基于ATOLL仿真的无线网络结构化分析

作者：李勇 王广华

来源：《中国新通信》 2017年第22期

【摘要】 本文利用ATOLL 仿真对现网基站进行分类，按照“布局层”、“补盲层”、“吸热层”的分层结构，对现网无线网络的室外站进行梳理，给现网站址打上结构化标签，最终实现在规划、建设、维护、优化各阶段的分层管理。

【关键词】 ATOLL 仿真 网络结构化 布局层 补盲层 吸热层

引言

中国联通无线4G 网络经过几年的建设，网络规模逐步扩大，网络建设方式也由单一宏站逐步变化为宏微组合、室内外协同等多种覆盖方式相结合。网络资源投放也由覆盖需求进化为感知驱动和投诉驱动。在这些变化引领下，有必要将网络现状说清楚，理清每个无线网元的覆盖目标和作用，避免出现后续资源建设方式不灵活、覆盖目标不明确等问题。

一、无线网络结构化站点的定义及要求

1.1 布局层

布局层站点利用传统宏蜂窝组网方式，在满足一定站距、站高及覆盖指标要求下，对城市基本面进行有效覆盖。

布局层站点必须为多扇区宏站（扇区数量>=3），其站高、站距、方位角、下倾角要求如下：

1) 站高：布局基站天线挂高不做强制要求，但其单站相对高度需比周边平均建筑物高度高出5-15 米。

2) 站距：布局基站站距应满足不同场景站距标准，不同场景站距可进行实际测试获取，也可利用仿真获取；

3）方位角：布局基站小区方位角要尽量遵循蜂窝布局，且主瓣方向不应有大基地建筑物或自然地物阻挡。4) 下倾角：按照控制远场，保证近中场，减小后瓣干扰的原则，建议机械下倾角在3 度至8 度，电子下倾角根据实际情况进行设定。

1.2 补盲层

城区补盲站点是为有效规避干扰，保证网络结构的合理与稳定，采用多种站型与设备类型，有效解决布局层站点的室内外局部无覆盖与弱覆盖问题。布局层+ 补盲层站点的仿真综合覆盖效果应基本达到现网所有站点的覆盖效果。

1.3 吸热层

吸热站点主要以解决热点区域的容量和感知问题，对增强覆盖意义不大。因此现网高流量区域中为吸收流量而专门建设的站点，可定义为吸热层站点。

1.4 低效站点/ 扇区

低效站点不是网络结构化的分层站点。但由于各方面的因素，各本地网现网中往往存在着一定数量的低效站点或低效扇区，低效站点/ 扇区对网络的影响表现为不增加覆盖却带来了干扰，低效站点/ 扇区需要其对结合布局层、补盲层、吸热层的影响验证，来进行优化改造。

二、仿真准备

2.1 工具概述

仿真软件：ATOLL；地图：5 米精度的三维地图；传播模型：射线跟踪模型（ASTER）；穿透损耗：根据各场景典型建筑物的测试情况综合取定。

2.2 工参核查

首先将工参站点导入数字地图，核实站点是否越界；然后核查是否有过近或重复站点；最后核实站高是否合理。2.3 现网站点仿真

2.3.1 划分场景

根据城市发展情况，将场景划分为三类：密集城区、一般城区、稀疏城区。

2.3.2 站点现状

2.3.3 仿真结果

关注RSRP>=-105dBm 覆盖率、SINR>=0dB 覆盖率，分别统计如下

三、无线网络结构化方案

3.1 布局层站点梳理

3.1.1 梳理方法

选取9 个站点作为锚点布局站，从锚点布局站开始，直接根据站高及站距在现网选取布局站，期间可能会遇到区域内所有站点不符合布局站要求，这时候需要跳过这批站址，预留合适站距选取下一个布局站址。

要求：原则上布局层站点的整体仿真面覆盖率以及分场景面覆盖率均要求（考虑穿透损耗）RSRP >=-105dBm 的比例不低于90% 不高于93%，且SINR>=0 的比例不低于90%。

3.1.2 初筛布局站

根据不同场景的典型站距，并依据布局站站高要求，结合站距来梳理布局层站点。第一批根据站高站距选取出的布局站点规模汇总及仿真效果如下：

从仿真结果来看，SINR 满足要求但RSRP 仅密集城区达标，需要继续通过调整布局站点结构来改良指标。

3.1.3 调整布局站

针对初筛的1317 个布局站仿真结果，对布局站点进行调整，主要调整超高站和超低站。经过第二批筛选后，布局站最终规模及仿真效果如下：

经过第二批筛选后，仿真结果较第一批合理，指标RSRP>=105dB 和SINR>=0dB 占比均在合理范围内，取本次结果作为最终布局站。

3.2 其他类型站点梳理

1、吸热层站点梳理。根据主城区内基站PRB 利用率从高到低排序，选取前20%PRB 利用率作为热点站，去除布局站，剩余站点中，满足无线资源利用率大于70% 和已扩容站点作为吸热层站点，得到吸热站点283 个。

2、低效站点及补盲层站点梳理。除去吸热层站点，对现网的“布局站+ 现网其他站点”进行仿真，结合RSRP 和SINR 仿真图，通过定义RSRP 和SINR 门限（建议RSRP 门限设为-100dBm，SINR 门限设为0dB），可输出四类区域：1.RSRP 好、SINR 好区域；2.RSRP 差、SINR 差区域；3.RSRP差、SINR 好区域；4.RSRP 好、SINR 差区域；如“现网其他站点”如落入区域类型4，则结合站高、站距、干扰贡献以及实际场景特征来综合梳理其是否为低效站点。如“现网其他站点”落入区域类型1~3，则可将其纳入补盲层站点。“布局站+ 现网其他站点” 仿真覆盖效果如下：

根据仿真结果筛，主城区共筛选出22 个低效站点。剩余的现网其他站点即为补盲层站点，一共有954 个。布局层+ 补盲层站点的仿真综合覆盖效果应基本达到现网所有站点的覆盖效果，“布局站+ 补盲站” 仿真覆盖效果如下

3.3 结构化站点梳理规模汇总

基于初筛的布局站仿真，调整布局站点；根据PRB 利用率及容量，找出吸热站点；依照覆盖效果对比，找出补盲站点，筛除低效站点，最终结果如下：

总结：本文通过利用ATOLL 仿真工具对现网站点进行分层梳理，通过布局层、补盲层与吸热层三者构筑协作型无线结构化网络，做到投资分层、方案分层、部署分层、优化分层和维护

管理分层，旨在形成结构分层明确，资源投放目标清楚，后续管控明晰的经济、高效精品网络。