劉毅，劉紅梅

（中國移動通信集團(tuán)山東有限公司，山東 濟(jì)南 250001）

1 引言

隨著微信、QQ、微博、直播等社交類APP實(shí)時分享業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，演唱會、展會等高話務(wù)場景為保障現(xiàn)場容量及用戶感知，新增大量室分、微站等站點(diǎn)，伴之而來的是重疊覆蓋度高、干擾增強(qiáng)，導(dǎo)致用戶接入困難、感知速率降低。

為解決現(xiàn)網(wǎng)上述問題，山東移動以容量預(yù)測、覆蓋方案設(shè)計為基礎(chǔ)，在容量保障、干擾抑制、新技術(shù)應(yīng)用等多方面進(jìn)行探索研究，分析大話務(wù)場景下實(shí)際的問題點(diǎn)及難點(diǎn)，制定針對性解決方案，系統(tǒng)總結(jié)了一套基于分區(qū)錯頻的高話務(wù)場景降噪保障方案，抑制大話務(wù)場景下的干擾，提升大話務(wù)場景下的用戶感知，為大話務(wù)保障提供經(jīng)驗及支持。

2 高話務(wù)場景保障面臨的主要挑戰(zhàn)

2.1 網(wǎng)絡(luò)體驗要求高

大話務(wù)場景往往伴隨著賽事、表演或演唱會等大型活動，電視、媒體會進(jìn)行相關(guān)實(shí)時報道。普通觀眾也會在移動終端將賽事和表演進(jìn)行實(shí)時分享。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場圖片及視頻傳輸業(yè)務(wù)比例較高，對上行業(yè)務(wù)質(zhì)量要求較高，需要做好用戶上行速率感知的保障。

2.2 網(wǎng)絡(luò)容量需求高

由于極小區(qū)域內(nèi)聚集了大量的用戶，尤其在入、散場時話務(wù)量會呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長，單純通過傳統(tǒng)的DAS系統(tǒng)方案無法滿足容量需求，這就需要在場館內(nèi)通過載波擴(kuò)容、小區(qū)分裂等，增加更多的載頻、盡量多的增加小區(qū)數(shù)量進(jìn)行覆蓋，滿足用戶對容量的需求。

2.3 區(qū)域內(nèi)干擾嚴(yán)重

大型場館內(nèi)無線信號傳播為視距傳播，能量以直達(dá)徑為主，室內(nèi)小區(qū)內(nèi)無線信號強(qiáng)度較好，但是由于小區(qū)間缺乏良好的空間隔離，小區(qū)間的下行干擾非常嚴(yán)重。由于容量需求大，為了保證用戶感知，場館內(nèi)小區(qū)數(shù)量多，易出現(xiàn)大面積重疊覆蓋，鄰區(qū)下的終端同樣對服務(wù)小區(qū)產(chǎn)生較強(qiáng)的上行干擾。

2.4 無線覆蓋規(guī)劃困難

高話務(wù)場景中，人員密集，容量需求高，必須建設(shè)更多小區(qū)。然而，一方面隨著小區(qū)的增多，小區(qū)間干擾增加，反而降低了小區(qū)的實(shí)際容量；另一方面人員聚集區(qū)域面積小，小區(qū)分裂困難，覆蓋規(guī)劃容易受限。容量與覆蓋的矛盾成為無線覆蓋規(guī)劃的難點(diǎn)。

3 高話務(wù)場景LTE網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對措施分析

3.1 容量提升方法分析

要做好高話務(wù)場景，特別是大型活動的應(yīng)急通信保障，首先得對業(yè)務(wù)需求進(jìn)行預(yù)測，通過結(jié)合移動市場份額、LTE用戶滲透率及同時在線用戶數(shù)等維度評估，精確評估保障需求，提高保障效率。根據(jù)多場大型活動經(jīng)驗，提出以下公式：

對活動現(xiàn)場用戶數(shù)的預(yù)測，只是對整個場景總體容量需求的評估，是粗略的，不足以支撐起整個保障技術(shù)方案的制定工作，要保證用戶感知，必須聚焦業(yè)務(wù)聚集地所在位置，有針對性地將容量評估做精做細(xì)，對該位置進(jìn)行區(qū)域劃分，從區(qū)域面積、人流密度入手預(yù)測出用戶數(shù)，然后按單載波建議承載的用戶數(shù)計算出載波需求，最后再進(jìn)行保障方案的制定。

