不同场景下LTE FDD深度覆盖解决方案

【摘 要】LTE FDD制式下的网络深度覆盖是运营商关注的重点，通过对不同场景采用不同设备覆盖以及对经济上投入的对比、案例的简单分析和研究，为后续LTE FDD网络深度覆盖建设提供参考和指导建议。

【关键词】深度覆盖 LTE FDD RSRP 室内/室外分布系统

中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1006-1010（2016）09-0030-09

1 引言

随着中国4G网络牌照的正式发放，国内三家运营商的4G网络建设相继展开。为应对通信市场的的激烈竞争，如何利用现有优势，打造一张覆盖良好、质量优良、有竞争力的4G无线网络，成为运营商面临的重大问题。

通过近两年LTE大投入、高强度地建设宏站，逐步实现了网络的全覆盖，同时重点场景的业务需求愈加明显，深度覆盖欠缺问题开始显现。由于高频端无线信号绕射能力差，且密集城区高楼林立、阻挡严重，网络建设初期基于低频段2G/3G宏站站址部署高频段LTE系统时，LTE覆盖会出现很多末梢阴影区。这些LTE覆盖盲区或弱区将导致用户在2G、3G和4G网络之间频繁的互操作。当前网络和终端出现了多方面的问题，2G/3G/4G互操作用户体验差，影响了用户感知度。

与此同时，随着技术的进步，4G时代各设备厂家均推出了很多新的技术和产品，包括各种形态的小功率设备、小天线等，如何结合不同场景利用这些新设备、新技术，在控制好投入成本的情况下，解决好不同场景的深度覆盖，不仅是当前也是后期运营商需要面临解决的重要课题。

2 LTE FDD深度覆盖建设思路及典型场景方案建议

通过DT&CQT测试及网管性能指标分析，识别弱覆盖区域。对于室外，结合宏站调整，采用滴灌进行补盲或补弱；采用光分布系统（mDAS，Multiservice Distributed Access System Solution）或一体化微站，快速部署。对于室内，引入室内分布系统（DAS，Distributed Antenna Systems），实现目标区域的深度覆盖；不具备室内分布建设条件的，采用滴灌通过室外覆盖室内方式。高价值或热点区域通过双路室分、室内微微基站分布系统（DRS，Distributed Radio Systems）或室内一体化微微站进行覆盖。结合上述的建设思路，根据现阶段运营商为建设主导，重点关注小区、商务楼宇、校园、景区四类场景，下文通过实施的具体案例来进行简单分析。

2.1 小区深度覆盖方案

根据小区的楼宇分布、楼层高度、结构特点、电磁波传播环境和容量需求等方面因素，将小区覆盖场景划分为高层、多层、别墅小区。

（1）高层小区解决方案

◆建筑特点：楼幢高，楼层在10层以上，楼高通常大于30m；楼幢之间密度较大，建筑物阻挡严重；立体结构复杂，穿透损耗大。

◆无线环境：低层弱覆盖严重，RSRP偏低；中高层导频污染明显，SINR偏小；宏站信号仅能覆盖小区。

◆覆盖方案：主选排气管或射灯小区天面方式；天面获取困难的小区可采用弱电井安装ZTE MiANT（一种直接在馈缆上耦合的新型天线）。

（2）多层、别墅小区解决方案

◆建筑特点：大型多层小区占地面积大；楼幢之间密度较大，建筑物阻挡严重；楼幢矮，楼高约20 m左右，尖顶居多（天线难放置）。

◆无线环境：小区内部无建设宏站和天面站的可能性；小型多层小区，周边宏站覆盖可满足；大型多层小区，宏站信号无法覆盖小区中心。

◆覆盖方案：充分利用周边宏站，兼顾道路/小区；宏站欠缺，可利用外围滴灌覆盖；对小区弱覆盖楼幢采用多手段覆盖方式（漏缆系统、光分布系统（mDAS）、室外分布系统等）。

