基于ATU的高速公路移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案設(shè)計

王艷玲 齊天宇 周宇航 甘晨陽 任春睿 長春光華學(xué)院

1 高速公路網(wǎng)絡(luò)覆蓋特性分析

相比市區(qū)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作，高速公路覆蓋網(wǎng)絡(luò)具有以下特點：

（1）移動臺切換/重選頻繁： 移動臺隨車輛在高速公路上的移動速度一般在100Km/h 以上。郊區(qū)場景下，單個小區(qū)的典型覆蓋范圍為1km，假定車輛運行速度為100km/h，則汽車穿越小區(qū)覆蓋范圍所用時間為36秒，即移動臺平均每36 秒就要發(fā)生一次切換或者重選。

（2）車體的屏蔽衰耗：汽車車體的金屬屏蔽以及車窗貼膜的等因素通常會對無線信號造成5-10dB 的衰落。

（3）復(fù)雜路況的影響：高速公路所經(jīng)過的地形往往復(fù)雜多變，有平原、高山、樹林、隧道等，還要穿過鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)，所以對其無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃一定要在充分勘查的基礎(chǔ)上具體對待各段公路?？臻g宏基站基本不能對隧道進行有效覆蓋，在隧道內(nèi)60米處將達(dá)到40dB以上的衰耗。在無線網(wǎng)絡(luò)投入運行后，還要全面進行路測，發(fā)現(xiàn)問題，及時加以調(diào)整和改進；空間宏基站基本不能對隧道進行有效覆蓋，在隧道內(nèi)60 米處將達(dá)到40dB以上的衰耗?！癡”型道路、穿山道路引起的快衰落最高能夠達(dá)到30db以上。

2 高速公路移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前準(zhǔn)備工作

數(shù)據(jù)采集是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的前提和基礎(chǔ)，主要包括：基站相關(guān)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場勘察數(shù)據(jù)、路測相關(guān)數(shù)據(jù)等等。

2.1 基站相關(guān)數(shù)據(jù)

基站相關(guān)數(shù)據(jù)主要包括：站名、站號、LAC號、配置、頻點、經(jīng)緯度、天線高度、天線增益、天線半功率角(垂直和水平)、方位角、俯仰角、基站類型等。同時準(zhǔn)備標(biāo)明站號、頻點、BSIC、方位角(天線方向)的地圖；記錄目前系統(tǒng)版本和支持的特殊功能清單等。

2.2 現(xiàn)場勘察數(shù)據(jù)

針對需要調(diào)整的基站到現(xiàn)場進行勘察，主要包括核實基站相關(guān)參數(shù)準(zhǔn)確性、天線主瓣覆蓋方向是否正確、天線周邊是否存在山體、建筑物等阻擋。利用照相機對周邊環(huán)境進行拍照作為優(yōu)化階段的參考數(shù)據(jù)之一。

2.3 路測相關(guān)數(shù)據(jù)

通過路測設(shè)備對存在問題的地方進行實地路測測試，可以將測試點附近的接收電平、接收質(zhì)量、所占用的小區(qū)和信道、Layer3消息、6個最強鄰小區(qū)、切換等數(shù)據(jù)記錄下來。重點分析路測中發(fā)現(xiàn)的問題，如所測數(shù)據(jù)與理論設(shè)計數(shù)據(jù)不符合、掉話、非信號強度引起的通話質(zhì)量差、阻塞、不正常切換、信號電平低、TA過大、信號盲區(qū)。然后在分析路測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，檢查修改鄰區(qū)關(guān)系和切換參數(shù)、調(diào)整天線傾角和方向、查找干擾來源、分析空中接口的信令接續(xù)過程、發(fā)現(xiàn)天饋系統(tǒng)的安裝錯誤等。

3 高速公路優(yōu)化流程

（1）首先解決優(yōu)化覆蓋，梳理切換重選關(guān)系：確定主覆蓋小區(qū)，確保測試中只占用主覆蓋小區(qū)，保證主覆蓋小區(qū)之間存在一定的交疊度。

（2）其次規(guī)整頻率：保證主覆蓋小區(qū)主BCCH頻點及TCH頻點干凈，無頻點干擾，多載頻的小區(qū)TCH開啟跳頻。

（3）及時關(guān)注容量：在主覆蓋小區(qū)優(yōu)化好的基礎(chǔ)上觀注擁塞情況，及時進行信道調(diào)整或擴容。

（4）隨時關(guān)注設(shè)備狀態(tài)：在確定主覆蓋小區(qū)的基礎(chǔ)上，定時監(jiān)控主覆蓋小區(qū)的隱性故障及告警，出現(xiàn)問題及時處理[10]。

（5）定期核查關(guān)鍵參數(shù)：列出主覆蓋小區(qū)影響測試穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)，定期進行核查。

（6）最終確定保障方案：并不是所有的優(yōu)化問題都能通過上面的5條解決，最終對疑難問題形成保障方案，通過保障方案進行疑難問題臨時規(guī)避。

4.高速公路移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案設(shè)計

ATU（Auxiliary Test Unit），是中國移動公司采用的一種測試自動路測工具，測試網(wǎng)絡(luò)包括GSM、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和TDD-LTE，目的是保證數(shù)據(jù)的真實性，并對網(wǎng)絡(luò)進行全方位的檢測。測試設(shè)備可以同時5網(wǎng)10模同測，進行對比網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率、接通率、話音質(zhì)量、語音質(zhì)量、MOS質(zhì)量，以評估與競爭對手各個網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)對比，并采取自動路測方式，數(shù)據(jù)直接上傳服務(wù)器，減少人力資源，保證數(shù)據(jù)的真實性，現(xiàn)亦是CMCC內(nèi)部考核的一個重要工具。

