基于ATU的高速公路移动网络优化方案设计

王艳玲 齐天宇 周宇航 甘晨阳 任春睿 长春光华学院

1 高速公路网络覆盖特性分析

相比市区内的网络优化工作，高速公路覆盖网络具有以下特点：

（1）移动台切换/重选频繁： 移动台随车辆在高速公路上的移动速度一般在100Km/h 以上。郊区场景下，单个小区的典型覆盖范围为1km，假定车辆运行速度为100km/h，则汽车穿越小区覆盖范围所用时间为36秒，即移动台平均每36 秒就要发生一次切换或者重选。

（2）车体的屏蔽衰耗：汽车车体的金属屏蔽以及车窗贴膜的等因素通常会对无线信号造成5-10dB 的衰落。

（3）复杂路况的影响：高速公路所经过的地形往往复杂多变，有平原、高山、树林、隧道等，还要穿过乡村和城镇，所以对其无线网络的规划一定要在充分勘查的基础上具体对待各段公路。空间宏基站基本不能对隧道进行有效覆盖，在隧道内60米处将达到40dB以上的衰耗。在无线网络投入运行后，还要全面进行路测，发现问题，及时加以调整和改进；空间宏基站基本不能对隧道进行有效覆盖，在隧道内60 米处将达到40dB以上的衰耗。“V”型道路、穿山道路引起的快衰落最高能够达到30db以上。

2 高速公路移动网络优化前准备工作

数据采集是网络优化的前提和基础，主要包括：基站相关数据、现场勘察数据、路测相关数据等等。

2.1 基站相关数据

基站相关数据主要包括：站名、站号、LAC号、配置、频点、经纬度、天线高度、天线增益、天线半功率角(垂直和水平)、方位角、俯仰角、基站类型等。同时准备标明站号、频点、BSIC、方位角(天线方向)的地图；记录目前系统版本和支持的特殊功能清单等。

2.2 现场勘察数据

针对需要调整的基站到现场进行勘察，主要包括核实基站相关参数准确性、天线主瓣覆盖方向是否正确、天线周边是否存在山体、建筑物等阻挡。利用照相机对周边环境进行拍照作为优化阶段的参考数据之一。

2.3 路测相关数据

通过路测设备对存在问题的地方进行实地路测测试，可以将测试点附近的接收电平、接收质量、所占用的小区和信道、Layer3消息、6个最强邻小区、切换等数据记录下来。重点分析路测中发现的问题，如所测数据与理论设计数据不符合、掉话、非信号强度引起的通话质量差、阻塞、不正常切换、信号电平低、TA过大、信号盲区。然后在分析路测数据的基础上，检查修改邻区关系和切换参数、调整天线倾角和方向、查找干扰来源、分析空中接口的信令接续过程、发现天馈系统的安装错误等。

3 高速公路优化流程

（1）首先解决优化覆盖，梳理切换重选关系：确定主覆盖小区，确保测试中只占用主覆盖小区，保证主覆盖小区之间存在一定的交叠度。

（2）其次规整频率：保证主覆盖小区主BCCH频点及TCH频点干净，无频点干扰，多载频的小区TCH开启跳频。

（3）及时关注容量：在主覆盖小区优化好的基础上观注拥塞情况，及时进行信道调整或扩容。

（4）随时关注设备状态：在确定主覆盖小区的基础上，定时监控主覆盖小区的隐性故障及告警，出现问题及时处理[10]。

（5）定期核查关键参数：列出主覆盖小区影响测试稳定性的关键参数，定期进行核查。

（6）最终确定保障方案：并不是所有的优化问题都能通过上面的5条解决，最终对疑难问题形成保障方案，通过保障方案进行疑难问题临时规避。

4.高速公路移动网络优化方案设计

ATU（Auxiliary Test Unit），是中国移动公司采用的一种测试自动路测工具，测试网络包括GSM、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和TDD-LTE，目的是保证数据的真实性，并对网络进行全方位的检测。测试设备可以同时5网10模同测，进行对比网络的覆盖率、接通率、话音质量、语音质量、MOS质量，以评估与竞争对手各个网络性能指标对比，并采取自动路测方式，数据直接上传服务器，减少人力资源，保证数据的真实性，现亦是CMCC内部考核的一个重要工具。

