一種規(guī)劃無(wú)線網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)覆蓋區(qū)域的方法

焦燕鴻，趙旭凇，程日濤，朱強(qiáng)

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100080）

1 前言

在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，首先要確定目標(biāo)覆蓋區(qū)域。目前采用的方法主要是，搜集現(xiàn)網(wǎng)話務(wù)量和數(shù)據(jù)流量，找出業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域，然后由人工根據(jù)熱點(diǎn)分布的情況，選擇連續(xù)區(qū)域作為目標(biāo)覆蓋區(qū)域。采用現(xiàn)有技術(shù)，主要存在以下幾個(gè)方面的缺點(diǎn)：

業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域的定義缺乏較統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，考核指標(biāo)沒(méi)有形成體系，不夠全面；最終選擇覆蓋區(qū)域的主要工作是由人工來(lái)完成，存在較大的主觀性；人工的工作量比較大。當(dāng)目標(biāo)覆蓋區(qū)域的選擇需求發(fā)生變化時(shí)，需要人工重復(fù)工作。

本文提出一種新的目標(biāo)覆蓋區(qū)域規(guī)劃方法，通過(guò)該方法，可更加全面、準(zhǔn)確、系統(tǒng)、便捷的完成網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域規(guī)劃。

2 區(qū)域特征考核指標(biāo)體系

為了全面系統(tǒng)的評(píng)估目標(biāo)規(guī)劃區(qū)域特性，需要建立統(tǒng)一的考核指標(biāo)體系，綜合考慮業(yè)務(wù)量、業(yè)務(wù)特點(diǎn)、場(chǎng)景類型、VIP等級(jí)等多方面信息，對(duì)覆蓋區(qū)域進(jìn)行綜合評(píng)估。

2.1 根據(jù)業(yè)務(wù)量定義小區(qū)類別

中國(guó)移動(dòng)目前運(yùn)營(yíng)GSM、TD-SCDMA兩張移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，其中GSM網(wǎng)絡(luò)在覆蓋深度和覆蓋廣度上都做得非常好，因此，具有豐富的現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)資源。結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)，可分析出覆蓋區(qū)域的業(yè)務(wù)情況，并為網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃提供參考依據(jù)。下面介紹一種根據(jù)業(yè)務(wù)量定義熱點(diǎn)小區(qū)類別的方法。

（1）利用現(xiàn)網(wǎng)規(guī)劃工具確定現(xiàn)網(wǎng)各宏基站的最佳服務(wù)小區(qū)，確定各小區(qū)的覆蓋面積，記為Si（i為小區(qū)編號(hào)）。

（4）若Di/D≥j1，則該小區(qū)為1級(jí)熱點(diǎn)小區(qū)；

若j1>Di/D≥j2，則該小區(qū)為2級(jí)熱點(diǎn)小區(qū)；

若j2>Di/D≥j3，則該小區(qū)為3級(jí)熱點(diǎn)小區(qū)；

若j3>Di/D≥j4，則該小區(qū)為4級(jí)熱點(diǎn)小區(qū)；

若Di/D

j為指標(biāo)常數(shù)，可由用戶自行取定，初始建議值為j1＝2、j2＝1.5、j3＝1、j4＝0.5。

2.2 根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)定義小區(qū)類別

根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)定義小區(qū)類別，首先分別為話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)指定高、中、低3檔，根據(jù)組合，可定義出9個(gè)類型。各個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)域，可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)量的情況，在9種類型中進(jìn)行定位，如表1所示。

根據(jù)輸入的小區(qū)業(yè)務(wù)量信息以及用戶取定的判斷指標(biāo)a、b、x、y，依據(jù)上述分類表，可統(tǒng)計(jì)出小區(qū)的區(qū)域類型。

例如，如果話音業(yè)務(wù)量≥xErl，aMbit/s>數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量≥bMbit/s，則輸出小區(qū)類別為“數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，話音業(yè)務(wù)高”小區(qū)。

如果話音業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量≥bMbit/s，則輸出小區(qū)類別為“數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，話音業(yè)務(wù)低”小區(qū)。

2.3 根據(jù)小區(qū)的場(chǎng)景類型定義小區(qū)類別

通常，對(duì)覆蓋場(chǎng)景的定義有很多種，如根據(jù)大的范圍可劃分為密集市區(qū)、普通市區(qū)、郊區(qū)、高速公路等場(chǎng)景，也可更加精細(xì)的劃分為商務(wù)區(qū)、居民區(qū)、大型園區(qū)、景區(qū)、鄉(xiāng)村以及一些特殊場(chǎng)景等幾類，在每類場(chǎng)景中又可劃分出多個(gè)小類，如表2所示。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中，用戶也可能采用其他的方法對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行定義。

