王 榮 吳永俊 張 健
1.中國電信股份有限公司江蘇分公司;2.中興通訊股份有限公司
近年來,4G LTE 網絡技術和業(yè)務發(fā)展迅猛,網絡規(guī)模及用戶數量均呈現(xiàn)大幅增長,業(yè)務類型也變得越來越豐富。為了保障廣大用戶對這些業(yè)務(尤其是高清語音通話、在線游戲、物聯(lián)網等新興業(yè)務)的使用體驗和感知水平,運營商對4G 網絡的廣域覆蓋和深度覆蓋水平提出了更高的要求。
由于受限于頻譜資源,中國電信4G 無線網絡主要部署在1.8G/2.1G 頻段,這就使得中國電信4G 無線網在實現(xiàn)低成本廣覆蓋和深度覆蓋方面面臨較大挑戰(zhàn),而承載2/3G 業(yè)務的CDMA 現(xiàn)網所使用的800MHz 低頻頻段是移動通信的黃金頻段,該頻段的電波信號空間傳播損耗小、繞射能力強,能更好地快速、低成本實現(xiàn)LTE 無線網絡的廣域覆蓋和深度覆蓋,從而更好地滿足新興業(yè)務的發(fā)展要求。因此,中國電信根據CDMA 現(xiàn)網2/3G 業(yè)務承載的忙閑現(xiàn)狀,通過合理的業(yè)務忙閑調配,將部分CDMA 無線網的800M 頻段上占用的頻點清理出來,部署4G 網絡,積極做好800M 頻譜的重耕工作。
對于800M 頻譜重耕后部署的4G 網絡而言,一般會利舊2/3G 基站原站址資源與天饋工程參數(以下簡稱“天饋工參”)等。在這種情況下,尤其需要對重耕后的4G 無線網覆蓋性能在重耕工程實施前進行評估,從而做到心中有數,提前做好業(yè)務部署準備,方便快速地進行網絡部署。
通常情況下,對將要部署的網絡覆蓋性能水平進行預評估的步驟為:
(1)根據要部署網絡的定位與相應業(yè)務需求,確定該網絡的規(guī)劃設計指標要求,主要包括覆蓋性能相關指標,比如覆蓋率、終端接收功率RSRP、信噪比SINR 等。
(2)對利舊的站點進行合理性分析,對一些超高站、超近站等進行篩選,對于不合理的站點盡量在附近尋找合適的站址替代,并進行重新規(guī)劃,確定站址、天饋工參等(一般會將這些不合理的站點拆除,并將原有站點的2/3G 業(yè)務也遷移到替代站點上)。
(3)通過仿真工具,對第(1)與(2)步確定的規(guī)劃結果進行仿真分析,根據仿真結果來確認是否滿足規(guī)劃指標。
(4)輸出最終的規(guī)劃方案,包括規(guī)劃仿真報告、規(guī)劃的站點信息表等。
開展上述網絡評估需要運營商投入較大的人力、物力,且時間周期較長。為解決這個問題,本研究提出“基于原網絡MR 大數據的頻譜重耕網絡評估方法”,對將要利舊重耕后的網絡進行評估,并將評估結果直接應用到網絡建設中,從而指導實際的網絡部署。
在工程實際中,使用該評估方法有一個重要前提:被重耕的原始無線網絡經過多年的穩(wěn)定建設與運營,基站站點的布局基本合理,能夠較好地適應業(yè)務需求,并且覆蓋良好。這樣,頻譜重耕后的4G 無線網絡就基本可以利舊原CDMA 無線網基站的站址與天饋工參,而且可以期望重耕后的4G 無線網能夠達到較好的覆蓋性能指標要求,同時可以保障用戶能夠獲得較好的業(yè)務感知。
如何在頻譜重耕和工程建設之前,就對重耕后的4G 無線網絡的覆蓋性能進行評估,從而對將要建設的4G 無線網的覆蓋性能做到心中有數?由于不同的無線網絡技術在覆蓋性能上存在差異,如何將這些差異體現(xiàn)在對4G 網絡的評估中,這是本研究的重點。
如前所述,該評估方法的前提條件是,頻譜重耕的4G 網絡基本使用原無線網絡的工參(少數超高、超近站點排除),且天線的增益基本相同。
該評估方法的基本思想:在同樣的地點,原2/3G 無線系統(tǒng)終端與基站天線接收端的路損(記為PL1)與4G 終端到相同站點的4G 基站天線接收端的路損(記為PL2)相同,即PL1=PL2。
PL1=2/3G 基站發(fā)射端的導頻功率-2/3G 終端收到的導頻功率
則在4G 終端接收端功率RSRP 為:
