作者：天津移动网优中心滨海优化部李东晖
一、大气波导概况以及对网络影响分析
1.1 大气波导介绍
大气波导为特定气象、地理条件下发生的自然现象，由于对流层中存在逆温或水汽随高度急剧变小的层次，在该层中电波形成超折射传播，大部分电波辐射被限制在这一层内，类似于在波导中传播，无线信号在大气波导中传播损耗很小，可实现超远距离传播。
目前主要存在两种不同波导干扰类型，海面蒸发波导与内陆表面波导：
●蒸发波导：主要影响沿海地市，发生频度高，干扰持续时间长，全天24小时都可能发生，一般中午和下午最强；
●表面波导：主要影响内陆城市，一般发生在晚间，凌晨3~5点最强，9点左右消退。
内陆表面波导夏秋居多，沿海波导春夏秋均较多。
1.2 大气波导干扰特点
➢大气波导干扰为TDD特有：TDD系统上下行时分复用，通过设置保护间隔（P）避免下行干扰上行，大气波导发生时，远端基站的下行信号经数十或数百公里的超远距离传输后仍具有较高强度，信号传播时延超过GP长度，落入近端基站上行接收窗内，造成严重的上行干扰。
➢大气波导干扰严重程度密集城区较轻：
•城市建筑密集，遮挡导致传播路损加大；
•城市热岛效应，破坏逆温层的连续性，城市的波导效应本身就较小；
•城市站点密集，下倾角较大，由于大气波导干扰来波方向主要是上旁瓣，所以下倾角较大本身对干扰就有抑制作用。
1.3 大气波导对业务的影响
定义：好点：RSRP值高于-80dBm、中点：-80dBm至-100dBm、差点：-100dBm以下。
•重度干扰下，上行干扰>-95dBm时，中差点无法进行业务，只有好点勉强可以维持基本业务，但体验下降严重；
•中度干扰下， 差点无法进行业务，中点勉强可以维持基本业务，好点受干扰影响较小；
•轻度干扰下，上行干扰
1.4 大气波导干扰对天津区域的影响（数据来自华为公司）
17年2月-4月，华为联合研究院、网络部，以天津为中心，华为5省13市联合检测，通过确定的干扰源基站确定各地市间干扰关系。
根据受扰联动性，初步确定为存在6个片区，片区内互相干扰，片区间干扰关系小:
区域1是环渤海区域，主要受海面蒸发波导影响；
区域2主要受内陆表面波导影响；
内陆对天津的干扰属于表面波导，在9点左右就已经消退；
环渤海的干扰属于海面蒸发波导，一直持续到18点，到20点左右才全部消退；
天津处于区域1和区域2交叠区，同时受海面波导和表面波导影响。
二、滨海区域F频段大气波导干扰分析
2.1 滨海区域F频段干扰程度概况以及影响分析
1)滨海区域F频段干扰比例概况
下图是4月20日天津华为滨海区域F频段小区全天小时粒度受扰情况（干扰>-110dbm为干扰小区）分布情况。
取样范围定义：所有华为设备区域，滨海城区、滨海非城区、天津非滨海（为天津剔除滨海区域以外的华为设备区域），由此看见以下结论：
•整个滨海区域（滨海核心城区+滨海非城区）由于位置距离位于环渤海沿线，故环渤海F频段大气波导干扰水平远超过全网均值；
•受大气波导传输模型（一般城区以及农村较为严重）以及自身地理位置双重因素影响，滨海非核心城区区域干扰极为严重，多数时段，高干扰小区比例是华为区域均值的3-4倍；
•4-9点河北、北京&环渤海大气波导影响叠加时段，滨海非核心城区F频段高干扰小区比例暴增，最为严重时超过70%。
2)滨海区域投诉与干扰关联分析
下图是3月1日以来每天的干扰小区数与投诉量的关系（干扰>-110dbm为干扰小区）。
取样范围定义：滨海区域