無(wú)論采用何種場(chǎng)景定義方式，均可根據(jù)其重要程度劃分多個(gè)級(jí)別，滿足不同時(shí)期或不同范圍的建設(shè)目標(biāo)。在本方案中，暫將場(chǎng)景劃分為一類重要場(chǎng)景、二類重要場(chǎng)景、三類重要場(chǎng)景等3類，如表2所示。

2.4 小區(qū)的VIP等級(jí)

為滿足用戶個(gè)性化的需求，并為重要用戶提供更好的服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方通常會(huì)定義小區(qū)的重要等級(jí)。在進(jìn)行目標(biāo)區(qū)域規(guī)劃時(shí)，需將小區(qū)的VIP等級(jí)考慮在內(nèi)，作為一個(gè)評(píng)估指標(biāo)。

表1 業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域分類表

表2 場(chǎng)景劃分

關(guān)于VIP小區(qū)的選取及其定義，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方均有所不同。在本評(píng)估系統(tǒng)中，將VIP等級(jí)定義為1級(jí)VIP區(qū)域、2級(jí)VIP區(qū)域、3級(jí)VIP區(qū)域、4級(jí)VIP區(qū)域和非VIP區(qū)域，評(píng)估系統(tǒng)使用者需將自己定義的VIP等級(jí)對(duì)應(yīng)到上述5個(gè)等級(jí)中。

2.5 小區(qū)信息整合表

上述4個(gè)方面的考核指標(biāo)形成了區(qū)域特征考核指標(biāo)體系。將上述4種小區(qū)屬性信息進(jìn)行整合，可輸出小區(qū)屬性表，如表3所示。

3 根據(jù)區(qū)域特征考核指標(biāo)體系計(jì)算目標(biāo)覆蓋區(qū)域

3.1 設(shè)計(jì)思路

以特定基站為中心，由小到大的劃定計(jì)算區(qū)域，當(dāng)該區(qū)域中滿足特定考察指標(biāo)的小區(qū)數(shù)量大于一定的考核門限，就認(rèn)為該區(qū)域符合特定的區(qū)域特征，按照上述規(guī)則，由小到大的輪詢計(jì)算，直到找出最大的符合考核門限的區(qū)域，將該區(qū)域定義為特定的業(yè)務(wù)區(qū)域。

3.2 涉及到的術(shù)語(yǔ)

目標(biāo)區(qū)域：本功能的最終輸出結(jié)果。根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的重要程度，由高到低將目標(biāo)區(qū)域劃分為一級(jí)目標(biāo)區(qū)域、二級(jí)目標(biāo)區(qū)域、三級(jí)目標(biāo)區(qū)域、四級(jí)目標(biāo)區(qū)域和非目標(biāo)區(qū)域。

指標(biāo)池：為考察小區(qū)是否符合某一特定目標(biāo)區(qū)域的特點(diǎn)而定義的多個(gè)指標(biāo)項(xiàng)，小區(qū)滿足指標(biāo)池中的任何一項(xiàng)，就認(rèn)為該小區(qū)具有特定目標(biāo)區(qū)域的特點(diǎn)。與目標(biāo)區(qū)域相對(duì)應(yīng)，定義了一級(jí)指標(biāo)池、二級(jí)指標(biāo)池、三級(jí)指標(biāo)池、四級(jí)指標(biāo)池、五級(jí)指標(biāo)池。

比例參數(shù)T（0≤T≤1）：目標(biāo)區(qū)域的考核門限，當(dāng)區(qū)域中滿足指標(biāo)池指標(biāo)要求的小區(qū)數(shù)量相對(duì)區(qū)域中小區(qū)總數(shù)的比例大于T，就認(rèn)為該區(qū)域可定義為目標(biāo)區(qū)域。與目標(biāo)區(qū)域相對(duì)應(yīng)，定義了T1、T2、T3、T4、T5。該值可由用戶自行取定。

區(qū)域面積Aij：表示計(jì)算出的某一特定計(jì)算區(qū)域的面積，i表示目標(biāo)區(qū)域類別，j表示該類中的第幾個(gè)區(qū)域。

最小面積minA：為避免篩選出的目標(biāo)區(qū)域面積太小，定義了最小面積常數(shù)minA，如果篩選出的目標(biāo)區(qū)域面積小于該值，則放棄篩選結(jié)果，進(jìn)入下一個(gè)計(jì)算周期。

