基于二维空间定向搜索算法的TD边界小区渗透率提升的三个一方法

成果上报申请书成果名称基于二维空间定向搜索算法的TD边界小区渗透率提升的三个一方法成果申报单位湖北省（自治区/直辖市）公司成果承担部门/分公司网优中心成果专业类别*无线所属专业部门*网络线条成果研究类别*相关网络解决方案省内评审结果*优秀关键词索引（3～5个）边界小区、定向搜索、渗透率、码资源利用率应用投资0万元产品版权归属单位中国移动湖北公司对企业现有标准规范的符合度：（按填写说明5）符合企业标准《GSM/GPRS/EGPRS无线子系统设备技术规范——2G与其他系统互操作及融合分册》和《中国移动GSM系统到TD-SCDMA系统间重选技术规范》成果来源：如果该成果来源于集团研发计划内项目，请填写研发项目年度、项目名称及类型；否则填写“计划外项目”（按填写说明6）省内自行开展项目专利情况：如果该成果产出相关专利，且专利处于国知局专利申请审查阶段或已授权，请说明专利名称、类型、申请号、状态、是否海外申请等情况。（按填写说明7）无成果简介：简要描述成果目的和意义，解决的问题，取得的社会和经济效益。目前TD网络在乡镇县市建设水平已经接近GSM网络，但是TD网络的承载水平与GSM网络相差甚远，较低的TD渗透率是网络发展的一大难题。因此，如何通过优化手段提升网络承载能力是本次成果研究的主要方向。日常优化中往往重点关注覆盖区域内的小区，覆盖边界的小区很少涉及，其中的主要原因是边界小区无法通过手动精确筛选，另一个原因是为了加快切换速度和成功率边界小区的覆盖被收缩到较小的范围。由此造成的问题是网络中占比超过25%的边界小区利用率较低，影响全网渗透率指标。所以本成果将以边界小区的优化作为主要突破口，通过场景化参数设置和精细化优化，提升边界小区的码资源利用率，进而达到提升全网渗透率的目标。本成果是针对边界小区进行的一整套筛选、调整、评估和优化的体系，具有以下创新成果：创新的提出了二维空间定向搜索算法，能快速准确定位边界小区，省时省力；创新的提出了以边界小区作为突破口的思想，通过场景化参数设置，提高渗透率；创新的提出了多维度精细化网络评估优化方法，准确定位和解决问题，提升网络指标；通过本成果的应用，湖北省恩施市TD边界小区日均语音话务量和数据流量增幅分别达到了35.57%和35.20%，日均码资源利用率也由23.21%提高到25.64%，全网数据渗透率由34.54%提升到36.65%。本成果的运用，能够快速精确定位边界小区，为后期精细化优化提供支撑，可以广泛应用于各制式的网络。考虑到该成果的积极影响，其经济效益等效于1名高级优化人员的成本，即16*1*400*365=233.6（万元）本成果适用于2/3/4G网络，通过本成果可以快速筛选出边界小区并指导优化。省内试运行效果：描述成果引入后在本省试运行方案、取得的效果、推广价值和建议等。本成果在湖北省恩施市进行了试点运行，从全网2245个TD宏站小区中筛选出601个边界小区，边界小区占比为26.78%。通过将功率未到达要求的291个边界小区功率提升至36dBm后，日均语音话务量由2350ERL提升到3186ERL，提升幅度达到35.57%，全网语音渗透率由10.66%提高到10.95%，日均数据流量由69393MB提升到93822MB，提升幅度为35.20%，全网数据渗透率由34.54%提升到36.65%，同样的平均码资源利用率由23.21%提高到25.64%。文章主体（3000字以上，可附在表格后）：根据成果研究类别，主体内容的要求有差异，具体要求见表格后的“填写说明8”。一、背景情况：目前TD网络建设水平已经接近GSM网络，但是TD网络的承载水平与GSM网络相差甚远，较低的TD渗透率是网络发展的一大难题。因此，如何通过优化手段提升网络承载能力是本次成果研究的主要方向。日常优化中往往重点关注覆盖区域内的小区上，覆盖边界的小区很少涉及，其中的主要原因是边界小区无法通过手动精确筛选，另一个原因是为了加快切换速度和成功率边界小区的覆盖被收缩到较小的区域。由此造成的问题是网络中占比接近20%的边界小区利用率较低，影响全网渗透率指标。