LTE兩天線共RRU部署研究

上海郵電規劃設計研究院有限公司北京分公司 蘆 翔

中國通信建設集團設計院有限公司第一分公司 邢金柱

LTE兩天線共RRU部署研究

上海郵電規劃設計研究院有限公司北京分公司 蘆 翔

中國通信建設集團設計院有限公司第一分公司 邢金柱

隨著LTE覆蓋范圍的不斷擴大，LTE基站的建設重點逐漸由市區縣城等業務密集區向廣大的鄉鎮及高速以下道路等業務相對較小區域轉移。如何進行低成本建設，提高效益，成為運營商比較關注的問題。采用兩天線共RRU方式用于低流量覆蓋型場景建設，可以在保障網絡能力的條件下通過節約信源投資降低建設成本。本文對兩天線共RRU幾種實施方法從覆蓋能力、適用場景、建設方式等方面進行論述及研究。最后結合H省建設情況給出應用場景、使用方法和部署策略。

LTE；共RRU；1T2R；功分；應用場景；部署策略等

1.背景

隨著LTE覆蓋范圍的不斷擴大，LTE基站的建設重點逐漸由市區縣城等業務密集區向廣大的鄉鎮及高速以下道路等業務相對較小區域轉移。為節約建設投資，提高效益，需要推進精細化建設。特別是針對低流量覆蓋型場景，需要采用各種建設方式，進行低成本建設。

本文結合筆者實際工作經驗，通過多種兩天線共RRU的建設方法的研討與比較，探索各種方法的適用場景及部署策略，規范低流量場景建設方法。

2.兩天線共RRU方案研討

2.1 兩天線共RRU建設方案介紹

下面就1、2小區采用共RRU方案介紹降低單站投資的方法。主要有以下三種方式：

1）功分方式：拆除第2小區RRU，將第1小區的RRU通過4個1/2功分器做功分后與1、2小區的2面天線分別相連，仍保證每個小區為2T4R配置；

2）合并小區兩扇區1T2R方式：拆除第2小區RRU，將第1小區RRU的4個饋線接口分別連接兩個方向的天線，并設置原兩個小區合并為單小區兩天線（1T2R）配置，配置同一個PCI，PCI規劃時建議按照三小區基站進行規劃，建議預留一個PCI待后期業務量提升后增加小區使用；

3）1T2R雙小區方式：拆除第2小區RRU，將第1小區RRU的4個饋線接口分別連接兩個方向的天線，并保持兩個小區的獨立設置，即兩個獨立的1T2R小區，需配置不同的PCI，三個小區按照順時針方向從正北方向開始，組內ID分別配置為0,1,2；相鄰eNB分配不同的小區組ID并在整網復用。由于兩小區分別使用RRU內兩個功放，兩小區可以獨立設置發射功率。

三種改造方法的天饋連接方式及小區設置方式如圖2-1所示。

2.2 兩天線共RRU方案比較

功分方式，保持了MIMO增益，用戶速率較高，但由于引入功分器，基站發射功率下降3～4db，覆蓋范圍有一定縮??；連線復雜、增加了故障點，給工程建設和維護帶來一定的困難。

合并小區兩扇區1T2R和1T2R雙小區方式，工程實施簡單，覆蓋距離和傳統2T4R建設方式相近，但由于缺少了MIMO增益，用戶速率有一定程度下降。合并小區方式在兩個扇區覆蓋重疊區域存在2T4R MIMO增益，速率明顯優于雙小區方式。同時兩天線對應同一小區，不存在切換。因此低流量場景該類建設應優選1T2R合并小區方式。

圖2-1 兩天線共RRU連接方式示意圖

3.單RRU雙小區建設案例分析

選取L市某鄉鎮區域室外宏站A站進行低流量場景基站設置節約化改造和試驗測試。該站位于平原農村，周邊主要覆蓋目標為周邊鄉鎮、村莊及縣鄉連接道路?；局苓叚h境情況如圖3-1所示：

圖3-1 L市低流量場景建設案例實景及測試范圍

本次前后共測試4種建設模式：

（1）改造前2T4R方式（兩小區，每小區發射功率2*60W）；

（2）2T4R功分方式（兩小區，發射功率4*30W，不計器件損耗）；

（3）1T2R合并小區方式（單小區，發射功率2*60W，天線方向不變）；

（4）1T2R雙小區方式（兩小區，每小區發射功率60W）。

4種場景中1、2扇區的天線方位角、下傾角均保持一致。測試區域位于基站改造小區覆蓋區域，進行區域內DT測試和定點測試。定點測試在每種場景下，選取兩扇區重疊帶固定近點和遠點進行1分鐘上傳/下載測試，并記錄測試結果。