站距不平衡系數(shù)W：在選擇計(jì)算基站的范圍時(shí)，用于濾除距中心基站偏差過(guò)大的基站。與目標(biāo)區(qū)域相對(duì)應(yīng)，定義了W1、W2、W3、W4、W5。該值可根據(jù)待計(jì)算區(qū)域基站分布特點(diǎn)自行取定，對(duì)于基站布局較符合蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域，該值可以取的較小，相反，可取值較大。初始取值可暫定40%，后期根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。

3.3 定義指標(biāo)池

在目標(biāo)區(qū)域規(guī)劃中，主要考慮小區(qū)的熱點(diǎn)小區(qū)等級(jí)，小區(qū)業(yè)務(wù)特點(diǎn)、覆蓋場(chǎng)景、VIP等級(jí)這4個(gè)方面的屬性。根據(jù)上述4方面屬性，定義了5個(gè)級(jí)別的指標(biāo)池，每個(gè)指標(biāo)池均涉及到4個(gè)方面的屬性信息，如表4所示。

與目標(biāo)區(qū)域相對(duì)應(yīng)，定義了一級(jí)指標(biāo)池、二級(jí)指標(biāo)池、三級(jí)指標(biāo)池、四級(jí)指標(biāo)池、五級(jí)指標(biāo)池。小區(qū)滿足指標(biāo)池中的任何一項(xiàng)，就認(rèn)為該小區(qū)具有特定目標(biāo)區(qū)域的特點(diǎn)。

3.4 目標(biāo)區(qū)域的取定原則

根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的重要程度，由高到低將目標(biāo)區(qū)域劃分為一級(jí)目標(biāo)區(qū)域、二級(jí)目標(biāo)區(qū)域、三級(jí)目標(biāo)區(qū)域、四級(jí)目標(biāo)區(qū)域和非目標(biāo)區(qū)域。

表3 小區(qū)信息整合表

表4 指標(biāo)池定義表

一類目標(biāo)區(qū)域：所有滿足上表中“一級(jí)指標(biāo)池”定義的特性之一的小區(qū)個(gè)數(shù)占計(jì)算區(qū)域（計(jì)算區(qū)域的取定方法在后文定義）中總小區(qū)數(shù)的比例超過(guò)比例參數(shù)T1（0≤T1≤1），即認(rèn)為該區(qū)域?yàn)橐活惸繕?biāo)區(qū)域。T1可由用戶在軟件中輸入，該值將影響篩選出的一類目標(biāo)區(qū)域面積的大小，T1越大，篩選條件就越苛刻，篩選出的區(qū)域面積就越小。

二類目標(biāo)區(qū)域：所有滿足上表中“二級(jí)指標(biāo)池”定義的特性之一的小區(qū)個(gè)數(shù)占計(jì)算區(qū)域（計(jì)算區(qū)域的取定方法在后文定義）中總小區(qū)數(shù)的比例超過(guò)比例參數(shù)T2（0≤T2≤1），即認(rèn)為該區(qū)域?yàn)橐活惸繕?biāo)區(qū)域。T2可由用戶在軟件中輸入，該值將影響篩選出的一類目標(biāo)區(qū)域面積的大小，T2越大，篩選條件就越苛刻，篩選出的區(qū)域面積就越小。

三、四類區(qū)域取定方法與上面類似。

非目標(biāo)區(qū)域：除一、二、三、四目標(biāo)區(qū)域以外的區(qū)域。

3.5 目標(biāo)區(qū)域的計(jì)算方法

目標(biāo)區(qū)域的計(jì)算順序根據(jù)級(jí)別由高到低，首先篩選一級(jí)目標(biāo)區(qū)域，后面依此為二級(jí)目標(biāo)區(qū)域，三級(jí)目標(biāo)區(qū)域、四級(jí)目標(biāo)區(qū)域。在篩選某等級(jí)目標(biāo)區(qū)域時(shí)，需遍歷所有符合計(jì)算條件的基站逐個(gè)進(jìn)行計(jì)算，直到篩選出所有該等級(jí)目標(biāo)區(qū)域特征的區(qū)域。已經(jīng)計(jì)算出的區(qū)域中包含的基站將不再參加后續(xù)目標(biāo)區(qū)域的計(jì)算，例如,已經(jīng)篩選出的某個(gè)一級(jí)目標(biāo)區(qū)域包含的基站，不再參與后續(xù)一級(jí)目標(biāo)區(qū)域的計(jì)算；一級(jí)目標(biāo)區(qū)域包含的基站將不再參加二級(jí)目標(biāo)區(qū)域的計(jì)算。為了減少計(jì)算工作量，要求選取的基站必須滿足同級(jí)別指標(biāo)池的指標(biāo)之一。例如，當(dāng)計(jì)算一類目標(biāo)區(qū)域時(shí)，選取計(jì)算的基站必須滿足一級(jí)指標(biāo)池的指標(biāo)之一；計(jì)算二類目標(biāo)區(qū)域時(shí)，選取計(jì)算的基站必須滿足二級(jí)指標(biāo)池的指標(biāo)之一，以此類推。

