基于仿真的小区深度覆盖规划系统

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1、项目结题报告 项目名称 基于仿真的小区深度覆盖规划系统 项目第一负责人 项目组成员 申请单位 联系电话 通讯地址 邮政编码 2012 年 11 月目 录=项目结题报告1第1章 项目背景和意义3第2章 项目特点和功能描述5第3章 项目主要内容5第4章 主要创新点21第5章 实际应用效果总结22第6章 其他说明22第1章 项目的背景和意义1.1 背景介绍随着无线无线环境和业务从平面向立体发展，网络架构也在从平面向立体纵深发展。 在网络架构向立体纵深发展的同时，移动通信话务逐渐下沉到底层网，对底层网的容量和质量带来越来越大的挑战。居民小区作为底层网络最常见的居民小区作为底层网最常见的场景，由于物业协

2、调、大小规模、高低结构、建筑构造不尽相同、所处无线环境复杂等多种原因导致该场景下的无线覆盖方案实施难度大。在集团四网协同的大背景下，提高居民小区的覆盖效果，提升居民小区的用户感知的工作迫在眉睫。1.2 项目目标及意义本项目研究旨在利用网络覆盖仿真技术，通过利用现场测试获取的覆盖数据、理论传播数学模型、海量A+MR信息进行综合分析和处理，开展特色居民小区覆盖的传播模型研究，建立多场景的小区覆盖传播模型，并利用系统平台的快速处理和综合仿真能力，对具体某个待覆盖居民小区进行规划仿真，提出具体的规划方案，为最终建设方案的决策提供依据。本研究的具体目标如下：（1）利用现场测试、理论传播数学模型、海量A+

3、MR信息，对具有特色的居民小区覆盖进行详细调查，更准确地弄清其网络覆盖情况； （2）开展居民小区模型校准，探讨分场景下的传播模型方案，以促进后续仿真系统的实现利用； （3）研究设计居民小区仿真系统的总体框架，建立仿真平台系统，为分公司在居民小区建设规划的科学性提供扎实依据； 本研究具有极其重要的意义，目前的居民小区覆盖规划方案制定中，选择天馈、确定站点和天线工参位置时缺乏依据和效果评估，通常会带来一方面深度覆盖不足、一方面却出现信号外泄的情况。本项目的规划仿真平台将提供居民小区覆盖的科学依据，减少盲目建设带来的后期运维风险，通过本项目对居民小区覆盖特点的分析研究，最终能够总结出居民小区覆盖的方

4、法论，即能够回答不同场景下的居民小区覆盖特点是什么，存在哪些覆盖问题，哪种场景下可通过宏站解决，哪种场景下需要通过小区分布形式解决，以及如何通过仿真在规划阶段提前介入，提前发现和解决可能存在的问题。第2章 项目的特点及功能描述本项目主要以绍兴居民小区深度覆盖为研究对象，希望通过对各类场景的居民小区覆盖方案的研究、分析和实施验证，结合路测数据和仿真预测，探索研究居民小区深度覆盖方案的经验：（1）研究居民小区深度覆盖的难点，例如：站点安装位置受限，通常只能选择车库、小区会所等位置安装，天线目标不能过大，而且需要进行伪装和美化，否则容易引起居民关注，此外，需要很好的控制小区覆盖的信号外泄问题，否则容

5、易和周边的宏基站相互干扰，由于室内拐角较多，信号需要穿透多层墙壁，深层次室内覆盖难以很好解决。（2）针对上述难点问题，开展居民小区覆盖场景分类，提出基于分场景的多种可选的建设方式，并结合规划仿真平台，通过小区覆盖分析（结合路测）、覆盖预测、天线选型、站点工程参数设计等步骤实施规划，提出规划方案。基于仿真的小区深度覆盖规划系统，能够在实施居民小区覆盖工作中，在规划阶段通过精细仿真评估居民小区的具体覆盖情况，针对性的提出规划建议和规划方案，在优化阶段，能准确发现已有小区分布的覆盖问题点，并通过平台仿真对问题点进行优化调整，提高优化效率。第3章 项目主要内容3.1 居民小区场景分类从绍兴越城区居民小

