不同場景下LTE FDD深度覆蓋解決方案

【摘 要】LTE FDD制式下的網絡深度覆蓋是運營商關注的重點，通過對不同場景采用不同設備覆蓋以及對經濟上投入的對比、案例的簡單分析和研究，為后續LTE FDD網絡深度覆蓋建設提供參考和指導建議。

【關鍵詞】深度覆蓋 LTE FDD RSRP 室內/室外分布系統

中圖分類號：TN929.5 文獻標志碼：A 文章編號：1006-1010（2016）09-0030-09

1 引言

隨著中國4G網絡牌照的正式發放，國內三家運營商的4G網絡建設相繼展開。為應對通信市場的的激烈競爭，如何利用現有優勢，打造一張覆蓋良好、質量優良、有競爭力的4G無線網絡，成為運營商面臨的重大問題。

通過近兩年LTE大投入、高強度地建設宏站，逐步實現了網絡的全覆蓋，同時重點場景的業務需求愈加明顯，深度覆蓋欠缺問題開始顯現。由于高頻端無線信號繞射能力差，且密集城區高樓林立、阻擋嚴重，網絡建設初期基于低頻段2G/3G宏站站址部署高頻段LTE系統時，LTE覆蓋會出現很多末梢陰影區。這些LTE覆蓋盲區或弱區將導致用戶在2G、3G和4G網絡之間頻繁的互操作。當前網絡和終端出現了多方面的問題，2G/3G/4G互操作用戶體驗差，影響了用戶感知度。

與此同時，隨著技術的進步，4G時代各設備廠家均推出了很多新的技術和產品，包括各種形態的小功率設備、小天線等，如何結合不同場景利用這些新設備、新技術，在控制好投入成本的情況下，解決好不同場景的深度覆蓋，不僅是當前也是后期運營商需要面臨解決的重要課題。

2 LTE FDD深度覆蓋建設思路及典型場景方案建議

通過DT&CQT測試及網管性能指標分析，識別弱覆蓋區域。對于室外，結合宏站調整，采用滴灌進行補盲或補弱；采用光分布系統（mDAS，Multiservice Distributed Access System Solution）或一體化微站，快速部署。對于室內，引入室內分布系統（DAS，Distributed Antenna Systems），實現目標區域的深度覆蓋；不具備室內分布建設條件的，采用滴灌通過室外覆蓋室內方式。高價值或熱點區域通過雙路室分、室內微微基站分布系統（DRS，Distributed Radio Systems）或室內一體化微微站進行覆蓋。結合上述的建設思路，根據現階段運營商為建設主導，重點關注小區、商務樓宇、校園、景區四類場景，下文通過實施的具體案例來進行簡單分析。

2.1 小區深度覆蓋方案

根據小區的樓宇分布、樓層高度、結構特點、電磁波傳播環境和容量需求等方面因素，將小區覆蓋場景劃分為高層、多層、別墅小區。

（1）高層小區解決方案

◆建筑特點：樓幢高，樓層在10層以上，樓高通常大于30m；樓幢之間密度較大，建筑物阻擋嚴重；立體結構復雜，穿透損耗大。

◆無線環境：低層弱覆蓋嚴重，RSRP偏低；中高層導頻污染明顯，SINR偏小；宏站信號僅能覆蓋小區。

◆覆蓋方案：主選排氣管或射燈小區天面方式；天面獲取困難的小區可采用弱電井安裝ZTE MiANT（一種直接在饋纜上耦合的新型天線）。

（2）多層、別墅小區解決方案

◆建筑特點：大型多層小區占地面積大；樓幢之間密度較大，建筑物阻擋嚴重；樓幢矮，樓高約20 m左右，尖頂居多（天線難放置）。

◆無線環境：小區內部無建設宏站和天面站的可能性；小型多層小區，周邊宏站覆蓋可滿足；大型多層小區，宏站信號無法覆蓋小區中心。

◆覆蓋方案：充分利用周邊宏站，兼顧道路/小區；宏站欠缺，可利用外圍滴灌覆蓋；對小區弱覆蓋樓幢采用多手段覆蓋方式（漏纜系統、光分布系統（mDAS）、室外分布系統等）。

