基于路测数据的LTE微蜂窝补点策略

张楹，王蔚

（中国移动通信集团设计院有限公司上海分公司，上海 200060）

基于路测数据的LTE微蜂窝补点策略

张楹，王蔚

（中国移动通信集团设计院有限公司上海分公司，上海 200060）

本文主要针对采用微站形式解决当前规划疑难站点的设计依据和选点策略进行了挖掘，研究了基于路测数据的室外微蜂窝补点策略，结合目前主流的微蜂窝解决方案和具体无线性能参数，通过实测数据分析和栅格化定位，合理判断弱覆盖补点小区建议选点区域，有效解决了部分疑难站点的建设问题，为进一步保证LTE建设进度及提升网络质量提供了技术支撑。

扫频数据；ATU数据；微站；弱覆盖

LTE工程规划阶段置于网络质量方面的考虑重心为建设区域的覆盖和容量问题的解决，在规划点选定之后进入实际落实选点和购租环节往往存在较多障碍，如业主因素、政府因素、环境因素等，使得原规划点难以落地，产生建设区域的覆盖和容量风险。在选点完成之后的设计阶段，置于网络质量方面的考虑重点为基站的建设方式选定，设备种类的选定和配套资源的选定。该阶段同样存在诸多建设阻碍，如建筑物结构因素，无线环境因素，配套资源不满足等情况，使得选点位置的设计方案成为疑难。随着LTE基站的大规模高效率建设，伴随着出现的上述风险和疑难也逐渐增多，矛盾主要集中在宏站的建设范围，目前结合网络结构和深度覆盖合理性的考虑，大多采用宏微结合的建设方式，即在宏站建设受阻的情况下，采用合理布局的微蜂窝尽可能地分担宏站建设的覆盖和容量目的。同样，在已建宏站无法满足覆盖要求的覆盖空洞和低层阴影区域，也可以运用室外微蜂窝进行覆盖补点建设。

那么如何针对上述情况的微蜂窝点位进行判断和选定呢？本文主要研究了基于路测数据的室外微蜂窝补点策略，结合了当前主流的微蜂窝解决方案和具体无线性能参数，通过实测数据分析和栅格化定位，合理判断弱覆盖补点小区建议选点区域，有效解决了部分疑难站点的建设问题，为进一步保证LTE建设进度及提升网络质量提供了技术支撑。

1 路测数据

路测数据作为一类较成熟的网络测试数据，通过专业仪器仪表模拟终端或者用户行为在道路进行规律测试、随机测试以及定点测试采集并解析LTE各类控制信道和业务信道的电平、质量、小区物理信息及无线参数信息后，通过数据处理技术和特定算法归纳统计并渲染，能够有效反映网络的真实覆盖、质量、业务感知情况，运用路测数据判断弱覆盖区间具有直观性、准确性、可操作性。本文运用的路测数据主要分为扫频测试数据和ATU测试数据。目前该两类数据均为周期性测试采集数据、渗透率高、数据量丰富，后期处理技术规范化，利用两类数据的共性特征分析网络状况是补点策略的基础。

1.1 扫频数据介绍

扫频测试采集的是基站下行信号信息，高灵敏度的扫频仪通过高精度地解析LTE下行控制信道的无线参数获取服务小区信息并与之同步，通过后台分析能够准确地判断出测试道路中的网络结构情况，如道路可用信号数目、最强信号覆盖范围、指定小区在道路中的覆盖情况以及采样点的信号质量和干扰程度。扫频数据能够反映非业务态的无线环境特征，结合不同时期采集的数据进行遗传分析可以很直观地观察网络覆盖结构的变化趋势，具有一定的网络评估客观性和延展性，在规划选点和设计查勘前期可对现网小区的覆盖范围进行确认和渲染，预判出覆盖空洞和低层弱覆盖，是无线环境评估的重要依据之一。由于扫频仪解析频点和PCI使得采样点与小区间能建立映射关系，据此判断任意小区在被测区域的覆盖范围或者联合多小区的覆盖情况已不成问题。

