1 概述
中國(guó)聯(lián)通4G網(wǎng)絡(luò)已頗具規(guī)模,人員集中區(qū)域 、重點(diǎn)區(qū)域、交通道路等都已有了4G良好覆蓋,且城區(qū)4G宏網(wǎng)建設(shè)已趨于飽和,提升深度覆蓋是當(dāng)前重點(diǎn)任務(wù)。
查漏補(bǔ)缺、精細(xì)補(bǔ)點(diǎn)已成為建設(shè)工作重點(diǎn),但在大網(wǎng)成熟的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下面臨著以下2點(diǎn)難題。
a) 如何精準(zhǔn)識(shí)別弱覆蓋區(qū)域、發(fā)現(xiàn)問題?如何區(qū)分是室內(nèi)問題還是室外問題,是室內(nèi)高層問題還是低層問題?
b) 站點(diǎn)規(guī)劃選址落地難,如何規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)建宏站還是建微站?建在哪里?宏站和微站如何協(xié)同?如何精準(zhǔn)規(guī)劃?
針對(duì)上述典型的幾個(gè)問題,以MDT數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)立體評(píng)估解決方案應(yīng)運(yùn)而生。圍繞樓宇360°沙盤式呈現(xiàn)熱點(diǎn)和痛點(diǎn),以高精度數(shù)據(jù)源從覆蓋、流量、室內(nèi)外等角度進(jìn)行全面的3D分析。做到精準(zhǔn)識(shí)別、聚焦高回報(bào)區(qū)域,精準(zhǔn)投資;聚焦 “點(diǎn)線面”深度覆蓋,方案精準(zhǔn)匹配規(guī)劃。
2 適用場(chǎng)景
立體化評(píng)估在立體上進(jìn)行無線質(zhì)量的呈現(xiàn),更加直觀地發(fā)現(xiàn)建筑物室內(nèi)的深度覆蓋問題,進(jìn)而指導(dǎo)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化建設(shè)。
從建筑物特征維度考慮,適用于以下場(chǎng)景。
a) 辦公大樓,大型商場(chǎng)(存在室外打室內(nèi)站點(diǎn))。
b) 高層居民樓宇(存在室外打室內(nèi)站點(diǎn))。
從室內(nèi)運(yùn)維維度,適用于以下場(chǎng)景。
a) 室內(nèi)可視:室內(nèi)覆蓋、用戶、速率、KPI等評(píng)估定位到樓層,立體可視。
b) 室內(nèi)優(yōu)化:室內(nèi)故障定位到樓層,提升室內(nèi)排障效率。
c) 室內(nèi)規(guī)劃:室內(nèi)深度覆蓋,精準(zhǔn)指導(dǎo)室外打室內(nèi)宏站和室內(nèi)微站的建設(shè)。
同時(shí),存在如下應(yīng)用限制。
a) 因計(jì)算的數(shù)據(jù)量大,規(guī)劃效率優(yōu)先,不建議大規(guī)模批量掃網(wǎng)應(yīng)用。
b) 不支持站間距超過800 m場(chǎng)景。
c) 不支持DAS、RRU拉遠(yuǎn)、SFN(小區(qū)合并)、全向站、帶狀RRU級(jí)聯(lián)(高鐵場(chǎng)景、泄露電纜)、孤站、隧道場(chǎng)景。
3 技術(shù)原理
3.1 評(píng)估規(guī)劃能力
表1給出了規(guī)劃工具及要求。
表1 規(guī)劃工具及要求
3.2 定位關(guān)鍵技術(shù)
3.2.1 MDT(Minimization of Drive-Test)
MDT利用商用終端上報(bào)位置與測(cè)量信息,如果終端支持GPS/A-GPS,則可同時(shí)上報(bào)GPS信息與信號(hào)測(cè)量結(jié)果,帶GPS的MDT測(cè)量報(bào)告可以達(dá)到20 m內(nèi)定位精度。
適用性:采用3GPP R11標(biāo)準(zhǔn)化。2014年高通發(fā)布支持MDT芯片,之后高通芯片終端均支持MDT。
精度:定位精度達(dá)到20~30 m(GPS/A-GPS可用場(chǎng)景)。
3.2.2 RF指紋庫匹配定位(RFPM)
利用MDT MR建立射頻指紋庫,通過MDT MR與普通MR根據(jù)指紋庫方式匹配(指紋庫包括主小區(qū)、鄰區(qū)的PCI、RSRP、經(jīng)緯度),確定普通MR的經(jīng)緯度,可以顯著提升整體MR水平定位精度,密集城區(qū)水平定位精度可達(dá)40~80 m。
3.2.3 室內(nèi)外區(qū)分
