无线网络结构评估体系及优化策略

无线网络结构评估体系与优化策略一、网络结构概念的引入GSM网络经过十几年的发展，其优化技术越来越成熟，但是随着业务和网络规模的不断扩大，网络中的一些深层次问题也逐步显现出来。

其中一个比较重要的问题就是在一些大城市GSM网络质量有逐年恶化的趋势，本文将从无线网络结构的角度对这一问题进行探讨。

网络质量最终是由信噪比C/I决定的。

因此质量既与覆盖好坏C相关，又与干扰大小I 相关。

对于弱覆盖问题，主要通过增强覆盖来解决。

对于干扰问题，除外部干扰外，内部干扰有可能来自于两个方面，一方面是频率没有设置好，另一方面是频率无法设置好。

前者是由于频率设置不合理导致同邻频干扰，我们称之为频率问题，后者则是由于网络结构复杂导致频率难排，此时频率干扰已经几乎无法避免，我们称之为结构问题。

对于频率问题，我们可以通过频率调整来解决，而对于结构问题，则要通过网络结构调整来解决，这时通过频繁的变频来提升网络质量的空间已经非常有限。

那么，究竟什么是网络结构呢？简单来讲，网络结构就是网络中基站的布放和配置，包括站间距、站高、天线方向和下倾、小区载波配置、室内/外站点分布、直放站分布等。

网络结构复杂是指无线信号杂乱、重叠覆盖和过覆盖现象严重，导致无线环境恶化，频率难排，干扰和底噪上升。

对于网络结构不合理造成的网内干扰现象往往被忽视，即使意识到这个问题，也只是停留在表面，无法对其进行定量评估并指导优化工作开展。

而在现网的优化工作中，我们发现通过变频来改善网络质量的空间越来越有限，逐渐感觉到网络结构对于网内干扰的影响越来越大，因此如何来描述网络结构、如何来评价网络结构、如何来优化网络结构，对于网络优化工作来说是非常重要和必要的。

二、网络结构的评估方法2.1 网络结构评估体系为了区分出究竟是频率引起的干扰，还是结构引起的干扰，我们建立了网络结构评估体系，通过引入网络结构指数等指标来评估某个区域无线网络结构的健康程度。

以上是网络结构评估体系各指标的构成图，该评估体系引入三级结构标签，从不同层次和角度来表征和描述网络结构。

一个区域可以打上一个结构标签用来评估其网络结构的健康程度，这个标签又分为三级，下一级结构标签是对上一级标签的进一步分解，分析导致结构复杂的原因。

通过建立三级网络结构评估体系，我们对网络结构的评估可以做到定量评估、分类评估和逐级评估。

下面对主要的网络结构评估指标进行说明：2.2 网络结构指数该指标计算公式定义如下：()alli i is N N CO ∑⨯=冗余覆盖指数 其中，COsi ：周边小区i 对服务小区s 的同频相关系数，即周边小区i 在服务小区s 的测量报告中出现且信号强度差>-12dB 的比例；Ni ：周边小区i 的载波数；Nall ：总频点数，900网络取值95（不含EGSM ），1800网络取值125（或100）。

网络结构指数反映了该区域载波叠加的程度，指数越高表示越难排频，潜在频率干扰风险越高，该指标在数值上表示由于网络结构问题导致平均受到干扰的概率。

网络结构指数较高的区域定义为结构复杂区域。

网络结构指数示意图如下：该指标的推导过程如下：假设服务小区有Ns 个载频，周边小区有Ni 个载频，总载频数为Nall 个，在频率随机分配时，这两个小区的同频频点数为：alli s N N N ⨯；周边小区i 对服务小区s 的干扰概率为：alli si s all s i si N N CO N N N N CO ⨯=⨯⨯⨯；服务小区受到的总干扰概率（即网络结构指数）为：()alli i si N N CO∑⨯。

在计算网络结构指数时，需要注意以下几点：（1） 由于900和1800频段上完全隔离，不会相互干扰，因此在计算指标时也要分别计算。

（2）这里的周边小区与网络中实际定义的相邻小区不同，只要在本小区测量报告中出现的小区都应该计算在内。

（3） 每个小区先单独计算网络结构指数，但对网络结构复杂程度进行评估时，要以区域（小区簇）为单位进行评估，小区簇里面至少应该有一次整体的频率复用（约200载波），计算区域相关指标可以通过对每个小区进行加权平均得到（以话务量作为加权因子）。

()区域总话务量小区话务量小区网络结构指数区域网络结构指数∑⨯=i i i （4） MR 测量报告中的服务小区信号强度是功控后的结果，在取-12dB 门限时需要将服务小区的测量电平进行补偿，即主/邻小区都用BCCH 信号强度计算。

一般若在BSC 取该数（例如利用爱立信的NCS 工具），则系统已经将其自动补偿。

下图是广州某片区域的网络结构指数分布图：2.3 重叠覆盖度该指标计算公式定义如下：∑+=isi 1CO 重叠覆盖度该指标反映了该区域有多少个强信号小区进行了重复的覆盖。

网络结构指数反映载波叠加的程度，而重叠覆盖度则是反映小区叠加的程度，重叠覆盖度较高的区域定义为过度覆盖区域。

重叠覆盖度示意图如下：2.4 冗余覆盖指数()alli i is N N CO ∑⨯=冗余覆盖指数 其中，COis ：本小区s 对周边小区i 的同频相关系数，即本小区s 在周边小区i 的测量报告中出现且信号强度差>-12dB 的比例该指标反映某小区对C 的正面贡献以及对I 的负面贡献的关系，表示由于网络结构因素该小区对其他小区干扰的程度，在数值上表示该小区影响其他小区话务与自身话务的比值，用于寻找造成网络干扰的小区。

