在如今“流量为王”的时代，大业务、大流量、大连接成为网络日常，业务的高速发展驱动无线网络快速扩容，使业务和网络的密度双双暴涨。在高密度组网场景下，用户感知下降，网络瓶颈等问题日益凸显。如何解决这一难题成为了4/5G网络协同和5G网络进一步发展的关键。
项目背景
为解决这一困境，我们组织了设计院、厂家以及本公司资深网优专家对高业务密度下的网络结构、组网技术进行更深入的研究和改进。
首先挑选了，广东这个典型高业务密度省份的网络作为我们的研究切入点。广东移动运营全世界最大的移动通信子网，服务全世界最大的客户群，总用户数超过 1 亿，每日在线用户数接超过 8000 万。同时，作为国内发展的前沿省份，用户业务快速发展，从简单的网页浏览发展到社交媒体、在线游戏以及高清视频、AR/VR，业务密度和网络密度也在持续增加。
伴随国家通讯资费降低政策的要求，不限流量套餐用户大幅增加，业务密度和网络密度还有继续增大的趋势。为支撑用户业务需求，广东一直不断更新网络，走在网络发展前沿，但随着网络密度不断增长，用户感知达到极限后反而呈下降的趋势。急需要对网络结构、组网技术进行更深入的研究和改进。
成果内容
高业务密度网络的性能受两方面影响，一方面受限于高网络密度、高业务密度带来的高 干扰，这需要对网络结构的调整来加以抑制，但传统的网络结构调整主要是通过天馈调整， 但天馈调整的效果存在局限性，并且已有的分析评估手段更多是针对下行链路（基站到终端） 对特定位置、区域进行分析，对于因用户分散分布导致的上行（终端至基站）干扰缺乏有效 评估和应对；一方面受限于网络承载能力达到极限，通过简单的扩容无法提升网络承载效率， 需要通过创新方法提升网络承载能力。
本成果分五步走，创新解决“点线面”上的高业务密度问题：
图 1 高业务密度网络结构优化流程图
第一步：利用上下行干扰矩阵技术量化评估网络结构，对上下行链路的均衡评估，上下行干扰评估系统技术以用户上报的上下行测量信息为基准识别，更有针对性的给出网络结构的调整方案。得到待调整小区及小区间互相影响的矩阵情况。
第二步，利用“高密度网络结构分析系统”输出方案进行常规结构优化，依据上一步识别出来的上下行结构问题点首先通过常规手段调整天馈姿态，实现“可视化、智能化、自动化”方案输出，解决普遍问题，为下一步扫清障碍。
第三步，运用 3D-MIMO 技术提升容量及用户感知；运用分布式多天线协同技术，减少下行控制信道干扰的同时形成分布式天线阵列提升业务容量，解决“点”上的高业务密度问题。
第四步，采用立体组网解决“三高”场景网络短板。高流量、高价值、高要求场景区域， 往往存在覆盖差、容量小、应对慢的问题，单一组网难以解决“三高”场景网络短板。应用 立体组网方案，采用 FDD +TDD 8T 宏站+EasyMacro +BOOKRRU +Lampsite 等不同网络产 品的室内外协同、宏微并举、因需而建，构建综合性 “One LTE” 立体组网方案，解决“三 高”典型复杂场景的覆盖、容量等网络质量问题。
第五步，采用载波自动调整，减轻潮汐效应对网络容量 的冲击，解决“面”上的高业务密度问题
技术创新点
创新点1. 立体组网解决“三高”场景网络短板
高流量、高价值、高要求场景区域，往往存在覆盖差、容量小、应对慢的问题，单一组网难以解决“三高”场景网络短板。应用立体组网方案，采用FDD +TDD 8T宏站+EasyMacro +BOOKRRU +Lampsite等不同网络产品的室内外协同、宏微并举、因需而建，构建综合性 “One LTE” 立体组网方案，解决“三高”典型复杂场景的覆盖、容量等网络质量问题。
①宏微结合立体组网，通过微小站点进行小范围的覆盖补盲及热点补忙，保证“三高”区域的干扰可控，结构合理，提升用户感知及体验。
②在深度覆盖不足及高负荷区域内补充皮飞以达到快速建站解决室内弱覆盖及容量问题，室外通过EM解决覆盖及容量问题，提升网络感知及用户体验。