•3月1日以来干扰小区数在2000以下共有8天，日均投诉量为每天23.1张，干扰小区数在2000以上时共有52天，日均投诉量34.4单。随着干扰小区数量增长，投诉量明显增长，增幅48.91%,日均投诉量受干扰小区影响较大，4月20日，高干扰小区为今年历史最高，投诉也创下67张的天量，是平日3倍。
2.2 滨海区域F频段干扰成因多维度分析
4月20日，京津冀地区发生今年最为严重的一次大气波导干扰，针对滨海区域数据进行分析，以便根据分析结果进行整改探讨；
分析分为3个方面，干扰类型和强度、干扰频段、干扰方向性；
数据样本为滨海4月20日全天小时级F频段小区干扰话统（分RB）；
考虑到我们需要找到大气波导的干扰特征和规律，无干扰小区数据价值不大，所以只选取其中干扰超过-110dbm的数据进行分析，共21434条数据（乘以24小时候的结果）。
➢时间和强度分析：
可以看出，9点左右表面波导开始消退，10点之后全是蒸发波导导致的干扰，到14点左右，蒸发波导干扰达到最大，然后慢慢消退，干扰变化符合预期。
➢频段分析：
由于滨海没有F1+F2的小区，只有F1的前20M，或F2的后20M，不能直接对比。
所有需要对数据进行处理，拼接为30M，才能进行进一步分析。
拼接方法：
对样本数据中同时段、同方向角、中间10M干扰强度相同的小区进行拼接，拼接语句” SELECT 高干扰.起始时间, 高干扰.方向角, 高干扰.F2取整, Avg(高干扰.平均) AS [平均], Avg(高干扰.f1) AS [f1], Avg(高干扰.F2) AS [F2], Avg(高干扰.F3) AS [F3] INTO 合并FROM 高干扰 GROUP BY 高干扰.起始时间, 高干扰.方向角, 高干扰.F2取整;”
可以看出，表面波导时，前20M干扰较强，蒸发波导时，后20M干扰较强。
如果把滨海频段改为前20M，则能减轻海面波导影响，但是内陆波导干扰影响会增大；
如果把滨海频段改为后20M，则能减轻内陆波导影响，但是海面波导干扰影响会增大；
但海面波导持续时间远远高于大气波导。
➢方向角分析：
海面蒸发波导的干扰源为环渤海区域，内陆表面波导的干扰源为周边内地，所以预期干扰应该表现出方向性，0点~9点应该朝向内地的小区干扰应该较强，下午朝向渤海湾的小区干扰应该较强。
实际统计结果如下表：（滨海主要的方向角为60,180,300）。
4点~9点，内陆表面波导干扰时，天线朝向为180~360度的小区干扰较强；
14点左右，海面蒸发波导时，天线朝向为30~150度的小区干扰较强；
说明干扰具有明确方向性。
三、F频段大气波导干扰消除缓解方案
3.1 大气波导干扰消除方案
➢临时缓解方案
滨海区域前期为规避持续时间较长的海面蒸发波导，已进行F频段前移10M的操作，为进一步降低滨海区域干扰小区比例、以及用户投诉，且兼顾路测指标，在结合大气波导传输模型的基础上，建议针对滨海区域非核心城区方位角在180-330度方位的F频段高干扰小区进行异频组网试验（修改为后10M频率），以便利用小区方向性进一步降低内陆干扰造成的影响，在此过程中必然伴随着因压缩频率导致的PRB利用率不断攀升，要紧密跟踪小区负荷，及时调整覆盖范围以及提出扩容方案。
➢ 长远解决方案
为彻底解决该问题，建议针对F频段进行全网性的统一规划频率，规划频率考虑的因素主要包括以下方面：
1：大气波导传输环境以郊区、农村为主，核心城区影响较小；
2：网络负荷核心城区远高于周边郊区以及农村。
因而建议以地级市为单位（直辖市以县或者区为单位），以集团公司划分的城区网格\县城网格为边界，进行二维异频组网。
