高频段下中国电信LTE基站建设

江苏省邮电规划设计院有限责任公司 | 聂磊 米世成 鲍宁远

高频段下中国电信LTE基站建设

江苏省邮电规划设计院有限责任公司 | 聂磊 米世成 鲍宁远

目前，中国电信正在积极推进LTE试验网的建设，如何在现有基站资源基础上低成本建设LTE基站，是中国电信亟需解决的问题。

中国电信建设的2G及3G网络，为LTE网络的建设积累了大量的物理站址资源，由于LTE采用的频段相对3G较高，在网络建设时基站数量会比现有站点增多，为以最小的成本实现最好的效果，利用好现有站址资源显得尤为重要。为此，在LTE网络建设时，中国电信需要根据基站的不同情况采用不同的建设方案。

4G演进面临基站建设挑战

3G时代中国电信CDMA网覆盖优势比较明显，因cdma2000采用800M频段，较TD-SCDMA和WCDMA的频段低，链路损耗小，因此可以以更少的站址获得更好的用户体验。但LTE的频段是在1.8GHz～2.1GHz之间，中国电信3G覆盖优势受到挑战。此时面对4G时代的同质化竞争，中国电信如何占据4G时代的核心战略控制点，继续保持领先优势，是当前急需解决的问题。

LTE较EV-DO在速率、时延等方面都有大幅改善，EV-DO带宽为2×1.25 MHz，峰值速率可达3.1Mbit/s，而LTE带宽为2×20 MHz或1×20MHz，其速率可达100Mbit/s，这取决于更宽的频谱，而MIMO多天线传输技术以及更高的调制方式可得到更大的调制增益（1.5倍）；由EV-DO到LTE，时延也从60ms降低至10ms，这主要得益于LTE的扁平化网络架构，取消了BSC，但同时相对于3G，LTE的基站协调能力变弱，LTE边缘速率是未来重要挑战之一。

总之，运营商以更低成本提供更好覆盖、更高实际带宽的LTE网络，将会对运营商竞争格局带来巨大影响。

图1 某试验网区域三大运营商站点数对比。

室外LTE基站建设方案分析

中国电信高频覆盖站点缺口大，需新增大量站址，以某试验网为例，该区域内站点对比信息如表1。

由此可知，该区域中国联通基站数是中国电信的1.5倍，中国移动是中国电信的2.7倍。更为不利的情况是，中国电信新增站址还面临多个挑战：一是共建共享机房，机房空间紧张，预计占比10%到20%；二是美化天线、天面空间不足，物业谈判困难，新增天面困难，预计占比20%到30%；三是租金、天面等导致新增站点建设越来越困难，今年新增站址比例不超过20%。

在高频覆盖站址缺口大，LTE站址获取挑战多的情况下，寻找能提升覆盖的解决方案成为中国电信的LTE室外基站建设的关键，这里我们提出了利用宏基站快速部署LTE、现网基站升级为LTE、新建LTE基站机房、新建LTE基站天面等针对不同场景的方案。

比如利用现网宏站资源，快速部署LTE网络的方法。在机房方面，中国电信可利旧机柜和BBU，设备占地较少；CDMA/LTE共传输，或者传输承载IP化改造；利旧（或扩展）备用电源；共享GPS/RGPS。在天馈方面，中国电信可以选择RRU上塔，2T4R提升反向覆盖；更换宽频天线，利旧天面；光缆代替馈线，减少插损，降低施工难度。

同时，针对站点选取难度较大的情况，中国电信可采用利旧小灵通站址的办法，快速部署LTE网络，小灵通基本退网，但站点位置仍然保留，PHS站址70%为屋顶站，城区站间距100～300m，天线挂高15m～25m，如新设备不改变站点外观，入场阻力相对较小。

另外，中国电信可采取CloudBB集中安装，降低RRU站址获取难度。初期解决站址获取问题，BBU可集中放置，目前一些地区CDMA已经采用BBU集中部署方案；第二阶段可将站间交互变为站内，实现小区间实时协同，提升站间网络覆盖和容量；FDD与TDD共基带信道板，实现网络深度融合。

室内LTE覆盖解决方案分析

当演进到LTE后，中国电信面临新的问题：频段的差异导致室内覆盖率无法满足要求。具体而言，不同的无线环境下，800M与2.1G路径损耗差异不同，在覆盖相同距离情况下，路径损耗差异约为7.7dB～12.5dB；穿透损耗的场景比较复杂，800M和2.1G穿透损耗差异约为2dB。

目前现网室内覆盖建设方式可分为三种：宏基站覆盖方案，即利用室外宏峰窝完成对室内的覆盖；利用多规格的微蜂窝完成对室内的覆盖；利用信源加室内分布天线组（以下简称室分），以室分系统对室内进行覆盖。

通过现网室分覆盖情况来看，室分扇区的比例占总扇区比例约30%，大部分的室内场景依靠室外覆盖室内的方案，室分系统主要分布在大型/高层商用建筑，而居民区和中小型商用建筑室分的比例很低，主要依靠室外站覆盖；所以LTE室分建设的总体思路是居民区主要依靠室外覆盖室内方案，大型/高层商用建筑主要依靠室内分布系统方案解决。

在室外覆盖室内方面，我们建议室外覆盖室内场景可通过引入小灵通利旧、灯杆站等新的微蜂窝方案，与宏站配合完成对室内的覆盖。通过用室外微峰窝覆盖室内的方式配合宏站覆盖室内

在LTE室分建设方面，我们分析LTE室分与CDMA室分建设相同部分如下图2所示。LTE室分建设差异带来LTE室分建设的新问题如图3所以。

图2 LTE室分与CDMA室分建设相同部分

图3 LTE室分建设差异带来LTE室分建设的新问题

针对LTE室分建设挑战，我们提出以下几点建议。

首先，高频馈线损耗大，可增加信源发射功率抵抗高频馈线损耗；2.1G/2.6G选取在末端合路，减少插损。其次，室分容量提升，可采用已有室分系统中采用垂直分裂方式，减少室分改造的同时，提升LTE室分容量；新建室分根据重要程度考虑双室分系统支持MIMO。再次，提升异系统隔离度。最后，建议新增室分系统支持2.6G频段。