鐵塔公司通信站址規(guī)劃方法研究（Ⅰ）

焦良全 孫宜軍 李廣平

【摘要】 為了更好的引領(lǐng)鐵塔公司由被動滿足需求走向主動營銷，最終達(dá)到需求與規(guī)劃的平衡，有效銜接國家 “十三五規(guī)劃”，積極將鐵塔等移動通信基礎(chǔ)設(shè)施納入城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃，確立移動通信基礎(chǔ)設(shè)施的公共基礎(chǔ)設(shè)施地位，引領(lǐng)公司持續(xù)、健康發(fā)展，鐵塔公司在基于 “遵循近細(xì)遠(yuǎn)粗、統(tǒng)籌規(guī)劃、深化共享、主動牽引、創(chuàng)新發(fā)展等五大原則”的前提下，以電信企業(yè)4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為導(dǎo)向，4G目標(biāo)網(wǎng)為基礎(chǔ)，研究編制鐵塔公司通信站址規(guī)劃工作。

【關(guān)鍵詞】 鐵塔公司 需求 規(guī)劃 4G網(wǎng)絡(luò)

一、規(guī)劃概要

21世紀(jì)前20年是我國信息通信技術(shù)發(fā)生深刻變化、發(fā)展最快時期，信息通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)歷來是維護(hù)國家安全、增強(qiáng)綜合國力和豐富公民生活的關(guān)鍵組成部分。信息化是國家競爭力提升和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)鍵要素。通信基礎(chǔ)設(shè)施作為信息化的重要基礎(chǔ)和支撐，對推動“寬帶中國”、“智慧城市”建設(shè)，加快推動“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略實(shí)施，促進(jìn)工業(yè)化、信息化深度融合等具有重要意義。

中國鐵塔股份有限公司的成立將有利于減少電信行業(yè)內(nèi)鐵塔以及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，提高行業(yè)投資效率，進(jìn)一步提高電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享水平，增強(qiáng)企業(yè)集約型發(fā)展的內(nèi)生動力，從機(jī)制上進(jìn)一步促進(jìn)節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)。同時，為了更好的引領(lǐng)鐵塔公司由被動滿足需求走向主動營銷，最終達(dá)到需求與規(guī)劃的平衡，有效銜接國家 “十三五規(guī)劃”，積極將鐵塔等移動通信基礎(chǔ)設(shè)施納入城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃，確立移動通信基礎(chǔ)設(shè)施的公共基礎(chǔ)設(shè)施地位，引領(lǐng)公司持續(xù)、健康發(fā)展，鐵塔公司有必要開展規(guī)劃編制工作。

二、規(guī)劃原則

通過研究三家電信企業(yè)三年滾動規(guī)劃及其網(wǎng)絡(luò)發(fā)展指導(dǎo)意見可以了解到，三家電信企業(yè)未來網(wǎng)絡(luò)布局和各自的發(fā)展策略。

移動公司在其規(guī)劃期內(nèi)要積極應(yīng)對競爭，實(shí)現(xiàn)三領(lǐng)先和一確保，進(jìn)一步“做廣、做深、做厚”。網(wǎng)絡(luò)覆蓋重點(diǎn)逐步由廣域覆蓋延伸至深度覆蓋，按需進(jìn)行多站型分場景深度覆蓋規(guī)劃建設(shè)，實(shí)現(xiàn)從水平蜂窩結(jié)構(gòu)向立體異構(gòu)網(wǎng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；同時與市場用戶終端策略相匹配，科學(xué)評估網(wǎng)絡(luò)狀況，適度超前規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)容量，以用戶感知作為出發(fā)點(diǎn)，采用多樣化容量提升手段保證網(wǎng)絡(luò)容量。

聯(lián)通公司將會在實(shí)施“移動寬帶廣覆蓋專項”的基礎(chǔ)上，開展LTE覆蓋滾動實(shí)施，聚焦高速數(shù)據(jù)連續(xù)服務(wù)能力提升，迅速完善4G網(wǎng)絡(luò)，打造4G精品網(wǎng)，提圖1 電信企業(yè)需求收集與整合流程圖升移動網(wǎng)絡(luò)競爭力；積極推進(jìn)3G網(wǎng)絡(luò)輕載減負(fù)、優(yōu)化調(diào)整；推進(jìn)2G終端向4G終端的更新?lián)Q代，堅定推進(jìn)2G減頻，擇機(jī)安排2G退網(wǎng)。

