居民小区TD—LTE网络深度覆盖的分析

马振岸

摘 要：主要对居民小区TD-LTE网络的深度覆盖展开了分析，并给出了一系列相应的有效覆盖策略，以期为有关方面的需要提供参考和借鉴。

关键词：TD-LTE；时隙比；RB资源；覆盖策略

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.093

随着我国城市化进程的不断加快，越来越多的居民小区开始兴建，这对TD-LTE网络的深度覆盖提出了更高的要求。因此，如何解决居民小区TD-LTE网络信号深度覆盖的问题，成为了运营商关注的焦点。因此，本文对居民小区TD-LTE网络的深度覆盖进行了分析，相信能对有关方面起到一定的帮助。

1 居民小区的TD-LTE覆盖分析

1.1 居民小区的分类特点和覆盖难点

根据居民小区的建筑高度和分布特点，将居民小区分为普通低层居民小区和高层居民小区。

1.1.1 普通低层居民小区

普通低层居民小区分为2类：①老式居民小区。其楼房多为平房或低矮楼房建筑，楼层高度一般为5～7层，常采用砖混结构，墙体的穿透损耗较小。该类小区的业务密集度不高，高端LTE数据需求客户较少，没有电梯、地下停车场等类似的信号盲区，但小区的一般设施已老化，且无统一、规范的物业管理，在小区内选址建设比较困难。②洋房和别墅型小区。此类小区环境优美、楼间距较大、高度不高、用户密度较小，但是用户较为高端，对LTE网络质量的要求较高。由于此类小区居住人群的环保意识较强，且对住宅美观性的要求较高，一般无法建设室内分布系统，在小区中间建设室外基站更加难以实现。

1.1.2 高层居民小区

高层居民小区采用钢混结构，建筑体积较大、楼间距较大、建筑密度小。按照建筑分布和物业特点，又可将其细分为独栋高层楼宇住宅、围合式小高层住宅、多排并列式小高层住宅和大型多栋高层（20层以上）住宅四种类型。

1.2 居民小区的覆盖方式

目前，可采用室内分布系统、室外分布系统和室外基站覆盖三种方案解决住宅楼室内的网络覆盖问题。

在实际工程中，应多维度、多方案、灵活地解决居民小区TD-LTE信号覆盖问题。本文主要结合TD-LTE的覆盖能力和容量特性，分析了在典型场景中采取室外覆盖室内的方式解决住宅楼宇TD-LTE信号深度覆盖的方案。

1.3 TD-LTE的覆盖特性

TD-LTE可灵活地将时隙比、传输模式、RB资源与调制编码方式组合，以应对不同的覆盖环境和规划需求。结合住宅TD-LTE接入的特点，并通过链路预算分析TDLTE系统的覆盖能力，链路预算的初始条件如下：①工作频段为2.6 GHz，系统带宽为20 MHz，RB总数为100个；②边缘速率为4 Mbit/s（下行）和256 kbit/s（上行），上、下行的时隙配比为2∶2；③居民小区大部分采用美化天线，基站天线配置为2T2R；④区域覆盖率取95%；⑤目标SINR综合各个主流厂商系统仿真的均值；⑥居民小区建筑物的穿透损耗在密集市区取20 dB，一般城区取18 dB；⑦TD-LTE最大覆盖条件下上行采用QPSK调制，单用户RB数为6；⑧通过链路预算确定允许的最大路径损耗，进而确定TD-LTE最大的小区半径。相同条件下，TD-LTE反向覆盖半径一般小于前向覆盖半径，因此，本文中仅计算住宅覆盖场景下TD-LTE的上行链路预算。

2 典型场景的覆盖策略

2.1 普通居民小区的覆盖方案

普通居民小区的特点是低层信号差、高层信号弱且杂、用户感知较差，基于以上特点，要想解决这类场景的覆盖问题，并实现TD-LTE无线宽带数据业务，建议采取以下2种解决方案。

2.1.1 方案一

对于各楼栋独立且楼栋间距较大、楼宇较少的小区，可采取在室外建设BBU+RRU分布式宏基站的方式。对于站址的选择，应尽量利旧原有的2G和3G站址，但考虑到宽带用户的分布和宽带目标用户数的容量需求，单个站点的容量会受限。由于无法在小区中间建站，单站可能无法完成对整个小区的覆盖，因此，需要结合覆盖与容量的平衡，规划好小区数量，可能需要在小区周边增加新的站点，结合目标区域精细勘查，尽量合理分布站址资源，站间距保持在300～400 m，并避免因楼宇过近或过远而出现干扰问题和弱覆盖问题。

天线一般架设在楼顶，根据普通7层楼的高度计算，天线高度为22～30 m，一般主覆盖范围为天线挂高的下方范围（主瓣覆盖范围），天线下倾角在4°～8°之间。为了达到全层覆盖的要求，一般要求按照最大功率发射，且适当增加天线与覆盖楼栋的距离。同时，基站的选址和建设需考虑小区居民对环保和美观度的要求，因此，天线尽量采用美化天线。

