第1章 室外大型场馆优化

随着移动互联网的快速发展和智能终端的普及，在各种大型场馆活动的现场，用户的数据业务使用需求越来越多，特别是应用微博、微信等社交类App进行实时的分享和交流，用户感知对运营商网络负荷带来极大考验。

本章节针对重庆大型室外聚会型场馆的特点进行分析，并以重庆奥体中心为例，对大型场馆网络保障提供优化建议，供参考。

1.1 室外大型场馆场景特点

1.1.1 大型场馆场景介绍

大型场馆主要以举办足球赛、运动会和演唱会等为主，多为露天场地，面积大，内部环境空旷，如图1-1～图1-3所示。

1.1.2 室外大型场馆无线网络特点

大型场馆举办赛事期间用户密度高，话务模型有别于普通场景，因此其具备独有的无线网络特点。

1．业务量波动对网络冲击大

由于大型活动中具有用户集中入、散场的特点，因此场馆周边网络业务量也呈现出集中爆发、区域波动的特性如图1-4与图1-5所示，从而对网络冲击较大。

从业务量波动模型来看，活动开始前1小时、结束后半小时，以及球赛的中场休息时，都是业务量峰值出现的关键时间点。从业务量波动区域和幅度来看，场外业务量的变化相对剧烈，业务量波峰与波谷差距2.5～3倍。

业务量的集中爆发，对现场的容量保障和异网协同优化以及场内外协同优化等带来了较大难度。

2.4G网络干扰控制困难

针对4G网络，场内干扰问题是影响网络性能的关键因素。通常普通大型场馆的核心活动区域直径一般在200～300米，为了保证4G单用户速率，在此区域内需要对多个小区同时覆盖，4G的模3干扰问题比较突出。

根据4G的调度原理，SINR值会映射到终端上报的CQI（信道质量指示），从而影响网络的MSC编码方式调度，图1-6所示是根据仿真得出的调度速率与信噪比（SINR）关系曲线。

从图中看出，由于模3干扰导致SINR较低，使用户速率受限严重，从而直接影响用户感知。

3．语音网络回落业务承载压力仍较大

虽然联通4G网络用户迅速增长及大量2/3G网络用户迁移，但作为主要语音承载的3G网络仍存在较大的容量需求。

以2017年中超足协超级杯期间联通用户模型为例，超级杯期间奥体中心场内观众达到5万人，接近于满员。通过感知分析平台识别比赛期间占用过4G网络的用户数为7154个。经匹配，球赛期间约48%的4G用户回落过3G网络，同时仍有纯3G用户2041个，如图1-7所示。考虑到语音业务对用户感知影响更为直接，同时智能终端伴随的后台数据业务较为频繁，因此3G网络仍存在较大网络承载压力。

4．上行业务集中，底噪抬升明显

根据历史数据的统计，大型场馆活动中用户呈现年轻、高端的特点，现场26～35岁用户占比达到70%，使用苹果、三星等高价值终端的用户占比达到79%，均远高于全网平均水平。

此类用户在现场的业务使用主要集中在微信、微博等社交类App，且上传分享的行为较多，因此大型活动现场用户的上行业务较集中，上行业务量占比较平时高出13%左右，如图1-8所示。

1.2 优化方案

针对上述保障的难点，本文提出了以下几个方面的优化策略。

1.2.1 场馆内覆盖方式的选择

常规室外大型场馆有2种覆盖方案。

方案一：普通6万人以下的体育场馆，可采用四角宏站“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，如图1-9所示。

方案二：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，如图1-10所示。

实际覆盖方式的选择需要结合各地成本、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选择。

另外，根据演唱会、球赛等的不同活动类型，以及演唱会的不同舞台布置，可制定灵活有针对性的天线调整方案。

以四角宏站“切蛋糕”的分区覆盖方式为例，球赛时，场内天线主要覆盖观众看台，而演唱会时内场会有VIP观众区，需调整舞台后方的天线来覆盖内场，如图1-11所示。同时，需要依据演唱会舞台布置在球场长边或短边的差异，合理设置调整角度，最大程度减小内场信号重叠造成的干扰。

1.2.2 4G网络方案

1.4G容量优化

（1）用户数扩容

随着4G用户快速发展，网络容量风险逐渐凸显，当前阶段主要体现在用户数资源需求。

现网单个4G小区可承载用户数为1200个，同时单块基带板可承载用户数同样为1200个。因此在硬件资源固定情况下，用户数资源主要受限于硬件，以奥体中心A区站点为例，扩容用户需与扩容硬件基带板同步进行，见表1-1。

