福建省移動通信公司網(wǎng)絡部 胡翔

    一、傳統(tǒng)移動通信優(yōu)化規(guī)劃中使用的地圖及缺點

    移動通信網(wǎng)絡的特性就是實時的移動特性，用戶無線環(huán)境的隨時變化導致了快衰弱和慢衰弱，這是影響移動通信的永久性課題。為此所有的移動系統(tǒng)都針對此課題采取了很多種方法和技術克服此問題。在實際使用中，基站規(guī)劃位置的選取是最要害的因素，假如基站選擇不合理，地形不好，則會造成覆蓋效果不佳，投資浪費等問題。為此，基站勘察是前期規(guī)劃和優(yōu)化中的一個重點工作，但對于郊區(qū)和農(nóng)村，很多地方地形復雜，路程又遠，現(xiàn)場勘察總是一個費時費力效果又不佳的工作。

    有多種方法可以了解未建或已建基站四周的地形地貌對覆蓋的影響。

    1.現(xiàn)場勘察，了解地形，拍攝地形地貌的照片

    這種方法費時費力，得到的數(shù)據(jù)也不是很準確，而且假如地形復雜，或者勘察人員環(huán)境不熟悉，獲得的信息很可能是沖突甚至是完全無效的。

    2.通過電子地圖來了解地形

    這樣可以獲得平面的地形，勘察的信息較為準確，對四周的河流和山體位置描述較為清楚，但獲得的都是平面信息，無法體現(xiàn)出三維的地理環(huán)境（就算是應用較好的電子地圖，一般也很難獲得空間立體圖，大多數(shù)是平面圖）。但基站覆蓋中很重要的一點就是四周是否有直接或間接的阻擋，為此三維地理信息是很重要的。

    3.應用GoogleEarth提供的GIS開放平臺

    這樣可以獲得免費的全球三維地理環(huán)境，因為是三維圖形，所以可以獲得較好的立體效果，（同時地圖上會標注出每個點的海拔高度），甚至很多城市地區(qū)都有比較清楚的圖片。這為基站勘察和優(yōu)化帶來了新的工具，使用此工具可以不用去現(xiàn)場，只要能夠連接到Internet，就可以觀察到當?shù)氐牡匦危私饣舅闹艿臒o線環(huán)境，并且能夠獲得較為準確、固定和全局性的信息。這樣可以避免很多現(xiàn)場勘察的工作，或者在去現(xiàn)場前也可以先初步對問題進行定位，有重點、有目的進行現(xiàn)場驗證，這樣可以大大提高工作效率。

    二、GOOGLEEARTH的特點和地圖形式

    GoogleEarth（下面簡稱GE）是一款全球衛(wèi)星地圖集成軟件，它可以經(jīng)計算得出三維地圖，它的最高精度可以達到5年前軍用級水平，可以清楚地看到地面上的汽車和每棵樹木，低精度也相當于在5000m空中俯瞰地球，可以看清每條路。但它的最高精度只局限于大型城市，而且以美國最多，中國省會和個別地市級的城市較為清楚，其它的城區(qū)都模糊。但由于其不斷的更新精度，現(xiàn)在其它地方已經(jīng)由原來的15km俯瞰精確到5000m俯瞰精度，足以應付“看路”的需要了.這在幾年前是國家的絕對機密，民用是不可想象的。

    GE應用中需要注重以下一些問題

    ●GE界面操作總體比較方便，只是一個明顯的問題是GE對中文的支持不夠好，所有地標文件和文件所在的目錄都不能有中文，而且默認的存儲路徑中也不能有中文，否則便出現(xiàn)“Can'tfoundImage”的警告。

    ●GE的公開版是免費的，PLUS版是收費的，差別在于PLUS版可以畫航線，可以和特定的GPS接收器連接，實時的觀看，但要實現(xiàn)這個功能要繳納的月服務費比較貴。雖然免費版缺少了一些功能，但免費版和收費版看到的地理信息是一樣的，精度也一樣，所以對于一般的應用也就足夠了。