RSRP=RS 功率-PL2=RS 功率- PL1= RS 功率+ 2/3G 終端接收到的導頻功率- 2/3G 基站發(fā)射端的導頻功率
設:4G 網絡的覆蓋規(guī)劃要求RSRP ≥R1,即:RSRP= RS功率+ 2/3G 終端接收到的導頻功率-2/3G 基站發(fā)射端的導頻功率 ≥R1:
也即,2/3G 終端接收到的導頻功率≥R1-RS 功率+2/3G 基站發(fā)射端的導頻功率
這樣,就可以將對未來重耕后的4G 無線網覆蓋性能的評估這一問題,轉變?yōu)閷σ延械脑?/3G無線網覆蓋性能的評估,而原CDMA 無線網的覆蓋性能可以通過已有的MR 系統(tǒng),對大量現(xiàn)網用戶進行柵格化分析評估,且柵格的大小依據不同場景可個性化設定。
通過這種等價的評估手段,既能快速、低成本地提前得知“未來重耕頻譜后的4G 無線網絡覆蓋性能情況”,同時原2/3G系統(tǒng)MR數據是通過大量在網用戶所使用的終端上報的,真實準確,無需海量的拉網測試和CQT 測試,從而可以節(jié)省大量的人力物力,且?guī)缀醪恍枰獣r間周期。
此外,利用原2/3G 系統(tǒng)MR 數據與渲染圖,還可以快速挖掘未來重耕的4G 無線網中可能存在的覆蓋盲區(qū)與弱覆蓋區(qū)域,從而結合地理環(huán)境實際情況,提前進行針對性規(guī)劃,快速給出提升4G 無線網覆蓋的解決方案。
圖1為一個800M 頻譜重耕網絡的應用示例圖。現(xiàn)存CDMA 網絡占用800M 頻段,4G 網絡要在800M 上進行頻譜重耕,重耕過程中將利舊原CDMA 無線網的基站站址與天饋工參。
圖1 應用示例圖
C 網相關網絡參數設置:小區(qū)前向發(fā)射功率p1=20w,導頻功率占比為m=17.7%,則基站發(fā)射端導頻功率為:
Ec=10lg(p1*1000*m)dBm=10lg(20000*17.7%)=35.5dBm
式中:Rx為終端接收功率,Ec/Io為終端當前接收到的導頻信號的水平。則路損
4G 網絡相關參數設置:小區(qū)參考信號強度配置為RS=18.2 dBm,LTE 網絡終端接收到參考信號接收功率為RSRP。則路損PL2=18.2-RSRP。
根據PL1=PL2,可以得出RSRP=Rx+Ec/Io-17.3。
如果4G 網絡規(guī)劃的覆蓋要求為RSRP ≥-110 dBm,則得出
Ec/Io的取值建議為C 網的邊緣值,比如在邊緣覆蓋率為95%時的保守(較差)值。在圖2 的例子中,Ec/Io取為-6.7 dB,則Rx ≥-92.7+6.7=-86(dBm)。
這樣就將4G 網絡對RSRP>=-110 dBm 的覆蓋要求轉化為評估已有C 網對Rx的要求,即Rx>=-86 dBm 的覆蓋要求。
圖2取一個區(qū)域C 網的MR 數據,按照Rx>=-86 dBm 來統(tǒng)計,覆蓋率為97.23%,滿足覆蓋率大于95%的要求??梢哉J為按照C 網已有站點利舊建設頻譜重耕4G 網絡,則4G 網絡的覆蓋情況即RSRP>=-110 dBm 的比例約為97.2%左右,大于95%,滿足基本的覆蓋要求。
將圖2 中MR 顯示的現(xiàn)存網絡的弱覆蓋區(qū)進行位置定位,可以根據區(qū)域地理特點,提前進行4G 網絡覆蓋增強規(guī)劃,有針對性地提升網絡覆蓋效果。
圖2C 網MR 渲染圖
目前,運營商頻譜資源尤其是低頻段的頻譜資源越來越珍貴,同時隨著各種新興業(yè)務的興起和用戶對業(yè)務體驗和感知要求的提高,運營商對網絡廣域覆蓋和深度覆蓋的性能也提出了更高的要求。本研究提出一種基于現(xiàn)存承載2/3G 業(yè)務的CDMA 網絡的MR 大數據,分析評估重耕后的LTE 無線網絡覆蓋性能的新方法。采用本方法,運營商在網絡重耕的工程建設之前,就可以充分利用原CDMA 無線網MR 大數據,預先對重耕后的LTE 無線網覆蓋性能進行快速、低成本評估,并在評估基礎上對重耕建設方案進行修改、補充和完善,從而進一步提高網絡的廣域覆蓋和深度覆蓋水平,有效提升客戶業(yè)務感知。