中国移动通信集团广东有限公司清远分公司
摘要：随着TD-LTE网络覆盖的完善和市场的发展，4G用户持续增长，用户对高速、稳定的数据业务需求日益扩大，网络容量成为影响用户感知的重要因素。同时，随着社会经济文化的不断发展，在城市举办的大型、特大型活动越来越多，如大型旅游节、演唱会、体育赛事等活动，这类活动必然伴随着大规模的人员流动、高密度的人员聚集、井喷式的业务增长，形成大话务场景。面对当前大话务场景的不断增多，需要对TD-LTE网络的大容量能力进行深入研究，笔者开展了通信保障技术方案探索及研究，积极寻找解决方案，通过建立分域栅格化容量评估、采用分层组网技术方案、灵活的应急站点建设方案、E频段2：2时隙配比技术方案等创新手段，提升TD-LTE无线网络的接入能力及容量，提高上下行感知速率，保证用户畅顺地上网冲浪。
关键词：大话务场景；TD-LTE；通信保障；容量；网络结构
1、引言：
TDD-LTE为现今中国移动4G无线网络采用的主要技术，拥有带宽灵活、频谱效率高等特点，但也因为同频组网的策略，对网络重叠覆盖控制要求高，对网络结构要求严格。而大型活动通信保障往往存在活动场地空间有限，用户集中度高，对上行保障要求高等问题，在有限的空间范围内，网络改造难度大，既要解决容量问题，又要兼顾网络结构问题。与传统的2G、3G成熟的保障经验相比，4G尚无有效的经验可以参考，且4G用户行为习惯与传统的2G、3G话音为主有所不同，因此亦不能直接套用2G、3G保障经验。开展TD-LTE大话务场景通信保障技术方案的研究，并应用于实践具有重要意义。本文将结合清远马拉松活动，对TD-LTE大话务场景通信保障技术方案进行阐述。
2、大型活动场景大话务的特点
2.1 业务井喷式增长，对容量需求大：在大话务场景下，大量用户聚集，集中并发使用数据业务进行图片和视频的上传，对上传资源需求大，对网络造成巨大负荷及冲击。大量用户短时间内同时向网络发起随机接入，使得随机接入碰撞概率加大，基站设备需要及时处理突发的业务请求并调度网络资源，主控板和基带板CPU负荷增加，当达到一定程度时，用户调度请求将会受限，在网络指标上表现为无线接通率急剧下降，在用户感知上表现为上传下载业务慢，例如发图片甚至文字都很难发送出去。
2.2 活动场景复杂多样，对网络结构挑战大：大型活动举办地点多种多样，室内场景如体育馆、会展中心等，该场景存在封闭性强、改造难度大、物业协调难等特点，在有限的空间内，既要满足容量需求，又要抑制重叠覆盖带来的模三干扰，难度较大；室外场景如广场、公园、特定的街道等，这类场景开阔，如果举办的大型活动为范围较广的美食节、旅游节、马拉松等活动，则既有固定的用户聚集点容量问题需要解决，又由于用户流动性比较强而需全范围考虑扩容问题。
3、大话务场景通信保障技术方案
3.1 分域栅格容量评估
要做好大型活动的应急通信保障，首先得对业务需求进行预测，通过结合移动市场份额、LTE用户渗透率及同时在线用户数等维度评估，精确评估保障需求，提高保障效率。根据多场大型活动经验，提出以下公式：活动现场预估保障用户数=活动人数*移动市场份额*4G用户渗透率*同时激活用户数。其中活动人数，我们可以联系活动主办方提供预估的活动总人数；在移动市场份额方面，由于各地的移动、电信、联通的运营商市场份额可能存在差异，需结合本地的实际情况给出移动市场份额的数据，以保证评估的准确性；在4G用户渗透率方面，可来源于市场部门，市场部门一般都有当前4G市场发展的统计数据；同时激活用户数，参考多次活动的保障经验，可按照60%进行估算。
对活动现场用户数的预测，只是对整个场景总体容量需求的评估，是粗略的，不足以支撑起整个保障技术方案的制定工作，要保证用户感知，必须聚焦业务聚集地所在位置，有针对性地将容量评估做精做细，对该位置进行栅格化的划分，从栅格面积、人流密度入手预测出用户数，然后按单载波建议承载的用户数计算出载波需求，最后再进行保障方案的制定。
下图为清远马拉松活动的分域栅格化划分方案，结合活动流程分析，得知用户聚集位置，可分成全马方阵、半马方阵、迷马方阵、服务区及开跑区5个栅格。栅格载波评估：所需载波数=面积*人流密度*移动市场份额*4G用户渗透率/单载波承载用户数。其中的单载波承载用户数可能不同厂家设备会有所不同，例如爱立信设备建议取400。
下表为对清远马拉松活动的人流聚集地的精细分域栅格容量评估，LTE载波需求数计算如下：
针对清远马拉松活动，根据计算出来的载波需求数，评估现网的小区不足以满足容量需求，因此，对各个栅格进行D、E、F频段多层网覆盖，增加小区数载波数。其中F频站点一般可利用现网已有宏站，而D频站点除利用现网已有宏站外，增加D频微小站，以空间换容量，有效吸收宏站小区中热点区域的业务，从而减小宏站的业务负荷。E频站点则可临时调用室内站点，架设于路灯杆或应急通信车上，在进一步吸收业务的同时，降低网络干扰水平。在完成现场勘察和技术选址后，敲定容量保障方案如下：
3.3 灵活的应急站点建设方案
许多大型活动的应急保障需求来得比较急，留给运营商准备的时间很短，而往往大型活动场地空间改造难度大，传统宏站对网络结构和选址要求又非常严格，且存在造价高、建设难度大、建设周期长等一系列问题。通过应急、创新手段实施临时性保障，能有效降低建设成本，解决在大型活动场地入场及协调难问题，实现快速建站，提升保障效率。清远马拉松就应用了升级版应急通信车、应急微小基站、室内站临时应用于室外等灵活应急手段。
3.3.1、升级版应急通信车：应急通信车具有快速反应、方便布署、平台应用广的特点，每台应急车在开通3个小区并开启双载波情况下，可支持2400个LTE用户同时在线。根据应急通信车的特点，通过应急车上外挂异频微小站点，升级应急车容量，每台应急车最大容量可支持4800个LTE用户同时在线，在传输、电力均到位及完成场地协调的情况下，1天内能完成开启。
3.3.4、室内站临时应用于室外：与应急微小站一样，可利用路灯杆、视频监控杆等市政设施进行临时布放，与微小共址亦可，但由于室内站的RRU比较大，需要挂在杆体较下层位置，天线则建议采用小型天线，以降低杆体的承重，在利用现网已有站点数据的情况下，1天内能完成开启。
清远马拉松活动的应急保障工作实践证明，TD-LTE大话务场景通信保障技术方案的实施成功抵御高密度用户接入、井喷式大话务对网络的冲击，并尽其所能吸收流量，保障了用户感知，获得良好的应用成效。
5、结束语
本文分析了大型活动大话务的特点以及对网络通信保障的挑战在于如何保证容量和如何控制网络结构，探索研究并实践应用了分域栅格化容量评估、F+D+E分层组网、灵活的应急站点建设方案、E频段2：2时隙配比等技术方案，大大提升了应急情况下的网络接入能力及容量，克服系统内干扰问题，提高了上下行感知速率，方案实施可行性高，可推广性强，已在清远马拉松等多个大型通信保障中实践与应用，为用户提供了良好的网络质量和感知，有力增强了企业网络的核心竞争力。
论文作者:潘英莉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/8
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