利用六大特征(電平特征、運(yùn)動(dòng)特征、小區(qū)特征、切換特征、地物特征、鄰區(qū)特征)構(gòu)建室內(nèi)外特征庫,根據(jù)呼叫日志推斷用戶行為,多維度判定MR室內(nèi)外屬性與建筑物歸屬(見圖1)。
3.2.4 基于數(shù)據(jù)分析的立體定位
基于高精度立體電子地圖,利用大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)3D立體定位。建立樓宇周圈MR特征庫,依據(jù)MDT定位確定樓宇周圈柵格MR、統(tǒng)計(jì)提取MR特征庫按會(huì)話建立用戶位置特征值:CHR提取會(huì)話信息,對(duì)每次業(yè)務(wù)會(huì)話建立特征值。依據(jù)會(huì)話特征值匹配特征庫確定層高:依據(jù)會(huì)話特征值與周圈特征庫、計(jì)算距離判定會(huì)話MR層高(見圖2)。
經(jīng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證,準(zhǔn)確度在80%以上。
3.3 規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)
3.3.1 場(chǎng)景識(shí)別
針對(duì)電子地圖樓宇描述參數(shù)識(shí)別建筑物類型與街區(qū)布局,精準(zhǔn)匹配建筑物場(chǎng)景。利用室內(nèi)弱覆蓋柵格數(shù)據(jù)及3D立體地圖,結(jié)合高度、面積、樓間距、飽和度等信息達(dá)到建筑物精準(zhǔn)識(shí)別,并區(qū)分出建筑物的基本屬性如:多棟高層、獨(dú)棟高層、中低層、城中村、商業(yè)樓宇、辦公樓宇、街道等。
3.3.2 分層智能規(guī)劃
以自然街區(qū)為單位,依據(jù)建筑物布局兼顧覆蓋提升與干擾控制,智能規(guī)劃最佳站址與最優(yōu)RF參數(shù)(見圖3)。
布局掃描:自動(dòng)搜索街區(qū)邊界,掃描建筑物布局與遮擋關(guān)系,篩選備選站址。
分層規(guī)劃:低層弱覆蓋采用“九宮格”搜索算法,依據(jù)連續(xù)弱覆蓋區(qū)域形狀與建筑物遮擋情況選擇合理建設(shè)位置。高層弱覆蓋掃描備選站址周邊樓宇匹配“高層對(duì)打”或“以低打高”等覆蓋方案。大型建筑物/弱覆蓋直接推薦室分。
干擾鎖定:根據(jù)建筑布局選擇最優(yōu)RF設(shè)置,防止信號(hào)外泄。自擾嚴(yán)重區(qū)域給出SFN配置建議。
3.3.3 場(chǎng)景化解決方案匹配
根據(jù)建筑物布局靈活采用高層對(duì)打、低層上打解決覆蓋問題(見圖4)。
選擇設(shè)備:根據(jù)候選站址與目標(biāo)樓宇相對(duì)位置及候選產(chǎn)品參數(shù)選擇滿足條件設(shè)備。
優(yōu)選站址:對(duì)候選站址覆蓋增益效果對(duì)比優(yōu)選,選定增益最佳站址。
優(yōu)化參數(shù):根據(jù)站址與產(chǎn)品選擇優(yōu)化RF參數(shù)(安裝高度、下傾角、方向角……)。
4 評(píng)估流程
數(shù)據(jù)采集輸入→平臺(tái)→結(jié)果輸出。
4.1 數(shù)據(jù)源要求
數(shù)據(jù)源要求如表2所示,數(shù)據(jù)源規(guī)格要求如表3所示。
4.2 MR及Polygon注意事項(xiàng)
建議數(shù)據(jù)量超過200 GB或規(guī)劃面積超過100 km2時(shí)切割數(shù)據(jù)或Polygon。建議按100 km2左右劃分Polygon,然后把MR數(shù)據(jù)按Polygon區(qū)域整理,盡量保證MR數(shù)據(jù)和Polygon匹配。
4.3 數(shù)據(jù)輸出
數(shù)據(jù)輸出情況如表4所示。
5 應(yīng)用情況
通過采集MR、NIC話統(tǒng)、KPI指標(biāo)等數(shù)據(jù),利用廠家平臺(tái)和工具,對(duì)長(zhǎng)沙、衡陽等城市進(jìn)行3D立體分析并輸出基于覆蓋3D渲染圖。
3D覆蓋分析結(jié)果如表5和圖5所示。
a) 中度弱覆蓋建筑物。長(zhǎng)沙岳麓區(qū)共1 004棟,占總建筑物的13.5%;衡陽共4 204棟,占總建筑物的10.2%。
b) 重度弱覆蓋建筑物。長(zhǎng)沙岳麓區(qū)共803棟,占總建筑物的10.8%;衡陽共2 560棟,占總建筑物的5.8%。
5.1 典型弱覆蓋區(qū)分析
5.1.1 長(zhǎng)沙岳麓區(qū)
