针对工信部四个主要频率指标的改进型搜集分析系统

张守国 凌文杰 魏小燕

【摘  要】针对目前工信部频率评价过程中遇到的困难和问题，以公众移动网为例，探讨基于北向接口性能数据、配置数据和MR数据进行频率评价的可行性，目的是进一步提高频率评价结果的准确性。文中结合实际移动网络数据，给出了频率占用度、区域覆盖率等频率评价指标的数据分析处理和统计方法，并验证了方法的可行性。

【关键词】频率占用度;区域覆盖率;用户承载率;年时间占用度

1   引言

根据工信部《暂行规定》要求，通过频率占用度、区域覆盖率、用户承载率、年时间占用度四个指标对10类系统频率使用情况进行评价。目前基于测试、仿真和调研的方法，基本可以实现《暂行规定》要求的四个指标统计。但实际操作中，由于监测站数量少、工参信息准确性、传播模型等因素的影響，评价结果精度还存在一定的局限性。针对存在的问题，提出基于北向接口性能数据和MR数据来完善现有频率评价方法。下文以公众移动通信网络为例，探讨该频率评价方法的实现方式和可行性。

2   频率评价数据收集系统

传统频率评价数据收集主要由监测站完成，监测站由室外天线、接收机、测向机、工控机等网元组成。接收机和测向机通过串行接口连接到工控机，由工控机下发测试任务对指定频率进行测量，并将测试结果上传给工控机。工控机按照标准格式上传到无线电一体化平台，进行后台数据分析处理。图1为某地市监测站连接示意图：

改进型无线电一体化平台增加专业网管接口，通过公众移动通信网北向接口定期提取基站频率配置信息、测量报告、小区和频点承载业务量等信息，同时收集各个运营商在网基站和小区经纬度信息，录入无线电一体化平台。由无线电一体化平台基于性能统计和MR数据生成频率评价报告，图2为公众移动网专业网管和平台对接示意图：

3   改进型的频率评价方法

3.1  频率占用度

指标定义为实际使用频率范围与行政许可批准的使用范围之比。目前基于监测站测试得到，其局限性表现为移动公众通信网络业务信道是根据业务占用情况进行发射，另外有些频点专门用于室内覆盖或微小区使用，监测站无法监测到，会造成统计失真。

针对上述统计存在的问题，可以通过北向接口获取基站状态数据、各个基站和小区频率配置（包括频点和带宽）信息、统计激活态基站的频点配置，得到现网在用频率范围或频点数量。按公式（1）计算可以得到全网、不同区域的频率占用度情况。

以某地市移动900 MHz系统为例，900 MHz分配频段：上行885 MHz—909 MHz，下行930 MHz—954 MHz，对应频点99个，其中PGSM频点94个，EGSM频点5个。基于激活基站频率配置表统计，可以得到实际宏站使用频点88个，室分使用频点6个，合计使用频点94个（EGSM的5个频点未使用），计算得到其频率占用度为94.95%。表1为某系统GSM900网络频率配置示例，表明频点24、27、35、43、83、85已被分配使用。

3.2  区域覆盖率

指标定义为取得许可频率开展无线电业务的实际使用地域与行政许可批准频率使用地域的面积比。目前采用仿真的方法统计该指标，由于工参信息不准，如天线增益、输出功率、高度等，另外传播模型限制，仿真结果和实际覆盖会存在偏差。

针对区域覆盖率传统统计方法存在的困难，可以通过北向接口提取MR数据，在一体化平台内完成数据处理，生成区域覆盖率。图3为基于MR的覆盖评估示意图：

具体实现过程如下：

（1）通过北向接口收集各个运营商不同频段各个小区的MR信息;

（2）通过三角定位或指纹算法生成MR经纬度信息;

（3）将MR按照50 m栅格化，对栅格内MR的接收电平RSRP进行平均;

（4）根据覆盖电平要求和频率行政许可覆盖栅格范围，判断哪些栅格为要求覆盖且覆盖电平达到电平门限的栅格（即正常覆盖栅格数），哪些栅格为超范围覆盖的栅格;

（5）按照下面公式计算区域覆盖率：

以某地市移动900 MHz网络为例，按照50 m×50 m栅格划分，统计有覆盖（dl rxlev>-95 dBm）栅格数与需覆盖栅格数比值，得到900 MHz频率区域覆盖率约为95.79%。

3.3  用户承载率

指标定义为在许可范围内系统实际承载用户数量与系统所能承载的用户数量比。目前采用调研得到该指标。受限于业务模型多样性，尤其是数据业务网络或语数混合业务网络，由于不同业务对感知要求的差异，理论承载用户数较难准确计算。

针对用户承载率统计中存在的困难，建议将用户承载率改为无线利用率，同时增加频率利用率，后者用于横向评估各个运营商频率满足情况。通过无线电一体化平台定期从各个运营商提取信道配置情况、日均业务量、忙时业务量和忙时信道占用数，按照公式（3）和公式（4）自动计算出不同运营商网络频率利用率、无线利用率或信道占用率。

频率利用率可用于不同运营商频率资源忙闲程度横向比对，评价各个运营商频率资源的相对紧张程度，为下阶段频率分配提供参考。对语数混合业务，如GSM制式网络既有语音又有数据，可分别按照语音和数据两个维度计算业务量，然后按照每爱尔兰和每kB流量的费用折算为经济效益进行综合评估。

以某地市移动1 800 MHz网络为例，下行分配带宽25 MHz，总业务信道配置数为163 286个，自忙时业务信道平均占用数为78 723个，日均业务量约为70万爱尔兰，可计算得到频率利用率为0.028 erl/Hz，信道占用率为48.21%。

3.4 年时间占用度

指标定义为一年中实际使用频率的天数（或小时数）与全年天数（或小时数）之比。目前基于监测站测试对该指标进行统计。

一方面通过监测站测试得到，另一方面可以通过北向接口获取各个小区或频点承载的业务量，如流量或话务量（无法区分到频点的按照小区进行统计），统计得各个频点的占用时长。相比监测站测试结果，后者统计结果更为完整。

频点占用判断条件：若时段内频点业务量大于0或分配次数大于0，则认为该频点该时段被占用，标记为1，否则为0，具体如表2所示。

年时间占用度计算公式如公式（5）所示：

以某地市移动900 MHz系统为例，通过OMCR提取各个时段小区频点配置和业务量，若小区业务量大于0，则判断该小区频率被占用。按此统计，频点1～94的年时间占用度为100%，频点1020～1024的年时间占用度为67.67%（为避免影响GSM-R专网，2018年8月份后，频率重耕退出EGSM 1020～1024频点）。另外也可以根据各个频点的承载业务量和方差，评估不同制式频率使用是否均衡。

4   结束语

基于性能数据和MR数据对频率使用情况进行综合评估，可以提供各频率使用单位不同网络制式频率资源使用情况，为无委后期频率资源分配提供参考。同时基于空口监测数据回传，在后台对干扰、非法用频等情况进行监测分析，并利用多个监测站监测到的干扰数据在后台实现对干扰源进行精准定位，有助于发现和解决非法用频问题。

参考文献：

[1] 工业和信息化部无线电管理局. 无线电台站管理业务手册[S]. 北京： 人民邮电出版社， 2016.

[2] 3GPP TS 36.101. UE radio transmission and reception[S].

[3] 张新程. LTE空中接口技术与性能[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2009.

[4] 3GPP TS 04.08. Mobile radio interface layer 3 specification [S].

[5] 沈嘉，索士强. 3GPP长期演进技术原理与系统设计[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2008.