1.2 ATU数据介绍

ATU（Auto Test Unit，自动测试单元）顾名思义运用自动的业务模拟平台对网络状况进行测试，不同于扫频测试，ATU更多倾向于模拟用户的在网行为，主要测试内容体现在终端拨打测试、下行业务(下载业务测试)测试、 MOS测试、 上行业务(浏览网页)测试、切换测试等。ATU测试数据能够有效放映用户面的网络结构，在提升用户感知方面具有独到的真实性和鲁棒性。在测试过程中，终端进入弱覆盖区域后接收电平呈现陡降，持续业务失败率高，速率下降，质量劣化导致事件多发。后台通过抓取测试数据中的连续低电平和异常事件点结合终端驻留小区的信息，通过样本点与源小区关联形成电平、质量、事件映射主服务小区的方式定位弱覆盖区域。ATU数据同样具有渗透率高的特点且与精确度成正相关。样本与小区对应，可溯源服务小区，尤其是事件归属小区，能够切实反映终端驻留小区的服务状况，反之，连续样本点集合的电平表征也可作为小区覆盖的重要评估依据。

2 数据分析

路测采集数据的原始格式为一个时间一个经纬度对应的所有信息，简单而言就是一个样本点。一般的数据分析往往采用统计样本点集合的方式，分别抽离电平、质量、小区信息等来做对应和筛选，即样本点数量决定统计结果的优劣。但是这种统计方式在计算弱覆盖路段时存在一定的数据冗余，一些距离及其近的样本点长时间驻留会造成统计总量大幅增长，造成数据偏差；同样在一些距离较远的样本点之间存在一定数据空洞形成缺失，无法保证弱覆盖判断的依据。所以为了回避样本点数据分析的缺点，提升测试数据对弱覆盖问题检测的粘性和贡献度，本文采用的数据分析方法为栅格化分析。

2.1 栅格化分析

军事栅格即将选定的地图按照50 m×50 m的精度栅格进行预先分割并编号，每一栅格唯一确定并标识，如此任何范围的地图均能表示成若干栅格化的地理表征。第二步，将路测数据的样本点归属至栅格，原理是将样本点经纬度对应至栅格并均化指标。用栅格表示50 m×50 m范围内的样本值平均。

运用栅格化处理方式的优势主要表现在样本点均化后可以滤除冗余信息，样本点预测范围地理面积扩大，规整的栅格方便不同测试之间的对比统计，点信息转化为面信息对于弱覆盖的判断依据更加直观，可操作强。无论是扫频方式还是ATU方式的数据均可栅格化处理。

值得注意是，目前栅格化均值一般采用算术平均的方法统计电平，是不严谨的。本文采用的统计方法为单一栅格内的所有同一小区样本点电平统一转化为功率值，按照栅格大小如50 m×50 m来估算该小区在该栅格内单位面积的功率(场强)然后计算出小区的平均功率转换为平均电平，以此表示每一个小区在单一栅格内的最终电平，分别计算出栅格内所有归属小区的最终电平。这样就得到了用于判断弱覆盖区域的基础栅格库以便进行下一步定位。

2.2 连续弱覆盖路段分析

现行的TD-LTE弱覆盖电平标准在室外定义为RSRP不大于-100 dBm。路测中则将连续达到弱覆盖电平标准的连续样本点定义为弱覆盖路段或者区域。为了方便统计弱覆盖区域，运用栅格最强电平不大于-100 dBm且连续若干个栅格的方式筛选出问题点栅格集，输出满足门限的栅格编号、归属小区、中心经纬度、弱覆盖电平水平和距离等信息并作出GIS框选，如图1所示。

由GIS呈现可以看到被测区域存在一定程度的连续弱覆盖，问题点定位较为明确。无论是扫频方式还是ATU方式当数据栅格化后均可框选出问题路段或区域，以此作为建设补点的重要依据。

3 LTE微蜂窝建设方案

室外覆盖解决方式主要分为宏蜂窝和微蜂窝，当宏站建设受阻或者成为疑难站点时，目前主要采取的解决方案为分布式微蜂窝补足覆盖。微站的应用场景很多且部署较宏站灵活，易于选点和建设，尤其在深度覆盖的保障中起到举足轻重的作用。近阶段主流的微站形式如图2所示。

图1 某区域的弱覆盖框选图

由图2不难发现，微站主要能够解决步行街、乡镇、市中心建筑密集区域和体育场馆外场道路等场景，当前大中型城市对宏微结合解决深度覆盖的需求突出，合理运用微站补足覆盖是值得关注的焦点。那么结合前文所提到弱覆盖区域的框定，就可以根据不同微站的不同性能和种别来划定解决方案区间，举两个较常用的微站实例来说明。