2.2 小区案例分析

（1）小区天面案例

1）小区基本信息

某都市花园属于大型高层/多层结合小区，西侧为12幢高层、东侧为24幢多层。小区周边宏站资源丰富，有4个宏站，受高层遮挡和天线挂高限制，小区东北部和中部南入口深度覆盖不足。都市花园周边宏站分布图和都市花园宏站覆盖效果图如图1、图2所示：

2）小区解决方案

在小区71幢、77幢、82幢楼顶增加射灯天线（双路设计）（如图3所示），采用异频段覆盖周围小区住宅楼，同时调整小区外为宏站天馈，调整东北面都市花园东站点3扇区方位角为215°，在兼顾道路的前提下覆盖小区东部一排多层，调整东南面新天翔广场站点1扇区方位角为330°，正对东部二、三排间小路，尽量穿透避免阻挡，同时调整异频切换参数。由于小区内使用异频覆盖，可有效控制天面覆盖范围，防止小区信号外泄影响道路。

小区采用天面与宏站相结合的覆盖方式，使西面高层区域覆盖速率明显增加，东北面多层区域低速率路段明显减少，中部南入口区域和多层中部区域覆盖有所改善，如表1所示。同时通过对该场景投资估算，总体资本性支出（CAPEX，Capital Expenditure）投入较低，如表2所示。

（2）MiANT案例

1）小区基本信息

某大型高层小区内共有15栋小高层和高层楼宇，楼间距约为50～60 m，楼高15～25层，容积率较高，人员居住密度大，业务需求旺盛。由于周边均为高层小区，谈点困难，宏站点少，造成深度覆盖差。高层小区周边宏站分布如图4所示：

2）小区解决方案

该高层小区顶为平层，应优先选择排气管或射灯天线进行覆盖，但由于业主阻挠，天面无法实施，最终选择在弱电井内每层布放ZTE MiANT天线进行深度覆盖，MiANT天线主要覆盖B户，兼顾A/C户（如图5所示）。通过室内打点测试B户RSRP由开通前平均≥-115 dBm，到开通后平均≥-83 dBm，提升约30 dB左右；SINR由开通前平均≥1.7 dB，到开通后平均≥22 dB，提升约20 dB左右；下载速率由开通前平均≥18 Mbps，到开通后平均≥55 Mbps，提升约40 Mbps左右；上传速率由开通前平均≥3 Mbps，到开通后平均≥35 Mbps，提升约30 Mbps左右，B户KPI指标提升明显。而A/C户RSRP改善不明显，SINR提升约10～20 dB左右，上传和下载速率提升约10～20 Mbps，总体不如B户，主要由于天线安装位置及天线的定向性制约了对A/C户的覆盖。

同时对该方案与采用传统天面排气管的覆盖方式进行投资比较，MiANT天线总造价约为小区天面的3～4倍（如表3所示）。因此仅在天面无法获取、无法施工（天面为尖顶）、只覆盖室内，且在弱电井与覆盖目标同侧的情况下选择该方案实施。

（3）外围滴灌与室外DAS案例

1）小区基本信息

某中型多层居民小区，共21栋多层构成，楼顶均为尖顶。西北方向的宏站距离小区350 m，东南方向的宏站距离小区150 m，宏站距离小区较远（如图6所示），室外平均RSRP约为-110 dBm，深度覆盖较差。

2）小区解决方案

由于该小区周边宏站扇区调整有限，需通过增加滴灌加深覆盖，采用三种方案验证覆盖效果，如表4所示。

从表4对比可知方案1覆盖效果良好，但造价偏高，方案2造价较低，但覆盖效果不理想，方案3的覆盖效果和性价比最好。

（4）mDAS案例

1）小区基本信息

某大型多层居民小区，位于密集城区，建筑楼高6层，楼间距18 m左右，建筑物密度高，人员居住密度大，且居民楼为斜顶。由于周边宏站偏低（21 m左右），小区中心区域RSRP平均室外为-104 dBm/室内为-121 dBm，SINR在0～2 dB，弱覆盖明显。小区外观及弱覆盖区域示意图如图7所示。