由于大气波导传输模型以郊区、农村为主，此方案每个城市之间外围非核心城区部分均为完全异频组网，彼此之间不会产生大气波导，且外围区域整体负荷较低，适合10M频率组网，针对个别高负荷小区，可以采取D频段扩容或者增加FDD基站的方式进行解决，后期我们会对试验效果进行进一步跟踪报道。
3.2 依据方位角的F频段异频组网效果验证
干扰改善幅度明显：因每次大气波导发生强度不同，修改频率后，自身干扰值变化对比并不严谨，故定义干扰改善幅度=周边同向小区前后两次大气波导干扰波动值-改频小区前后两次大气波导干扰波动值。
3.2.1 干扰噪声波动情况
➢调整前后（4:00-9:00）干扰噪声波动情况
翻频小区调整前后（调整前：5月7日，调整后：5月19日）大气波导时段（4:00-9:00）干扰噪声值降低0.48，翻频小区周边同向小区调整前后大气波导时段干扰噪声值增长5.97；
由于翻频小区带宽的改变，在相同的大气波动强度的情况下，翻频小区干扰噪声值降低电平值0.48，翻频小区周边同向小区干扰噪声值增长5.97。翻频小区消除大气波导能力明显增强，相对同向小区干扰噪声值降低6.45。
➢调整前后全天干扰噪声波动情况
翻频小区调整前后（调整前：5月7日，调整后：5月19日）全天干扰噪声值降低0.48，翻频小区周边同向小区调整前后全天干扰噪声值增长3.16；
由于翻频小区带宽的改变，在相同的大气波动强度的情况下，翻频小区干扰噪声值降低电平值0.48，翻频小区周边同向小区干扰噪声值增长3.16。翻频小区消除大气波导能力明显增强，相对同向小区干扰噪声值降低3.64。
3.2.2 常规KPI指标波动情况
指标变化：
无线接通率稳定在99.74%，无线掉线率稳定在0.03%，切换成功率由99.50%提升到99.86%，VOLTE E-RAB掉线率(QCI=1) 稳定在0.03%；VOLTE无线接通率(QCI=1) 稳定在99.50%；eSRVCC切换成功率由98.91%提升到99.42%；
常规KPI指标保持稳定，在正常范围内波动。
3.2.3 业务量指标波动情况
➢调整前后上行PRB利用率波动情况
翻频小区系统带宽从20M调整为10M,RB总数减少,小区上行PRB利用率由14.87%提升到27.58%。
➢调整前后下行PRB利用率波动情况
翻频小区系统带宽从20M调整为10M,RB总数数减少,小区下行PRB利用率由8.78%提升到12.53%。
➢调整前后小区内的平均用户数波动情况
翻频小区内的平均用户数稳定在210左右，指标保持稳定，正常范围内波动。
➢调整前后空口总流量波动情况
翻频小区空口总流量稳定在113GB左右，指标保持稳定，正常范围内波动。
总结：干扰改善幅度明显：因每次大气波导发生强度不同，修改频率后，自身干扰值变化对比并不严谨，故定义干扰改善幅度=周边同向小区前后两次大气波导干扰波动值-改频小区前后两次大气波导干扰波动值。
1)经统计异频组网小区干扰改善幅度（4-9点扛内陆干扰）高达6.45dBm、全天改善幅度可达3.64dBm；
2)翻频小区系统带宽从20M调整为10M,RB总数减少,小区上行PRB利用率由14.87%提升到27.58%、下行利用率由8.78%提升到12.53%，上升十分明显，建议仅在上行PRB利用率低于20%的低负荷小区使用，如利用率过高，建议D频段扩容；
3)无线接通率、掉线率、切换成功率、VT指标以及空口流量等指标均保持稳定。
建议在PRB利用率不高的农村以及开发区等地点使用。
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