TD-SCDMA沿江道路覆蓋優(yōu)化方案研究

區(qū)有亮

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司肇慶分公司，肇慶 526040）

TD-SCDMA沿江道路覆蓋優(yōu)化方案研究

區(qū)有亮

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司肇慶分公司，肇慶 526040）

本文以肇慶濱江路為例介紹了沿江道路TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋存在的問(wèn)題，并結(jié)合該場(chǎng)景下電波傳播特點(diǎn)，分析了干擾對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響。并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試主要選擇了2通道的窄波束天線組網(wǎng)，不僅可控制干擾、保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，同時(shí)小型化天線便于工程實(shí)施。最后結(jié)合已有站點(diǎn)資源和覆蓋的實(shí)際情況進(jìn)行了系統(tǒng)的專項(xiàng)優(yōu)化。

TD-SCDMA；窄波束天線；干擾擴(kuò)散

目前TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)處在規(guī)模建設(shè)階段，工程實(shí)施中部分站點(diǎn)選擇與最優(yōu)規(guī)劃站點(diǎn)存在偏差，同時(shí)，沿江路作為較為特殊的場(chǎng)景，需要更加精準(zhǔn)的專項(xiàng)規(guī)劃，但目前針對(duì)該類場(chǎng)景普遍缺乏深入研究，因此，該場(chǎng)景下網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶感知較差。

本文以肇慶市濱江路的優(yōu)化方案為例，說(shuō)明沿江覆蓋的存在問(wèn)題和主要難點(diǎn)及技術(shù)選擇，最后

給出了具體建議和優(yōu)化方案。

1 濱江路覆蓋問(wèn)題及解決思路

1.1 存在問(wèn)題

濱江沿線的用戶需求及重點(diǎn)覆蓋路線如圖1虛線所標(biāo)注。

道路的覆蓋目前包括兩個(gè)部分構(gòu)成：濱江路北側(cè)建設(shè)宏站往南向覆蓋濱江路和河道南側(cè)建設(shè)宏站往北向覆蓋濱江路。

當(dāng)前這樣的建設(shè)方案導(dǎo)致河兩側(cè)道路（特別是濱江路）無(wú)主導(dǎo)小區(qū)，造成乒乓重選和切換，干擾較嚴(yán)重；同時(shí)，部分站點(diǎn)建設(shè)和優(yōu)化不到位，導(dǎo)致覆蓋不足。因此，部分區(qū)域的弱覆蓋和部分區(qū)域的強(qiáng)干擾覆蓋的主要問(wèn)題，導(dǎo)致用戶投訴較多。

圖1 濱江路覆蓋需求線路示意圖

1.2 問(wèn)題分析

1.2.1 干擾過(guò)強(qiáng)問(wèn)題

通過(guò)理論分析認(rèn)為在沿江路周邊空曠場(chǎng)景下，電波隨距離的衰減相對(duì)市區(qū)較?。煌瑫r(shí)經(jīng)過(guò)水面的反射，信號(hào)更不易衰減，會(huì)隨著水面進(jìn)行擴(kuò)散。

以下公式為自由空間傳播模型，通常衰減因子通常為2，而市區(qū)傳播模型通常為3～4，且常數(shù)衰減較大。

一般自由空間傳播模型：L(dB)=98.5+20lg(d(km))

典型密集市區(qū)傳播模型：L(dB)=138.9+35.74lg (d(km))

該河面寬數(shù)百米至1km，衰減系數(shù)小極易造成跨河道的縱向擴(kuò)散和順河道的橫向擴(kuò)散。同時(shí)，TDSCDMA屬于同頻組網(wǎng)，應(yīng)控制小區(qū)間同頻的干擾。

以如下模型計(jì)算對(duì)比說(shuō)明：河寬1km，PCCPCH發(fā)射功率33dBm，天線增益15dB，饋線損耗1dB，站高25m。計(jì)算結(jié)果相差近40dB，具體如下：

（1）按照自由空間傳播模型計(jì)算：1km外的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)等于-51dBm；

（2）按照密集市區(qū)傳播模型計(jì)算：1km外的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)等于-91dBm。