③在举办大型活动区域，人流密集，现有宏站容量无法满足需求，同时因物业问题新增宏站无法落地。在此场景区域下，采样宏站+微小方案，可对人流密集区的话务风暴进行业务保障，同时保证覆盖精准，避免强干扰。
创新点2. LTE智能载波调度
通过准实时地采集LTE基站的性能话统、参数配置、硬件信息、软件License信息等数据，根椐大中小包业务评估标准、结合载波软硬件资源的情况，自动完成载波小区的扩容、减容操作。盘活现网存量的载频软硬资源、节省软资源的投入，应对业务量突发导致的网络高负荷问题，充分利用现有软资源、提高用户体验。步骤如下：
①实时小区评估。系统实时从网络中获取全网小区的实时话务情况，依据高负荷判断标准，对全网小区业务负荷进行检测，自动识别出连续三个小时出现高低负荷的小区，高低负荷小区代表需要系统进行资源资源调度。
②业务预测评估。根据历史前5个工作日(非工作日为2)的各时段指标与相应后N个时段MAX指标值进行预估，预估值 = 当前周期时段值 * (对应历史时段下N个时段MAX值 /对应历史时段值)
③共覆盖分析。对于多频段组网，采用共覆盖分析规则：一个共覆盖区域内，一个周期只允许扩减一个小区；一个共覆盖区域内，扩容RRU优先级顺序：D>E>F；一个共覆盖区域内，减容RRU优先级顺序：D>E>F。
④扩减容初步方案输出。根据大包、中包和小包的业务特征，分析小区的初步扩减容需求。
⑤核心方案分析。通过前面小区按照指标规则自动识别出小区初步扩减容方案，硬件满足、LIC满足则系统自动完成整个扩减容流程，硬件不满足则自动生成方案，给出硬件不满足的方案分析，扩容过程系统自动完成小区ID、PCI、EARFCN和邻区等数据规划，最后生成命令脚本下发，扩容过程中，遇到错误则判断为扩容失败，则执行回退脚本，前台呈现扩减容整个分析过程的方案数据。
⑥关键参数自规划
LocalCellId规划/CELLID规划根椐规则配置表、PRI优先级（最小值）得出的规划ID号；PCI规划通过同扇区的其他载波PCI，进行继承使用；GSM邻区，继承基准小区的邻区关系；LTE邻区，继承基准小区的双向邻区关系，同RRU小区自动增加邻区关系；小区测量参数基本采用继承原小区的方式，对于比较特殊的，例如小区异频载频测量配置，系统会自动修正其中的频点信息；小区重选参数基本采用继承原小区的方式，对于比较特殊的，例如小区异频载频重选配置，系统会自动修正其中的频点优先级等信息；负荷均衡参数会采用一套内置的负荷均衡策略进行设置；其他参数基本都采用继承的方式，支持用户通过策略配置进行特殊化设置。
创新点3. 3D MIMO提升网络容量
3D MIMO是下一代网络中提升频谱效率的关键技术，主要技术特征是在垂直维度和水平维度均具备良好的波束赋形的能力，提升了天线阵列增益和波束赋形增益，同时也降低了干扰，在解决高负荷场景容量压力问题上发挥显著的效果。在商用站点和商用用户的背景下，3D MIMO的实测峰值具备上行容量提升6倍、下行容量提升5倍的能力（基于DL 16流/UL 8流）。经测试，网络忙时3D MIMO上/下行频谱效率可达8天线基站的2-3倍，极限情况下可提升至4倍左右，可有效缓解网络拥塞。
3D MIMO较传统8T8R小区，可提升上/下行承载能力约2~3倍，缓解现网由于容量受限导致的用户需求被抑制问题，有效激发TD-LTE网络业务需求。典型3D-MIMO 1个频点替换8天线基站2个频点场景下，3D-MIMO日均流量可激发10%以上，极限情况下，上行流量可提升44%，下行流量可提升78%。
创新点4. 频段间上行互助技术解决上行受限问题
深度覆盖场景，移动通讯网络带宽需求的增加导致主用频点由800MHz逐步上移到3.5GHz，受限于终端能力和对终端辐射的控制，深度覆盖区域上行覆盖难度成为网络的瓶颈，而在在高密集高负荷导致的高干扰情况下更是如此。通过FD异频互助16R解决方案，可以有效解决现有网络上行深度覆盖难题。
