/话务图”，选择生成话务密度图。APOX支持CS域和PS域话务图生成，并且可以选择GSM网络或者TD-SCDMA网络的话务图。

（4）创建话务密度图。导入话务量，填写话务密度图名称，点击“确定”，生成话务密度图。如图1所示，此处应注意：导入的话务量的文件以Excel表格的形式存储。

文件分为“小区名称”，“话务量”两列，具体结构如图2所示；话务量的数据需为整数；话务密度图名称应以非数字开头。

（5）导出话务密度图。生成的话务密度图位于左侧树形图中的“业务/话务图”中，右键点击话务密度图，选择导出，实现话务密度图的导出。注意导出的密度图为MIF格式。

（6）将话务密度图导入MapInfo。打开MapInfo，使用工具菜单下的通用转换器，将MIF格式的话务密度图，转化为Tab格式。

图1 创建话务分布图

图2 文件分列

注意，需要进行两次转换，MIF→Shape→Tab；需要转换的MIF文件和最终保存的Tab文件必须都在根目录下。

在MapInfo中打开话务密度图，可以看到由APOX仿真生成的小区覆盖区域。

2.3 绝对标准数据业务密度图生成

根据基站业务量绝对值大小以及基站覆盖面积的估算，计算业务密度，并生成绝对标准业务地图，用不同颜色体现不同业务密度的小区。

对不同小区业务密度按照表1的区间进行归类。

表1 不同小区业务密度归类

打开话务密度图，点选“创建专题地图”选项，出现下列对话框：

在上图对话框中选择“缺省区域范围”，点击Next。在弹出的如下对话框中将Field中值设为“Density”（密度），点击Next；

在弹出的如下对话框中可以通过“Styles”、“Legend”改变图形显示颜色和分段；

点击OK完成设置。在软件中根据小区业务密度绝对数值，按照业务量大小由高到底用渐变颜色加以体现，生成绝对标准业务地图。

2.4 相对标准数据业务密度图生成

在实际网络规划中，比起绝对数据业务密度，我们更关心相对数据业务的分布情况，这更能体现哪些是数据业务极度热点的小区，哪些是相对不那么热点的区域。因此，我们还需要掌握相对标准数据业务密度图的生成方法。

根据小区业务量相对于与所有小区业务量平均值的比值不同，生成相对标准地图，用不同颜色体现不同相对业务密度大小的小区。

根据系统忙时和小区忙时数据，计算所有小区业务密度和所有小区平均业务密度的比值，Di/D。

对不同小区业务密度按照表2区间进行归类。

表2 不同小区业务密度归类

因此，我们只需要在绝对业务密度图的基础上，将“Legend”对话框里的区间值改为小区平均业务密度的比值的2倍、1.5倍、1倍以及0.5倍即可。

然后，根据小区不同热点归类，按照不同颜色，生成相对标准业务地图。就可以清晰的显示现网数据业务分布情况。

3 数据业务密度图在TD-LTE网络规划中的应用

TD-LTE扩大规模试验网终端以数据卡和MiFi为主，手持终端的商用时间要滞后，所以将主要发展数据业务。考虑到目前TD-SCDMA的数据业务主要由数据卡产生，和TD-LTE扩大规模试验网主要发展业务较为类似。因此，TD-LTE覆盖区域的取定主要参考TDSCDMA数据业务（尤其是数据卡业务）热点区域，数据业务热点区域将对宏基站和室内分布站进行综合分析确定。

TD-LTE扩大规模试验网需实现主要数据热点区域室外成片连续覆盖及重要楼宇的室内有效覆盖。因此，具体覆盖区域应综合数据业务密度图、城市区域功能概况和今后友好用户发放规划等几个方面确定。

综合覆盖场景、道路、数据业务热点分析结果以及集团批复的规模情况，天津市TD-LTE覆盖区域划定为海河东、西两片，覆盖区域面积75km2，占全网0.62%，覆盖片区内的一级热点数量占全网16.5%。可见覆盖区域为数据业务热点区域集中，网络建成后能够有效分流。

表3 主城区范围内统计（Di为每小区数据业务密度，D为主城区小区平均数据业务密度）

并且，通过对天津市密集城区的数据业务热点分析，可以得出表3数据。

表3中可以看出，占总小区数量20%的1级业务热点小区的数据流量却占到总流量的32%，并且，主城区范围内1级热点小区数量占比最高，从数据业务密度图分析得出的结论基本正确，有力的指导了TD-LTE网络规划。

[1] 蒋远，汤利民. TD-LTE原理与网络规划设计[M]. 北京：人民邮电出版社, 2012.

[2] 沈嘉峪等. 3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计[M].北京：人民邮电出版社，2008.

[3] 张克平. LTE-B3G/4G移动通信系统无线技术[M]. 北京：电子工业出版社，2008.

[4] 黄韬等. LTE/SAE移动通信网络技术[M]. 北京：人民邮电出版社, 2009.