6、区住户人数（或占地面积）、居民小区楼高、居民小区所处区域三个维度进行分类统计：目前大型、超大型小区、底层小区占比较大。从居民小区的投诉场景分类分析看，主城区居民小区、超大型、多层居民小区的投诉量较大。从投诉发生位置分析看，居民小区投诉发生的位置主要集中在底层，但对于高层居民小区，楼顶位置的投诉明显多于底层，呈现与多层小区不同之处。综上所述，居民小区覆盖主要关注多层小区的底层以及高层小区的高楼层位置，将根据不同场景，通过精细仿真、现场测试、KPI指标分析等方面开展分析工作。3.2 基于仿真的居民小区覆盖特点分析3.2.1 仿真平台介绍精细仿真的流程如下：图 精细仿真流程图精细仿真平台相较于以往的

7、仿真系统的改进点与创新点：1、单小区校模：应用海量扫频数据开展单个小区传播模型校正，并利用二次校模技术，克服了传统典型场景传播模型的局限性，极大地提升仿真结果的精确性。2、GIS地图修正：通过地图修改的方式，及时弥补GIS地图失真所带来的仿真误差问题，进一步提高仿真的准确性，为开展仿真精细规划打下基础，同时为GIS地图数据的更新提供了有力的支持。 以上两点，解决了影响仿真准确性的最大困难点，极大地提升了平台仿真的精确性，使得居民小区覆盖分析能够以更小更精准的分析粒度（单小区模型，5米精度）开展，是居民小区深度覆盖分析的基石。本项目研究课题希望从如下几方面入手，在分析居民小区覆盖影响因素时，引入

8、精细仿真平台，通过精细仿真与现场测试相结合开展分析：1. 楼高/楼间距比2. 周围基站天线挂高与居民小区建筑高度差3. 基站数量与距离居民小区的位置远近4. 天线的选型5. 外泄的控制3.2.2 楼高/楼间距比选取大、中、小型多层居民小区等场景，固定楼间距为8米（目前大部分多层居民小区楼间距在8米左右），通过修改小区楼层高度对居民小区的覆盖进行仿真分析，结果如下：结论：在楼间距固定为8米，楼高越高，小区的覆盖情况越差，弱覆盖区域越多（弱覆盖定义为信号强度小于-90dBm）。 相同楼间距下，居民小区的建筑高度越高，则小区的弱覆盖区域可能越大，建议多层居民小区的楼高/楼间距比不要超过8/20。3.

9、2.3 周围基站天线挂高与居民小区建筑高度差基站天线挂高对周围居民小区覆盖影响较大，不同的天线挂高下的基站覆盖面积以及覆盖效果有明显的区别。现选取某多层居民小区，楼高为18米（6层楼高），通过仿真，观察天线挂高对该小区的覆盖变化，结果如下： 3.2.4 基站数量与距离居民小区的位置远近居民小区周围基站数量多少以及基站到居民小区的距离远近，必然对居民覆盖有不同的影响。现选取一个大型居民居民小区，通过仿真，观察小区周边基站数量变化以及距离位置变化对居民小区的覆盖影响情况。对不同基站数量对居民小区覆盖电平统计结果如下：周围宏站（距离200米）= -60-70 -60-80 -70-90 -80-10

10、0 -90-80dBm的占比超过85%。在此基础上，再分别对不同数量站点，不同距离的情况进行仿真，观察覆盖变化情况，结果如下:结论：从上表可以看出，在相同基站天线挂高与相同天线下倾角的条件下，居民小区周围有4个基站的扇区覆盖到该居民小区时，居民小区内信号强度-80dBm的占比超过85%，小区整体覆盖情况较好，此外，站点距离小区最好不要超过200米。3.2.5 天线的选型目前居民小区的小区分布一般采用各种美化天线，现通过仿真与现场测试的方式，对所使用的各种美化天线进行覆盖环境以及覆盖范围做对比评估，结果如下:天线类型安装位置发射功率覆盖范围天线优缺点使用小区特点覆盖20栋居民楼天线数量定向壁挂1

