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论文移动网络精细化覆盖控制研究方法
移动网络精细化覆盖控制研究
目录
一、概述3
1.1应用背景3
1.2技术原理3
二、预测覆盖控制6
2.1当前覆盖问题分析6
2.3覆盖控制实施步骤8
2.4盐城覆盖控制8
三、扫频覆盖控制9
3.1扫频测试实施9
3.2扫频测试问题案例10
四、基于RMS分析的覆盖控制13
4.1基于RMS分析的覆盖控制实施13
4.2RMS报告分析案例13
五、基于切换算法的软件覆盖控制15
5.1切换序列原理15
5.2切换序列应用16
六、总结30
一、概述
1.1应用背景
良好的覆盖是移动网络提供优质服务的基础，较好的覆盖控制可以起到事半功倍的效果。
随着移动网络的建设，在覆盖率不断提升的同时也带来了一些新问题：
大量的新增基站投入运行后增加了周边区域强信号叠加程度，给频率规划带来不变；由于工程调整时信息更新不及时或施工时接反线路，现网中也存在部分天馈接反或方位角与实际偏差较大的问题从而对周边网络造成影响；室分覆盖工程越来越多，部分工程设计不合理导致信号泄露从而引起掉话、未接通等事件。
从优化的空间上来看，在保证城市热点区域覆盖的情况下，优化的重点也在向县级城市及乡镇的深度覆盖转移，而通过精确的覆盖控制，可以明确的确定小区的覆盖范围，以此对频率及天馈的合理调整，可以很好的提高频率复用度，对基站比较密集的城区的覆盖和话音质量的提升有很大的帮助。
目前发现和处理覆盖问题的手段有2种：
一，传统的DT/CQT测试分析处理，缺点是不能及时发现问题，特别是不能预先发现问题，不能从面上集中处理覆盖问题；二，计算分析网络结构指数，缺点是偏重于理论，过于复杂，不便于实施。
盐城移动通过总结相关工作经验，提出预测、扫频、基于RMS报告分析相结合进行覆盖控制的方法。
该方法既利于大规模集中整治，也方便跟踪评估以及后期微调，符合了理论和实际相结合的指导思想。
1.2技术原理
1.2.1预测原理
天线的倾角可以根据天线的垂直半功率角（HPBW）、天线的挂高以及小区的设计覆盖范围（距离）来从公式中推导出来。
天线的覆盖范围和倾角的关系可以从下面的图标3中来说明。
其中，我们把半功率波瓣所覆盖到的C点，当成天线的理论覆盖范围（距离）。
因此，只有天线的倾角（机械倾角＋电子倾角）大于半功率角的时候，才能满足以上要求。
图表3天线倾角的计算方法
天线倾角的计算公式如下所示：
tilt＝arctan（H/C）＋HPBW/2
因此，天线倾角的理论预估步骤如下：
1、确定覆盖距离C
C一般采取在基站电子地图上手工量取，一般采取本小区与天线方向上相邻小区间距2/3的长度作为本小区覆盖距离。
2、根据C、H、HPBW，计算理论的tilt。
G网天线预测下倾角示例如下所示：
基站
CI
电倾角
实测机械下倾角
总下倾角
实测高度
预测覆盖距离
预测下倾（HPWR=10）
预测机械下倾
建议机械下倾
新生里西1
7271
8
8
20
350
8.274044544
8.27404454
8
新生里西2
7272
8
8
20
350
8.274044544
8.27404454
8
新生里西3
7273
8
8
20
350
8.274044544
8.27404454
8
徐州报社1
2733
4
4
20
300
8.819718634
4.81971863
4
徐州报社2
2734
4
4
20
300
8.819718634
4.81971863
4
徐州报社3
2735
4
4
20
300
8.819718634
4.81971863
4
恒生嘉苑1
5434
4
4
48
1000
7.750197417
3.75019742
3
恒生嘉苑2
5435
2
2
48
1000
7.750197417
5.75019742
3
恒生嘉苑3
5436
2
2
48
1000
7.750197417
5.75019742
3
D网天线预测下倾角示例如下所示：
基站
CI
电倾角
实测机械下倾角
总下倾角
实测高度
预测覆盖距离
预测下倾（HPWR=6）
预测机械下倾
建议机械下倾
DCS丰财1
7960
3
2
5
30
500
6.437746771