1.2.2 覆蓋不足問(wèn)題

由于覆蓋站設(shè)在濱江路北側(cè)的建筑區(qū)域，濱江路上部分區(qū)域覆蓋不足：

（1） 站點(diǎn)高，存在“塔下黑”現(xiàn)象，易出現(xiàn)塔下乒乓重選和乒乓切換；

（2） 無(wú)線環(huán)境較復(fù)雜，覆蓋路段周邊樓層較高，存在較多遮擋弱覆蓋路段較多；

（3） 站點(diǎn)距覆蓋路段較遠(yuǎn)，受無(wú)線環(huán)境影響較大，信號(hào)波動(dòng)明顯。

1.3 解決主要思路

目前問(wèn)題集中在覆蓋不足和干擾擴(kuò)散兩個(gè)部分，現(xiàn)站點(diǎn)參數(shù)、下傾角等調(diào)整已接近極限，因此，需在已有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充建設(shè)和協(xié)同優(yōu)化。

同時(shí)，在保證濱江道路覆蓋的同時(shí)，還需要兼顧周邊建筑小區(qū)的覆蓋，并不影響對(duì)岸區(qū)域。因此難度較大，優(yōu)化中需要特殊考慮。具體解決的主要思路如下：

（1） 在現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試的基礎(chǔ)上，針對(duì)弱覆蓋情況進(jìn)行局部補(bǔ)充建設(shè)；

（2） 嚴(yán)格控制河兩岸的信號(hào)強(qiáng)度，避免相互干擾；

（3） 采用低站、結(jié)合窄波束天線的性能，進(jìn)行針對(duì)性覆蓋的同時(shí)，可有效避免干擾的擴(kuò)散；

（4） 結(jié)合道路周邊居民區(qū)情況，兼顧淺層覆蓋需求。

2 優(yōu)化方案需考慮的主要因素

2.1 需考慮的主要因素

（1）天線覆蓋能力：天線覆蓋能力主要關(guān)注天線的增益，增益越高覆蓋能力就越強(qiáng)；對(duì)于TD-SCDMA系統(tǒng)來(lái)說(shuō)智能天線的使用也應(yīng)綜合權(quán)衡；

（2）天線覆蓋控制能力：對(duì)預(yù)定覆蓋區(qū)域的覆蓋能力和對(duì)非預(yù)定覆蓋區(qū)域的弱覆蓋的抑制能力；

（3）多通道組合成大小區(qū)的能力；

（4）工程實(shí)施難度。

常規(guī)8通道智能天線不僅體積、尺寸、重量大，而且要求采用8通道RRU設(shè)備，因此，相對(duì)小型化的雙極化天線的工程可實(shí)施性較差。

按照覆蓋最好、干擾最小的原則，初步建議在濱江路南側(cè)的燈桿上安裝天饋部分（包括RRU及天線），根據(jù)可實(shí)施性和覆蓋性能的要求，初步建議按照2通道的RRU和雙極化天線來(lái)考慮，以快速實(shí)施減少建設(shè)協(xié)調(diào)難度。

2.2 天線選擇原則

根據(jù)上述分析，結(jié)合濱江路南側(cè)可實(shí)施條件，建議遵照如下原則：

（1）需要應(yīng)用小型化天線，便于在道路南側(cè)燈桿上安裝和美化；

（2）在小型化基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際覆蓋場(chǎng)景和控制干擾的要求，提出天線水平方向性能；

（3）由于天線距離覆蓋道路很近，因此，還需要考慮天線垂直方向的性能，避免出現(xiàn)明顯的“塔下黑”現(xiàn)象。

2.3 天線選擇和性能說(shuō)明

根據(jù)上述原則，建議選擇兩種天線，即水平65°/垂直14°和水平33°/垂直14°。

根據(jù)僅覆蓋道路、覆蓋道路兼顧居民區(qū)淺層覆蓋以及兼顧深度居民區(qū)深度覆蓋的要求，合理進(jìn)行選擇。

2.4 鏈路預(yù)算

TD-SCDMA系統(tǒng)室外覆蓋以上行覆蓋為計(jì)算原則，為保證CS12.2k業(yè)務(wù)上行連續(xù)覆蓋，經(jīng)過(guò)兩通道組網(wǎng)方案的鏈路預(yù)算，得到最大路損145.63dB，對(duì)應(yīng)最大覆蓋距離約為1km。