所以本成果将以边界小区的优化作为主要突破口，通过阶梯化功率提升和精细化优化，提升边界小区的码资源利用率，进而达到提升全网渗透率的目标。二、技术方案：本成果首先通过二维空间定向搜索算法定位出边界小区，然后通过提升边界小区的功率达到增强覆盖和吸收业务的目的，最后通过对指标较差的小区进行精细优化以提升网络指标。二维空间定向搜索算法定位边界小区：二维空间定向搜索算法是在二维空间直角坐标系中，选定一个起始点，设定搜索距离和方向等条件，在空间内搜索其他已知的点，最后返回被搜索的点是满足搜索条件的结果。该算法应用到边界小区的定位时，以边界小区的定义为搜索条件，满足条件的即为边界小区，不满足条件的即为非边界小区。边界小区定义如下：以某一网络室外小区方位角的平分线为起点，±35°夹角的范围内且在4倍平均站间距内（2000米）无其他室外基站存在的小区即为边界小区。如下图所示：根据边界小区的定义，使用二维空间定向搜索算法实现边界小区定位功能，具体的算法逻辑如下：1.将基站经纬度转成直角坐标；2.计算小区方位角的上下波瓣边界（直角坐标系）；3.计算基站间距，如果间距在2km以内，进入下一步，否则转入下一个点搜索进程；4.判断基站是否在方位角的上下边界内，如果在，则非边界小区；5.排除了所有非边界小区后，剩下的小区即为边界小区。用VB语言将该算法集成到EXCEL宏中形成边界小区定位工具，如下：使用该工具从恩施全网2245个TD宏站小区中筛选出601个边界小区，从MAPINFO图上可以看出，该工具定位出的边界小区符合要求，效果图如下：场景化参数设置以增强覆盖：在TD网络覆盖广度覆盖不足时，对于边界小区的优化方法往往是通过收缩其覆盖达到加快切换的目的。随着TD网络的扩展，广度覆盖的问题已经逐渐弱化，深度覆盖的问题更加明显，所以收缩边界小区覆盖的策略已经不能满足提升深度覆盖的需求，而提升边界小区的功率可以解决这一矛盾。针对目前TD边界小区的功率设置偏低的现状，通过阶梯化功率提升方法，能够增强边界小区覆盖广度和深度，吸收更多的业务。具体方案如下:华为机型：PCCPCH功率为36dBm的边界小区功率不变；PCCPCH功率不足33dBm的边界小区功率调整为33dBm；PCCPCH功率在33至36dBm之间的边界小区功率调整为36dBm；中兴机型：PCCPCH功率为39dBm的边界小区功率不变；PCCPCH功率不足36dBm的边界小区功率调整为36dBm；PCCPCH功率在36至39dBm之间的边界小区功率调整为39dBm；以恩施为例，601个边界小区中有291个小区功率未达到要求，需要进行调整，具体如下：边界小区精细化优化：边界小区功率的提升后，其覆盖和切换关系也将发生变化，会导致网络指标出现不同程度的恶化，所以需要通过精细化优化来提升指标。边界小区优化分为两步，第一步为指标评估，即从覆盖、干扰和感知三个方面入手，评估边界小区问题属性。如果该属性下某一个指标较差，即归为该类问题。第二步为优化调整，即针对问题属性下的评估指标和对应的解决方法，核查相关参数，对不合理的参数配置进行优化。小区评估准则：覆盖类评估：覆盖问题是TD覆盖边界小区的主要问题，覆盖控制的好坏直接影响互操作成功率等感知类指标，覆盖评估主要从MR弱覆盖、频繁23G系统间重选和语音频繁23G系统间切换三个方面入手：指标定义MR弱覆盖MR弱覆盖采样点数（<-95dBm）/总采样数*100%大于5%频繁23G系统间重选小区语音呼叫总次数>40AndG->T重选次数/语音呼叫总次数>5语音频繁23G系统间切换电路域系统间切换出成功次数（TD-SCDMA->GSM）>10And呼叫切换比<4）干扰类问题评估：TD网络的干扰分为两大类：系统内干扰和外部干扰。通过MR统计上行时隙干扰，可分为Uppts干扰和上行时隙干扰：指标定义UPPTS干扰UPPTS干扰采样点数（>-90dBm）/总采样数*100%大于5%上行时隙干扰上行时隙干扰采样点数（>-90dBm）/总采样数*100%大于5%感知类问题评估：感知类指标直接反映用户在使用当中的体验，从接通、掉话、切换和质量几个方面进行全面评估，评估方法采用百分制，需要对指标较差的小区相关失败原因值进行分析。