LTE 多場景室內立體深度覆蓋綜合解決方案與研究*

張 磊，付 康，王清府

（中國移動通信集團新疆有限公司 哈密市分公司，新疆 哈密 839000）

0 引 言

隨著LTE網絡的不斷發展，人們對通信質量的要求越來越高，室內用戶的業務需求持續增加，室內深度覆蓋的要求日益提升。同時，新型的室內覆蓋建設方式不斷涌現，室內深度覆蓋建設不再局限于傳統室內分布系統的方式（Distribute Antenna System，DAS），如分布式皮基站、一體化皮基站、微站等。對于各種不同類型的樓宇，需要根據場景特點、業務需求等，有針對性地選擇合理的建設方式，積極推進適合不同場景的新型室內覆蓋建設方式的應用[1]。

在4G 網絡建設中，多層居民區及地下室網絡覆蓋是薄弱環節，LTE 的空間和穿透損耗更大。由于各種建筑物阻擋無法通過室外宏站進行覆蓋，特別是在地下室更容易形成各種信號覆蓋盲區，需要建設分布系統。而這相對投入的巨大網絡資源來說，產生的效益低下。對于多層居民區，用戶量大、宏站建設困難，需要建設小微站解決，因此實現多層居民區與地下室的深度覆蓋勢在必行。本文介紹針對3 種不同場景的經濟、實用、高效性覆蓋方案來解決弱覆蓋問題。

1 LTE 多場景覆蓋分類

從建筑物的結構和面積來劃分，可以將室內覆蓋場景分為兩類。一類是簡單結構樓宇，主要特征是內部縱深較小、結構較為簡單、單層面積較小的建筑，常見的有普通居民小區、中高層居民小區、別墅區以及回字形布局的建筑物等。另一類是復雜結構樓宇，主要特點是內部縱深較大、結構復雜、單層面積較大的建筑物，如大型單體建筑、大型高層建筑、大型交通樞紐以及大型娛樂場所等。

從建筑物所在的不同區域的業務需求分布來劃分，可以將室內覆蓋場景分為高業務需求區域、基本業務需求區域、低業務需求區域以及臨時性和過渡性需求區域。高業務需求區域主要是用戶駐留多且產生大量話音和數據業務的區域。基本業務需求區域主要是指地下停車場等區域。低業務需求區域主要是指在建大樓、尚未出租的寫字樓或者樓層以及未有或者少量住戶入住的居民小區等，這些樓宇或者局部區域在短期內基本沒有業務需求。臨時性和過渡性需求區域是指用戶少量入住，建筑物局部存在業務需求的區域或者用戶在建筑物某處短期集中導致的業務突發區域。針對不同的建筑物特點和業務需求發展階段，可以因地制宜地選擇最優室內覆蓋解決方案。

根據覆蓋技術特點、設備類型、設備形態、場景應用等不同，室內覆蓋方案典型分類如圖1 所示。

圖1 室內覆蓋方案典型分類

室外宏站覆蓋是指通過室外宏蜂窩基站覆蓋解決室內覆蓋問題，可以滿足室內淺層覆蓋的需求。宏基站具有覆蓋能力強、容量高的優點，應用最為廣泛。在墻體損耗較小、建筑物多為淺層的情況下，應優先采用室外宏蜂窩基站[2]。

微站覆蓋是指通過室外小站覆蓋解決室內覆蓋問題，可以滿足縱深覆蓋不大的場景基本需求，對天面要求較低，物業協調難度低，易于安裝部署。微站主要用于建筑物結構相對簡單、易于穿透的室外、補盲補熱及室外打室內的場景[3]。

2 LTE 多場景覆蓋解決方案

LTE 室內覆蓋解決方案需要結合場景特點，綜合考慮覆蓋面積、建筑結構以及容量等幾個維度因素，還應分析成本，選擇最適合的解決方案。由于物業或施工條件等原因，某些場景采用單一覆蓋方案可能無法做到有效覆蓋，如超大樓盤或建筑群、設備安裝或走線受限的工廠、室分建設困難的城中村、大型場館或交通樞紐等。針對這類場景，可采用多方案組合進行覆蓋。比如，采用室外微站覆蓋臨窗區域，同時采用新型室分設備進行室內覆蓋，以室內外協同的方案解決面積較大的建筑物覆蓋問題[4]。