图2 微站形式及解决方案场景图

图3 某类型微站覆盖能力示意图

来自某厂商的两款主流微站配置如图3所示，一般微站选型：站高10～15 m类型一般符合街道站需求的弱覆盖区域，其有效覆盖半径为150～200 m区间，水平覆盖能力为（80～90）m×50 m。将实际覆盖能力对应到弱覆盖框选的条件中去，即为满足连续3～4个栅格的区域可优先考虑使用微站小区解决疑难点的建设。同理如图4所示，皮蜂窝覆盖能力为半径50 ～100 m范围且水平方向宽展80～90 m、水平深度50 m的条件下对应栅格条件为1～2个连续栅格。

4 基于微站的弱覆盖补点策略

根据路测数据分析可基本确定弱覆盖需求，为了补充弱覆盖问题点处理优先级的判断，策略引入了网管投诉数据和ATU事件数据的联合判定条件，以便对解决方案的处理优先级进行分类，主要分类为优先、次优、普通、可暂缓。

投诉和ATU事件并存且形成连续弱覆盖区域为优先。

投诉和ATU事件存在其一且形成连续弱覆盖区域为次优。

无投诉和ATU事件但形成连续弱覆盖区域为普通。

无投诉和ATU事件且不连续弱覆盖区域为可暂缓。

按照上述顺位逐一分析问题点，进入解决覆盖问题环节即微站方案规划环节，这一环节中通过引入已规划数据事先判断弱覆盖需求点位是否已经存在现网规划点，如果已有规划点处于待建状态，那么将其优化级调整为可暂缓，如没有规划点则进一步判断该弱覆盖区域能够通过宏站方式解决，如果宏站可行则将其优先级调整为可暂缓并暂时排除在微站解决方案之外，使其进入宏站建设规划设计流程。宏站不能解决的条件下策略进入疑难或者受阻程度判断，如果选点不存在困难，可以进入微站解决方案查勘设计环节，如遇受阻，则将其优先级调整为优先，针对该类站点一般利用公共基础建设为基础的选点方案对弱覆盖沿线或道路进行优先解决方案输出。

所有问题点经过策略判定并规划解决方案之后进行查勘设计，随后进入覆盖仿真验证评估，达到要求的，流程即告结束，达不到要求的，返回弱覆盖需求确定环节从新分析并调整弱覆盖主要矛盾并再一次寻求解决方案，直到满足要求结束。具体策略流程图如图5所示。

图4 某类型皮站覆盖能力示意图

5 策略实例分享

根据2016年实际路测数据，选取了上海市浦东新区三林和北蔡地区某弱覆盖连续区域进行策略实施。首先，统计ATU数据以及扫频数据的样本点进行栅格化处理，扫频数据由于实际接收电平较ATU终端强，考虑到统一标准情况下，将扫频数据偏置相应dB数以校准ATU数据，结果如图6所示，路测数据分别用50 m×50 m的栅格均化样本点，渲染出电平分布情况，将连续的弱覆盖栅格用红框圈出。

第二步将投诉点位和ATU事件(本实例未采用)点位做GIS呈现。

第三步查勘优先区域是否存在规划点信息，将已规划的基站点位信息做GIS呈现结合。

第四步下钻问题点区域进行微站方案设计和设备选型，根据弱覆盖栅格的连续数量和不同组合与微站解决方案的对应关系，可以估算出需要设计的布点数量，然后预判出选点位置和覆盖方向，将信息导入仿真软件进入覆盖预评估环节。

第五步结合微站覆盖性能参数设计覆盖仿真条件对重点区域在解决方案实施前后的覆盖效果进行预评估。

得到如表1所示结果。

部署微站后该区域内小于-100 dBm的弱覆盖占比从24.2%降低到8.6%效果较为明显。表明该微站解决方案能够有效地改善区域内的弱覆盖情况。

最后进入现场查勘阶段结合设备能力选型输出解决方案设计。

图5 微站补点策略流程图

表1 仿真弱覆盖率对比情况表

6 总结

图6 实例路测数据栅格化后的弱覆盖区域选定示意图

通过实例的效果不难发现在规划宏站受阻的情况，通过微站解决选点和覆盖，甚至容量的问题往往不失为一种变通的方法，虽然微站可能在覆盖范围和容量分摊上不及宏站有效，但是通过天面合理的布点和多点联合分布等特点，微站能够弥补宏站的深度覆盖缺陷、特殊弱覆盖区域的定向覆盖、低层通道及居民区的覆盖等，这些正是网络精细化覆盖的点睛之笔。