2.2 小區案例分析

（1）小區天面案例

1）小區基本信息

某都市花園屬于大型高層/多層結合小區，西側為12幢高層、東側為24幢多層。小區周邊宏站資源豐富，有4個宏站，受高層遮擋和天線掛高限制，小區東北部和中部南入口深度覆蓋不足。都市花園周邊宏站分布圖和都市花園宏站覆蓋效果圖如圖1、圖2所示：

2）小區解決方案

在小區71幢、77幢、82幢樓頂增加射燈天線（雙路設計）（如圖3所示），采用異頻段覆蓋周圍小區住宅樓，同時調整小區外為宏站天饋，調整東北面都市花園東站點3扇區方位角為215°，在兼顧道路的前提下覆蓋小區東部一排多層，調整東南面新天翔廣場站點1扇區方位角為330°，正對東部二、三排間小路，盡量穿透避免阻擋，同時調整異頻切換參數。由于小區內使用異頻覆蓋，可有效控制天面覆蓋范圍，防止小區信號外泄影響道路。

小區采用天面與宏站相結合的覆蓋方式，使西面高層區域覆蓋速率明顯增加，東北面多層區域低速率路段明顯減少，中部南入口區域和多層中部區域覆蓋有所改善，如表1所示。同時通過對該場景投資估算，總體資本性支出（CAPEX，Capital Expenditure）投入較低，如表2所示。

（2）MiANT案例

1）小區基本信息

某大型高層小區內共有15棟小高層和高層樓宇，樓間距約為50～60 m，樓高15～25層，容積率較高，人員居住密度大，業務需求旺盛。由于周邊均為高層小區，談點困難，宏站點少，造成深度覆蓋差。高層小區周邊宏站分布如圖4所示：

2）小區解決方案

該高層小區頂為平層，應優先選擇排氣管或射燈天線進行覆蓋，但由于業主阻撓，天面無法實施，最終選擇在弱電井內每層布放ZTE MiANT天線進行深度覆蓋，MiANT天線主要覆蓋B戶，兼顧A/C戶（如圖5所示）。通過室內打點測試B戶RSRP由開通前平均≥-115 dBm，到開通后平均≥-83 dBm，提升約30 dB左右；SINR由開通前平均≥1.7 dB，到開通后平均≥22 dB，提升約20 dB左右；下載速率由開通前平均≥18 Mbps，到開通后平均≥55 Mbps，提升約40 Mbps左右；上傳速率由開通前平均≥3 Mbps，到開通后平均≥35 Mbps，提升約30 Mbps左右，B戶KPI指標提升明顯。而A/C戶RSRP改善不明顯，SINR提升約10～20 dB左右，上傳和下載速率提升約10～20 Mbps，總體不如B戶，主要由于天線安裝位置及天線的定向性制約了對A/C戶的覆蓋。

同時對該方案與采用傳統天面排氣管的覆蓋方式進行投資比較，MiANT天線總造價約為小區天面的3～4倍（如表3所示）。因此僅在天面無法獲取、無法施工（天面為尖頂）、只覆蓋室內，且在弱電井與覆蓋目標同側的情況下選擇該方案實施。

（3）外圍滴灌與室外DAS案例

1）小區基本信息

某中型多層居民小區，共21棟多層構成，樓頂均為尖頂。西北方向的宏站距離小區350 m，東南方向的宏站距離小區150 m，宏站距離小區較遠（如圖6所示），室外平均RSRP約為-110 dBm，深度覆蓋較差。

2）小區解決方案

由于該小區周邊宏站扇區調整有限，需通過增加滴灌加深覆蓋，采用三種方案驗證覆蓋效果，如表4所示。

從表4對比可知方案1覆蓋效果良好，但造價偏高，方案2造價較低，但覆蓋效果不理想，方案3的覆蓋效果和性價比最好。

（4）mDAS案例

1）小區基本信息

某大型多層居民小區，位于密集城區，建筑樓高6層，樓間距18 m左右，建筑物密度高，人員居住密度大，且居民樓為斜頂。由于周邊宏站偏低（21 m左右），小區中心區域RSRP平均室外為-104 dBm/室內為-121 dBm，SINR在0～2 dB，弱覆蓋明顯。小區外觀及弱覆蓋區域示意圖如圖7所示。

