針對(duì)工信部四個(gè)主要頻率指標(biāo)的改進(jìn)型搜集分析系統(tǒng)

1、    針對(duì)工信部四個(gè)主要頻率指標(biāo)的改進(jìn)型搜集分析系統(tǒng)    張守國(guó) 凌文杰 魏小燕【摘  要】針對(duì)目前工信部頻率評(píng)價(jià)過(guò)程中遇到的困難和問(wèn)題，以公眾移動(dòng)網(wǎng)為例，探討基于北向接口性能數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)和mr數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率評(píng)價(jià)的可行性，目的是進(jìn)一步提高頻率評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。文中結(jié)合實(shí)際移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，給出了頻率占用度、區(qū)域覆蓋率等頻率評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)分析處理和統(tǒng)計(jì)方法，并驗(yàn)證了方法的可行性?！娟P(guān)鍵詞】頻率占用度;區(qū)域覆蓋率;用戶(hù)承載率;年時(shí)間占用度1   引言根據(jù)工信部暫行規(guī)定要求，通過(guò)頻率占用度、區(qū)域覆蓋率、用戶(hù)承載率、年時(shí)間占用度四個(gè)

2、指標(biāo)對(duì)10類(lèi)系統(tǒng)頻率使用情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。目前基于測(cè)試、仿真和調(diào)研的方法，基本可以實(shí)現(xiàn)暫行規(guī)定要求的四個(gè)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)。但實(shí)際操作中，由于監(jiān)測(cè)站數(shù)量少、工參信息準(zhǔn)確性、傳播模型等因素的影響，評(píng)價(jià)結(jié)果精度還存在一定的局限性。針對(duì)存在的問(wèn)題，提出基于北向接口性能數(shù)據(jù)和mr數(shù)據(jù)來(lái)完善現(xiàn)有頻率評(píng)價(jià)方法。下文以公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為例，探討該頻率評(píng)價(jià)方法的實(shí)現(xiàn)方式和可行性。2   頻率評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)傳統(tǒng)頻率評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)收集主要由監(jiān)測(cè)站完成，監(jiān)測(cè)站由室外天線、接收機(jī)、測(cè)向機(jī)、工控機(jī)等網(wǎng)元組成。接收機(jī)和測(cè)向機(jī)通過(guò)串行接口連接到工控機(jī)，由工控機(jī)下發(fā)測(cè)試任務(wù)對(duì)指定頻率進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)試結(jié)果上傳給工控機(jī)。工控

3、機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)格式上傳到無(wú)線電一體化平臺(tái)，進(jìn)行后臺(tái)數(shù)據(jù)分析處理。圖1為某地市監(jiān)測(cè)站連接示意圖：改進(jìn)型無(wú)線電一體化平臺(tái)增加專(zhuān)業(yè)網(wǎng)管接口，通過(guò)公眾移動(dòng)通信網(wǎng)北向接口定期提取基站頻率配置信息、測(cè)量報(bào)告、小區(qū)和頻點(diǎn)承載業(yè)務(wù)量等信息，同時(shí)收集各個(gè)運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)基站和小區(qū)經(jīng)緯度信息，錄入無(wú)線電一體化平臺(tái)。由無(wú)線電一體化平臺(tái)基于性能統(tǒng)計(jì)和mr數(shù)據(jù)生成頻率評(píng)價(jià)報(bào)告，圖2為公眾移動(dòng)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)網(wǎng)管和平臺(tái)對(duì)接示意圖：3   改進(jìn)型的頻率評(píng)價(jià)方法3.1  頻率占用度指標(biāo)定義為實(shí)際使用頻率范圍與行政許可批準(zhǔn)的使用范圍之比。目前基于監(jiān)測(cè)站測(cè)試得到，其局限性表現(xiàn)為移動(dòng)公眾通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信道是根據(jù)業(yè)務(wù)占用情況