因此，在一定情况下，用户数资源扩容需保证小区数与硬件基带板同步进行：活动现场需要的4G小区数量=

（2）FDD多载波扩容

出于对模3干扰控制考虑，场馆内同频小区不宜过多。因此在小区数不足时，需考虑引入新的频点实施FDD多载波扩容，见表1-2。

（3）TDD+FDD双站模式

① 增加TDD共站，实现用户容量扩展。

现在各大型场馆中主要是采用FDD-LTE站点组网，随着4G业务量压力的增加和4G多模终端的不断成熟，可以考虑补充共站的TDD站点。采用T+F的覆盖方式，在避开频率干扰的前提下，实现用户容量的扩展。

② 制定FDD/TDD负载均衡调整方案，实现均衡分担。

可根据保障时实际情况，实时监控用户数和PRB利用率，实现FDD/TDD负载均衡。若FDD站点负荷高于TDD，可以考虑通过重选优先级调整，让部分用户重选至TDD，若负荷平衡，则维持当前参数配置。

若单个小区用户数较多，可考虑收缩覆盖，将RS功率降低3～6dB以收缩覆盖。

2.4G干扰控制

（1）覆盖优化干扰控制

综合考虑4G网络的覆盖、容量和干扰控制需求，在容量满足需求前提下，可通过采用错开场馆内各小区覆盖方向，并关闭部分小区，以达到减少重叠覆盖和模3干扰的影响效果。根据具体需要进行现场天线覆盖方向调整，如图1-12所示为关闭两个扇区仅保留6个小区的不同活动场景下覆盖方案。

（2）新特性引入边缘干扰控制

引入自适应ICIC新特性，如图1-13所示可降低同频干扰，提升小区边缘用户吞吐率。ICIC是一种与调度、功率控制技术紧密结合来降低小区间干扰的技术。该技术系统将带宽分3份，3个相邻小区边缘分别使用不同的1份带宽，小区中心使用剩下的2份。小区边缘用户路损大，使用边缘频带，可以分配较高的发射功率。而且小区边缘与邻区分配的频带不同，相互正交，可以最大化降低干扰，从而提升网络中边缘用户吞吐率，达到增强网络覆盖能力和小区边缘用户吞吐率的目的。

3.4G参数优化

（1）大话务参数方案

针对大型场馆等大话务场景，可考虑临时关闭DRX，减少对系统资源消耗。另外打开SRS，减少DMRS测量TA带来的额外资源消耗，以提升系统容量及总体性能。

（2）UL CoMP特性引入

引入UL CoMP（Coordinated Multi-Point）功能，即协作多点传输和接收技术后，由于邻小区的干扰变成有用信号，并且用户通过接收不同小区的有用信号获得了分集增益，小区边缘用户的信噪比能得到有效的提升。

（3）载波间负载均衡

新增FDD异频小区以及TDD站点之间采用负荷均衡功能来平衡业务压力。负荷均衡需要考虑3个关键点：

① 载波同覆盖的负载均衡是以PRB利用率为条件触发的，当一个小区的PRB利用率达到一定门限，且邻区低于另一个门限时，负荷均衡功能将被启动。

② 基于测量的负荷均衡除了需要对目标小区PRB利用率之外，还要对RSRP进行筛选。

③ 跨站间负荷均衡需要建立站间X2链路。

（4）CSFB策略调整

现网CSFB回落仅配置了3G的F1（10713）频点，大话务场景下4G用户全部回落3G的F1小区，会造成这个频点小区的负荷迅速升高，同时伴随的数据业务对小区资源也将造成大量消耗，从而容易导致出现码资源、功率资源拥塞。根据3G网络语音拥塞解决方案，大话务场景建议调整4G CSFB语音回落3G频点，让FDD两个载波回落到3G的F1（10713）和F2（10688）频点，TDD回落到3G的（10663）频点，达到CSFB回落用户业务分担的效果。

1.2.3 3G网络方案

1.3G容量优化

（1）3G网络结构调整

① 异频双站扩容。

目前各地已经启用的频率主要是2130MHz～2155MHz，定义频点为F1～F5。必要时可采用Femto频点F8，增加载波能采用的最大频点数量如表1-3所示。

在原有基站的基础上，可采用新建同配置的异频站点，新站只增加BBU/RRU，天馈系统与原站扇区合路共用，最大可实现单扇区2×4载波“异频双站”模式的容量扩展，在减少软切换的同时达到容量翻倍的目的，如图1-14所示。

② BBU拆分满足CE资源需求。

实施异频双站扩容后，如果CE仍有拥塞风险，还可对站点进行进一步拆分。在保持天馈系统共用的情况下，通过增加BBU，把一个两扇区站点拆分为两个独立站点，将CE配置容量增加一倍。