    ●GE的一些選項參數(shù)需要正確設置，否則顯示效果會差很多。地圖窗口的分辨率，當然設置的越高越好；顏色設置，色彩越多越好；使用的圖形加速模式，假如是Intel顯卡最好用DIRECTX；高度增益，顯示的三維效果如圖1所示，數(shù)值不能超過3，建議設置為3，這樣立體感才強，尤其對于山區(qū)，山體三維立體感很強；地圖的質(zhì)量，假如質(zhì)量越高則速度越慢。

GE顯示的三維效果圖

    三、GOOGLEEARTH在移動通信優(yōu)化和規(guī)劃中的應用

    GE在優(yōu)化和規(guī)劃中都有較好的應用。但前提條件是基站的經(jīng)緯度是正確的，假如數(shù)據(jù)錯誤，則后續(xù)的所有工作都無效。下面舉例說明GE在優(yōu)化中的應用。

    1.山區(qū)道路沿線覆蓋優(yōu)化

    長春埠（5436）四周區(qū)域的頻繁切換

    問題分析:MS自東向西移動，至長春嶺四周時信號變得很差，因為地勢起伏較大，長春埠基站信號無法正常覆蓋國道，距離該處很遠的基站信號成了主導頻率。

    從圖2所示的衛(wèi)星圖片（白色線是國道）可以清楚地看到該區(qū)域弱覆蓋主要是由于長春埠的信號被右側山頭阻擋，導致穿過該小山丘的國道覆蓋較差。

長春埠四周區(qū)域的衛(wèi)星圖

    方案建議：從地形上看長春埠基站搬遷到圖示山頭經(jīng)度113.7050、緯度27.632處，將可以加強國道上的弱信號覆蓋區(qū)域，這樣也可以更好銜接人行嶺和美建的信號，由于長春埠四周人群分布不知，也可以考慮不搬遷基站而在該段山體國道間增加一直放站經(jīng)度113.7350、緯度27.642。

    2.城市優(yōu)化

    GE的作用在城區(qū)優(yōu)化相對來說要小一些。因為優(yōu)化人員對城市地形地貌和四周的建筑物一般比較熟悉，而且到現(xiàn)場實地勘察也比較方便。但是對于一些大的城市，或者高層建筑物較多，導致無線環(huán)境復雜的地區(qū)，很難一一了解每個基站、每根天線四周的實際環(huán)境。

    GE可以解決以上的問題，但是城市里環(huán)境復雜，GE對于每個建筑物的高度（優(yōu)化中最關心的因素）差別體現(xiàn)不明顯。但GE可以通過制作建筑物和高樓的三維地標來解決此問題。通過使用GoogleSketchUp軟件（使用很簡單），可以方便地制作出城區(qū)內(nèi)所有建筑街道，甚至房屋的外觀三維圖形。

    圖3是紐約城區(qū)的建筑圖形，只要將左下角的3Dbuilding選項打鉤就可以看到各個建筑物的3D立體圖，雖然沒有建筑的細節(jié)，但是已經(jīng)將輪廓清楚地勾畫出來了。對于優(yōu)化工作，重要的就是觀察天線從樓頂或鐵塔上的覆蓋方向是否有阻擋需要覆蓋的區(qū)域，為此這樣的精度已經(jīng)足夠了。而且GE上可以做空間任意旋轉，將觀察點定位到任意一個地方，為此可以清楚的觀察到天線直視覆蓋的范圍。

紐約城區(qū)的建筑圖形

    大家可以到網(wǎng)上查看沒有3Dbuilding的地圖，對比就可以看到立體效果差了很多，根本無法區(qū)分出樓層間的相對高度。

    但以上的3Dbuilding并不是GE本身所提供的數(shù)據(jù)，是網(wǎng)上GE愛好者自己制作并發(fā)布到GE社區(qū)中的。而國內(nèi)在這一塊發(fā)展還比較慢，沒有出現(xiàn)城市的大面積3D模型數(shù)據(jù)。為此想要達到在城區(qū)的應用，還需要等待一段時間（當然也可以自己制作，但相對成本要高一些）。