4.1 高速公路移動網(wǎng)絡(luò)問題分析

高速公路優(yōu)化方案設(shè)計開始之前，主要存在以下3個問題：

（1）弱覆蓋：高速公路沿線由于山體和樓房阻擋，加上部分路段現(xiàn)有覆蓋站點間距較大、基站高度不足或站點位置不理想等原因?qū)е赂咚俟反嬖谝欢ㄈ跣盘枀^(qū)域，在規(guī)劃工程站點開通前，測試覆蓋率指標(biāo)較低，容易發(fā)生弱信號質(zhì)差掉話。

（2）切換序列不穩(wěn)定：大部分高速公路是高架路，會收到較多干擾雜亂信號，若主覆蓋小區(qū)不明顯，容易發(fā)生頻繁重選或切換到非主覆蓋小區(qū)后造成測試異常事件，影響語音質(zhì)量。

（3）切換帶不足：因建筑物或山坡遮擋造成占用小區(qū)信號變化頻繁，隨之發(fā)生頻繁切換或無法及時切換，也容易使掉話率、接通率和語音質(zhì)量指標(biāo)不理想。

4.2 高速公路移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案設(shè)計

基于移動覆蓋區(qū)域內(nèi)各條高速公路優(yōu)化前的情況分析，設(shè)計出高速優(yōu)化方案，共分為以下三個步驟：

（1）加強覆蓋，解決覆蓋漏洞，保證沿線覆蓋強度

網(wǎng)優(yōu)先通過天線調(diào)整來改善弱覆蓋情況。首先，考慮到語音最低信號強度、切換最低信號強度和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對信號強度需求3方面因素，建議車內(nèi)測試設(shè)備的接收電平至少達(dá)到-80dBm以。然后，可以通過掃頻結(jié)果或者ATU覆蓋分析工具將鐵路或高速沿線覆蓋測試數(shù)據(jù)進行處理，找出超過連續(xù)出現(xiàn)接收電平低于覆蓋要求的問題路段進行原因分析。最后，根據(jù)問題點分析結(jié)果，通過增加新站或者天饋調(diào)整的方法使主服務(wù)小區(qū)電平強度滿足覆蓋要求。

（2）優(yōu)化切換序列，解決信號雜亂路段

控制過覆蓋小區(qū)，確保沿線主服務(wù)小區(qū)覆蓋強度能夠穩(wěn)定凸顯出來，非主覆蓋小區(qū)信號強度得到控制，減少冗余切換。首先，從覆蓋強度、信號質(zhì)量、覆蓋距離和接收電平穩(wěn)定性方面進行考慮，建議將覆蓋距離大于100米、占用時間超過10秒、質(zhì)量和電平比較理想的沿線小區(qū)作為候選主覆蓋小區(qū)。其次，通過ATU切換分析工具處理結(jié)果提取出當(dāng)前切換情況進行分析，發(fā)掘出切換次序混亂、切換成功率較低的問題區(qū)域進行原因分析。最后，根據(jù)問題點分析結(jié)果，通過天饋調(diào)整為主，參數(shù)調(diào)整為輔的方式進行調(diào)整并梳理出高速沿線的主覆蓋目標(biāo)小區(qū)。

（3）強化小區(qū)接續(xù)穩(wěn)定性，避免指標(biāo)波動較大

合理設(shè)置切換點，使切換發(fā)生在信號穩(wěn)定路段，降低高速移動因阻擋快速衰減而發(fā)生弱信號掉話的危險。確保主覆蓋小區(qū)之間都有足夠的重疊覆蓋區(qū)域，進一步穩(wěn)定切換序列并壓縮切換次數(shù)，以小區(qū)參數(shù)調(diào)整為主要優(yōu)化手段。切換點優(yōu)化主要是進行主覆蓋小區(qū)之間重疊覆蓋區(qū)域優(yōu)化，目的是提高切換和小區(qū)重選的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)更有效的連續(xù)覆蓋。

首先，建議相鄰兩個主覆蓋小區(qū)之間保留足夠的重疊覆蓋距離，至少需要滿足：移動速度(米/秒) × 小區(qū)重新判決時間（＞5秒）× 2（雙向）。其次，通過切換序列分析結(jié)果盡量采用層優(yōu)先級較高小區(qū)作為主覆蓋，層優(yōu)先級較低小區(qū)作為輔助覆蓋小區(qū)，保持主覆蓋切換序列的連續(xù)性，避免出現(xiàn)測試設(shè)備切換或重選到序列外情況。最后，根據(jù)上述分析結(jié)果，通過參數(shù)調(diào)整為主，天饋調(diào)整為輔的方式提高測試指標(biāo)。

此外，為進一步提高高速公路主覆蓋小區(qū)切換序列穩(wěn)定性，減少意外情況對高速公路測試效果的影響，推出臨時保障措施如下：首先通過參數(shù)調(diào)整突出主覆蓋小區(qū)，進一步降低測試風(fēng)險；其次高速公路黑點臨時應(yīng)急方案，例如設(shè)置應(yīng)急車及臨時直放站；最后加強高速公路拉網(wǎng)測試分析及沿線設(shè)備故障檢查。

5 結(jié)束語

本優(yōu)化方案基于ATU，能夠解決高速公路頻點干擾、切換序列不穩(wěn)定、弱覆蓋等實際問題，保證乘客的通信感受和服務(wù)質(zhì)量，對高速公路網(wǎng)絡(luò)性能的提升具有重要的作用。