①測試結果

1）DT路測

RSRP路測結果如圖3-2所示：

圖3-2 四種建設模式RSRP測試結果

測試覆蓋指標如表3-1所示：

表3-1 四種建設方式測試結果

②測試結論

由測試結果看出現網原始2T4R配置下，DT覆蓋水平最優：平均RSRP-95.98dBm，RSRP大于-105dBm比例為76.4%。其余三種配置下，平均RSRP均降低約2dB， RSRP大于-105dBm比例由高到低分別是功分配置、1T2R合并小區配置、1T2R雙小區配置。

不同配置下DT測試平均SINR基本相同，現網原始配置和功分配置下平均速率較高，1T2R合并小區與雙小區平均下行速率降低約10Mbps。近點1T2R雙小區速率最低，1T2R合并小區方式與功分方式可比；遠點1T2R兩種方式速率都是功分和2T4R方式的一半左右。三種改造方式與現網原始配置比較，對上傳速率影響不大。

原因分析：

合并小區兩扇區1T2R方式在兩天線的重合覆蓋區存在部分MIMO增益，在部分區域覆蓋水平得到增強，整體速率水平會略好于1T2R兩小區方式。

1T2R兩小區配置下，即使在無線環境很好的情況下，該配置無法實現MIMO雙流傳輸，峰值速率為其他配置的一半。

4.單RRU雙小區使用總結

在LTE網絡建設階段，鄉鎮、道路等低流量場景的話務模型不同于城區，它具備地域廣、人口分散、業務需求低、無線環境相對簡單等特性，因此低流量場景的網絡規劃要具備場景特性，在滿足用戶業務需求的情況下，達到基站“廣覆蓋”、“速率適中”、“容量適中”、“節省投資”的目的，提高投資收益比。

三種單RRU雙小區建設方式與傳統2T4R建設方式在覆蓋、容量、速率、投資進行對比，統計如表3-2所示：

表3-2 四種建設方式比較

現網小區改造為單RRU覆蓋后，單站投資可降低30%，但區域整體覆蓋能力降低：DT測試平均RSRP降低約2～3dB，遠點測試速率功分方式降低20%左右，1T2R方式降低50%左右，室內深度覆蓋能力無法保證。單RRU配置適用于環境較為空曠，室內用戶數量少、速率需求較低的區域。

雖然2T4R加功分方式速率優勢明顯，但由于增加了功分器帶來了插入損耗，覆蓋能力較1T2R方式略差。同時考慮到增加功分器方式，施工難度較大，維護問題點較多，不建議大量使用。而1T2R合并小區方式在兩個扇區覆蓋重疊區域存在2T4R MIMO增益，速率明顯優于雙小區方式。同時兩天線對應同一小區，不存在切換。因此低流量場景該類建設應優選1T2R合并小區方式。

分場景兩天線共RRU使用建議。

市區、縣城、發達鄉鎮、重要景點等有特定速率及容量需求區域采用傳統2T4R方式覆蓋。

山區鄉鎮，一般景區，高速等以覆蓋為優先目標的區域應優選1T2R合并小區方式覆蓋；如有三個方向需要覆蓋，建議采用2個RRU，對其中較重要覆蓋目標建議采用獨立RRU覆蓋，其他2小區采用1T2R合并小區方式覆蓋。

重點縣城鄉鎮周邊，城鄉結合部等部分區域強調容量及速率感知區域，建議綜合考慮1T2R和功分方式建設。

[1]韓志剛.LTE FDD技術原理與網絡規劃[M].人民郵電出版社.

[2]程鴻雁,朱晨鳴,等.LTE FDD網絡規劃與設計[M].人民郵電出版社.

[3]沈嘉.3GPP長期演進(LTE)技術原理與系統設計[M].人民郵電出版社.

蘆翔，畢業于上海交通大學，北京郵電大學工程碩士，工程師，長期從事無線網規劃、設計、研究工作。

邢金柱，畢業于河北大學，碩士研究生，工程師，長期從事無線網規劃、設計、研究工作。