存在3處弱覆蓋樓宇集中區(qū)域:湖南大學(xué)北側(cè)紅葉樓附近、師大天馬公寓內(nèi)及科教新村內(nèi)、天馬安置小區(qū)。為驗(yàn)證3D分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性對(duì)以上3個(gè)區(qū)域進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如表6所示。
3個(gè)區(qū)域由于建筑物密集、周邊宏站遮擋導(dǎo)致無法很好完成室內(nèi)深度覆蓋,建議基于評(píng)估結(jié)合樓宇分布通過桿微站增強(qiáng)覆蓋。
5.1.2 衡陽市區(qū)
衡陽珠暉區(qū)存在2個(gè)弱覆蓋樓宇集中區(qū)域:建光里和苗圃,主要因?yàn)樵搮^(qū)域建筑為低層住宅樓房、樓宇密集,從站點(diǎn)分布可以看出,區(qū)域主要是缺少基站,導(dǎo)致覆蓋差。
5.2 價(jià)值樓宇評(píng)估
室內(nèi)價(jià)值區(qū)域主要基于流量、TMSI數(shù)量的維度來分析,同時(shí)結(jié)合MR覆蓋的情況,將室內(nèi)分為高價(jià)值區(qū)域和低價(jià)值區(qū)域,其中弱覆蓋的高價(jià)值樓宇區(qū)域需重點(diǎn)關(guān)注。
a) 高價(jià)值區(qū)域:流量高、用戶數(shù)多。
b) 低價(jià)值區(qū)域:流量低、用戶數(shù)少。
按照以上的原則,篩選出以下室內(nèi)高價(jià)值區(qū)域:長(zhǎng)沙岳麓區(qū)大學(xué)城一帶290棟高價(jià)值樓宇;衡陽324棟高價(jià)值樓宇;后期重點(diǎn)對(duì)這些高價(jià)值樓宇優(yōu)先進(jìn)行覆蓋建設(shè)(見圖6)。
5.3 落地效果評(píng)估
5.3.1 長(zhǎng)沙岳麓區(qū)
根據(jù)3D立體分析所呈現(xiàn)的結(jié)果,對(duì)比覆蓋評(píng)估圖與流量評(píng)估圖發(fā)現(xiàn),岳麓區(qū)存在許多區(qū)域每天都會(huì)產(chǎn)生高流量但是實(shí)際覆蓋卻不好的情況。這些高價(jià)值樓宇主要分布2個(gè)區(qū)域:陽光壹佰小區(qū)和蘭亭Mall小區(qū)。
通過查看3D地圖可以發(fā)現(xiàn)這2處區(qū)域均為密度極高的住宅小區(qū),小區(qū)內(nèi)房屋密集且人口密度大。核查此區(qū)域4G站點(diǎn)樓宇內(nèi)為建設(shè)室分都是由小區(qū)旁邊的宏站覆蓋,站點(diǎn)較少且樓層高阻擋嚴(yán)重造成小區(qū)內(nèi)部深度覆蓋不足。但是由于人員高度集中,在信號(hào)覆蓋差的情況下仍然產(chǎn)生了高流量。陽光壹佰小區(qū)和蘭亭Mall小區(qū),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查和評(píng)估,是值得投入且回報(bào)周期短、回報(bào)率高的高價(jià)值區(qū)域。
通過3D看網(wǎng),根據(jù)2個(gè)小區(qū)樓宇屬性及層數(shù)的差別,在這2個(gè)小區(qū)進(jìn)行了站點(diǎn)規(guī)劃和建設(shè)。
a) 蘭亭Mall增補(bǔ)室分站點(diǎn)。
b) 陽光壹佰小區(qū)建議增補(bǔ)微站:LFW-岳麓區(qū)陽光100東區(qū)西區(qū)美化外打。
通過測(cè)試對(duì)比,站點(diǎn)建設(shè)前后信號(hào)強(qiáng)度及日均流量提升效果明顯(見表7)。
5.3.2 衡陽雁峰區(qū)
根據(jù)衡陽的3D評(píng)估結(jié)果,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工條件,評(píng)估結(jié)果中部分重點(diǎn)區(qū)域和樓宇進(jìn)行落地建設(shè),選擇其中2個(gè)場(chǎng)景雁峰區(qū)碧桂園12棟以及東江麗景和東升花苑區(qū)域進(jìn)行落地前后分析。
5.3.2.1 雁峰區(qū)碧桂園12棟
該樓宇是電梯高層住宅小區(qū),無室分,距離最近的基站是LFH-雁峰區(qū)政府拉遠(yuǎn)碧桂園(距離400 m),由于站點(diǎn)距離過遠(yuǎn)阻擋嚴(yán)重,整體覆蓋很差,3D MR覆蓋也很差,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查后,確定在雁峰區(qū)碧桂園12棟新建室內(nèi)分布系統(tǒng)解決該區(qū)域的覆蓋問題,對(duì)方案落地前后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)比,結(jié)果如表8所示。