電信公司將會加快網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型，由3G/4G協(xié)同發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)?G發(fā)展為主，至2016年底基本實(shí)現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，承載移動業(yè)務(wù)全I(xiàn)P化轉(zhuǎn)型。發(fā)揮制式優(yōu)勢，持續(xù)完善鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上深度覆蓋，改善城區(qū)網(wǎng)絡(luò)小區(qū)邊緣覆蓋。隨容量需求升級載波聚合，打造用戶體驗(yàn)比較優(yōu)勢。

根據(jù)移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r來看，目前移動4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展最好，已基本完成重點(diǎn)行政村的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，聯(lián)通其次，電信最差?？紤]到三家電信企業(yè)4G網(wǎng)絡(luò)制式的差異性及未來市場發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合上述三家電信企業(yè)發(fā)展策略，鐵塔公司在基于集團(tuán)關(guān)于規(guī)劃需“遵循近細(xì)遠(yuǎn)粗、統(tǒng)籌規(guī)劃、深化共享、主動牽引、創(chuàng)新發(fā)展等五大原則”的前提下，以電信企業(yè)4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為導(dǎo)向，4G目標(biāo)網(wǎng)為基礎(chǔ)，編制各地市站址規(guī)劃。對于移動需求，應(yīng)充分考慮共享聯(lián)通和電信已使用的站址，新建站址需求也應(yīng)充分考慮電信和聯(lián)通近3年來的需求，盡可能共建，嚴(yán)格控制獨(dú)建站址數(shù)量；對于聯(lián)通需求，應(yīng)優(yōu)先在自有2G/3G站址上進(jìn)行4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以共享移動和電信已使用站址為主，以共建為輔；對于電信需求，全部按照共享現(xiàn)有存量站址資源，原則上不再考慮獨(dú)建。

三、規(guī)劃流程及方法

在站址規(guī)劃編制方面，鐵塔公司應(yīng)遵循“先存量后新建，需求+預(yù)判相結(jié)合”的原則，將站址規(guī)劃工作分為電信企業(yè)需求收集與整合及鐵塔公司主動預(yù)判兩部分，輸出電信企業(yè)需求整合站址庫、主動預(yù)判站址庫，結(jié)合存量站址庫從站址密度、站間距、仿真等角度驗(yàn)證規(guī)劃準(zhǔn)確性，最終輸出規(guī)劃站址庫。

3.1電信企業(yè)需求收集與整合

在對電信企業(yè)需求進(jìn)行收集整理后，將需求站址與存量站址庫按照不同場景下現(xiàn)有平均站間距進(jìn)行整合，確保站址布局合理。同時參考存量站址庫中的共享評估結(jié)果進(jìn)行站址評估，并區(qū)分直接共享和改造共享兩種情況。利舊改造存量站址無法滿足需求，確須采取站址新建方式解決時，應(yīng)將距離相近、覆蓋目標(biāo)相似的需求加以整合。電信企業(yè)需求收集與整合詳細(xì)流程圖如圖1所示。

需求收集與整合過程中需遵循的原則：

1、分類評估，初步掌握各個存量站址的可共享能力及共享條件。

2、存量站址可用性受限時，應(yīng)充分考慮挖潛改造方式，優(yōu)化其資源承載能力。

3、優(yōu)先考慮存量共享，其次考慮新建共享；

4、兩家及以上在相近位置區(qū)域提出建設(shè)需求時，應(yīng)進(jìn)行資源整合，實(shí)現(xiàn)共享；

示例1：某地有一電信企業(yè)站址需求（聯(lián)通需求1），在其附近（城區(qū)130米），有現(xiàn)有其他電信企業(yè)的站點(diǎn)（移動現(xiàn)網(wǎng)站2），在滿足機(jī)房、天面、隔離度和站址偏移控制量的前提下，利舊現(xiàn)有站址滿足新增需求。如圖2所示：

示例2：某地有兩個電信企業(yè)站址需求（聯(lián)通需求1，移動需求2），兩者相距距離為100米，且在其附近未有滿足覆蓋要求的存量站址，則在考慮兩家站址偏移容限范圍基礎(chǔ)上，兼顧兩家網(wǎng)絡(luò)建站效果、社會效益、工程難度及造價等因素，選擇綜合最優(yōu)的站址位置新建共享，進(jìn)而避免重復(fù)建設(shè)。如圖3所示：