3.43774677
3
DCS丰财2
7961
3
2
5
30
500
6.437746771
3.43774677
3
DCS检察院搬迁1
10438
3
3
6
35
600
6.342253805
3.3422538
3
DCS检察院搬迁2
10439
3
3
6
35
600
6.342253805
3.3422538
3
DCS检察院搬迁3
10440
3
3
6
35
600
6.342253805
3.3422538
3
DCS食品大楼1
7986
3
2
5
30
500
6.437746771
3.43774677
3
DCS食品大楼2
7987
3
2
5
30
500
6.437746771
3.43774677
3
DCS食品大楼3
7988
3
2
5
30
500
6.437746771
3.43774677
3
根据不同场景，还可对公式做出调整。
高话务地区（市区）天线计算公式：
天线下倾角=arctag（H/D）+垂直半功率角/2
低话务地区（农村、郊区等）天线计算公式：
天线下倾角=arctag（H/D）（可加修正值）
1.2.2扫频测试
使用TEMS软件进行扫频测试，然后进行全面分析，找出过覆盖、弱覆盖、覆盖异常以及信号泄露等问题，再结合实际情况做出相关调整工作。
通过扫频测试能提供一个良好的覆盖效果图，同时也可以根据各个频点（BCCH）来显示各个频点的覆盖情况，通过显示单个频点的各个BSIC来区分各个小区的覆盖范围，从而达到调整各个小区的覆盖趋向合理化。
由于扫频测试提供了各个频点（BCCH）的覆盖效果图，同时能通过相同频点的不同BSIC来区分各个小区的覆盖情况，因此也比较直观的显示了小区的覆盖情况，从而达到对小区进行覆盖验证的效果。
对产生越区现象的小区进行调整，保证小区覆盖趋向合理。
室分系统信号泄露不但增加网络复杂度，还容易导致掉话、未接通等事件，严重影响路测指标，通过扫频测试也能及时发现并处理解决。
1.2.3RMS报告分析
在RMS报告中，主要包含的数据有MS、BS平均的发射功率，上、下行平均接收电平，上、下行平均接收质量，上、下行路径损耗差，平均的TA，上、下行采样点，呼叫次数和平均通话时间。
了解了这些信息，我们主要通过对TA的分布情况，对现网中存在的问题给予分析
TA分布情况分析
TA值反应移动台与服务小区的间传播距离，每1级代表550米。
TA值越大，则表明小区的覆盖半径越大，实际的覆盖范围也越大。
通常TA值反应两类问题，TA值过小，覆盖范围过小，造成弱覆盖区域或覆盖盲点，农村的基站稀疏区域的问题较为突出；TA值过大，覆盖范围过大甚至越区覆盖，产生频率干扰或小区话务拥塞，这点市区等密集覆盖区域的问题较为突出。
二、预测覆盖控制
2.1当前覆盖问题分析
2.1.1TA分析
Alcatel区域各地区TA分布如下图：
由上图可以看到，南京的TA最小，宿迁的TA最大，盐城TA平均值为1.85，略偏大。
由此可知，盐城当前网络覆盖主要问题为过覆盖
2.1.2分场景覆盖分析
根据地理位置将小区分为市区、县城、农村三种类型。
再利用不同场景区域的面积和基站数、越区系数，算出小区理论覆盖距离，具体如下：
a、平均基站面积=地域面积/（小区数/3）
b、理论站间距=2
（平均基站面积/∏）（利用圆周率计算）
c、理论覆盖距离=理论站间距（km）*越区系数
序号
区域
地域面积（sp.km）
小区数
平均基站面积
理论站间距（km）
越区系数
理论覆盖距离（km）
实际覆盖距离（km）
1
市区
183.7
1452
0.04217
0.11586
2.6
0.3
0.87
2
县城
341.97
1788
0.06375
0.14245
2.3
0.36
1.057
3
农村
14788.03
3660
1.34681
0.65476
1.5
0.98
2.356
由各区域天线平均挂高及理论覆盖距离，算出各地区天线下倾角基准值，对比当前盐城各地区天线下倾角均值，如下表：
天线平均挂高
理论覆盖距离
下倾角基准值
当前下倾角均值
市区
23．41
300
9.46
3.74
县城
34.84
360
10.53
1.79
农村
38.96
980
7.27
1.18
2.3覆盖控制实施步骤