11、F楼梯口20dBm23栋针对性强，不易外泄；垂直覆盖范围广，安装便捷楼宇密集，布局规则，多用于低层居民小区10室外全向柱状1F楼梯口20dBm34栋穿透性能好，覆盖范围广楼宇密集，与主干道较远，楼高低于20米8路灯杆型全向绿化带20dBm45栋穿透性能好，覆盖范围广，需同小区同步建设，后期施工难度较大。楼宇按道路或者绿化带规则分许，适用于中层和低层居民小区6草坪美化定向绿化带15dBm1栋针对性强，不易外泄绿化面积大，分布不规则，适用于低层居民小区20射灯型隐蔽楼顶层20dBm23栋针对性强，覆盖范围广，可以自下而上也可以自上而下楼层较高，回型分布，有电梯地下室，适用于中层以及高层居民小区10

12、吸顶全向天线1F楼梯口20dBm34栋穿透性能好，覆盖范围广楼宇密集，与主干道较远，适用于低层居民小区8各类天线的关键参数如下：天线型号天线形状挂高下倾角方位角增益（dBi）水平波瓣垂直波瓣功率容量(W)天线口功率覆盖楼宇数IWH-090V08NN 定向壁挂 3015495611065020dBm45OOA-360V03NN 室外全向柱状 3036033606510210020dBm56300102-LD-033 路灯杆型全向2.50360636022362020dBm56FNT-CP007 草坪美化定向 0.5-55250810546446572015dBm1MSD-ODP065V09NN

13、射灯型隐蔽 173158546446575020dBm23IXD-360/V03-NN 吸顶全向天线 3036023609065020dBm56此外，选择3款应用最为广泛的天线类型进行现场模测，测试情况如下：楼层-60-60-70-70-80-80-90-60-60-70-70-80-80-90-90柱状全向天线主瓣第一栋楼内10.70%20.93%30.32%31.55%6.51%旁瓣第一栋楼内3.48%10.23%32.28%41.35%12.66%背瓣楼后0%0%7.31%39.93%52.76%壁挂定向天线主瓣第一栋楼内10.52%23.00%40.16%23.24%3.09%旁瓣第一

14、栋楼内2.56%12.63%29.55%43.35%11.91%背瓣楼后0%0%1.25%9.61%89.14%从测试数据对比中可以看出，定向壁挂天线的主瓣和旁瓣覆盖效果比柱状全向天线稍好，背瓣覆盖比柱状全向天线覆盖效果差，但比较易控制外泄情况。 3.2.6 外泄的控制对于小区信号外泄常用的解决方法：21f3dsaf12K:JFD()$#_*本文来自移动通信网,版权所有1、降低小区发射功率；是434321%K:JFD()$#本文来自移动通信网,版权所有2、整改室内分布的天线；也f12dsfdsK:JFD()$#_本文来自移动通信网,版权所有3、调整室内分布和周围小区的切换关系；289西7K:J

15、FD(本文来自移动通信网,版权所有4、修改分布小区的邻区切换门限；)$#3221K:JFD()$本文来自移动通信网,版权所有5、调整切换关系。常规外泄控制方法需要通过现场测试发现信号外泄点，现场调整，现场复测解决外泄控制。在引入精细仿真平台后，可通过精细仿真发现小区覆盖的外泄情况，并尝试调整功率、工参数据等进行外泄控制优化工作，提高外泄控制的效率。3.3 结合仿真的居民小区覆盖结论通过精细仿真及现场测试验证，得到各类场景的居民小区主要存在的弱覆盖位置及优化解决方法如下：居民小区类型弱覆盖区域弱覆盖解决方法密集城区小型楼宇比较密集，楼间距约为6米，底层室内区域存在弱覆盖适当调整附近宏站天线方位角

16、和下倾角、增加天线发射功率，加强弱覆盖区域信号覆盖非密集城区小型楼间距约为6米，宏站覆盖方向被其它楼房遮挡的室内区域信号较弱适当调整附近宏站天线方位角和下倾角、增加天线发射功率，加强弱覆盖区域信号覆盖密集城区中大型低层+多层的混合型结构，楼间距约为8米，弱覆盖区域主要集中在被附近高层遮挡的中低层室内增加小区分布解决非密集城区中大型低层+多层的混合型结构，楼间距约为810米，弱覆盖区域主要集中在被附近高层遮挡的低中层室内或处在附近宏站覆盖边缘区域的住宅楼内增加小区分布解决密集城区超大型宏站覆盖方向被小区附近高楼遮挡的低层局部区域覆盖不足采用补盲方式局部区域增加小区分布非密集城区超大型小区中心区域