3.2鐵塔公司主動預(yù)判

充分發(fā)揮需求預(yù)判的價值，提高需求整合效率，在電信企業(yè)規(guī)劃編制前，鐵塔公司根據(jù)城鄉(xiāng)通信基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃，并通過研究三家電信企業(yè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展策略、使用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等技術(shù)手段主動預(yù)判電信企業(yè)站址需求，提前獲取的站址資源，主動向電信企業(yè)推介。作為引領(lǐng)電信企業(yè)需求的重要手段，主動預(yù)判主要分為基于網(wǎng)絡(luò)差異性存量站址需求預(yù)判、基于網(wǎng)優(yōu)數(shù)據(jù)的需求預(yù)判、專項規(guī)劃和分網(wǎng)格需求預(yù)判四部分。

3.2.1基于網(wǎng)絡(luò)差異性存量站址需求預(yù)判

由于三家電信企業(yè)在市場發(fā)展策略（競爭）、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期、網(wǎng)絡(luò)制式及頻段等方面的差異性，加之政府相關(guān)部門對共建共享考核力度逐年加強(qiáng)，各電信企業(yè)在基站建設(shè)過程中，往往會存在較大差異。鐵塔公司對三家電信企業(yè)站址資源接收后，如何挖掘、盤活現(xiàn)網(wǎng)站址資源以實(shí)現(xiàn)其價值最大化是鐵塔公司面臨的重大問題之一。

在基于網(wǎng)絡(luò)差異性存量站址需求預(yù)判中，首先確定不同地市網(wǎng)格最小平均站間距，通過其中一家電信企業(yè)與另外兩家電信企業(yè)間存量站址的站間距比對，篩選出大于各網(wǎng)格最小平均站間距的站點(diǎn)，三家電信企業(yè)分別輸出需求站址，然后經(jīng)過站址合并—去重—導(dǎo)入地圖驗(yàn)證，最終輸出預(yù)判站址。

3.2.2基于網(wǎng)優(yōu)數(shù)據(jù)的需求預(yù)判

在基于網(wǎng)優(yōu)數(shù)據(jù)需求預(yù)判方法中，針對路測中的弱覆蓋路段，投訴多發(fā)的區(qū)域，MR測量中指標(biāo)差的小區(qū)和仿真中弱覆蓋區(qū)域，或者借助第三方力量，獲取電信企業(yè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和業(yè)務(wù)發(fā)展信息、網(wǎng)優(yōu)站址需求發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足，主動預(yù)判電信企業(yè)需求，形成儲備站址。

3.2.3專項規(guī)劃

城市規(guī)劃中的新建城區(qū)、舊城改造，高速、高鐵等重要交通干線及4A級以上重要景區(qū)等區(qū)域，品牌效應(yīng)強(qiáng)，是電信企業(yè)重點(diǎn)部署網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域，應(yīng)積極掌握政府部門對不同區(qū)域站址建設(shè)要求，獲取土地、房屋、引電等站址資源。同時應(yīng)根據(jù)電信企業(yè)不同區(qū)域的覆蓋策略、網(wǎng)絡(luò)制式和頻段、覆蓋指標(biāo)和容量指標(biāo)等要求，結(jié)合地市對應(yīng)的各網(wǎng)格目標(biāo)網(wǎng)站間距和建議掛高，制定完善的站址預(yù)判方案。

3.2.4分網(wǎng)格需求預(yù)判

在分網(wǎng)格需求預(yù)判方法中，依據(jù)不同類型地市、不同網(wǎng)格、不同場景內(nèi)不同電信企業(yè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)站距要求判斷各網(wǎng)格完成目標(biāo)網(wǎng)覆蓋所需理想站址數(shù)，結(jié)合網(wǎng)格內(nèi)理想站址數(shù)和網(wǎng)格內(nèi)現(xiàn)網(wǎng)站址數(shù)差值初步確定該網(wǎng)格內(nèi)需新增站址數(shù)量。該預(yù)判方法中，首先利用“環(huán)形法”或者“覆蓋半徑法”查找覆蓋空洞，然后利用“幾何中心法”確定最優(yōu)新增站址位置。

