山东联通高速公路网络覆盖专题研究

【摘要】结合实地测试、技术分析及模型校正，对高速公路2G/3G网络覆盖中可能存在的问题，特别是防护林阻挡进行了深入分析、原因定位，并给出了系统的解决方案，切实支撑了高速公路场景的网络规划建设及优化工作。

【关键词】高速公路网络覆盖 防护林阻挡 传播损耗

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2015.19.000 中国分类号：TN929.53 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2015）19-0000-00

引用格式：李威，安朋朋，秦会峰. 山东联通高速公路网络覆盖专题研究[J]. 移动通信， 2015，39（19）： 00-00.

Research on Highway Network Coverage for Shandong Unicom

LI Wei， AN Peng-peng， QIN Hui-feng

（GCI Science & Technology Co.， Ltd.， Guangzhou 510310， China）

[Abstract] Considering filed test， technical analysis and model revise， the potential problem in highway 2G/3G network coverage， especially shelter forest shade was analyzed and investigated in depth. The systematic solution was presented to really support the network planning， construction and optimization for highway scenario.

[Keywords] highway network coverage shelter forest shade propagation loss

1 引言

山东省境内高速公路四通八达，截至2015年总里程已达5 000km，包括机场高速、跨省高速以及省内高速，规划的“五纵四横”高速公路大交通网基本形成。随着人们生活水平的不断提高，用户活动范围的不断扩大，保证和提升高速网络覆盖下的用户良好体验将是运营商在网络规划时重点考虑的问题。

为了客观分析和研究高铁场景的无线环境特点，需分类归纳该场景的网络覆盖模型，并采取有针对性的网络规划、优化方案，进一步提高网络服务质量、提升联通品牌竞争力，本文针对泰安等三地市进行了专题调研和分析，包括DT、CQT测试、规划资料梳理、沿线站点现场勘查、防护林穿透损耗研究、传播模型校正等大量卓有成效的实地研究工作，进而提出了高速公路场景下的网络覆盖专题分析思路及解决方案，切实支撑后续的网络规划、建设及优化等工作。

2 现状调研

泰安等市境内的高速公路总计里程622km，占全省比例13.8%，如图1所示：

图1 高速公路轨迹图（蓝线跨省，绿线省内）

3 问题分析及解决思路

结合上述调研手段，通过对实测数据深度分析，共发现问题103处，其中弱覆盖54处，覆盖不稳定35处，信号质差6处，掉话5处，呼叫失败3处。统计分析三地市103处问题点的原因定位，主要分为防护林阻挡、站点兼顾覆盖等问题，定位原因类型规模分布如图2所示：

图2 网络问题定位原因分布图

从图2可以看出站间距过大、站点兼顾覆盖以及防护林阻挡是问题点发生的主要原因，其中防护林阻挡类型占比超过60%，需重点关注，下文将针对不同的问题原因类型逐一进行分析。

3.1 防护林阻挡

（1）问题分析

经过实地勘测，泰安等地市高速沿途均有大段防护林，超过50%的防护林宽带在20m以上，且高度均在10m以上，无线信号传播损耗大，经排查专题分析区域弱覆盖问题点对应防护林情况如表1所示：

表1 沿线不同防护林对应弱覆盖点分布情况

线路名称 地市 里程/km 防护林分布情况 小计

5m以下防护林 20m防护林 50m防护林 50m及以上

长度/km 占比 问题 长度/km 占比 问题 长度/km 占比 问题 长度/km 占比 问题

京沪 泰安 36 31.57 88% 1 1.8 5% 0 2.15 6% 1 1.58 4% 0 2

京台 泰安 62 45.5 73% 0 9.4 15% 1 1.9 3% 2 5.2 8% 3 6

济宁 65 15.75 24% 6 25.4 39% 2 16.45 25% 0 7.4 11% 0 8

枣庄 122 18.7 15% 2 22.9 19% 4 32.89 27% 6 36.88 30% 17 29

济广 济宁 34 6.52 19% 1 9.48 28% 1 10.8 32% - 7.2 21% 2 4

泰安 38 33.2 87% 1 4.8 13% - 0 0% - 0 0% - 1

日兰 济宁 106 20.13 19% 2 35.32 33% 1 29.6 28% 0 20.95 20% 1 4

泰莱 泰安 36 34.05 95% 0 1.45 4% 0 0 0% 0 0.5 1% 0 0

泰新 泰安 90 75.2 84% 1 9.2 10% 1 3.2 4% 2 4.4 5% 4 8

枣木 枣庄 33 16.6 50% 0 12.4 38% 0 4.492 14% 2 0 0% 0 2

小计 622 297.2 48% 14 132.1 21% 10 101.48 16% 13 84.11 14% 27 64

在实际网络中，决定基站有效覆盖范围的因素主要包括基站有效发射功率、工作频段、天线增益、无线传播环境等。为研究和归纳防护林穿透损耗，建立不同宽度防护林条件下的传播模型，选取多处宽度不等的防护林进行实地测试及模型校正。实拍图例如图3所示：