（1）更新基站数据，尤其是基站经纬度、天线挂高、方位角、天线类型及倾角等工程参数最新准确数据。
（2）根据前期准备好的工程参数，计算天线理论倾角。
（3）对照基站原工程参数，结合计算出来的倾角及实际情况确定调整计划。
（4）安排工程人员按计划实施，并根据现场情况做进一步微调，并记录调整结果。
（5）安排扫频测试或者DT/CQT测试，评估调整效果。
2.4盐城覆盖控制
经过三批次调整，共涉及498个小区天线倾角调整等工作，最终完成盐城市区按理论计算结果进行的覆盖控制；经过近三个月调整，完成各县城覆盖控制调整。
调整详细计划表示例如下：
通过相关调整，天线倾角均值增大，过覆盖现象明显减少，如下图所示。
天线平均挂高
理论覆盖距离
下倾角基准值
当前下倾角均值
市区
23．41
300
9.46
6.33
县城
34.84
360
10.53
6.78
农村
38.96
980
7.27
3.21
由于覆盖控制得到改善，话音质量也得到提升，如下图所示：
三、扫频覆盖控制
3.1扫频测试实施
由于密集扫频测试提供了各个频点（BCCH）的覆盖效果图，同时能通过相同频点的不同BSIC来区分各个小区的覆盖情况，因此也比较直观的显示了小区的覆盖情况，从而达到对小区进行覆盖验证的效果。
也就能明显的发现越区覆盖的小区并进行合理调整，从而保证小区的合理覆盖
扫频测试针对市区等网络对900/1800频段分别进行测试，道路要尽可能全面细致，然后通过详细分析，发现覆盖问题。
通过扫频测试可以发现过覆盖、天线反接以及室分信号泄露等覆盖问题。
扫频问题汇总表示例如下：
3.2扫频测试问题案例
（1）Z_东方绿苑室分信号泄露问题
扫频测试在迎宾大道近东方绿苑发现Z_东方绿苑在该路段的接收电平在-60dBm到-70dBm左右，具体情况如下图：
Z_东方绿苑整改前泄漏情况
整改完成之后，在道路基本上无泄漏信号，泄漏基本已得到控制。
具体情况如下图：
z_东方绿苑整改后泄漏情况
（2）无管会3过覆盖问题
无管会3越区覆盖
前期通过理论计算时，已经发现无管会3小区天线倾角设置不合理，已安排将下倾角调整为8度。
然而扫频测试仍然发现无管会3存在过覆盖现象，如上图所示。
于是将安排下倾角调整调整为12度，过覆盖现象得到解决，如下图所示。
无管会3越区覆盖解决
（3）洪武学校东2小区的越区覆盖
从数据上看，洪武学校东2小区属于明显的越区覆盖，TA达到了4，通过下压天线倾角，使覆盖得到了控制。
洪武学校东2越区覆盖解决
四、基于RMS分析的覆盖控制
4.1基于RMS分析的覆盖控制实施
在RMS报告中，主要包含的数据有小区上下行平均电平，上下行平均质量，小区平均TA，以及不同TA分布下的采样点数，这样可以精确判断小区的主要覆盖范围的大小，对于TA较大，采样点很多的小区需通过下压天线倾角来进行覆盖控制。
4.2RMS报告分析案例
下表为RMS报告结合话务报告对话务量较高的一些小区进行分析，通过电平，采样点，TA的分布情况来判断小区是否存在越区覆盖现象。
CellNameCN
TRX
TSerl
TCHerl
MSTXPWR
BSTXPWR
UL_LEV
DL_LEV
UL_Qual
DL_Qual
TA
High
DownTilt
410分局1
4
0.87
24.40
24.39
33.68
-82.34
-76.20
0.21
0.17
3.15
30
2
陈港二2
4
1.04
29.01
28.67
40.87
-85.67
-79.65
0.39
0.23
6.19
63
2
陈港三2
3
0.88
18.57
25.21
30.00
-80.28
-77.20
0.15
0.18
1.71
40
2
射阳供电局3
4
1.03
28.87
24.70
34.55
-83.49
-77.14
0.22
0.52
3.51
36
2
广电西1
3
1.02
21.44
27.18
38.32
-84.55
-79.72
0.21
0.18
6.31
51
2
汇源集团1
4
0.81
22.82
25.67
35.54
-83.17
-76.20
0.39
0.42
2.89
28
2
人民医院2
4
0.87
24.40
24.87
35.10
-78.49
-73.05
0.68
