LTE分布系統天線解決方案

葉輝

【摘要】 隨著移動通信建設步伐的不斷加快，移動用戶的飛速增加，在大中城市的室外地區已經基本可以做到無縫覆蓋。為了提高網絡質量、提高用戶滿意度、增加話務量，室內覆蓋越來越成為網絡優化的重點。特別是隨著移動通信的普及，移動用戶在室內使用手機的機會日益增加，迫切要求提供更好的室內移動通信環境。本文圍繞分布系統園區覆蓋、街道站覆蓋、樓面覆蓋和室內覆蓋方式介紹，根據各場景特點，針對性介紹不同場景下的天線解決方案，可有效解決深度覆蓋問題，實現網絡精準覆蓋。

【關鍵詞】 LTE 分場景覆蓋 天線解決方案

一、引言

分布系統覆蓋主要是針對室內用戶群、用于改善建筑物內移動通信環境的一種成功的方案。近幾年在全國各地的移動通信運營商中得到了廣泛應用。其原理是利用室內外天線分布系統將移動基站的信號均勻分布在室內每個角落，從而保證室內區域擁有理想的信號覆蓋。室內覆蓋系統的建設，可以較為全面地改善建筑物內的通話質量，提高移動電話接通率，開辟出高質量的室內移動通信區域；室內覆蓋，尤其是無線信號的室內覆蓋，是移動通信網絡的重要組成部分。建設分布系統對于提高移動通信網絡服務質量具有重要意義。

由于分布系統建設環境的多樣化和復雜性，尋求性能更優、效果更佳的無線通信網絡分布系統天線解決方案尤為重要，按照圖1室內外協同規劃的總體思路，本文圍繞園區覆蓋、街道站覆蓋、樓面覆蓋和室內覆蓋幾種場景解決方案進行介紹，重點解決室內覆蓋中的電梯、停車場、縱深較深區域的覆蓋難點問題。

二、LTE分布系統天線解決方案

2.1園區覆蓋

園區覆蓋，主要指分布系統室外小區站點建設，對住宅小區室外及多層樓宇室內的覆蓋。其天饋解決方案產品形態主要為路燈型天線、草坪燈型天線、廣告牌型天線、射燈型天線等。

傳統無源方案存在的不足，主要表現在饋線及無源器件隱藏于地下管道，不僅破壞了園區的綠化，易出現水浸的隱患，故障率高且較難排查整改。目前主流天線廠家可提供有源一體化分布系統天線，可通過光纖接入，可有效降低物業協調難度，降低故障率以及運營成本。產品示意如圖3所示。

2.2街道站覆蓋

建筑物越來越密集，特別是高層建筑逐年增加，周邊宏站對道覆蓋出現盲區、弱覆蓋問題，無主導小區，頻繁切換，出現掉話、通話質量差等問題。部分道路周邊的高話務量酒店、娛樂場所和商店，客戶追求樓宇美觀，不允許進行室內室分系統覆蓋。

在宏基站覆蓋無法滿足目標區域覆蓋、室內無法建設分布系統的條件下，可利用街道路燈桿、監控桿等公共資源建設街道站，依據覆蓋需求，街道站應用場景如圖4所示。

街道站天饋解決方案優選低增益、小尺寸天線，天線一般采用12dBi以下，尺寸小、安裝方便；小圓柱一般為兩扇區，直徑16厘米，雙向覆蓋；小集束一般為三扇區，直徑20厘米，三扇區覆蓋。具體應用形式如圖5所示：

2.3樓面覆蓋

隨著國家城鎮化進程的推進，城區高檔寫字樓、住宅越來越向高層化發展，高層樓宇的特點是樓層高、樓體水平寬度較小、樓體縱深較大，常規室外宏站以及室外分布系統覆蓋無法滿足室內信號覆蓋要求，體現在宏站覆蓋深度不足，分布系統覆蓋高度及深度均不足的問題。

針對高層建筑樓層高、樓體水平寬度較小、樓體縱深較大的模型特點，對應需要有較高增益、水平及垂直波辦寬度收斂的產品，可實現區域精準覆蓋、信號電平值有效提升。常規及矩形波束天線其覆蓋效果如圖6所示：

目前主流天線廠家可提供15dBi矩形波束天線（水平面及垂直面均為32度），大張角天線（水平面32度，垂直面65度），例如一棟25層（高度75米左右），樓體水平寬度為40m，樓間距在40米左右時，可以采用樓體對打的方式，一副天線可以解決一整棟棟宇的覆蓋。

2.4室內分布系統覆蓋

2.4.1室內空曠區域覆蓋

室內覆蓋中，全向吸頂天線在室分系統中大量使用，其性能直接影響室分系統效率、通信質量和網絡投資。傳統室分全向吸頂天線的高頻段信號向正下方聚集，存在信號分布不均勻，特別是邊緣覆蓋不足的問題。

新型增強型吸頂天線方案優化了高頻振子結構及邊界條件，增強邊緣增益，將平均場強提高3dB左右。

圖7為新型增強型及傳統吸頂天線方向圖的對比，新型吸頂天線適合室內空曠場景，如地下停車場、大型商場、場館、辦公等空曠區域的覆蓋。其覆蓋效果對比結果如表1和2所示：

2.4.2電梯覆蓋

電梯覆蓋對效果的好壞直接影響客戶感知，優質的覆蓋效果及方案可有效提升客戶滿意度。

傳統的電梯覆蓋方案為在電梯井道布放對數周期天線，平均每3-4層布放一個對數周期天線及定向耦合器。

新型的電梯覆蓋方案則更簡單，僅需要在電梯井的底部或頂部安裝一個電梯專用高增益天線即可。天線貼近信源安裝，電纜損耗很小，且施工、維護方便，故障點少。最重要的是在性能更優良的同時，更大大減少了建設投資成本。新型電梯覆蓋方案與傳統電梯覆蓋方案對比如圖8，新型電梯天線覆蓋效果圖如圖9所示。

以浙江寧波江東啟航家園電梯（23F）專用覆蓋天線為例，與傳統的電梯覆蓋方案進行投資成本對比如圖10，投資成本可下降80%。

四、結束語

本文從移動網絡的室內分布系統建設的必要性，對于提高服務水平和質量，提高運營商的形象和增加語音及數據收入具有越來越重要的意義。因此改善移動通信室內覆蓋問題具有多重意義，一方面可以擴大信號的覆蓋面積，減少盲區、增加業務量；另一方面可以提高接通率、切換成功率；再者可以提高移動企業的形象，提高網絡競爭力，為用戶提供更優質的服務。但同時由于室內分布系統建設環境的多樣性和復雜性，為達到效果好、成本低，以室內外協同規劃的總體思路，重點闡述了園區覆蓋、街道站覆蓋、樓面覆蓋和室內覆蓋幾種場景解決方案，重點介紹了室內覆蓋中的電梯、停車場、縱深較深區域的深度覆蓋解決方案。針對本文中闡述的分場景覆蓋方案，以期對相關工作有一定幫助。

參 考 文 獻

[1]陸健賢.移動通信分布系統原理與工程設計[M].北京：機械工業出版，2003.

[2]戴源. TD-LTE無線網絡規劃與設計[M].北京：人民郵電出版社，2012.

[3]韓斌杰.GSM原理及其網絡優化[M].北京：機械工業出版社，2009.