    3.鄰小區(qū)和頻率規(guī)劃設置

    GE用于頻率規(guī)劃和鄰小區(qū)是很明顯的。對于頻率規(guī)劃一般是由廠家或者是第三方維護商來做規(guī)劃，因為他們對當?shù)氐牡匦尾灰欢ê苁煜ぃ绕浣伎h和農(nóng)村的地形就更加不清楚了。而做頻率規(guī)劃的時候，哪些地方是有山體阻擋的，哪些地方是有水面，哪些地方是沙漠，哪些基站覆蓋比較遠比較高，這些都是比較要害的因素。

    GE可以很輕易地幫助規(guī)劃和優(yōu)化人員（即使此人對頻率規(guī)劃地區(qū)一無所知也沒有大的問題）來了解以上信息，從而做出增加或刪除鄰小區(qū)，頻率間是否存在干擾等判定。這樣我們就可以實現(xiàn)遠程頻率規(guī)劃。

    從圖4可以看到這是一個多山的環(huán)境，假如不了解基站的高度和環(huán)境很可能會將新棚和天堂湖之間，新棚和涉江之間增加了鄰小區(qū)。但實際情況是這些基站本身海拔不到200m，而之間相隔了400多米高的山體，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)上也驗證了兩個山體之間沒有切換嘗試次數(shù)。為此將這兩個鄰小區(qū)刪除！

一個多山的環(huán)境

    4.站點選址規(guī)劃

    三陽－天井之間弱覆蓋

    問題分析：從圖5可以看到在天井和三陽之間有弱覆蓋，導致掉話。通過查看GE的鳥瞰圖，發(fā)現(xiàn)弱覆蓋區(qū)域有小的山體阻擋，道路呈S型，阻擋使得信號變差。建議在圖6所指區(qū)域增加新站。

天井和三陽之間的覆蓋情況

    經(jīng)過現(xiàn)場勘察，確認了此問題，與GE上看到的情況完全一致。

    四、GOOGLEEARTH在優(yōu)化規(guī)劃中的應用技巧

    從上面可以看到GE在無線網(wǎng)絡規(guī)劃和優(yōu)化中有較廣泛的應用。但是實際應用中也有一些使用方面的技巧和工具需要學習。

    1.GE的地標文件生成

    現(xiàn)在的移動網(wǎng)絡規(guī)模都較大，一個地區(qū)都有幾百甚至上千的基站，如何將這些基站生成簡單的地標文件是需要解決的問題。這就需要了解地標文件的格式，只要查看KML文件的格式就很輕易制作出KML文件，可以通過網(wǎng)上查找此類工具或者使用編程語言編寫都是比較簡單的，這里就不描述了。

    2.路測軌跡生成

    GE上的地圖信息一般是3～5年前的數(shù)據(jù)，而現(xiàn)在很多高速、國道、鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的道路因為是新建的或者不重要的在GE上根本就找不到。這樣給道路優(yōu)化帶來了難題，不過GE可以直接加載GPS數(shù)據(jù)，也可以直接根據(jù)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)生成路線。

    我們可以根據(jù)路測的每個測試點經(jīng)緯度數(shù)據(jù)生成道路的路線圖，這是最真實和準確的信息。在GE中實現(xiàn)此功能也很簡單，只要略微了解KML文件的格式就可以了，此已經(jīng)超出了文章討論的范圍，這里就不做說明。

    3.加載地圖

    國內(nèi)很多城市在GE上顯示很模糊，根本無法分辨出城市的道路，還不如看地圖清楚。但GE也提供了一個解決辦法，加載現(xiàn)有的電子地圖。

    方法很簡單，下載你想要疊加的地圖（最好是GPS用的地圖，這樣準確），在GoogleEarth中用Ctrl+Shift+O，出現(xiàn)一個綠線框子，把地圖讀入，用透明度觀察，調(diào)節(jié)大小至主要地標重合，比如河流、城市重合，這樣地圖疊加的工作就做好了，說起來簡單，但調(diào)節(jié)大小的工作需要非常有耐心。

增加新站的區(qū)域圖

    五、總結

    GE提供了很好的平臺可以使移動通信網(wǎng)絡的規(guī)劃和優(yōu)化節(jié)省很多現(xiàn)場工作，大大提高效率。GE還可以提供更多的方便，還需要隨著國內(nèi)GE應用的開展不斷地挖掘。