3 優(yōu)化方案

通過(guò)理論分析，給出了初步的天線選擇和規(guī)劃原則，但2通道組網(wǎng)方案還沒(méi)有規(guī)模部署的經(jīng)驗(yàn)。為此，搭建了專門(mén)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行實(shí)際測(cè)試加以驗(yàn)證。

3.1 干擾控制測(cè)試

各測(cè)試點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 不同天線類型測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

在旁瓣相同區(qū)域UE接收智能天線信號(hào)超出33°波瓣角15dB，與65°波瓣角天線性能差異較小，33°窄波束天線控制覆蓋區(qū)的性能明顯優(yōu)于智能天線。

智能天線旁瓣信號(hào)較強(qiáng)，經(jīng)過(guò)水系表面反射、折射易出現(xiàn)導(dǎo)頻污染導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)重選、切換關(guān)系混亂而發(fā)生異常事件。建議在水系或河岸周邊主要采用水平波瓣較窄的小型化天線，并結(jié)合覆蓋居民區(qū)的實(shí)際情況綜合考慮天線類型的選擇。

3.2 覆蓋能力測(cè)試

理論計(jì)算兩通道下上行覆蓋半徑約為1km，為了進(jìn)一步驗(yàn)證組網(wǎng)性能，于2011年11月進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試。

業(yè)務(wù)定點(diǎn)測(cè)試采用天線型號(hào)為ODP-065R15K（水平波瓣角65°/天線增益15dB）。測(cè)試中選取塔下、主波瓣500m、主波瓣1000m、主波瓣1900m處作為業(yè)務(wù)測(cè)試采樣點(diǎn)。

在3個(gè)測(cè)試點(diǎn)分別進(jìn)行HSDPA和ARM12.2k業(yè)務(wù)，統(tǒng)計(jì)HSDPA均值速率、CS_Uepwr均值、CS_ RSCP均值等3項(xiàng)主要指標(biāo)作為分析的參考依據(jù)，具體測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 不同測(cè)試點(diǎn)測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

主瓣500m和主瓣1000m兩處測(cè)試點(diǎn)HSDPA速率均值已達(dá)標(biāo)、CS業(yè)務(wù)測(cè)試正常。主瓣1900m測(cè)試點(diǎn)CS_Uepwr均值為19.93dBm，HSDPA無(wú)速率，即超出了覆蓋邊緣。

本次測(cè)試中塔下實(shí)際接收信號(hào)強(qiáng)度為-83dBm，主要由于站高較高（測(cè)試點(diǎn)天線掛高30m），如按照實(shí)際天線安裝高度（5～8m），則低天線高度下可增加信號(hào)強(qiáng)度約10～15dB，不會(huì)出現(xiàn)“塔下黑”現(xiàn)象。

主瓣1000m接收CS_Uepwr均值為0.76dBm，考慮到需要覆蓋沿路北側(cè)的居民樓的一堵墻的淺層覆蓋，按照15dB考慮穿透損耗，手機(jī)上行發(fā)射功率將達(dá)到16dBm，再考慮到陰影衰落儲(chǔ)備等，認(rèn)為該值是TDSCDMA系統(tǒng)上行的覆蓋能力上限，因此，綜合上行功率、覆蓋居民區(qū)情況及穿透損耗等因素，初步建議1km為2通道下的覆蓋邊緣。

4 優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

4.1 方案1

常規(guī)宏站建設(shè)方式，選站、建設(shè)等實(shí)施方便，但面臨主要問(wèn)題就是越區(qū)干擾無(wú)法有效控制，在保證覆蓋北側(cè)的濱江路網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的同時(shí)，由于河寬度數(shù)在百米至1km范圍，信號(hào)擴(kuò)散較為嚴(yán)重，且較難優(yōu)化，因此河南岸將存在一定的干擾。具體示意圖如圖2所示。

4.2 方案2

本方案質(zhì)量最好，可根據(jù)道路實(shí)際情況和2通道系統(tǒng)的覆蓋能力，合理選擇，干擾較容易控制，主要面臨主要問(wèn)題就是站址及配套資源等協(xié)調(diào)難度大、實(shí)施難度增加。具體示意圖如圖3所示。

4.3 方案3

綜合性能及選站和實(shí)施難度等因素，兩方案結(jié)合使用。

4.4 方案對(duì)比及選擇

3個(gè)方案對(duì)比如表3所示。

從技術(shù)性能最優(yōu)的原則出發(fā)，應(yīng)該首選方案2。但站點(diǎn)選擇、配套資源協(xié)調(diào)等存在較大難度、無(wú)法實(shí)施時(shí)，可以在河道較寬的部分區(qū)域采用方案1，兩個(gè)方案相互補(bǔ)充，協(xié)同覆蓋。