冗余覆盖指数较高的小区定义为高干扰小区。

冗余覆盖指数示意图如下：Cell:1Cell:1服务范围A Cell:1影响范围B（冗余覆盖指数=B/A ）需要注意的是，这里的COis 与网络结构指数中的COsi 有所不同，这里的COis 是指本小区s 对周边小区i 的同频相关系数，即本小区s 在周边小区i 的测量报告中出现且信号强度差>-12dB 的比例。

冗余覆盖指数的推导过程如下：本小区有Ns 个载频，周边小区有Ni 个载频，总载频个数有Nall 个，在频率随机分配时，这两个小区的同频频点数为：all i s N N N ⨯，本小区s 对周边小区i 的干扰载波数为：alls i is N N N CO ⨯⨯，将周边小区受到的干扰累加，再除以本小区载波数Ns ，得到干扰载波数与该小区本身载波数的比值，假设不考虑载波利用率的差异，那么这个比值实际上表示了受该小区干扰话务量与该小区本身话务量的比值（即冗余覆盖指数）为：()alli i is N N CO∑⨯。

2.5 网络结构相关指标的局限性由于每个MR 测量报告最多只能上报6个邻区测量信息，并且还包含了900/1800双频段，若还有更多的邻区也是强信号小区，那么已经无法将其统计进来，因此利用MR 统计的网络结构指数、重叠覆盖度等指标比实际真实值要小一些。

若要减少与实际结构的差距，可以适当提高计算门限，例如从-12dB 提升至-9dB 。

即使利用MR 得到的结构指标偏小一些，但是也有相对意义，结构指数相对较高的区域就是需要重点整治的区域。

此外，利用扫频测试数据来计算网络结构相关指标可以解决这个问题，但是一般扫频只能在道路上进行，没有MR 统计结果全面，它只能反映网络结构在道路上的影响。

2.6 利用扫频数据评估网络结构的方法扫频可以得到每个小区的信号强度，并且它不受是否定义了测量频点的影响，也不受测量上报小区个数的限制，因此可以较为真实的还原网络结构的本身面目，在道路优化中可以得到较好应用。

利用道路扫频数据也定义了以下道路结构指标：（1）道路网络结构指数=低于最强信号12dB 范围内所有小区的载波数/理论可用总频点数*100%该指数反映了该路段受到较强载波叠加的程度，指数越高表示在该路段越难排频，潜在网内频率干扰风险越高。

（2）道路重叠覆盖度=道路上弱于最强信号12dB 范围内的小区数（含最强信号小区）该指数反映了该路段有多少个强信号小区在同时覆盖。

（3）道路冗余覆盖指数=道路上该小区不是最强且弱于最强信号12dB 范围内的采样点数/该小区作为最强小区的采样点数该指数反映了覆盖道路的某小区对C 的正面贡献以及对I 的负面贡献的关系，表示在该小区的覆盖中有多大的比例是冗余和负面的。

下图是广州某片区域的道路网络结构指数分布图：三、 网络结构相关问题思考为了更加深入的认识网络结构，我们将网络结构与网内干扰、网络底噪、频率优化的关系进行探讨。

3.1结构评估与干扰评估的关系我们在评估网内干扰时，一般会采用网内干扰系数、干扰源系数等指标。

网内干扰系数考虑服务小区与周边小区之间存在的同频和邻频干扰，表示服务小区受到实际频率干扰的概率，其计算公式如下：∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=i s si si s si si N NADJ ADJ N NCO CO 网内干扰系数。

其中，ADJsi 表示周边小区i 对服务小区s 的邻频相关系数，即周边小区i 在服务小区s 的测量报告中出现且信号强度差>3dB （暂定）的比例，NCOsi 、NADJsi 分别表示周边小区i 与服务小区s 出现同频、邻频的频点个数。

而干扰源系数反映某小区对网络带来的实际干扰，在数值上表示这个小区对周边所有小区的总干扰话务量与服务小区话务量的比值（在不考虑负荷的情况下，用载波数代表话务量），其计算公式为：∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=i s is is s is is N NADJ ADJ N NCO CO 干扰源系数。

下面将这两个评估干扰的指标与上节的评估结构的指标进行对比。

假设不考虑邻频干扰，若当频率随机分配时，两个小区的同频频点数a l li s is si N N N NCO NCO ⨯==，即sis s si all i N NCO N NCO N N ==，这时，网络结构指数与网内干扰系数完全相等，冗余覆盖指数与干扰源系数完全相等。

也就是说，网络结构评估是网内干扰评估在频率随机分配时的特例，二者表示的意义是一致的。

这四个指标之间的关系归纳为：（1）网络结构指数和网内干扰系数表示它受到的干扰，而冗余覆盖指数和干扰源系数表示它带来的干扰。

（2）网络结构指数和冗余覆盖指数表示只考虑结构因素的平均干扰，而网内干扰系数和干扰源系数表示综合考虑了结构和频率因素的实际干扰。

综上，网络结构评估与网内干扰评估的关系可以总结为以下几点：（1）二者评估的角度不同。

干扰评估用来分析质量问题，看质量是否与网内自身频率干扰相关；结构评估用来分析网内干扰问题，看网内干扰主要是由于结构不合理导致的还是由于频率不合理导致的。

（2）二者考虑的内容不同。

干扰评估考虑实际频率配置情况；结构评估不考虑实际频率配置，反映频率完全随机分配时的干扰情况。

（3）二者反映的结果不同。

干扰评估反映实际网内频率干扰；结构评估反映由结构引起的平均频率干扰，也就是底噪。