（2）灵活的多载波扩容策略

常规的60W RRU扩容四载波有两种方案：一是60W RRU设备替换为80W RRU开通四载波，二是采用2个60W RRU并柜方式实现四载波开通。在大型场馆中，每个扇区只需覆盖特定范围，导频覆盖范围不需要设置过大，因此可采用第三种灵活方案，即60W RRU降低单小区导频功率后直接开通四载波，见表1-4。

经理论计算和现网实施验证，降低单小区导频功率至1W后直接开通四载波，不仅能满足大型场馆覆盖需求，同时功率利用率不升反降，还能满足场景要求。

2.3G参数优化

（1）用户驻留与移动性优化

① 自由驻留&随机接入策略：现网多载波站点采用分层方式，目的是保障高质量的语音通话，但对整体资源利用不足。因此在高话务区域，应使场馆内的各载波均能提供R99业务和HSPA业务，且均能进行驻留，不区分SPG。IDLE态通过设置异频重选启动门限级偏置将让用户IDLE态时在多个载波之间乒乓切换，同时根据场内用户分布动态调整场内各个扇区的导频功率，使扇区负荷达到均匀分布目的。

以八载波为例，驻留策略如下：

随机驻留：F1～F8均能进行驻留，不区分SPG。

IDLE态乒乓均分用户：IDLE通过设置异频重选启动门限级偏置将让用户在IDLE态在8个载波之间乒乓切换，达到均匀分布目的。

负载控制：业务态通过LDR策略进行控制，开启上下行LDR动作——BE降速。

移动性：业务态同扇区8个载波间没有任何关联（邻区关系），同频重选切换，边界异频单向切出，如图1-15所示。

自由驻留的同时，设置各载波间均能进行语音/数据接入，有效缓解大话务RRC对网络上行干扰的强烈冲击。

② 负载控制策略：多载波均打开负载控制LDR，并开启上下行LDR动作——BE降速。相互之间不进行区分，使得每个载波负荷均衡分担。

③ 移动性优化策略：为了减少异频切换，同扇区的各个载波间不添加邻区关系，仅对同频小区之间配置重选和切换。另外，因为场馆内载波数量高于场外载波数量，因此需配置场内高频点向场外低频点的单向异频邻区，以满足用户移动性需求。

（2）信令风暴优化

① 计数器优化：通过设置T381/N300/T300/“永久在线定时器”以及“RRC连接拒绝UE等待接入时间”等计数器，控制网络拥塞情况下RRC SETUP的主动重发和最大重发次数，避免接入尝试出现雪崩，从而提高客户感知。

② 开启RB PAKING & CELL_PCH功能：RB PAKING为小区级功能，CELL_PCH为RNC级功能，两个功能分别对在RAB建立阶段准入失败的用户和IDLE态用户的状态进行调整，让其CELL_FACH或CELL-PCH状态上“停泊”下来，不再反复地发起RRC重试，从而有效减少PS RRC对无线资源的消耗。

（3）干扰控制

① HSUPA上行干扰对消：开启IC功能，通过对消其他用户上行高速率E-DPDCH数据造成的干扰，以便获得更高的解调信噪比，从而提升网络上行系统容量。

② CQI反馈周期优化：通过延长上行HS-DPCCH上CQI反馈的周期，从而减少其对上行RTWP的抬升影响。

③ 特殊功能关闭：在大型活动期间，关闭现场HSUPA 2ms功能和DC-HSDPA功能，从而分别减少上下行的资源消耗。

④ 1B事件优化：将邻区1B事件的6dB删除改为5dB，从而减少邻区存在激活集的概率以降低软切换比例，释放资源。

1.2.4 协同优化方案

1.2/3/4G协同优化方案

（1）3/4G异系统重选优化

根据4G业务发展的不同时期，为保证用户较好的业务感知，考虑在各阶段采用不同的优化方案，见表1-5。

（2）2/3G异系统重选优化

在入场、散场以及球赛中场休息的话务高峰期，3G可考虑分流部分业务量到2G，调整2G主要小区的重选门限从-16dB改为-14dB（联动2G同时修改），同时密切关注2G网络负荷情况，待观察指标平稳后再适时回退。

2．场馆内外协同优化策略

（1）利用远程电调进行灵活的站点业务分担

根据业务的波动性特点，在入场和散场时，场外业务量会急剧增加，通过远程电调RCU天线实时进行远程天线下倾角调整，使高负荷站点收缩覆盖，同时周边站点进行负荷分担，以达到负荷均衡的目的，从而使网络资源最大程度有效利用。