在方案選擇上，遵循如下思路。

（1）對于大型會展中心、大型場館、交通樞紐、商場等容量需求較高的場景，應優選傳統DAS及分布式皮基站解決方案。

（2）對于面積中等、業務量中等的場景，可優選傳統DAS 及擴展型一體化皮基站解決方案。

（3）對于面積較小、隔斷較少、結構開闊的場景，可優先“RRU+平板”及一體化皮基站解決方案。

（4）對于大中型居民小區，應選擇小區內抱桿微站或樓間對打解決方案。

（5）對于單點補盲補熱的場景，室內覆蓋可選擇微站或一體化皮基站解決。

3 LTE 多場景覆蓋應用案例

3.1 低層居民區場景覆蓋

3.1.1 低層居民區概述

本地蘭溪谷小區采用普通磚混結構，共計14 棟6 層居民樓，占地面積8.5×104m2，居民近3 000 人。由于環境封閉，周圍建筑阻擋，宏站無法穿透，導致小區內道路及室內整體區域嚴重弱覆蓋，用戶上網質量差并產生投訴。經過實地勘察后，采用“RRU（E 頻段）+平板天線”的方案加強深度覆蓋解決。

3.1.2 低層居民區方案設計

本住宅小區采用4 個獨立的9 m 桿，安裝E 頻段RRU、15 dB 高增益平板天線來覆蓋。根據現場勘查，選擇合適的天線掛高、俯仰角及方位角來提升室外道路及室內深度信號覆蓋質量，共安裝1 臺BBU，4 臺RRU（E 頻段），8 副平板天線[5]。

“RRU+平板”解決方案選取了4 個點位，設計4 臺RRU+8 面平板天線，如圖2 所示。“RRU+平板天線”現場安裝情況，如圖3 所示。

3.1.3 低層居民區“RRU+平板天線”開通前后效果驗證

在該小區安裝“RRU（E 頻段）+平板天線”建設完成后驗證，可見利用E 頻段有效提升了小區室外整體道路及室內深度覆蓋，避免了于周圍宏站F 頻段及D 頻段的干擾[6]。

圖2 “RRU+平板天線”方案設計

圖3 “RRU+平板天線”現場安裝情況

開通后，小區整體室外RSRP 由-104.36 dBm 提升到-80.23 dBm，提升了24 dBm；SINR 由7.15 dB提升至16.29 dB；下載速率由11.37 Mb/s 提升至28.46 Mb/s。4G 信號覆蓋提升效果非常明顯，對比圖如圖4 所示，具體指標如表1 所示。

圖4 低層居民區“RRU+平板天線”開通前后RSRP 強度對比

表1 蘭溪谷小區“RRU+平板天線”開通前后指標對比

3.2 地下室負一層商業娛樂場景覆蓋

3.2.1 地下室負一層商業娛樂概述

匯景苑游泳健身館是集游泳健身于一體的大型娛樂場所，位于匯景苑高層地下室，面積為5 000 m2。由于環境封閉，地下室整體區域嚴重弱覆蓋，用戶無法上網并產生投訴。利用傳統室分安裝存在物業協調困難、施工困難、建設成本高、施工周期長、維護困難等難點。為滿足覆蓋要求，現利用RU 增加平板天線覆蓋方案來解決此類型場景[7]。

3.2.2 地下室負一層商業娛樂方案設計

本地下室負一層采用掛墻“RRU+平板天線”來覆蓋，通過采用平板天線覆蓋提升室外道路及室內深度覆蓋質量，共計安裝3臺RRU，4副平板天線，利舊BBU。

“RRU+平板”解決方案選取3 個點位，設計3 臺RRU+4 面平板天線，如圖5 所示。地下室負一層商業娛樂“RRU+平板天線”現場安裝情況，如圖6 所示。

圖5 地下室商業娛樂“RRU+平板天線”方案設計

圖6 現場安裝情況

3.2.3 地下室負一層商業娛樂“RRU+平板天線”開通前后效果驗證

通過在該地下室墻體安裝“RRU+平板天線”建設完成后驗證，有效提升了室內深度覆蓋。室內RSRP 由-113.64 dBm 提升到-88.48 dBm，提升了25.16 dBm；SINR 由8.73 dB 提升至25.63 dB；下載速率由8.65 Mb/s 提升至34.47 Mb/s。4G 信號覆蓋提升效果非常明顯，對比圖如圖7 所示，具體指標如表2 所示[8]。