4、進(jìn)行發(fā)射，另外有些頻點(diǎn)專(zhuān)門(mén)用于室內(nèi)覆蓋或微小區(qū)使用，監(jiān)測(cè)站無(wú)法監(jiān)測(cè)到，會(huì)造成統(tǒng)計(jì)失真。針對(duì)上述統(tǒng)計(jì)存在的問(wèn)題，可以通過(guò)北向接口獲取基站狀態(tài)數(shù)據(jù)、各個(gè)基站和小區(qū)頻率配置（包括頻點(diǎn)和帶寬）信息、統(tǒng)計(jì)激活態(tài)基站的頻點(diǎn)配置，得到現(xiàn)網(wǎng)在用頻率范圍或頻點(diǎn)數(shù)量。按公式（1）計(jì)算可以得到全網(wǎng)、不同區(qū)域的頻率占用度情況。以某地市移動(dòng)900 mhz系統(tǒng)為例，900 mhz分配頻段：上行885 mhz909 mhz，下行930 mhz954 mhz，對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)99個(gè)，其中pgsm頻點(diǎn)94個(gè)，egsm頻點(diǎn)5個(gè)。基于激活基站頻率配置表統(tǒng)計(jì)，可以得到實(shí)際宏站使用頻點(diǎn)88個(gè)，室分使用頻點(diǎn)6個(gè)，合計(jì)使用頻點(diǎn)94個(gè)（egsm的5

5、個(gè)頻點(diǎn)未使用），計(jì)算得到其頻率占用度為94.95%。表1為某系統(tǒng)gsm900網(wǎng)絡(luò)頻率配置示例，表明頻點(diǎn)24、27、35、43、83、85已被分配使用。3.2  區(qū)域覆蓋率指標(biāo)定義為取得許可頻率開(kāi)展無(wú)線電業(yè)務(wù)的實(shí)際使用地域與行政許可批準(zhǔn)頻率使用地域的面積比。目前采用仿真的方法統(tǒng)計(jì)該指標(biāo)，由于工參信息不準(zhǔn)，如天線增益、輸出功率、高度等，另外傳播模型限制，仿真結(jié)果和實(shí)際覆蓋會(huì)存在偏差。針對(duì)區(qū)域覆蓋率傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法存在的困難，可以通過(guò)北向接口提取mr數(shù)據(jù)，在一體化平臺(tái)內(nèi)完成數(shù)據(jù)處理，生成區(qū)域覆蓋率。圖3為基于mr的覆蓋評(píng)估示意圖：具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：（1）通過(guò)北向接口收集各個(gè)運(yùn)營(yíng)商不同頻段各個(gè)小

6、區(qū)的mr信息;（2）通過(guò)三角定位或指紋算法生成mr經(jīng)緯度信息;（3）將mr按照50 m柵格化，對(duì)柵格內(nèi)mr的接收電平rsrp進(jìn)行平均;（4）根據(jù)覆蓋電平要求和頻率行政許可覆蓋柵格范圍，判斷哪些柵格為要求覆蓋且覆蓋電平達(dá)到電平門(mén)限的柵格（即正常覆蓋柵格數(shù)），哪些柵格為超范圍覆蓋的柵格;（5）按照下面公式計(jì)算區(qū)域覆蓋率：以某地市移動(dòng)900 mhz網(wǎng)絡(luò)為例，按照50 m×50 m柵格劃分，統(tǒng)計(jì)有覆蓋（dl rxlev>-95 dbm）柵格數(shù)與需覆蓋柵格數(shù)比值，得到900 mhz頻率區(qū)域覆蓋率約為95.79%。3.3  用戶(hù)承載率指標(biāo)定義為在許可范圍內(nèi)系統(tǒng)實(shí)際承載用戶(hù)數(shù)量與系

7、統(tǒng)所能承載的用戶(hù)數(shù)量比。目前采用調(diào)研得到該指標(biāo)。受限于業(yè)務(wù)模型多樣性，尤其是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)或語(yǔ)數(shù)混合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，由于不同業(yè)務(wù)對(duì)感知要求的差異，理論承載用戶(hù)數(shù)較難準(zhǔn)確計(jì)算。針對(duì)用戶(hù)承載率統(tǒng)計(jì)中存在的困難，建議將用戶(hù)承載率改為無(wú)線利用率，同時(shí)增加頻率利用率，后者用于橫向評(píng)估各個(gè)運(yùn)營(yíng)商頻率滿足情況。通過(guò)無(wú)線電一體化平臺(tái)定期從各個(gè)運(yùn)營(yíng)商提取信道配置情況、日均業(yè)務(wù)量、忙時(shí)業(yè)務(wù)量和忙時(shí)信道占用數(shù)，按照公式（3）和公式（4）自動(dòng)計(jì)算出不同運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)頻率利用率、無(wú)線利用率或信道占用率。頻率利用率可用于不同運(yùn)營(yíng)商頻率資源忙閑程度橫向比對(duì)，評(píng)價(jià)各個(gè)運(yùn)營(yíng)商頻率資源的相對(duì)緊張程度，為下階段頻率分配提供參考。對(duì)語(yǔ)數(shù)混合業(yè)務(wù)