2）小区解决方案

在弱覆盖区的南侧7栋楼的北侧外墙安装mDAS，覆盖对面楼宇，为比较覆盖效果，分别实施了每单元安装和隔单元安装两种方案，如表5所示。

由表5对比可知，该小区采用满配覆盖方案效果最佳，简配的方案覆盖达标，考虑到投资成本，选择简配方案性价比最高。

（5）漏缆案例

1）小区基本信息

某中型多层居民小区位于某镇区中心，8栋6-7F多层，每栋2～4个单元，顶层为业主露台，且为斜顶。小区周边宏站距离较远，最近宏站距小区360 m，小区室外平均RSRP约-100 dBm/SINR约9 dB；室内平均RSRP约-106 dBm/SINR约7.8 dB。

2）小区解决方案

采用将漏缆沿楼宇北侧外墙垂直放置的方式，覆盖对面楼宇的房间（如图8所示），共用8条漏缆，3台LTE信源，并通过室内CQT测试，漏缆方式对小区覆盖有改善，室内平均RSRP提升约7 dBm，平均SINR提升约6 dB（如表6所示）。通过与传统小区路灯杆分布系统投资比较看出，总体投资减少10%左右（如表7所示）。

2.3 楼宇深度覆盖方案

◆建筑特点：场景多，包括卖场、酒店、办公楼等多种场景；相对居民小区，建筑面积更大；人流密集，业务需求旺盛；承重结构复杂，穿透损耗大。

◆无线特点：宏站覆盖弱，室外宏站无法满足覆盖需求；隔断影响大，不同类型楼宇墙体隔断差异较大，对室内无线环境影响大。

◆覆盖方案：优先传统室分覆盖方式；对高价值、施工条件受限且业务需求旺盛的楼宇可采用DRS方式覆盖；对小区域高热点室内场景，也可采用室内一体化微站进行补热。

2.4 楼宇案例分析

（1）微微基站分布系统（DRS）案例

1）楼宇基本信息

某会所建筑共有5层，地上4层包括客房、KTV、会议室、健身房、多功能厅；地下为食堂。该站点为高价值、高流量区域，对语音、数据要求高；周边宏站虽然较近，但容量要求高，无法满足。

2）楼宇解决方案

对该会所B1-4F采用ZTE QCell部署，共安装1个BBU、3个P-Bridge、18个pRRU，其中1F、2F和3F、4F及-1F各为一个小区，共计3个小区，后期根据容量需求可进行分裂。设备PB安装在弱电井，与pRRU通过网线相连，与BBU通过光纤相连；pRRU，为毫瓦级设备（2×100 mW）远端供电，覆盖半径在20 m左右，安装方式与室分天线类似（如图9所示），同时室内采用异频方式覆盖，解决了室外宏站的干扰问题。

通过DT测试发现，会所采用DRS方式比传统DAS 在SINR提升了10 dB左右，达到25 dB以上，下载速率可以达到100～133 Mbps，比传统DAS提升一倍以上，接近理论值，如图10所示。

会所DRS与传统DAS投资比较价格偏高（如表8所示），需要根据场景的重要性及容量特性有针对性地选择覆盖。

（2）室内微微站案例

1）站点基本信息

某手机卖场为运营商营业厅类型，建筑面积约100m2，不仅承担对用户的业务查询、缴费和办理等服务，而且提供手机售卖及到店业务体验服务，人流量及业务量较大，虽然周围宏站能够满足基本覆盖，但速率偏低，不利于客户办理业务时的使用体验。