图3 高速WCDMA网覆盖采样示意图

综合实际测试采样数据，统计得出各种厚度防护林穿透损耗如图4所示：

图4 不同厚度防护林对应的穿透损耗分布图

结合COST231-HATA模型进行链路预算分析及校正，得出不同场景覆盖半径如表2所示：

表2 链路预算分析覆盖半径

指标要求 -90dBm连续覆盖 -85dBm连续覆盖 -80mdB连续覆盖

覆盖场景 5m宽树林 20m宽树林 50m宽树林 100m宽树林 5m宽树林 20m宽树林 50m宽树林 100m宽树林 5m宽树林 20m宽树林 50m宽树林 100m宽树林

2G半径/km 1.95 1.63 1.5 1.28 1.77 1.47 1.36 1.16 1.6 1.33 1.23 1.05

3G半径/km 1.02 0.98 0.88 0.75 1.22 0.88 0.80 0.68 1.10 0.80 0.72 0.61

（2）解决思路

1）规划站点

按照前期测试的覆盖半径，对站间距过大的弱覆盖点采取网络规划手段进行解决。

2）站点整改

结合实际情况，对实际覆盖效果不理想站点给出整改方案，提升覆盖效果。

3）基站选址

确保规划站点尽可能考虑高速公路，且确保站高至少高过防护林15m以上，减少折射损耗。

4）开通大功率License、更换天线等

通过开通大功率License、更换高增益天线等手段提升部分站点覆盖能力，提升站点覆盖效果。

3.2 兼顾覆盖基站

（1）问题分析

对测试数据中进入主小区的所有站点进行分析，找出覆盖不稳定的站点，即结合站点周边无线环境、覆盖目标梳理出兼顾型站点，具体兼顾型站点分布图如5所示：

图5 兼顾型站点分布图

（2）解决思路

1）优先采用RF优化调整的手段进行解决，确保主力站点的连续覆盖。

2）对于确无主力站点的情况，可根据无线环境、站间距考虑新增扇区或规划站点来保证覆盖质量。

3.3 站点运行异常

（1）问题分析

经过对测试数据回放核查，统计出以下站点虽紧邻高速，但测试中显示无信号输出或输出信号较弱，造成网络运行的质量问题产生，案例分析如图6所示：

图6 曲阜董庄马家峪-1弱覆盖信号显示图

从路测log数据分析，在南向北DT测试中，UE未收到附近曲阜董庄小西庄W基站信号，却占用2.9km以外的曲阜董庄马家峪基站的信号，因距离较远，信号衰减较大，形成弱覆盖区。

本次实地测试共发现9处站点运行异常事件，根据搜集到的话统、告警信息，并结合现场实地调研，分别对上述异常站点进行了分析，确定了该9处站点信号输出异常的确切原因。

（2）解决思路

运行异常站点主要为停电退服和硬件告警造成，其中停电退服原因均为物业协调问题，这也要求在后续规划中需充分考虑物业协调问题，避免基站入网运行后出现停电退服问题。

3.4 站高问题

（1）问题分析

经过对测试数据回放核查，发现部分站点虽紧邻高速，但测试中显示输出信号较弱，造成网络运行的质量问题出现，如图7所示：

图7 薛城城区气象局W路段弱覆盖信号显示图

南向北DT测试中，在薛城城区气象局W附近路段UE未占用该站接收信号，占用滕州城区骏池纺织有限公司W信号，致使该区域信号较差，薛城城区气象局W覆盖异常（较弱），分析发现该站天线高度21m，附近高速有近100m宽的防护林阻挡，导致网络无法有效覆盖。

（2）解决思路

1）在原有站址上进行改造。

2）基站搬迁。

3）新建站点来改善覆盖不足区域的覆盖问题。

3.5 站间距过大

（1）问题分析

高速公路覆盖是每期网络规划的重点，而随着网络覆盖目标的不断提高，本期的建设很难满足下期的规划要求，造成高速公路站间距差异较大，站间距超过2.5km容易造成弱覆盖或覆盖不稳定，W网和G网中站间距超过2.5km的情况分别占比32.5%和40.07%，在专题分析中需要加以关注。

（2）解决思路

1）通过RF优化手段，如调整方位角、下倾角，加强弱覆盖区域的网络覆盖。

2）通过开通大功率License、更换高增益天线、添加射频放大器等手段来提升覆盖半径，

克服站间距过大造成的弱覆盖问题。

3）最有效的手段是通过新建站点或者拉远RRU来缩小站间距以改善覆盖。

3.6 参数设置问题

（1）问题分析

通过对高速公路进行DT测试，发现部分小区无线参数设置不合理造成网络运行异常现象，举例如图8所示：

图8 切换不及时造成质差示意图

服务小区邹城市大束镇官厅村8271因参数设置问题，向曲阜后西庄9482切换不及时，导致该路段出现弱覆盖，影响通话质量。同时对无线参数造成的网络问题进行了分类总结，发现共有12处问题点。