以市區(qū)為例，利用環(huán)形法，假設(shè)市區(qū)內(nèi)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的平均站間距約為300米左右。依據(jù)現(xiàn)有站址數(shù)據(jù)資源，通過現(xiàn)有站址數(shù)據(jù)資源自身的距離查找，需找第二近基站中大于600米以上的站點(diǎn)。所查找到的站點(diǎn)均為周邊600米范圍內(nèi)無基站的站點(diǎn)，及該區(qū)域即為覆蓋空洞的區(qū)域。本次查找到的站點(diǎn)作為空洞覆蓋基準(zhǔn)標(biāo)記，如圖4所示；利用覆蓋半徑法，在Google地圖上以現(xiàn)有基站為圓心，半徑150米畫圓，如圖5所示，找到圓未覆蓋的區(qū)域，即為覆蓋空洞，在覆蓋空洞內(nèi)結(jié)合周圍站址情況，保證網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理情況下，預(yù)判新增站址。

在利用“幾何中心法”確定最優(yōu)站址位置的過程中，根據(jù)第一步獲取的覆蓋空洞，查找其周圍每三個存量基站等距的點(diǎn)，這些點(diǎn)圍成的圓心位置即為新增站點(diǎn)的位置。如圖6所示，A、B、C點(diǎn)為環(huán)形空洞外某電信企業(yè)站址，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理性且距A、B、C點(diǎn)位置相等，確認(rèn)X點(diǎn)為新增站址位置。C、D、B點(diǎn)為環(huán)形空洞外該電信企業(yè)站址，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理性且距C、D、B點(diǎn)位置相等確認(rèn)Y點(diǎn)為新增站址位置。X和Y相距較近，則紅色圓區(qū)域?qū)儆趦?yōu)先選擇區(qū)，且等距點(diǎn)X、Y可以合并，取圓心位置為新增站址位置。

通過電信企業(yè)需求收集與整合及鐵塔公司主動預(yù)判站址，則可以輸出相應(yīng)的規(guī)劃站址需求庫。利用網(wǎng)格站址密度對比，網(wǎng)格內(nèi)基站數(shù)與行政村數(shù)量占比對比，判斷站址規(guī)劃的合理性，同時利用仿真結(jié)果分析驗(yàn)證站址規(guī)劃的準(zhǔn)確性。

四、仿真結(jié)果分析

對不同電信企業(yè)的規(guī)劃站址和所有物理站址（存量站址+需求整合+需求預(yù)判）進(jìn)行仿真，存量站址按現(xiàn)網(wǎng)天線掛高、方向角、下傾角設(shè)置，規(guī)劃站址根據(jù)規(guī)劃的天線掛高、方向角、下傾角設(shè)置。如果仿真結(jié)果滿足該電信企業(yè)目標(biāo)網(wǎng)覆蓋要求，則認(rèn)為站址規(guī)劃合理，如果不滿足則需對覆蓋差的區(qū)域進(jìn)行站址調(diào)整，調(diào)整后再進(jìn)行仿真驗(yàn)證，直至滿足電信企業(yè)目標(biāo)網(wǎng)覆蓋要求。本次仿真以區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀問題分析、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃結(jié)果效果驗(yàn)證以及輔助網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整等為目的。

以某市區(qū)內(nèi)移動規(guī)劃站址為例進(jìn)行仿真分析，仿真市區(qū)面積為68.94平方公里，仿真地圖采用市區(qū)5m電子地圖。規(guī)劃期內(nèi)移動新增需求站址68個，其中收集需求站址42個，主動預(yù)判站址16個。

上述仿真過程中，移動RSRP規(guī)劃期末≥-103dBm占比提升為5.74%，規(guī)劃期末≥-103dBm覆蓋面積提升3.96平方公里；規(guī)劃期末RS SINR有所改善，覆蓋面積有所提升，深度覆蓋、空洞補(bǔ)點(diǎn)問題得到一定程度解決，達(dá)到仿真指標(biāo)要求。

五、未來展望

無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)正逐漸由傳統(tǒng)蜂窩覆蓋向“分層化”方向發(fā)展，需要更多不同類型基站和解決方案來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。電信企業(yè)將以4G目標(biāo)網(wǎng)為基礎(chǔ)確定宏微結(jié)合的建設(shè)策略，采用以宏站為主、局部微站補(bǔ)盲補(bǔ)熱的立體異構(gòu)網(wǎng)架構(gòu)。同時加大室分業(yè)務(wù)拓展，滿足電信企業(yè)室內(nèi)覆蓋需求，能夠形成新的收入增長點(diǎn)，促進(jìn)行業(yè)共贏發(fā)展。因此鐵塔公司在后期的規(guī)劃中也將根據(jù)電信企業(yè)發(fā)展策略適當(dāng)考慮小微基站和部分室分站址的規(guī)劃。