17、室内或处在附近宏站覆盖边缘区域的楼内采用补盲方式局部区域增加小区分布根据前述，通过精细仿真及测试数据，分析影响居民小区覆盖的几个主要因素，多层居民小区内的无线环境符合下列条件的，可以用宏站方式解决覆盖问题，否则建议进行小区分布建设或者弱覆盖点补盲。站点类型楼宇数量（栋）楼宇层数楼宇间距比(m)占地面积(M)仿真信号强度大于-80 dBm占比200米内基站个数基站天线平均挂高(m)周围建筑是否阻碍覆盖方式小型10 7 8/20250085.0%335否宏站中大型20 7 8/20207 2000085.0%435否 宏站 u 周围200米以内有4个或者4个以上基站（小型居民小区建议3个基站）的扇

18、区覆盖到该居民区； u 楼间距/楼高比值小于8/20;u 居民小区楼宇高度和基站天线挂高相差大于15米，且周边无阻挡建筑； u 仿真信号强度大于-80dBm占比超过85%； 符合以上条件的居民小区，宏站覆盖基本解决小区覆盖问题，反之则需要建分布系统对小区内进行覆盖。 第4章 项目创新点 常规的居民小区覆盖规划，在选择天馈、确定站点和天线工参位置时缺乏依据和效果评估，通常会带来一方面深度覆盖不足、一方面却出现信号外泄的情况。本项目的通过引入精细仿真平台，解决了如下几个问题，为居民小区覆盖提供科学依据，减少盲目建设带来的后期优化风险：1、 天馈位置选择、工参预置：常规天馈的位置选择，工参预置都是依

19、靠网规人员的工作经验，往往会导致深度覆盖不足或者信号外泄，而引入精细仿真平台，可以直观地发现深度覆盖或者信号外泄，并且在规划阶段就避免解决这样的问题，规划的科学性大大提高。2、 外泄控制：常规的外泄控制只能通过现场测试发现，通过精细仿真工具，不仅可以明确外泄存在的位置，而且可以通过仿真去分析调整天馈参数后的外泄变化情况，提高外泄控制效率。3、 天线选型：通过精细仿真工具可直观地了解不同天线在不同场景居民小区中的覆盖效果，为天线的选型提供参考。本次居民小区深度覆盖研究，引入精细仿真平台，通过仿真与测试数据相结合，分析影响居民小区覆盖的几个主要因素，总结得到居民小区覆盖建设的方法论，很好地回答了各

20、类场景的居民小区满足何种条件下可以用宏站方式解决覆盖问题，在何种条件下需要通过小区分布或者补盲方式解决覆盖的问题： 周围200米以内有4个或者4个以上基站（小型居民小区建议3个基站）的扇区覆盖到该居民区； 楼间距/楼高比值小于8/20; 居民小区楼宇高度和基站天线挂高相差大于15米，且周边无阻挡建筑； 仿真信号强度大于-80dBm占比超过85%； 符合以上条件的居民小区，宏站覆盖基本解决小区覆盖问题，反之则需要建分布系统对小区内进行覆盖。 第5章 实际应用效果总结基于仿真的小区深度覆盖规划在绍兴分公司已经过试点验证，并应用到实际的居民小区覆盖分析工作中。在项目运作过程中，共对4大类场景（大、中、小型居民小区、多层、高层居民小区）共计16个居民小区进行了验证分析，在分析过程中对居民小区天馈布放不合理导致的弱覆盖点、信号外泄点均能准确地发现，并通过仿真系统实时调整功率、工参信息、甚至天线位置、天线选型调整等进行优化解决，效果理想。通过该方法，不仅能对已建成的居民小区覆盖进行分析和优化，更重要的是，可以在规划阶段就介入使用该方法，将覆盖类问题在规划阶段解决掉，大大提高规划的科学性。第6章 其他说明浙江移动商业机密 第15页 共15页