（2）解决思路

1）新站开通之前进行参数核查。

2）定期对全网参数进行专项检查，以防个别参数影响网络质量。

3）通过后台采集MR数据进行分析，及时处理上下行质差小区，降低干扰。

3.7 季节性因素

（1）问题分析

从上文分析可知，62%的网络问题与防护林阻挡有关，为进一步评估季节性因素对网络覆盖的影响，同年冬季再次对上述高速公路进行测试，结果如表3所示：

表3 各段高速2G覆盖达标占比信息表

高速类型 全线线路名称 全线线路国家编号 RxLel Sub大于-85dbm的采样点比例 RxLel Sub大于-90dbm的采样点比例 里程数/km

夏季测试指标比例/% 冬季测试指标比例/% 夏冬指标差距 夏季测试指标比例/% 冬季测试指标比例/% 夏冬指标差距

跨省高速 京沪 G2 95.79% 97.28% 1.49% 98.70% 99.93% 1.23% 36

京台 G3 96.48% 97.35% 0.87% 98.69% 99.88% 1.19% 249

济广 G35 95.76% 96.85% 1.09% 98.85% 99.10% 0.25% 72

日东 G1511 96.63% 97.56% 0.93% 98.98% 99.46% 0.48% 106

省内高速 泰莱 S26 97.71% 98.33% 0.62% 99.28% 99.63% 0.35% 36

泰新 S31 95.43% 96.29% 0.86% 98.80% 99.61% 0.81% 90

枣木 S83 96.42% 98.79% 2.37% 98.89% 99.12% 0.23% 33

整体平均指标 96.32% 97.49% 1.17% 98.88% 99.27% 0.39% 622

表4 各段高速3G覆盖达标占比信息表

高速类型 线路名 RSCP大于-90dbm采样点占比 RSCP大于-95dbm采样点占比 里程数/km

夏季指标 冬季指标 夏冬差异 夏季指标 冬季指标 夏冬差异

跨省高速 京沪 80.20% 92.74% 12.54% 88.22% 95.50% 7.28% 36

京台 69.14% 97.44% 28.30% 82.27% 99.80% 17.53% 249

济广 83.15% 95.26% 12.11% 92.53% 97.74% 5.21% 72

日东 84.31% 96.27% 11.96% 90.20% 97.20% 7.00% 106

省内高速 泰莱 80.22% 95.57% 15.35% 90.23% 97.86% 7.63% 36

泰新 72.05% 92.93% 20.88% 83.18% 95.51% 12.33% 90

枣木 70.11% 94.89% 24.78% 90.27% 96.16% 5.89% 33

整体平均指标 77.03% 95.01% 17.98% 88.13% 97.11% 8.98% 622

从表3、表4可以看出，3G覆盖率（-90dbm）冬季比夏季高17.98%，远高于2G的1.17%，说明2G网络覆盖较完善，而3G网络覆盖欠缺，其夏季-90dbm覆盖率只有77.03%，所以季节因素对3G覆盖影响更直接、更明显。

（2）解决思路

1）冬季测试弱覆盖区域作为规划重点。

2）灵活开通大功率软件、更换高增益天馈，机动调整优化基站的覆盖，提升夏季高速公路覆盖率。

4 结束语

通过以上分析可知，除了传统因素（站高、站点运行异常、参数设置等）外，防护林的宽度、高度以及季节变化也会对网络实际覆盖能力产生影响，特别针对高速公路典型场景，因两侧大量种植防护林，其对高速公路的网络覆盖影响更大，高速公路网络规划、维护及优化时需重点考虑防护林因素，确保网络的良好覆盖，提升高速用户在网的良好用户体验。

同时，针对上文103处问题点按照网络类型、解决方案进行了分类，其中3G问题63个，占比61%，具体问题类型如图9所示：

图9 2G/3G问题点分类图

从图9可以看出，3G类问题中规划类占比最高（62%），2G类问题中优化类占比最高（58%），说明3G网络后续需侧重规划建设，而2G网络后续需侧重优化。

随着联通LTE网络如火如荼的建设，下一步的高速公路网络覆盖规划可紧密结合以上分析思路，通过建模及实地勘测校正等手段推导出不同类型防护林下LTE实际覆盖范围，面向高速公路场景，提供精细化的LTE网络规划方案，切实支撑网络建设。

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[10] 王莹，刘宝玲. WCDMA无线网络规划与优化[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2007.

作者简介

李威：工程师，硕士毕业于南京邮电大学，现任职于广州杰赛科技股份有限公司华北分院，目前主要从事移动通信无线专业规划设计工作。

安朋朋：学士毕业于河南工业大学电子信息工程专业，现任职于广州杰赛科技股份有限公司华北分院，目前主要从事移动通信无线专业规划设计工作

秦会峰：工程师，学士毕业于山东省农业工程学院，现任职于广州杰赛科技股份有限公司华北分院，目前主要从事移动通信无线网络规划设计工作。