2）小區解決方案

在弱覆蓋區的南側7棟樓的北側外墻安裝mDAS，覆蓋對面樓宇，為比較覆蓋效果，分別實施了每單元安裝和隔單元安裝兩種方案，如表5所示。

由表5對比可知，該小區采用滿配覆蓋方案效果最佳，簡配的方案覆蓋達標，考慮到投資成本，選擇簡配方案性價比最高。

（5）漏纜案例

1）小區基本信息

某中型多層居民小區位于某鎮區中心，8棟6-7F多層，每棟2～4個單元，頂層為業主露臺，且為斜頂。小區周邊宏站距離較遠，最近宏站距小區360 m，小區室外平均RSRP約-100 dBm/SINR約9 dB；室內平均RSRP約-106 dBm/SINR約7.8 dB。

2）小區解決方案

采用將漏纜沿樓宇北側外墻垂直放置的方式，覆蓋對面樓宇的房間（如圖8所示），共用8條漏纜，3臺LTE信源，并通過室內CQT測試，漏纜方式對小區覆蓋有改善，室內平均RSRP提升約7 dBm，平均SINR提升約6 dB（如表6所示）。通過與傳統小區路燈桿分布系統投資比較看出，總體投資減少10%左右（如表7所示）。

2.3 樓宇深度覆蓋方案

◆建筑特點：場景多，包括賣場、酒店、辦公樓等多種場景；相對居民小區，建筑面積更大；人流密集，業務需求旺盛；承重結構復雜，穿透損耗大。

◆無線特點：宏站覆蓋弱，室外宏站無法滿足覆蓋需求；隔斷影響大，不同類型樓宇墻體隔斷差異較大，對室內無線環境影響大。

◆覆蓋方案：優先傳統室分覆蓋方式；對高價值、施工條件受限且業務需求旺盛的樓宇可采用DRS方式覆蓋；對小區域高熱點室內場景，也可采用室內一體化微站進行補熱。

2.4 樓宇案例分析

（1）微微基站分布系統（DRS）案例

1）樓宇基本信息

某會所建筑共有5層，地上4層包括客房、KTV、會議室、健身房、多功能廳；地下為食堂。該站點為高價值、高流量區域，對語音、數據要求高；周邊宏站雖然較近，但容量要求高，無法滿足。

2）樓宇解決方案

對該會所B1-4F采用ZTE QCell部署，共安裝1個BBU、3個P-Bridge、18個pRRU，其中1F、2F和3F、4F及-1F各為一個小區，共計3個小區，后期根據容量需求可進行分裂。設備PB安裝在弱電井，與pRRU通過網線相連，與BBU通過光纖相連；pRRU，為毫瓦級設備（2×100 mW）遠端供電，覆蓋半徑在20 m左右，安裝方式與室分天線類似（如圖9所示），同時室內采用異頻方式覆蓋，解決了室外宏站的干擾問題。

通過DT測試發現，會所采用DRS方式比傳統DAS 在SINR提升了10 dB左右，達到25 dB以上，下載速率可以達到100～133 Mbps，比傳統DAS提升一倍以上，接近理論值，如圖10所示。

會所DRS與傳統DAS投資比較價格偏高（如表8所示），需要根據場景的重要性及容量特性有針對性地選擇覆蓋。

（2）室內微微站案例

1）站點基本信息

某手機賣場為運營商營業廳類型，建筑面積約100m2，不僅承擔對用戶的業務查詢、繳費和辦理等服務，而且提供手機售賣及到店業務體驗服務，人流量及業務量較大，雖然周圍宏站能夠滿足基本覆蓋，但速率偏低，不利于客戶辦理業務時的使用體驗。