运用路测数据的特性对弱覆盖需求进行抓取，是较为贴近真实无线环境的手段，通过栅格化算法进一步优化了无线环境的地理分布特征和数据统计效率，使得弱覆盖问题点的定位更加多元化，具体化，有理化。

当微站技术与路测栅格分析结合的时候，会酝酿出因地制宜的解决方案，微站小区可以解决居民小区内部通道上的3～4个栅格，而原先服务这条通道的宏站信号却是被阻挡的。皮蜂窝解决了候车站台的1～2个栅格区域，而原先这落单的一个栅格并不被引起宏站建设者的重视。灯杆微蜂窝解决了市政工程项目周边的道路覆盖，而原先的宏站早已被拆，优化专家正为那些新增弱覆盖栅格发愁。为了让微站技术更加有效的有的放矢，为了让疑难触发革新，为了更好地服务于用户，本文探索了一套微站建设补点策略。

随着大数据的应用和开发，传统的路测必将被取而代之，更好的用户数据，皮蜂窝数据以及航测数据等都会进一步优化本文所述的内容，所以本文提出的策略是一个不完善的策略，首先，路测数据具有局限性，主要解决道路或者可测及范围内的弱覆盖线性问题，但是无法解决宏观面上的问题。其次，路测数据的准确度与实际测试的方法和人员经验有关，样本点不足或是失真，测试方法错误均会导致分析偏差，存在一定风险。最后，更多数据源的引入可以更为准确地定位问题。

[1]岳军， 张生， 张惠， 等． 基于ASPS的覆盖优化方法[J]． 电信工程技术与标准化， 2011(3)：25-28．

[2]张炎炎， 孟繁丽， 张新程， 等． TD-LTE网络结构评估方法研究及预规划分析[J]． 电信工程技术与标准化， 2014(1)：10-15．

[3]杨涛． 浅谈扫频仪在LTE网络优化工作中的应用[J]． 移动通信， 2013，37(3)：78-81．

[4]张楹． 预优化中的街道站规划点覆盖估算方法[J]． 电脑与电信， 2013(10)：48-51．

[5]张楹， 封志敏， 鲍晓， 等． 基于海量扫频数据的用户感知提升策略[J]． 电信工程技术与标准化， 2014(7)：46-51．

[6]翁慧， 朱瑞波， 黄小光， 等． 基于栅格化数据流量的WLAN选点[J]． 通信技术， 2013(8)：85-87．

[7]徐煜祥． 生活小区的深度覆盖和容量解决方案[J]． 江西通信科技， 2004(2)：27-30．

[8]徐德平， 张炎炎， 焦燕鸿， 等． TD-LTE深度覆盖解决方案研究[J]． 互联网天地， 2013(12)：58-62．

[9]黄海峰． 室内覆盖成国内4G竞争关键华为新一代LampSite小基站助运营商成功[J]． 通信世界， 2014(27)：30．

[10]黄海峰． 实测上海移动4G建设样板点Easy Macro和CA让4G更快更好[J]． 通信世界， 2014(33)：30-30．

LTE micro cellular compensation strategy based on the road test data

ZHANG Ying, WANG Wei
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Shanghai Branch, Shanghai 200060, China)

This article is targeted at the strategies of the solution to the current planning difficult site by microcellular and the site's locations selection methods. Researched outdoor micro-cellular compensation strategy based on the test data, and combined with the current performing micro-cellular solutions and specifi c wireless performance parameters by analyzing the measured data and raster positioning. Make a reasonable judgment to weak coverage problems of the trouble locations for producing an effective solution to the diffi cult part of the site-building, in order to further ensure the LTE network construction progress and enhance the quality of technical support provided.

scanning data; ATU data; micro-cellular; weak coverage

TN929.5

A

1008-5599（2016）12-0066-06

2016-04-29