3.2 干擾抑制措施分析

針對高話務(wù)大場景，可從以下幾方面進(jìn)行干擾控制：

首先，從場館建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域劃分，分區(qū)覆蓋，使建筑結(jié)構(gòu)對人流起到分離、隔離效果，避免小區(qū)間頻繁切換，降低小區(qū)間的重疊覆蓋度。

其次，異頻組網(wǎng)可以有效解決同頻干擾的問題，優(yōu)化SINR值，提高下行吞吐率。通過空間傳播距離隔離同頻小區(qū)，可以有效降低同頻干擾。在分區(qū)覆蓋的基礎(chǔ)上，可以將宏站、室分、微站等交錯覆蓋，保障系統(tǒng)容量的同時避免同頻干擾。

最后，利用波束賦形技術(shù)控制重疊覆蓋。較窄的波束寬度可以使能量更加集中，既可以控制小區(qū)覆蓋的范圍，減少對其他小區(qū)干擾，又可以增強(qiáng)小區(qū)主瓣方向的覆蓋深度和強(qiáng)度。高話務(wù)場景下，有針對性地使用窄的波束能有效減少干擾，增強(qiáng)深度覆蓋，提升系統(tǒng)吞吐量。

3.3 覆蓋方案規(guī)劃分析

高話務(wù)場景必須統(tǒng)籌考慮容量與覆蓋的平衡，利用覆蓋規(guī)劃和覆蓋控制手段，在滿足容量需求基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)小區(qū)覆蓋的有效隔離，解決容量與覆蓋的矛盾。傳統(tǒng)室分覆蓋解決方案采用全向吸頂天線進(jìn)行覆蓋，天線距離地面高度通常為2.7 m～3.5 m，高話務(wù)大型場館超密集小區(qū)組網(wǎng)場景下由于空間隔離度不足，干擾問題無法規(guī)避，不能滿足場館網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求。為此，應(yīng)該在業(yè)務(wù)需求容量計算及小區(qū)規(guī)劃完成后，根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)展示的位置進(jìn)行覆蓋方案的設(shè)計及規(guī)劃。

3.4 新技術(shù)應(yīng)用分析

（1）場館賦形天線

高話務(wù)場景中話務(wù)量需求高，而可使用的頻率資源有限，為了達(dá)到最佳容量必須進(jìn)行頻率復(fù)用。賦形天線在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生。

賦形天線的天線波瓣在橫截面方向上趨向于矩形，如圖1所示，覆蓋波形可以基本吻合場館坐席的幾何形狀，矩形以外的區(qū)域信號迅速衰減，可以有效地控制信號外泄；同時，無論在水平方向還是垂直方向，賦形天線在半功率角外波瓣都能夠迅速收縮，可以有效抑制同頻小區(qū)間的干擾。

圖1 場館賦形天線覆蓋波形示意圖

在高話務(wù)場館中應(yīng)用賦形天線可以有效消除覆蓋重疊或盲區(qū)，很好地進(jìn)行小區(qū)隔離，最大程度地提高頻率復(fù)用效率和容量。

（2）3D-MIMO

3D-MIMO作為一種新的站點(diǎn)形態(tài)，使用集成大規(guī)模陣列天線，利用多天線技術(shù)和空分復(fù)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了三維精準(zhǔn)波束賦形和多流多用戶資源復(fù)用，可有效應(yīng)對高話務(wù)、高干擾、上行受限問題，對保障高話務(wù)場景有獨(dú)特的優(yōu)勢。

首先，在高話務(wù)需求情況下，3D-MIMO可以充分發(fā)揮其接入用戶多、高話務(wù)容量優(yōu)勢，提升用戶體驗，釋放壓抑流量，更好地滿足用戶業(yè)務(wù)需求。

其次，高話務(wù)場景由于站點(diǎn)部署密集，同時在用戶數(shù)快速增加后，網(wǎng)絡(luò)干擾提升，從而降低網(wǎng)絡(luò)性能，3D-MIMO更窄的信號寬度和精準(zhǔn)賦形能力，可以有效降低網(wǎng)絡(luò)干擾。

最后，3D-MIMO采用多流技術(shù)，上行能力可大幅提升，針對網(wǎng)絡(luò)中上行業(yè)務(wù)要求較高的高話務(wù)場景，如演唱會、旅游節(jié)等活動，可以大幅提升上行能力。