2.1.2 方案二

对于楼栋联排分布且规模较大的小区，可采用射频拉远或微基站加上室外分布式系统完成室外覆盖室内的任务，从而实现TDLTE的移动宽带数据业务。在设计中，宜采用“多天线、小功率”的设计思路，使每栋建筑都可以在视距范围内看到天线，保证室内覆盖只经过一次穿透损耗便可实现较好的覆盖效果。美化天线可采用灯杆天线或布置在绿化植物中。RRU设备用小机柜装载，就近安装，供电时可考虑从附近现有基站逆变器引出交流电缆的方式供电，以节省投资。

该方案工程实施难度较大，建议早入场、早施工，在楼盘交付和小区业主入住前完成物业谈判和工程的实施，或在工程后期结合小区有线宽带接入工程同步实施，尽量避免对业主造成不利的影响。

2.2 高层居民小区的覆盖方案

通常情况下，高层小区的网络覆盖不均匀、楼宇密集、无线环境复杂，信号质量会随着楼层的增加而不断下降。对于高层居民小区，可采取以下2种解决方案。

2.2.1 方案一

采取室外建设BBU+RRU分布式宏基站的方式，但与普通居民小区不同，高层小区的覆盖场景更为复杂。对于高层居民小区，一般采用室外射灯天线或其他美化天线进行楼与楼之间的覆盖，楼间对打的覆盖模式包括楼与楼之间的对打、低层覆盖高层、室外覆盖室内等。楼间对打方式会直接覆盖住宅区的客厅和卧室，可对住宅区移动数据业务的深层覆盖起到很大的作用，但这种方式需要在住宅楼顶部或中间安装射灯天线，因此，需注意物业协调工作，建议根据住宅的特点和周围环境采用对应的美化天线，同时，天线尽量安装在住宅电梯机房顶、梯间外墙、物业办公裙楼顶、商业裙楼顶和小区广场等位置，以保证物业谈判落地和工程实施顺利。高层小区的覆盖具体可分为以下4个场景：①独栋高层楼宇。对于独栋高层楼宇，一般有裙楼或副楼，可在副楼、裙楼上采用高增益型天线，横转90°后，向上覆盖高层室内。天线推荐使用矩形射灯天线、排气管型天线和空调室外机型美化天线。同时，根据具体的户型结构，可在用户门口、弱电间、楼梯间采用定向、全向天线，尽量覆盖客厅、卧室，以解决电梯间和房间中部的覆盖问题。②围合式小高层住宅。对于围合式小区，采取中间开花式天线布局，选取中间的一栋建筑，在其屋顶布放美化天线，将覆盖控制在本小区范围内。天线推荐使用矩形射灯天线、排气管型天线和空调室外机型美化天线。③多排并列式小高层住宅。对于多层并列小高层（20层以下）小区，可采取楼间错开对打式天线布局。推荐使用矩形射灯天线、排气管型天线和空调室外机型美化天线。④高层居民小区。对于大型高层（20层以上）居民小区，除了做楼顶对打外，还需做楼层中间对打。楼底绿地采用高2 m以上的路灯型美化天线向上打，以覆盖中低层。推荐使用矩形射灯天线、排气管型天线、空调室外机型和壁挂式变色龙型美化天线。

在上述场景中需注意的是，放置天线时要根据楼宇周边环境和高层建筑本身的特点而定。比如，需要覆盖的高层建筑本身较宽时，可采用竖放，方向为平打或向上；需要覆盖的高层建筑本身较高、较窄时，天线选择横放，采取向上覆盖，横放时一般将天线放置在整栋楼1/3～1/2的高度，但天线横放时需注意多径效应、波束的选择和电子下倾角等问题。

此外，为了保证整栋楼的覆盖效果，可增大信号的发射功率。一般情况下，信号可采用最大发射功率发射，对于存在高干扰的区域，可适当降低功率。同时，要保证架设天线与需覆盖楼栋的距离，使天线的辐射面增大，覆盖距离越远，则信号强度越弱。因此，应根据现场实际和覆盖需求合理放置天线。

2.2.2 方案二

高层小区的6层以下区域采用RRU或微基站加上室外分布式系统，高层区域采用室外分布式宏基站或RRU覆盖。分层覆盖可满足不同楼层用户的无线宽带数据业务需求。

高层小区低层区域与普通居民小区类似，采用RRU+美化天线实现小区分布式深度覆盖，美化天线可采用灯杆天线或布置在绿化植物中；对于高层区域，可采取室外建设BBU+RRU分布式宏基站的方式，采用楼栋之间天线对打的形式覆盖，并结合现场实际和覆盖需求合理布置天线。

3 结束语

综上所述，随着居民小区的不断发展，出现了因建筑物遮挡居民区部分区域而出现信号盲区或信号弱的问题。因此，为了使TD-LTE网络实现深度覆盖，需要找出合适的解决方案为TD-LTE网络的深度覆盖奠定基础。

参考文献

[1]徐德平，张炎炎，焦燕鸿，等.TD-LTE深度覆盖解决方案研究[J].互联网天地，2013（12）.

[2]李通，程日涛，王潜渊，等.TD-LTE深度覆盖方案[J].电信工程技术与标准化，2012（07）.

〔编辑：张思楠〕