8、，如gsm制式網(wǎng)絡(luò)既有語(yǔ)音又有數(shù)據(jù)，可分別按照語(yǔ)音和數(shù)據(jù)兩個(gè)維度計(jì)算業(yè)務(wù)量，然后按照每愛(ài)爾蘭和每kb流量的費(fèi)用折算為經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行綜合評(píng)估。以某地市移動(dòng)1 800 mhz網(wǎng)絡(luò)為例，下行分配帶寬25 mhz，總業(yè)務(wù)信道配置數(shù)為163 286個(gè)，自忙時(shí)業(yè)務(wù)信道平均占用數(shù)為78 723個(gè)，日均業(yè)務(wù)量約為70萬(wàn)愛(ài)爾蘭，可計(jì)算得到頻率利用率為0.028 erl/hz，信道占用率為48.21%。3.4 年時(shí)間占用度指標(biāo)定義為一年中實(shí)際使用頻率的天數(shù)（或小時(shí)數(shù)）與全年天數(shù)（或小時(shí)數(shù)）之比。目前基于監(jiān)測(cè)站測(cè)試對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。一方面通過(guò)監(jiān)測(cè)站測(cè)試得到，另一方面可以通過(guò)北向接口獲取各個(gè)小區(qū)或頻點(diǎn)承載的業(yè)務(wù)量，如流

9、量或話務(wù)量（無(wú)法區(qū)分到頻點(diǎn)的按照小區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)），統(tǒng)計(jì)得各個(gè)頻點(diǎn)的占用時(shí)長(zhǎng)。相比監(jiān)測(cè)站測(cè)試結(jié)果，后者統(tǒng)計(jì)結(jié)果更為完整。頻點(diǎn)占用判斷條件：若時(shí)段內(nèi)頻點(diǎn)業(yè)務(wù)量大于0或分配次數(shù)大于0，則認(rèn)為該頻點(diǎn)該時(shí)段被占用，標(biāo)記為1，否則為0，具體如表2所示。年時(shí)間占用度計(jì)算公式如公式（5）所示：以某地市移動(dòng)900 mhz系統(tǒng)為例，通過(guò)omcr提取各個(gè)時(shí)段小區(qū)頻點(diǎn)配置和業(yè)務(wù)量，若小區(qū)業(yè)務(wù)量大于0，則判斷該小區(qū)頻率被占用。按此統(tǒng)計(jì)，頻點(diǎn)194的年時(shí)間占用度為100%，頻點(diǎn)10201024的年時(shí)間占用度為67.67%（為避免影響gsm-r專(zhuān)網(wǎng)，2018年8月份后，頻率重耕退出egsm 10201024頻點(diǎn)）。另外也可以

10、根據(jù)各個(gè)頻點(diǎn)的承載業(yè)務(wù)量和方差，評(píng)估不同制式頻率使用是否均衡。4   結(jié)束語(yǔ)基于性能數(shù)據(jù)和mr數(shù)據(jù)對(duì)頻率使用情況進(jìn)行綜合評(píng)估，可以提供各頻率使用單位不同網(wǎng)絡(luò)制式頻率資源使用情況，為無(wú)委后期頻率資源分配提供參考。同時(shí)基于空口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)回傳，在后臺(tái)對(duì)干擾、非法用頻等情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，并利用多個(gè)監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)到的干擾數(shù)據(jù)在后臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾源進(jìn)行精準(zhǔn)定位，有助于發(fā)現(xiàn)和解決非法用頻問(wèn)題。參考文獻(xiàn)：1 工業(yè)和信息化部無(wú)線電管理局. 無(wú)線電臺(tái)站管理業(yè)務(wù)手冊(cè)s. 北京： 人民郵電出版社， 2016.2 3gpp ts 36.101. ue radio transmission and receptions.3 張新程. lte空中接口技術(shù)與性能m. 北京： 人民郵電出版社， 2009.4 3gpp ts 04.08. mobile radio interface layer 3 specification s.5 沈嘉，索士強(qiáng). 3gpp長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)m. 北京： 人民郵電出版社， 2