2）站點解決方案

采用1臺ZTE 2×125 mW的PicocellCell（微微基站）對本營業廳進行覆蓋，設備可安裝在天花板、側墻上，亦可放置在柜臺上（如圖11所示），天線位置不要有明顯遮擋，同時利用PON上行快速開通，可節省傳輸資源，開通后SINR和下載速率提升一倍左右（如表9所示）。由于Pico小巧，部署非常靈活，安裝簡單、維護方便，進而能降低運營成本（OPEX，Operating Expense）；雖然前期總價較高（約5000元左右），后續可通過集采降低FAP價格，從而降低CAPEX投入。因此對此類小規模（營業廳、專業賣場等）能提高高價值區域用戶體驗的場景可采用FAP覆蓋。

2.5 校園深度覆蓋方案

◆建筑特點：綜合建筑群，建筑功能區多樣化，占地面積大。

◆無線環境：占地面積大，周圍空曠、高樓較少，受周圍宏站影響較大；校園道路覆蓋效果良好；宿舍、教學樓等區域受多隔斷因素影響，室內覆蓋差。

◆覆蓋方案：采取室內外綜合覆蓋策略，校園道路采用宏站/滴灌站覆蓋，室內采用DAS（單路/雙路），施工受限的情況宜可采用滴灌+室外板狀朝室內打。

2.6 校園案例分析

（1）校園基本信息及解決思路

某學院校內有宿舍樓15棟、教學樓9棟、行政樓2棟、食堂1棟、圖書館1棟、體育場場館1棟等，采用室外站和室內分布系統進行深度覆蓋。

（2）校園解決方案

對于室外目標區域，道路、廣場、操場、綠化，采用宏站方式解決覆蓋；對于教學樓、行政樓、宿舍樓，采用DAS為主，輔以室外滴灌打室內（施工受限）；對于圖書館、食堂、禮堂樓宇，采用DAS為主，輔以考慮容量、熱點區域、施工受限等因素采用DRS或室內微微站；對體育館、賽場用RRU+低增益窄波束板狀天線，按看臺分區；辦公區采用DAS或DRS進行覆蓋。校園宏站、小站、室分分布示意圖如圖12所示：

2.7 景區深度覆蓋方案

（1）景區特點

人流密集，數據業務需求更大；站點建設困難，考慮美觀、歷史建筑保護等因素，景區內宏站建設可實施性較差。

（2）覆蓋方案

以宏站覆蓋為主，宏站規劃需重點考慮景區，盡量在景區周邊建站；以滴灌覆蓋為輔，采用施工簡單、隱蔽較好的方案覆蓋，如一體化微站。

2.8 景區案例分析

（1）景區基本信息

某古城內迄今為止保持最為完整的一個歷史街區集中體現了古城的城市特色與價值，街道兩側橫街窄巷較多，對宏站信號有阻擋，由于街區內以老舊建筑為主，無法建設宏站，所以深度覆蓋差。街區外景及弱覆蓋區域示意圖如圖13所示：

（2）景區解決方案

對街區覆蓋差的區域，利用街區內三根已有郵桿安裝ZTE 2×5 W一體化微站（如圖14所示），加深覆蓋；通過DT測試，RSRP提升25 dBm，SINR提升15 dB，提升明顯；并通過定點測試得知3個郵桿實測接入成功率為100%，下載速率≥82 Mbps，上傳速率≥33 Mbps，完全能滿足用戶體驗。同時由于一體化微站設計緊湊、輕便，支持掛墻和抱桿安裝，因此施工方便快速，并規避了物業協調難度。對3個郵桿滴灌總價估算約為9.2萬元，相對宏站建設需要的租金和建設機柜投入，該方案造價較低。街區一體化微站安裝點位及安裝示意圖如圖14所示：

3 結論

根據對上述不同場景采用不同類型設備覆蓋以及經濟的對比、案例分析和研究，可知深度覆蓋方式的選取主要考慮六大因素：建筑物的規模和傳播特性、服務指標要求、建筑造價、系統實施和維護便利性、系統安全和穩定性、系統的可擴展性，得出如表10所示建議的覆蓋方案匯總，為運營商后續的LTE FDD網絡精細化覆蓋因地制宜地制定深度覆蓋方案，同時為移動互聯網提供優秀的精品網絡、更好地服務用戶，增強用戶黏性和忠誠度提供參考和指導建議。

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