LTE网络大型场馆聚会型场景话务保障研究

01月

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1 引言
　　随着中国联通LTE网络的大面积推广和用户规模的迅速增长，2014至2015年LTE网络大型场馆话务保障逐步成为网络优化面对的新难题。特别是微博、微信、QQ等社交类APP实时分享与交流的普及，用户对聚会型场景网络质量的感知十分敏感。因此亟需找到一套有效的LTE网络话务保障方案，该方案不仅需要提出对现阶段LTE网络在聚会型场景大话务活动保障的优化策略，而且需要制定符合4G市场发展的网络后续演进策略。
2 大型场馆话务保障难点
2.1 高价值用户多
　　根据现场历史数据的统计，大型场馆聚会型场景活动中用户呈年轻化和高端化的特点，如图1所示，26—35岁用户高达70%，苹果、三星等高价值终端占比高达79%，远高于全网平均水平。4G用户流量渗透率呈上升趋势，高达80%，4G网络负载以超出预期的速率持续增长;3G用户渗透率整体呈下降趋势，且3G用户中4G终端渗透约占3G人数的20%，整体波动幅度不大。

2.2 业务量波动大
　　如图2所示，大型场馆聚会型场景活动中，业务量在时间和区域两个维度上均存在较大幅度的波动，且随着活动类型的不同，业务量波动模型也有所不同，这导致了容量保障和实时优化调整的困难。通过活动类型维度分析，可知演唱会的业务量峰值主要出现在开场和散场时刻，而在球赛场景中，除了开场和散场，在中场休息时业务量也会有一个急剧的增长;通过时间维度分析，可知开场业务量峰值一般在比赛或演出开始前1个小时出现，退场的峰值一般在结束后半个小时出现;通过业务量波动幅度维度分析，可知场外业务量的变化相对剧烈，业务量波峰与波谷可差2.5—3倍。

2.3 模三干扰强烈
　　大型场馆的核心活动区域直径一般为200—300m，为了保证4G单用户速率，在此区域内需要多个小区同时覆盖，因此MOD3干扰问题比较突出。以某大型场馆为例，场馆区域内4G小区达到8个，站间距均在200m以内。因小区重叠区域较大，MOD3无法错开，场馆内干扰严重，SINR平均值只有11.68，MOD3干扰比例达到28.1%。SINR值会映射到终端上报的CQI（信道质量指示），直接影响用户网络感知和业务体验。
3 大型场馆网络优化策略
　　针对上述保障的难点，本文将以某直辖市某大型体育场馆为例，从覆盖、干扰、容量与活动类型4个方面制定优化策略。该大型体育场馆东西主轴为骨架的环抱式布局的建筑群体，可容纳观众60000人，建筑面积80 000m2。功能以大型演唱会和体育赛事（中超足球）为主，平均每年要承办15次以上大型聚会活动，为典型的聚会型大话务场景。
3.1 覆盖优化策略
　　如图3所示，根据场馆特点制定两种覆盖方案，一是普通6万人以下体育场馆，可采用4角宏站“切蛋糕”的分区覆盖方式，在场馆内4个角分别建设4个两扇区宏站，通过RF调整严格控制每扇区覆盖范围，达到“切蛋糕”的效果;二是超过6万人的大型多层体育场馆，需要考虑分区分层、室分+宏站的混合覆盖方式，在球场两端通过宏站对球场进行广覆盖，然后用室分对观众席进行上下层分区覆盖吸收容量。

针对本文大型场馆的实际情况，通过从成本、施工难度、覆盖效果、容量、用户规模匹配、优化复杂度等几个方面进行比较，确认方案1最优，具体如表1。

3.2 干扰及容量优化策略
　　（1）干扰优化方案
　　根据现有场内4G站点分布，提出以下4种干扰控制组网方案，如图4所示。

　　对这4种干扰控制组网方案进行比较评价，具体如下：
　　方案1：6小区方案。关闭场馆内的2个小区，保留6个小区覆盖，通过RF优化调整尽可能地降低MOD3干扰（图4深色扇区为关闭小区）。
　　方案2：4小区方案。场馆内关闭4个小区，场馆内4个方向各保留1个小区覆盖，最大地降低MOD3干扰及重叠覆盖（图4标红扇区为关闭小区）。
　　方案3：小区合并。场馆内站点，同站共基带板2个小区进行合并，合并后保留4个小区覆盖，MOD3干扰能够较好的控制。
　　方案4：10M异频。保留场馆内的8个小区，将奥体的20M同频组网，改为10M的异频组网，减少同频带来的MOD3干扰（图4标红小区频点为1 700，标绿小区频点为1 600）。
　　（2）4G容量优化方案
　　统计历次活动4G用户数，最多1 668人，最少692人，其余均在1 400人左右。按照现网基站承载能力和用户体验推算，场馆内4G单小区最大承载用户数为400个。至今4G最大用户数为1 668个，按照50%的4G用户同时连接计算，最低需保证3个小区覆盖。当前场馆内有8个4G小区，容量满足需求。
　　（3）综合方案评定
　　综合考虑4G网络需求，对4种方案优缺点进行对比，如表2所示。确定当前阶段采用保留场内的6个4G小区的方案1。同时对保留的6个小区的PCI和方位角进行调整，以保证模三错开以及覆盖的连续性。

3.3 基于活动类型的优化策略
　　根据演唱会、球赛等不同活动类型以及演唱会的不同舞台布置，制定灵活有针对性的6小区调整方案，如图5所示为演唱会和球赛的方案部署方法。演唱会时需根据舞台位置的变化，以各扇区均衡分担话务为原则，确定6小区调整方案;球赛主要根据主客球迷分布区域确定6小区方案。其中，深色扇区为关闭的小区，浅色扇区为保留的小区，阴影座位席为场内空位或观众稀疏区域。

4 应用效果
　　随着4G用户的持续增长，网络负荷也在逐步上升。但从2015年十余场大型场馆活动结果来看，最大在线激活用户数提升200%，达到3 200人;场馆内的4G的平均SINR提升40%，网络干扰SINR提升40%，达到14dB;上/下行实测速率提升20%，达到2.8 Mbps/11.7Mbps，完全满足6万人场馆的网络需求，如图6所示。

5 结束语
　　随着联通4G网络市场的发展和2G/3G用户向4G网络的迁移，4G网络用户数将呈现阶梯式的规模增长。本文根据大型场馆聚会型场景的特点，将话务保障与市场发展同步，制定了针对性的LTE网络话务保障方案。近期以降低干扰、提升用户业务速率为主，可以采用ICIC降扰、CoMP降扰、CA载波聚合提升用户速率。中长期以承载容量负荷为主，可以采用硬件扩容、拓展FDD频谱+异频双站、T+F双站的方式实现4G容量扩展。有力支撑市场发展，实际效果良好，建议推广应用于大型场馆、密集商业区、高校校园等多种聚会型场景。
　　但是本文仅为基础话务保障，并未对结合用户行为进一步提升用户实际使用网络的体验。后期将根据QoE的要求，挖掘用户行为数据，针对不同的业务特点，制定个性化的用户感知和用户体验提升方案。