4 高話務(wù)場景分區(qū)錯頻降噪保障方案

4.1 精確的容量預(yù)測及規(guī)劃

精確的容量預(yù)測及規(guī)劃是高話務(wù)場景下保障用戶感知的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，容量估算越準(zhǔn)確，越貼合實(shí)際情況，最終用戶感知效果越好。

首先，需要了解保障業(yè)務(wù)的容量需求，以及各個業(yè)務(wù)具體的分布位置，從而計算出具體需要的小區(qū)數(shù)目以及小區(qū)的分布情況。

容量預(yù)測及規(guī)劃公式如下：

以容納30 000用戶的場館為例，根據(jù)容量預(yù)算表格，如表1所示，所需小區(qū)數(shù)為：30 000×70%×100%×100%×80%÷400=42個。

表1 大話務(wù)場景容量預(yù)算表格

4.2 基于分區(qū)錯頻的高容量覆蓋方案

基于分區(qū)錯頻的高容量覆蓋方案基本思路是采用分層覆蓋網(wǎng)絡(luò)，通過負(fù)荷均衡及其它策略實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)承載的區(qū)分。在進(jìn)行覆蓋方案設(shè)計時，在容量評估的基礎(chǔ)上，對場館現(xiàn)狀進(jìn)行深入的摸底，注意覆蓋區(qū)域的精確控制，主要考慮多小區(qū)之間的隔離、小區(qū)分布情況，合理劃分覆蓋區(qū)域，使用宏站、室分、微站等交錯覆蓋，通過分區(qū)分層錯頻精細(xì)規(guī)劃場館覆蓋，各層間頻率規(guī)劃錯開，避免同頻干擾的同時保障系統(tǒng)容量。

以常規(guī)的演唱會、體育賽事場館為例，根據(jù)容量估算和實(shí)際覆蓋摸底測試，通?？蓜澐譃橹醒雸龅豓IP區(qū)、低層看臺區(qū)及高層看臺區(qū)3層覆蓋區(qū)域，如圖2所示，各覆蓋區(qū)域頻率錯開，避免同頻干擾的同時保障容量問題。

第一，中央場地VIP區(qū)需重點(diǎn)保障，由3D-MIMO、宏站、E頻段室分及微站組合覆蓋。

圖2 基于分區(qū)錯頻的高容量覆蓋方案示意圖

第二，低層看臺區(qū)主要由E頻段雙路室分系統(tǒng)覆蓋，根據(jù)容量估算情況進(jìn)行載波擴(kuò)容；看臺下方走廊區(qū)域通過安裝于天花板的雙通道D頻段小區(qū)垂直覆蓋，D、E頻段交錯覆蓋。

第三，高層看臺區(qū)域主要由E頻段雙路室分系統(tǒng)覆蓋，根據(jù)容量估算情況進(jìn)行載波擴(kuò)容；馬道之上安裝雙通道D頻段小區(qū)由內(nèi)場向外場方向覆蓋，D、E頻段交錯覆蓋。

4.3 負(fù)荷均衡，多頻點(diǎn)協(xié)同優(yōu)化

在分區(qū)錯頻的前提下，需要采用載波聚合、動態(tài)負(fù)荷均衡、場景化參數(shù)設(shè)置等方案，保證保障場景內(nèi)的各頻點(diǎn)之間負(fù)荷均衡，切換、重選順暢。

首先，通過載波聚合和動態(tài)負(fù)荷均衡最優(yōu)化配置無線資源；同時將載波聚合與負(fù)荷均衡巧妙結(jié)合，在不發(fā)生UE切換的情況下，通過資源調(diào)度的方式，達(dá)到負(fù)荷均衡的目的，避免傳統(tǒng)負(fù)荷均衡頻繁切換造成的系統(tǒng)性能流失。

其次，根據(jù)各小區(qū)負(fù)荷情況靈活調(diào)整重選門限和切換門限，實(shí)現(xiàn)空閑態(tài)和連接態(tài)的負(fù)荷均衡，同時建議場館區(qū)域及周邊站點(diǎn)打開站內(nèi)和站間的負(fù)荷均衡算法開關(guān)，通過系統(tǒng)負(fù)荷均衡，各小區(qū)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分擔(dān)，降低高用戶數(shù)對小區(qū)的沖擊。