0.31
4.79
45
2
五洲宾馆3
4
0.81
22.55
23.76
33.34
-81.65
-73.74
0.17
0.20
1.68
38
2
信用社3
4
0.94
26.30
23.89
32.53
-81.52
-75.62
0.24
0.26
2.74
38
2
信用社4
4
0.91
25.55
24.53
31.70
-80.21
-75.10
0.50
0.35
2.06
38
2
中心站3
4
0.85
23.85
24.18
33.22
-80.15
-75.44
0.18
0.14
4.33
41
2
阜宁总工会2
2
0.84
11.71
20.76
28.37
-76.40
-71.22
0.22
0.18
2.43
0
2
从上表可以看出，结合RMS报告分析，各小区的上下行覆盖电平，发射功率，接收质量均没有太大问题，但从TA数据显示陈港二2小区和广电西1小区的覆盖距离明显偏远。
以响水广电西1小区为例，小区的平均TA达到了6.3，实际覆盖半径超过了3KM，对照基站数据天线高51米，下倾2度。
（广电西1小区覆盖范围示意图）
从地理位置图上看，广电西基站的3个扇区平均覆盖范围都超过了3KM，以广电西1小区来看，该小区的越区覆盖可能造成了其东侧城区部分小区的覆盖范围偏小。
通过下压天线倾角，小区覆盖最终得以控制
五、基于切换算法的软件覆盖控制
在DT的测试分析中，我们发现小区的切换过程往往存在不合理的现象：
切换杂乱、频繁切换、切换到不合理的较远小区等等，这主要是因为在切换的判决过程中（尤其是紧急切换判决过程中），切换判决时间较短，无线电波传输过程中的快衰落等影响，使得网路对目标小区的选择带有很大的不准确性，同时也不排除部分小区存在不合理的覆盖问题造成不合理的切换判决。
不合理的切换，会对手机用户造成负面的主观感受，同时也会对DT测试过程造成质差/掉话的风险。
因此可以通过对部分越区不明显的小区，可以通过ALCATEL切换控制参数中小区级切换优先级（priority）参数在不同场景下的优化配置，达到形成最佳的切换序列，使切换更加合理，减少不合理的切换，提升DT测试的网络质量。
5.1切换序列原理
形成切换序列的方法目前主要有两种：
Ø调整HOMARGIN：
针对不同邻区调整切换门限（传统方法）；
Ø调整priority：
针对不同的邻区设置切换优先级（本文研究方法）。
切换序列调整的原理，是在相关邻区已达到切换条件的情况下，通过配置不同邻区的Priority参数改变邻区在候选小区列表中的次序，从而影响切换行为。
当存在满足切换条件但优先级Priority不同的几个邻区时，优先级Priority较高的邻区的在候选小区列表中排序更高，服务小区将优先向该邻区切换。
如此，则可形成构想中的切换序列，如图2所示。
Ø图2切换序列的形成原理
ØCandidatecellpriority可以针对每对邻区关系进行设置，设置范围：
0～5（0为最高）。
全网该参数一般统一按照缺省值设置为0。
我们在切换序列应用研究中，主要对以下3种不同的场景进行了优化试验：
Ø交通干线：
包括高速公路、铁路，特点是线路单一、单频组网环境；
Ø室分系统：
主要针对路测过程中存在室分泄漏的小区；
Ø市区道路：
主要针对路测时不合理的切换小区。
5.2切换序列应用
5.2.1交通干线
交通干线的的小区覆盖特点是：
线路单一、单频组网。
一般从地理上可以形成明确的小区切换序列，由于单频组网，候选小区评估中没有优选层的考虑，切换优先级的设置可以对候选小区进行不同的优先排列。
我们下面以宁靖盐高速公路和新长铁路**段的优化试验说明交通干线切换序列的应用。
优化内容：
宁靖盐高速公路**段、新长铁路**段
优化目的：
形成干线切换序列小区，防止路测时向非干线主覆盖干线的小区切换
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c优化方法：
干线主覆盖服务小区间邻区切出Candidatecellpriority参数设为最高等级0，对其它非主覆盖邻区切出的等级降低，Candidatecellpriority参数设为3。
优化概述：
交通干线尤其是铁路车辆行驶速度一般较快，对合理切换的需求较高。