指标评分标准CS23G切换成功率占比区间[98%,100%]对应分数区间[0,100]PS23G切换成功率占比区间[98%,100%]对应分数区间[0,100]CS域接通率占比区间[99%,100%]对应分数区间[0,100]PS域接通率占比区间[98%,100%]对应分数区间[0,100]CS域掉话率占比区间[0,1%]对应分数区间[100,0]PS域掉线率占比区间[0,1%]对应分数区间[100,0]CS误块率占比区间[0,1%]对应分数区间[100,0]具体的评估优化流程如下：三、成果创新点：本成果是针对边界小区进行的一整套筛选、调整、评估和优化体系，具有以下创新成果：创新的提出了二维空间定向搜索算法，能快速准确定位边界小区，省时省力；创新的提出了以边界小区作为突破口的思想，通过场景化参数设置，提高渗透率；创新的提出了多维度精细化网络评估优化方法，准确定位和解决问题，提升网络指标；四、应用效果及本省应用推广情况：本成果在湖北省恩施市进行了试点运行，从全网2245个TD宏站小区中筛选出601个边界小区，占总小区数的26.78%。通过边界小区功率提升和优化后，全网渗透率得到有效提升，具体如下：1、业务量：日均语音话务量由2350ERL提升到3186ERL，提升幅度达到35.57%；日均PS域数据流量由69393MB提升到93822MB，提升幅度为35.20%。2、渗透率：全网语音渗透率由10.66%提高到10.95%，全网数据渗透率由34.54%提升到36.65%。3、码资源利用率：平均码资源利用率由25.58%提高到29.07%。4、切换指标：语音呼叫切换比由23.69%提升至27.89%，PS域系统间切换请求次数由日均425次降低到277次。全省推广该算法，边界小区功率提升后，全网语音渗透率由11.84%提升至11.88%，数据渗透率由24.28%提升至25.39%。“成果上报申请书”的填写说明：1、“成果专业类别”指：核心网、无线、传输、IP、网管、业务支撑、管理信息系统、市场研究、数据业务、数据网络、通信电源、空调、其他。2、“成果研究类别”指：超前研究、新产品开发、相关网络解决方案、现有业务优化、其他。3、“所属专业部门”指：完成该成果的单位在省公司或地市分公司所属的专业部门线条。可填写：规划计划线条、网络线条、业务支撑线条、管理信息系统线条、数据线条、市场线条、集团客户线条、其他。4、“省内评审结果”指：优秀、通过。5、“对企业现有标准规范的符合度”指：列举该成果使用并符合的中国移动统一发布的企业标准的名称和编号，详细描述该成果在现有的企业标准基础上所需新增的功能要求（如业务流程的改变、设备新增的功能要求等）。6、成果来源指：如果该成果来源于集团研发计划内项目，请填写研发项目的年度、项目名称和类型（类型包括：集团重大研发项目、集团重点研发项目、省公司自立项目）。未列入集团研发计划的，请填写“计划外项目”。（集团研发计划请见集团每年的发文，或登录科技创新平台查阅。）7、专利情况指：1)类型：发明、实用新型、外观2）名称：该成果申请专利的名称3）申请号：由知识产权审查机构授予的该成果专利申请号4）状态：申请中、已授权8、“文章主体”：根据不同科技成果分类实施不同的主体要求，具体如下：1）超前研究类成果主体包括：背景情况技术特点分析标准化情况其他运营商应用情况（可选）技术发展趋势引入策略分析2）相关网络解决方案类成果主体包括：背景情况技术方案：概述、网络解决方案（如果涉及到网络方面的改造，信令改造，路由改造等，应有详细的描述）、设备及系统改造/建设要求、码号资源需求效果（解决了哪些问题）本省应用推广情况3）新产品开发类成果主体包括：业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍技术实现方案：包括业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程、码号要求等业务申请和开通：包括用户范围及业务使用范