最后，合理進(jìn)行規(guī)劃和參數(shù)設(shè)置，避免終端與系統(tǒng)間過多的信令交互，如頻繁下發(fā)RRC重配、位置更新等。

4.4 新技術(shù)應(yīng)用

（1）場館賦形天線精準(zhǔn)覆蓋

對于高話務(wù)場景的室內(nèi)覆蓋方案，建議采樣賦形天線作為覆蓋手段，確保同時滿足覆蓋控制和容量需求。在分層錯頻覆蓋的基礎(chǔ)上，場館內(nèi)覆蓋看臺天線采用窄波束、旁瓣抑制比高的賦形天線，可有效降低干擾，增加小區(qū)間隔離度，加強(qiáng)室內(nèi)小區(qū)信號控制。對于演唱會、體育賽事等此類空間隔離度不足的超密集小區(qū)組網(wǎng)場景，使用多根矩形賦形天線，可以精確控制場館內(nèi)的小區(qū)覆蓋范圍，最大程度抑制同頻干擾。

（2）3D-MIMO解決方案可靠支撐

3D-MIMO解決方案是集成大規(guī)模陣列天線，利用多天線和空分復(fù)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)精確的用戶級賦形波束和下行16流上行8流多用戶空分復(fù)用，成倍提升網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率和容量，有效緩解流量激增和頻譜受限之間的矛盾，是目前實(shí)現(xiàn)場館高話務(wù)保障的關(guān)鍵手段之一，可為重大節(jié)假日及重點(diǎn)活動保障提供可靠支撐。

5 基于分區(qū)錯頻的高話務(wù)場景降噪保障方案實(shí)踐

5.1 分區(qū)錯頻高容量覆蓋方案試點(diǎn)

聊城體育場位于聊城大學(xué)南側(cè)，總建筑面積5.2萬平方米，總體輪廓為南北長軸298 m、東西短軸246 m的橢圓形，設(shè)觀眾席3萬座。容量估算如下：所需小區(qū)數(shù)為40 000×70%×100%×100%×80%÷400=56個。

景陽岡巨星演唱會保障期間，結(jié)合場館實(shí)際覆蓋摸底測試，將演唱會現(xiàn)場分成3層65個小區(qū)覆蓋：中央場地VIP區(qū)、低層看臺區(qū)、高層看臺區(qū)。

中央場地VIP區(qū)域11個小區(qū)，由3D-MIMO、宏站和E頻段室分在北側(cè)向南覆蓋；同時體育場內(nèi)場東側(cè)南北各安裝微站1臺，由東向西覆蓋VIP區(qū)域。

低層看臺區(qū)域24個小區(qū)，采用E頻段雙路室分系統(tǒng)，全部擴(kuò)容為3載波；新建雙通道D頻段小區(qū)系統(tǒng)安裝于看臺下方走廊區(qū)域天花板上進(jìn)行垂直覆蓋。

高層看臺區(qū)域30個小區(qū)，采用E頻段雙路室分系統(tǒng)，全部擴(kuò)容為3載波；新建雙通道D頻段小區(qū)系統(tǒng)安裝于馬道之上，由內(nèi)場向外場方向覆蓋。

5.2 分區(qū)錯頻高容量覆蓋方案效果

大會期間，參會者達(dá)到4萬人次，4G業(yè)務(wù)呈爆發(fā)式增長，LTE網(wǎng)絡(luò)承載了98%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。演唱會全場上行總流量190.96 GB，下行總流量300.32 GB，下行流量高峰出現(xiàn)在21：15，上行流量高峰出現(xiàn)在22：00；全場VoLTE總話務(wù)量184.59 erl，VoLTE激活用戶數(shù)峰值出現(xiàn)在入場的19：30，符合業(yè)務(wù)預(yù)估。

在這種高話務(wù)的沖擊下，通過基于分區(qū)錯頻的降噪保障方案應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模滿足了業(yè)務(wù)需求，保證了網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，演唱會保障工作圓滿完成。

6 結(jié)束語

本文從高話務(wù)量場景的需求及保障難點(diǎn)出發(fā)，通過容量預(yù)測、覆蓋規(guī)劃、干擾抑制、多頻點(diǎn)協(xié)同優(yōu)化和3D-MIMO新技術(shù)應(yīng)用，建立了系統(tǒng)的保障方案，可有效保障高話務(wù)場景下的用戶感知及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，對于TDLTE網(wǎng)絡(luò)高話務(wù)場景下的保障工作提供了借鑒和參考。

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