由于信号不稳定或存在越区覆盖现象，有时必然会产生不合理切换，此时一般不能及时回切到合适的小区，从而导致质差甚至掉话。
因此，交通干线切换序列调整的主要措施为干线主覆盖小区间的切换Candidatecellpriority设为0（最高），使路测时手机尽量占用此类小区；同时对其他非干线主覆盖小区的切换优先级设置为3，路测时尽量避免切换到非干线主覆盖小区。
案例一：
宁靖盐高速公路**张庄段切换序列调整
对该路段26对邻区对进行切换序列调整，具体调整方案如下表：
切换序列方案实施之前，该路段的切换较为混乱，测试过程中切出主覆盖服务小区占用越区信号的现象较多；通过切换序列方案的配置调整后，切换基本按照主覆盖服务小区连续有序切换，减少了切换次数，基本不再占用越区覆盖信号，语音质量也有所提升，如表格1所示：
表格1
调整路段
接收电平（>-90dbm）
语音质量
掉话
未接通
切换次数
参数修改前
100%
97.77%
0
0
15
参数修改后
100%
98.08%
0
0
13
参数调整前后小区占用对比示意图，如图1、2所示：
图1调整之前小区切换占用示意图
图2调整之后小区切换占用示意图
从话务指标的评估来看，对比相关小区话务量、SD掉话率、SD拥塞率、TCH掉话率、TCH拥塞率、TCH分配失败率等指标，总体指标较为平稳，如表格2：
表格2
宁靖盐部分路段切换序列
D355（忙时SDCCH总话务量）
D363（忙时话音信道总话务量）
SCR（SDCCH拥塞率）
SDR（SDCCH掉话率）
TDR（TCH掉话率）
TCR_NOHO（TCH拥塞率（不含切换））
TCR_HO（TCH拥塞率（含切换））
TAFR（话音信道分配失败率）
D405（TAFR_HO话音信道分配失败率（含切换））
调整前
1.63
7.69
0
0.12
0.40
0.092
1.122
0.49
1.58
调整后
1.24
7.43
0
0.13
0.32
0.062
0.900
0.51
1.41
案例二：
新长铁路**富安段
对该路段40对邻区对进行切换序列调整，具体调整方案如下表：
切换序列方案实施之前，该路段的切换较为混乱，测试过程中切出主覆盖服务小区占用越区信号的现象较多；通过切换序列方案的配置调整，现切换基本按照主覆盖服务小区连续有序切换，减少了切换次数，基本不再占用越区覆盖信号，语音质量也有所提升，如表格3所示：
表格3
铁路调整
接受电平质量（>90dbm）
语音质量
掉话
未接通
路段切换次数
修改参数前
98.85%
95.58%
1
2
32
修改参数后
98.76%
95.90%
0
0
12
问题路段调整前后，小区切换占用对比示意图，如图5、图6所示：
图3调整之前切换占用示意图
图4调整之后切换占用示意图
5.2.2室分系统
路测过程中的室分泄漏占用对测试质量有较大的影响，往往会造成质差/掉话。
一般首先对室分泄漏信号进行整改，降低泄漏信号电平。
但有时效果不好，不能根本解决室分泄漏占用问题。
而从参数上利用切换序列的设置方法，避免路测过程中室分泄漏信号的占用，可以达到较好的效果。
我们下面以**市区室分泄漏小区的优化试验说明室分系统切换序列的应用。
优化内容：
对存在信号泄漏的室分系统进行切换序列调整
优化目的：
防止路测时占用室分系统泄漏信号
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c优化方法：
路测小区向室分系统信源小区切入Candidatecellpriority降低，设置为4（与市区道路切换序列调整有所区别，保证道路测试中对室分切入的优先级最低）；其他切换优先级设置为0。
优化概述：
由于工程设计等问题，某些室分系统存在较为严重的信号泄漏。
泄露信号一般电平时高时低，极不稳定；频率干扰现象较为严重；邻区偏少，不能及时切出。
因此，路测占用泄漏信号时，容易产生未接通、掉话、切换失败等事件，对测试指标影响较大。
虽然工程整改可以降低泄漏信号的强度，但无法彻底避免信号泄漏，路测时仍有可能切换到信号泄漏的小区。
而通过切换序列配置，可使路测过程中手机占用泄漏信号的可能性进一步降低，
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