当前TDL深度覆盖主用F频段（1890-1920MHz），容量层采用D频段（2575-2635MHz），城区普遍使用FD双层网络组网，因此可借助D频段RRU实现同一个RRU内D频段和F频段信号的同时接收。而在F频段小区进行解调时，则利用D频段RRU上接收的F频段8R数据与自身RRU的F频段8R数据合并解调，F频段变成16R联合接收，实现了频段间上行互助，提升了系统能力，最终实现用户上下行体验与网络流量的双丰收，也为5G关键技术上下行解耦打下良好基础。
创新点5. D MIMO技术优化重叠覆盖
重叠覆盖的优化是移动通讯网络的重要方向，而站点密度的不断增加使得重叠覆盖情况更加严重：传统方式主要以天馈调整（作用有限）、减少站高、站间距（工作难度大、影响深度覆盖效果）为主，已经难以满足网络需求。
采用基于小区合并的D MIMO技术，一方面可以实现多个正常的重叠覆盖小区（同频）合并成为一个独立的逻辑小区，显著减少重叠覆盖区域、减少切换次数；另一方面，由于采用D MIMO技术，D-MIMO使用多个RRU联合通道校正，确保一个能够使能量集中到终端上的权值。在此基础上实现对UE的联合发送(SUJT)或者多用户的联合发送（MUJT），从相干阵列增益和空分复用维度增加系统容量。
创新点6. 自干扰量化分析方法
4G及下一代网络有两个显著特征，一是自干扰系统，本小区的有用信号对于邻区即是干扰；二是上行覆盖不等于下行覆盖，网络中的上行干扰无法根据下行重叠覆盖、过覆盖、弱覆盖完全识别，以往上行、下行优化独立分析、独立优化，优化缺乏精细、精准度。
由于自干扰的两个主要因素覆盖和用户，为了能够分析出实际网络结构问题，提出了通过每一个用户来定位到结构问题的方法，基于MRO、业务量、TA信息及工参关联分析的干扰矩阵算法，量化了网络结构与上下行干扰的关系，为网络结构进行上下行协同优化提供了数据支撑基础。
技术应用情况
省内应用情况： 本项目在广东省 3 个试点地市进行局部推广使用，具备全省推广使用条件后，结合广东网优大数据平台在广东省 21 个地市内全面应用， 效果良好，经济效益和社会效益显著。同时在广东移动培训学院自主开发课程一门《无线网 络结构上下行优化》，共培养学员 427 人。
集团推广情况： 广东干扰优化先锋队荣获 2017 中国移动通信集团无线优化杰出班组（全国结构干扰类 唯一），由集团公司发文组织在集团学院向 32 个省市网优负责人进行面授《网络管理人员 运维管理培训（第三期）》【培 [2016] 091 号】，通过集团电视电话会向全国进行推广，应用经济效益显著。
第三方优化公司使用情况： 本项目被业界著名公司，华为、大唐应用至广东、河南、安徽等省市日常网优项目中， 在提升网络性能及工作效率方面有显著成效。
软件通过了中国赛宝实验室测试： 项目成果软件通过了中国赛宝实验室关于系统的功能性、可靠性、易用性、可移植性的 软件测试，可方便进行移植使用。
预期应用前景：随着国家“提速降费”的要求不断深入和各运营商不限量套餐的推广，本项目成果的应 用场景将普遍出现在各大城市的高业务密度的移动通信网中，应用前景将越来越好，适合推 广到所有运营商使用。
技术延续
随着5G技术的高速发展，也面临与4G网络共同的特征，5G的技术升级是依靠增加基站建设密度，使用更大的带宽和使用算力更强的芯片等手段提升的，基站密度增大也将面临高密度、高业务、高干扰的“三高”场景，为此5G技术应提前部署与应用高业务密度网络关键技术。
“高业务密度移动通信关键技术研究及应用”研究将为5G到来铺路，随着5G网络的部署，该成果将进一步拓展演进，最终实现4、5G网络结构调整的新思路并取得可落 地可推广的应用提升效果。