選取某基站為中心基站，從該基站所在位置的0°方向開(kāi)始，相隔40°掃描一次，找出距離基站最近的站點(diǎn)。在所選出的站點(diǎn)中篩除距離中心基站位置大于平均距離W的站點(diǎn)，剩余站點(diǎn)做為該基站的第一層鄰區(qū)。計(jì)算第一層基站范圍內(nèi)，符合第i級(jí)指標(biāo)池任一特征的小區(qū)比例是否大于Ti，如果大于Ti，則繼續(xù)計(jì)算第二層。

基站第二層相鄰基站的計(jì)算方法：首先，在基站池中刪除已經(jīng)計(jì)算過(guò)的第一層相鄰基站，然后再采用第一層相鄰基站的計(jì)算方法：以基站所在位置的0°方向開(kāi)始，相隔40°掃描一次，找出距離基站最近的站點(diǎn)。在所選出的站點(diǎn)中篩除距離基站位置大于平均距離W的站點(diǎn)，剩余站點(diǎn)做為該基站的第二層鄰區(qū)。計(jì)算第二層基站范圍內(nèi)，符合判決條件的小區(qū)比例是否大于Ti，如果大于Ti，則繼續(xù)計(jì)算第三層。

第三、四以及更多層鄰站取定方法同第二層。

以此類推，直到計(jì)算到第N層，小區(qū)中符合目標(biāo)小區(qū)指標(biāo)比例小于Ti。此時(shí)，查找第N層基站中，三小區(qū)均不滿足第i級(jí)指標(biāo)池特征的基站，并且從第N層開(kāi)始，該基站所在方向不再選取基站參與目標(biāo)區(qū)域計(jì)算。

繼續(xù)計(jì)算中心基站的第N＋1層基站，計(jì)算時(shí)，不再包含上述已排除的方向。計(jì)算符合判決條件的小區(qū)比例是否大于Ti，如果大于Ti，則繼續(xù)計(jì)算N+2層基站；如果小于Ti，則排除該層中三小區(qū)均不滿足第i級(jí)指標(biāo)池特征的基站所在方向，再繼續(xù)計(jì)算N+2層基站。直到計(jì)算到第M圈，所有方向均被排除。則第M-1層基站覆蓋的范圍為第i類區(qū)域，該區(qū)域的面積定義為Aij（i表示目標(biāo)區(qū)域類別，j表示該類中的第幾個(gè)區(qū)域）。篩選出的區(qū)域中包含的基站將不再參與后續(xù)目標(biāo)區(qū)域的計(jì)算。

定義目標(biāo)區(qū)域最小面積mixA，當(dāng)上述生成區(qū)域的Aij

3.6 流程示意圖

流程示意圖如圖1所示。

圖1 流程示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了統(tǒng)一考核指標(biāo)體系的思路，建立了基站以及業(yè)務(wù)區(qū)域的統(tǒng)一考核指標(biāo)體系，包括指標(biāo)項(xiàng)的選取、考核標(biāo)準(zhǔn)制定思路、評(píng)估方法等內(nèi)容。綜合考慮業(yè)務(wù)量、業(yè)務(wù)特點(diǎn)、場(chǎng)景類型、VIP等級(jí)等多方面信息，對(duì)基站覆蓋區(qū)域進(jìn)行綜合評(píng)估，使網(wǎng)絡(luò)評(píng)估工作有據(jù)可依，且評(píng)估更加全面。

本文提出了計(jì)算目標(biāo)覆蓋區(qū)域的關(guān)鍵思路和關(guān)鍵算法，包括設(shè)計(jì)思路、關(guān)鍵指標(biāo)定義、目標(biāo)區(qū)域取定原則、計(jì)算方法和計(jì)算過(guò)程等內(nèi)容，使目標(biāo)覆蓋區(qū)域規(guī)劃工作可通過(guò)軟件計(jì)算實(shí)現(xiàn)，大大節(jié)省了人力，并規(guī)避了人工操作的主觀性。

[1] 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院. TD-LTE規(guī)劃分析工具軟件開(kāi)發(fā)需求研究[R]. 2011,7.