4.1 高速公路移动网络问题分析

高速公路优化方案设计开始之前，主要存在以下3个问题：

（1）弱覆盖：高速公路沿线由于山体和楼房阻挡，加上部分路段现有覆盖站点间距较大、基站高度不足或站点位置不理想等原因导致高速公路存在一定弱信号区域，在规划工程站点开通前，测试覆盖率指标较低，容易发生弱信号质差掉话。

（2）切换序列不稳定：大部分高速公路是高架路，会收到较多干扰杂乱信号，若主覆盖小区不明显，容易发生频繁重选或切换到非主覆盖小区后造成测试异常事件，影响语音质量。

（3）切换带不足：因建筑物或山坡遮挡造成占用小区信号变化频繁，随之发生频繁切换或无法及时切换，也容易使掉话率、接通率和语音质量指标不理想。

4.2 高速公路移动网络优化方案设计

基于移动覆盖区域内各条高速公路优化前的情况分析，设计出高速优化方案，共分为以下三个步骤：

（1）加强覆盖，解决覆盖漏洞，保证沿线覆盖强度

网优先通过天线调整来改善弱覆盖情况。首先，考虑到语音最低信号强度、切换最低信号强度和数据业务对信号强度需求3方面因素，建议车内测试设备的接收电平至少达到-80dBm以。然后，可以通过扫频结果或者ATU覆盖分析工具将铁路或高速沿线覆盖测试数据进行处理，找出超过连续出现接收电平低于覆盖要求的问题路段进行原因分析。最后，根据问题点分析结果，通过增加新站或者天馈调整的方法使主服务小区电平强度满足覆盖要求。

（2）优化切换序列，解决信号杂乱路段

控制过覆盖小区，确保沿线主服务小区覆盖强度能够稳定凸显出来，非主覆盖小区信号强度得到控制，减少冗余切换。首先，从覆盖强度、信号质量、覆盖距离和接收电平稳定性方面进行考虑，建议将覆盖距离大于100米、占用时间超过10秒、质量和电平比较理想的沿线小区作为候选主覆盖小区。其次，通过ATU切换分析工具处理结果提取出当前切换情况进行分析，发掘出切换次序混乱、切换成功率较低的问题区域进行原因分析。最后，根据问题点分析结果，通过天馈调整为主，参数调整为辅的方式进行调整并梳理出高速沿线的主覆盖目标小区。

（3）强化小区接续稳定性，避免指标波动较大

合理设置切换点，使切换发生在信号稳定路段，降低高速移动因阻挡快速衰减而发生弱信号掉话的危险。确保主覆盖小区之间都有足够的重叠覆盖区域，进一步稳定切换序列并压缩切换次数，以小区参数调整为主要优化手段。切换点优化主要是进行主覆盖小区之间重叠覆盖区域优化，目的是提高切换和小区重选的准确性和稳定性，实现更有效的连续覆盖。

首先，建议相邻两个主覆盖小区之间保留足够的重叠覆盖距离，至少需要满足：移动速度(米/秒) × 小区重新判决时间（＞5秒）× 2（双向）。其次，通过切换序列分析结果尽量采用层优先级较高小区作为主覆盖，层优先级较低小区作为辅助覆盖小区，保持主覆盖切换序列的连续性，避免出现测试设备切换或重选到序列外情况。最后，根据上述分析结果，通过参数调整为主，天馈调整为辅的方式提高测试指标。

此外，为进一步提高高速公路主覆盖小区切换序列稳定性，减少意外情况对高速公路测试效果的影响，推出临时保障措施如下：首先通过参数调整突出主覆盖小区，进一步降低测试风险；其次高速公路黑点临时应急方案，例如设置应急车及临时直放站；最后加强高速公路拉网测试分析及沿线设备故障检查。

5 结束语

本优化方案基于ATU，能够解决高速公路频点干扰、切换序列不稳定、弱覆盖等实际问题，保证乘客的通信感受和服务质量，对高速公路网络性能的提升具有重要的作用。