從表8可以看出,方案落地后,覆蓋指標(biāo)得到大幅提升,同時(shí)提取該區(qū)域小區(qū)的流量和用戶數(shù)進(jìn)行對(duì)比,對(duì)比情況如圖7所示,流量和用戶數(shù)等指標(biāo)大幅提升,投資價(jià)值明顯。
5.3.2.2 東江麗景和東升花苑
該小區(qū)屬于中層住宅小區(qū),由于小區(qū)樓房密集,阻擋嚴(yán)重,小區(qū)內(nèi)覆蓋均很差,根據(jù)3D MR覆蓋分析,該區(qū)域是大面積弱覆蓋。
根據(jù)3D MR統(tǒng)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)勘查后,確定在東升花苑新建宏基站解決該區(qū)域的覆蓋問題。新站點(diǎn)落地后,該區(qū)域覆蓋效果大幅提升,具體路測(cè)指標(biāo)對(duì)比如表9所示。
從表9可以看出,方案落地后,覆蓋指標(biāo)得到大幅提升,同時(shí)提取該區(qū)域小區(qū)的流量和用戶數(shù)進(jìn)行對(duì)比,對(duì)比情況如圖8所示,流量和用戶數(shù)等指標(biāo)大幅提升,投資價(jià)值明顯。
6 結(jié)束語
業(yè)務(wù)特征及用戶行為決定了大量流量發(fā)生在室內(nèi),室內(nèi)覆蓋成為關(guān)注的焦點(diǎn),但成本的巨大投入也是運(yùn)營(yíng)商巨大的痛點(diǎn)。立體化網(wǎng)絡(luò)評(píng)估提供了室內(nèi)三維立體覆蓋、CQI、速率、重定向等評(píng)估能力,以一個(gè)全新的維度對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評(píng)估,以面中求點(diǎn)、點(diǎn)中求精的態(tài)度在大網(wǎng)已經(jīng)基本成熟定型的情況下發(fā)掘隱藏的可深耕地,并對(duì)深耕地環(huán)境做出詳細(xì)的分析,提供最科學(xué)合理的部署方案,以最少的投資獲取最佳的收獲;同時(shí)提升了室內(nèi)排障的效率,站點(diǎn)規(guī)劃更加精細(xì)化,助力室內(nèi)數(shù)字建設(shè)。
參考文獻(xiàn):
[1] 孫林潔. 基于MR的位置指紋定位算法研究[J]. 互聯(lián)網(wǎng)天地,2016,29(4):43-46.
[2] 王粟. 基于OTT的MR定位方法[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2016,29(10):63-66.
[3] 陳巍,王東明,王家恒,等. 密集立體覆蓋:未來移動(dòng)通信的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 電信科學(xué),2013,29(6):1-9.
[4] 華為技術(shù)有限公司. 室內(nèi)深度覆蓋規(guī)劃-室內(nèi)外話務(wù)區(qū)分原理[R]. 深圳:華為技術(shù)有限公司,2017.
[5] 徐俊俊. 基于射頻指紋匹配的高精度魯棒定位技術(shù)的研究與驗(yàn)證[D]. 北京:北京郵電大學(xué),2013.
[6] 韓亞楠. LTE中RF指紋定位算法研究[D]. 北京:北京交通大學(xué),2016.
[7] 唐文勝,李?yuàn),匡旺? RF室內(nèi)定位指紋庫空間相關(guān)生成算法[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2008,44(23):226-229.
[8] 黃小光,汪偉. 基于3D仿真的4G網(wǎng)絡(luò)立體覆蓋效果評(píng)估及規(guī)劃[J]. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù),2018(1):57-60.
[9] 龔德才,張怡,王昕. 高層住宅小區(qū)立體化覆蓋方案研究[J]. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù),2016(10):47-50.
[10] 黎興,胡冀新. 高校校園無線寬帶互聯(lián)網(wǎng)覆蓋方式淺談[J]. 廣西通信技術(shù),2010(3):44-45.
[11] 趙海寧. 雙頻立體無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2005(1):4-9.
[12] 王曉帆. 中興立體化校園網(wǎng)解決方案[J]. 中國(guó)新通信,2006,8(19):79-81.
作者:晏志強(qiáng) 李紅艷 王偉 楊振華 來源:《郵電設(shè)計(jì)技術(shù)》2018年第8期