2）站点解决方案

采用1台ZTE 2×125 mW的PicocellCell（微微基站）对本营业厅进行覆盖，设备可安装在天花板、侧墙上，亦可放置在柜台上（如图11所示），天线位置不要有明显遮挡，同时利用PON上行快速开通，可节省传输资源，开通后SINR和下载速率提升一倍左右（如表9所示）。由于Pico小巧，部署非常灵活，安装简单、维护方便，进而能降低运营成本（OPEX，Operating Expense）；虽然前期总价较高（约5000元左右），后续可通过集采降低FAP价格，从而降低CAPEX投入。因此对此类小规模（营业厅、专业卖场等）能提高高价值区域用户体验的场景可采用FAP覆盖。

2.5 校园深度覆盖方案

◆建筑特点：综合建筑群，建筑功能区多样化，占地面积大。

◆无线环境：占地面积大，周围空旷、高楼较少，受周围宏站影响较大；校园道路覆盖效果良好；宿舍、教学楼等区域受多隔断因素影响，室内覆盖差。

◆覆盖方案：采取室内外综合覆盖策略，校园道路采用宏站/滴灌站覆盖，室内采用DAS（单路/双路），施工受限的情况宜可采用滴灌+室外板状朝室内打。

2.6 校园案例分析

（1）校园基本信息及解决思路

某学院校内有宿舍楼15栋、教学楼9栋、行政楼2栋、食堂1栋、图书馆1栋、体育场场馆1栋等，采用室外站和室内分布系统进行深度覆盖。

（2）校园解决方案

对于室外目标区域，道路、广场、操场、绿化，采用宏站方式解决覆盖；对于教学楼、行政楼、宿舍楼，采用DAS为主，辅以室外滴灌打室内（施工受限）；对于图书馆、食堂、礼堂楼宇，采用DAS为主，辅以考虑容量、热点区域、施工受限等因素采用DRS或室内微微站；对体育馆、赛场用RRU+低增益窄波束板状天线，按看台分区；办公区采用DAS或DRS进行覆盖。校园宏站、小站、室分分布示意图如图12所示：

2.7 景区深度覆盖方案

（1）景区特点

人流密集，数据业务需求更大；站点建设困难，考虑美观、历史建筑保护等因素，景区内宏站建设可实施性较差。

（2）覆盖方案

以宏站覆盖为主，宏站规划需重点考虑景区，尽量在景区周边建站；以滴灌覆盖为辅，采用施工简单、隐蔽较好的方案覆盖，如一体化微站。

2.8 景区案例分析

（1）景区基本信息

某古城内迄今为止保持最为完整的一个历史街区集中体现了古城的城市特色与价值，街道两侧横街窄巷较多，对宏站信号有阻挡，由于街区内以老旧建筑为主，无法建设宏站，所以深度覆盖差。街区外景及弱覆盖区域示意图如图13所示：

（2）景区解决方案

对街区覆盖差的区域，利用街区内三根已有邮杆安装ZTE 2×5 W一体化微站（如图14所示），加深覆盖；通过DT测试，RSRP提升25 dBm，SINR提升15 dB，提升明显；并通过定点测试得知3个邮杆实测接入成功率为100%，下载速率≥82 Mbps，上传速率≥33 Mbps，完全能满足用户体验。同时由于一体化微站设计紧凑、轻便，支持挂墙和抱杆安装，因此施工方便快速，并规避了物业协调难度。对3个邮杆滴灌总价估算约为9.2万元，相对宏站建设需要的租金和建设机柜投入，该方案造价较低。街区一体化微站安装点位及安装示意图如图14所示：

3 结论

根据对上述不同场景采用不同类型设备覆盖以及经济的对比、案例分析和研究，可知深度覆盖方式的选取主要考虑六大因素：建筑物的规模和传播特性、服务指标要求、建筑造价、系统实施和维护便利性、系统安全和稳定性、系统的可扩展性，得出如表10所示建议的覆盖方案汇总，为运营商后续的LTE FDD网络精细化覆盖因地制宜地制定深度覆盖方案，同时为移动互联网提供优秀的精品网络、更好地服务用户，增强用户黏性和忠诚度提供参考和指导建议。

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