（2）场外小区室分RRU剥离

场馆外宏基站承担入场散场时的业务峰值压力较大，因此需要进行最大化的资源扩充。如果该宏基站还下挂有室分小区，那么由于受站点资源组配置的限制，将无法使该站点资源得到最优的分配。因此需将下挂室分进行剥离，割接到其他站点。

1.3 优化案例

（1）问题描述

重庆奥体中心位于九龙坡高新区，其中心体育场为室外大型场馆，东西主轴为骨架的环抱式布局的建筑群体，建筑面积80000m2，可容纳观众60000人。其功能以大型演唱会和中超足球赛事为主，平均每年要承办15次以上大型聚会活动，为典型的大话务场景，如图1-16所示。

（2）优化方案

① 覆盖方式选择。

针对重庆奥体中心的实际情况，通过从成本、施工难度、覆盖效果、容量、用户规模匹配和优化复杂度等几个方面进行比较，确认采用四角宏站“切蛋糕”的分区覆盖方式（见表1-6方案一）。

实际覆盖方案如图1-17所示，重庆奥体场馆内3/4G站点共有4个站×每站2扇区，4个站点分别在场馆内4个角落，4G与3G覆盖方式相同。

② 4G干扰控制。

4G网络初期，确定保留场内的6个4G小区，见表1-7，关闭南北短边对角的2个小区。同时对保留的6个小区的PCI和方位角进行调整，以保证“模3”错开，见图1-18。

调整后，从测试的结果来看，单区域内的覆盖小区从5个降低为3个，重叠覆盖有所降低，且场馆内SINR均值也从11.68dB提升为13.33dB，模3干扰比例从28.1%降低至23.39%, 4G干扰得到了有效控制。

随着4G网络发展，容量需求日益凸显，需将场内8个小区同时激活。为控制干扰，重庆奥体中心将场馆内天线由18dBi改为12dBi小天线，从而减少重叠覆盖，降低场内干扰，如图1-19所示。

③ 4G容量提升。

4G用户数容量：市场占有率和LTE渗透率按25%和50%测算（根据前期大型活动总结），大型活动期间4G用户按照一直数据在线计算。根据以上数据进行计算可知：

奥体中心所需LTE小区数量==7个。

奥体中心场内4个站点进行基带板扩容，每站基带板由1块增加至2块，使最大支持用户数由原来4800个（1200×4）增加至9600个（1200×4+1200×4），以满足场馆内容量需求，见表1-8。

4G PRB容量：随着4G网络用户以及数据业务需求日益增长，场馆内4G PRB瓶颈逐渐凸显，如图1-20所示，在近期一次演唱会活动中PRB利用率峰值已达99.70%，因而急需进行4G多载波扩容。

经用户模型分析及可用频率资源梳理，当前奥体中心场馆内FDD仅可扩容5MB的带内辅载波，无法满足当前PRB资源需求。因此在奥体中心场馆内新建TZBCC0120奥体中心A区和TZBCC0590奥体中心C区2个站点，共6个扇区，分担话务，如图1-21所示。

场馆内TDD站点A/C区天线均为大面板天线，且TZBCC0590九龙坡奥体中心C区天线自带6°电子下倾，通过RF优化调整各小区均能达到场馆内覆盖需求。

④ 4G容量优化。

由于FDD与TDD系统属于异厂家，而目前没有完整的一套负荷均衡策略，因此在保障过程中需根据实际情况，实时监控用户数和PRB利用率，针对性调整FDD/TDD参数实现负荷均衡。

现网验证3种配置策略见表1-9。

4G功率调整：若单个小区用户数较多，可同步考虑收缩覆盖，将RS功率降低3～6dB以收缩覆盖。

⑤ 场内外协同优化方案。

针对场馆内不同活动类型，采用不同的天线覆盖方案，并在每次活动的不同阶段对异系统重选参数和RCU远程电调天线控制覆盖范围进行优化，达到合理提升网络容量、改善网络质量的目的。

根据业务的波动性特点，在入场和散场时场外业务量会急剧增加，通过远程电调RCU天线实时进行远程天线下倾角调整，使高负荷站点收缩覆盖，如图1-22和图1-23所示。

（3）效果验证

通过应用宏基站扩容、网络预警、动态调整等方案，使场馆3/4G网络容量翻倍，网络质量提升40%，从而较好地解决了大型场馆内网络容量和干扰的冲突问题，并极大地提升了3/4G网络的承载能力和应对业务量波动冲击的能力。

近一次重大活动中，奥体中心场馆内站点FDD总流量为50.97GB、TDD总流量为18.38GB, TDD业务分担26.50%。具体业务情况见表1-10。

优化后，奥体中心场馆内在业务量基本持平的前提下，PRB利用率降低至50.30%，从而有效缓解了负荷，如图1-24所示。