4.5 具體設(shè)站方案

4.5.1 覆蓋分布情況

覆蓋路段由肇慶大橋西側(cè)至大橋路東側(cè)，全長(zhǎng)10.5km。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，弱覆蓋區(qū)域共計(jì)5處。同時(shí)有1處存在越區(qū)過(guò)遠(yuǎn)覆蓋導(dǎo)致的乒乓切換的路段，均在ATU測(cè)試路線范圍內(nèi)。

表3 方案對(duì)比表

圖2 方案1示意圖

圖3 方案2示意圖

本次方案建議添加站點(diǎn)6處，包含小區(qū)12個(gè)（除一個(gè)3小區(qū)和一個(gè)單小區(qū)基站外均為2小區(qū)基站）。

4.5.2 規(guī)劃站點(diǎn)情況

根據(jù)站點(diǎn)查勘和初步路測(cè)情況，給出了具體的補(bǔ)充建設(shè)的站點(diǎn)選址方案。各站點(diǎn)設(shè)置原因、天線類型選擇以及小區(qū)參數(shù)設(shè)置等具體如表4所示。

4.5.3 頻率規(guī)劃

考慮到本場(chǎng)景以覆蓋為主，初期可以采用A頻段（2010～2025MHz）組網(wǎng)，后期根據(jù)容量需求補(bǔ)充F頻段（1880～1900MHz）組網(wǎng)。

主頻段需設(shè)置在A頻段。

4.5.4 對(duì)原有方案的調(diào)整

前期為快速建網(wǎng)，未充分考慮濱江路方案的整體性和最佳性，采取了常規(guī)的、互補(bǔ)的建設(shè)方式（即河南岸基站往北覆蓋、河北岸基站往南覆蓋的方式）。

表4 站址設(shè)置信息表

本方案實(shí)施后，應(yīng)及時(shí)調(diào)整原有方案及部分站點(diǎn)參數(shù)的設(shè)置，避免出現(xiàn)新的負(fù)面影響。

對(duì)僅覆蓋對(duì)岸覆蓋的小區(qū)：應(yīng)及時(shí)進(jìn)行撤站處理；

對(duì)兼顧對(duì)岸覆蓋的小區(qū)：及時(shí)調(diào)整天線方向及工程參數(shù)等。

5 總結(jié)

在理論分析基礎(chǔ)上，進(jìn)行了必要的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證，結(jié)合濱江路實(shí)際網(wǎng)絡(luò)情況和覆蓋需求，通過(guò)精細(xì)化站址規(guī)劃、針對(duì)性天線選擇等技術(shù)手段，有效的解決了濱江路道路覆蓋不足的問(wèn)題，同時(shí)又兼顧了沿路居民區(qū)淺層覆蓋問(wèn)題，避免了河兩岸道路主導(dǎo)小區(qū)不明晰、兩邊相互干擾的情況。最后給出了沿江特殊場(chǎng)景具體的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案。

沿江特殊場(chǎng)景下TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)方案主要采用兩通道RRU設(shè)備，相對(duì)目前大規(guī)模應(yīng)用的8通道RRU設(shè)備，無(wú)論在工程實(shí)施還是優(yōu)化等各方面，均缺乏足夠的、可借鑒的經(jīng)驗(yàn)或參考，因此，在本規(guī)劃方案的基礎(chǔ)上，后續(xù)仍需要進(jìn)一步研究最佳的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響等相關(guān)內(nèi)容。

TD-SCDMA network optimization research on the street by the river

OU You-liang
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Zhaoqing Branch, Zhaoqing 526040, China)

The artical introduced the problem of the Zhaoqing TD-SCDMA network in the bingjiang road by the river, and analysis the raido wave charactor and the effect on the quality of the network, and testified two path antenna of narrow beaming can controlled the interference, while the samll antenna can be fixed more easily.

TD-SCDMA; narrow beaming antenna; interference spread

TN929.5

A

1008-5599（2012）10-0056-05

2012-09-06

區(qū)有亮：中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司肇慶分公司副總經(jīng)理。