圖7 地下室商業娛樂“RRU+平板天線”開通前后RSRP 強度對比

表2 地下室商業娛樂 RRU+平板天線開通前后指標對比

3.2.4 地下室商業娛樂“RRU+平板天線”創新覆蓋相比傳統DAS 優勢對比

地下室商業娛樂“RRU+平板天線”（如圖8所示）與傳統DAS 覆蓋（如圖9 所示）進行對比設計。從設計圖可以看出，傳統DAS 需要耦合器、功分器、饋線接頭、饋線、吸頂天線等很多無源器件，設計和施工較復雜，而地下室商業娛樂“RRU+平板天線”結構簡單明了。地下室商業娛樂“RRU+平板天線”創新覆蓋相比傳統DAS，優勢包括施工周期短、容易施工、費用低、設備維護方便、優化方便等[9]。

圖8 “RRU+平板天線”覆蓋設計

圖9 傳統DAS 覆蓋設計

表3 地下室商業娛樂“RRU+平板天線”創新覆蓋相比傳統DAS 優勢對比

3.3 地下室負一層物聯網場景覆蓋

3.3.1 地下室負一層物聯網場景概述

新城小區居民住宅小區負一層安裝有國家電網物聯網設備，需要通過LTE 網絡實時上報設備運行狀態到機房服務器，便于監控人員實時掌握設備運行狀態。由于環境封閉，負一層及車庫整體盲區，導致物聯網設備及車庫用戶無法上網，而利用傳統室分安裝存在安裝建設困難。為滿足地下車庫補盲，根據地下車庫空曠結構情況及容量需求等，現利用“RRU+平板天線”覆蓋方案來解決此類型場景。

3.3.2 地下室負一層物聯網場景方案設計

本地下室負一層采用掛墻“RRU+平板天線”來覆蓋，主要覆蓋物聯網設備配電室及地下車庫整體區域，共計安裝1 臺RRU，1 副平板天線，利舊BBU。

“RRU+平板天線”解決方案選取1 個點位，設計1 臺RRU+1 面平板天線，如圖10 所示[10]。

圖10 地下室負一層物聯網場景“RRU+平板天線”方案設計

地下室負一層物聯網場景“RRU+平板天線”現場安裝圖及物聯網設備，如圖11 和圖12 所示。

圖11 物聯網電力設備

3.3.3 地下室負一層物聯網場景“RRU+平板天線”開通前后效果驗證

通過在該地下室墻體安裝“RRU+平板天線”建設完成后驗證，有效提升了室內深度覆蓋。室內RSRP 由-115.34 dBm 提升到-85.38 dBm，提升了30 dBm；SINR 由6.74 dB 提升至26.63 dB；下載速率由5.65 Mb/s 提升至35.49 Mb/s。4G 信號覆蓋提升效果非常明顯，對比圖如圖13 所示，具體指標如表4 所示。

圖12 物聯網電力設備

圖13 地下室物聯網“RRU+平板天線”開通前后RSRP 強度對比

表4 地下室物聯網場景“RRU+平板天線”開通前后指標對比

3.3.4 RRU+平板天線創新覆蓋相比傳統DAS 優勢對比

通過地下室物聯網“RRU+平板天線”開通結果及覆蓋效果，此場景解決方案有極高的實用性。作為一種快速補盲有較高的價值，與傳統DAS 對比，具有施工維護簡單、優化方便、成本低等優點，如表5 所示。

表5 地下室物聯網場景“RRU+平板天線”創新覆蓋相比傳統DAS 優勢對比

4 結 語

我國正處于加速城市化進程的中期，隨著LTE網絡的迅速建設和4G 用戶業務的迅猛增長，LTE室內覆蓋在4G 無線網絡中的地位越來越重要，投資占比越來越高。

對于多層居民區及地下室兩種場景，從開通覆蓋測試結果來看，LTE 開通后信號覆蓋完全滿足客戶需求。特別對于地下室這類場景來說，只需解決覆蓋，對容量要求不高，完全可以用“RRU+平板”解決方案高效解決客戶之所急。從施工難度、施工周期、后期維護、投資費用等多方面分析，“RRU+平板天線”創新解決方案比傳統DAS 都具有較高的價值。對于密集居民區和高用戶區域，可以采用E 頻段室外微站解決深度覆蓋，提升覆蓋質量的同時，進一步控制和降低造價。