基于層層通天線的TDLTE立體覆蓋方案及其分析

張茜 董健 李曉明 王超 王榮軍

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714045

摘要：針對部分高層樓宇深度覆蓋不足的問題，結合室外覆蓋室內的思路圍繞一種垂直覆蓋能力大且可調節的天線構建立體覆蓋方案，并從覆蓋范圍、覆蓋深度、干擾控制等闡述該方案及優化要點。

關鍵詞：TDLTE；立體覆蓋；TM

隨著TDLTE大規模部署，密集市區的站間距越來越近，分層覆蓋或立體覆蓋逐漸成為網絡部署的常態。對于高層住宅樓宇的覆蓋，最常見的解決方案為室內分布天線。但是受限于業主限制而無法實施，或戶型結構等因素，竣工后客廳、臥室等主要區域會出現用戶上網慢而引起網絡投訴。現網中也有少量的利用室外架設天線對室內進行覆蓋，天線的種類包括：常規射燈天線、宏站天線和一些特型天線等。傳統射燈天線垂直方向覆蓋區域能力有限，在垂直方向上需要23副射燈才能完成一座高層樓宇的覆蓋，而23個天線選址工作在工程實施上存在難點，可行性不高。

常規宏站天線由于其垂直面覆蓋能力過窄，正常放置或者將傳統天線橫置均無法滿足覆蓋需求。如何用較少的天線滿足不同樓宇的高度覆蓋，且天線的安裝位置靈活且便于工程設計與實施成為研究要點。

移動設計院研發一種垂直覆蓋能力大且可調節的八通道智能天線（層層通天線），本文圍繞上述天線構建立體覆蓋方案，并從覆蓋范圍、覆蓋深度、干擾控制等闡述該方案及優化要點。

1 一種TDLTE立體覆蓋方案

對于某個樓宇，增加一副宏站天線（新型天線）即可實現覆蓋。對于網絡而言，新增的扇區可設置為新建第四扇區或者新增一個站，如圖1所示在大網的基礎上構成立體覆蓋。

本方案已在多個省市移動公司進行了試點應用，在現網中多個站點正常開通。

1.1 覆蓋與干擾分析

對于立體覆蓋，其覆蓋范圍也從三個維度進行闡述，垂直方向的高度覆蓋能力、水平方向的寬度覆蓋能力與縱深方向的覆蓋深度能力。

垂直覆蓋能力方面：該方案垂直波束寬度可調，覆蓋能力強，匹配各種特性化需求，目前已經實現了6～30層等各種高度樓宇的有效覆蓋。

水平覆蓋能力方面：以某寫字樓舉例，以98dBm為界限，通過統計分析新型天線覆蓋的水平寬度，可以得到如圖2所示的結果。在常規天線安裝距離下，具有一定的覆蓋能力可實現1～2單元的覆蓋寬度。

深度覆蓋能力方面：以某地舉例（天線距離樓宇130米、D頻段），在樓宇中的37層入戶部分測試結果為：103dbm（客廳平均：130米自由空間+1外墻）；102dbm（臥室平均：130米自由空間+1外墻）；116dBm（臥室廁所平均：130米自由空間+1外墻+臥室+1內墻），能夠保證無線寬帶接入。由于頻段、位置、穿損等多因素差異化較大。綜合多地效果，覆蓋深度為穿1～2墻。

對于立體組網，干擾較原有網絡更加復雜。不僅控制本小區的覆蓋范圍以及對周圍干擾，更需要合理的設置鄰區關系。對干擾的控制，一方面通過垂直方向的覆蓋進行控制和合理設置天線安裝位置，各個案例通過周圍路測和打點測試，對大網無明顯影響；另一方面對于樓周圍的區域，可根據策略與周圍宏站的鄰區配置可以單向鄰區配置，合理控制切換帶。

1.2 TM模式占比分析

與兩通道射燈天線相比，八通道智能天線充分發揮TDLTE傳輸模式（TM7、TM8），并且可以實現雙流波束賦形增益。

圖3給出了默認各地市現有配置情況下的實際應用中TM的占比。左圖為TM配置為3，7自適應的案例，TM3占比78%，TM7占比22%；當SINR小于6時，TM7占比達到了73%，TM3占比27%。右圖為TM配置為2，3，8自適應，TM2占比1%，TM3占比92%，TM8占比7%；當SINR小于15時，TM8占比達到了70%，TM3占比30%。可以看出，由于本方案采用的是八通道智能天線，在SINR較低的情況下，用戶可以在TM7，8模式下開啟業務，可獲得更好的用戶體驗。

2 小結

本文結合一種特型天線，給出了一種立體覆蓋方案以及在覆蓋范圍、干擾控制、TM模式等方面分析該方案的特點。分析的方法也可供其他立體組網方案借鑒。該立體覆蓋方案適宜針對各種樓層的建筑，也可對特定區域進行重點覆蓋，降低室分建設成本和建設時間，從而為運營商帶來業務收入的增加。