密集城区SmallCell部署策略及工程应用研究

梁晓焘，陈铨钛（.广东开明世纪信息科技有限公司，广东广州5003；.杭州瑞盈通信技术有限公司，浙江杭州30004）

密集城区SmallCell部署策略及工程应用研究

梁晓焘1，陈铨钛2
（1.广东开明世纪信息科技有限公司，广东广州510032；2.杭州瑞盈通信技术有限公司，浙江杭州310004）

SmallCell是未来网络发展的一种趋势。通过分析和研究SmallCell的特点、应用场景及其部署策略，并对其覆盖能力、干扰情况、业务分流和用户感知等关键指标进行了验证和效果分析，为后期密集城区网络部署提供了有益参考。

密集城区；SmallCell；部署策略；应用分析

随着移动网络的大规模部署及智能终端的日益普及，数据业务呈现井喷式增长，运营商在使用传统宏基站部署时遇到了前所未有的阻力和覆盖瓶颈，尤其在密集城区、网络热点区、物业纠纷区等区域亟待灵活的部署方案提升用户体验。为实现网络深度覆盖、数据分流和容量提升，在密集城区采用更为灵活的Small Cell可实现宏蜂窝网络的资源互补和部署模式转变，更为有效地解决覆盖和热点容量等棘手难题。

1 SmallCell概述

1.1 SmallCell特点

SmallCell是指各种发射功率低，覆盖范围小，部署方式灵活，并工作在授权的频谱的无线接入点，其覆盖范围在10-2000m左右，相比传统的宏站建设方式[1]，SmallCell具有以下特点：

1）部署方式灵活：SmallCell设备以其高度集成、体积小、部署灵活等特点，可有效降低物业获取难度，并可实现快速部署，并适合在密集城区深度覆盖或物业纠纷区域覆盖，比如人流量大的步行街、密集建筑区等无线环境，以满足网络深度覆盖需求。

2）施工周期短：相比宏基站的建设周期，Small Cell设备安装方式则简单得多，类似安装一个宽带网箱一样灵便，在传输条件具备的情况下，半日时间可实现设备安装、调测、开通的全建设流程。

3）传输方式多样：可实现传统的光纤直连方式，也可利用现有固网资源的GPON连接，Small Cell设备连接至宽带网箱，通过分光器及光纤上联至OLT等上层网元，传输方式灵活，进一步降低网络建设成本，降低网络建设难度。

4）建设成本低：灵活的部署方式，无需复杂的配套设备，且小型化设备可实现低租金建设，极大降低了建设成本和维护成本。

1.2 SmallCell应用场景

SmallCell部署的初衷是通过低成本、超密集及灵活部署来解决网络覆盖问题，因而，在网络部署过程中应尽量利用公共资源，利用政策支持，并采用网络服务与业主产权置换等方式来获取站址和配套资源，降低物业租赁费和后期维护费，提高网络部署效益，其主要应用场景如下：

1）充分利用路灯杆及监控杆等配套资源，灵活部署于人流量大的步行街、城中村等城市街道上，实现业务分流及网络覆盖；

2）灵活运用网络服务与业主产权置换方式，将SmallCell设备部署于业务密集的学校校园（如宿舍、食堂及教学区等）、商务办公区、封闭小区等建筑物侧壁或楼顶，从而实现业务量分流及深度覆盖；

3）与室内分布系统结合使用，利用各种形式的美化天线或天线外罩等配套资源，实现建筑室内覆盖及封闭小区公共活动区域覆盖。

2 网络部署策略

SmallCell作为未来网络发展的一种趋势[2]，可通过规模化部署有效解决密集城区室内覆盖、热点覆盖和深度覆盖等问题，弥补宏基站的不足[3]，提升频谱效率和网络容量，更好地满足业务发展需求和提升用户体验，其主要部署策略如下：

1）室外部署时，Small Cell定位于为宏站提供快速有效地补充，可用于解决宏站站址协调困难、建设成本过高等问题。

2）室内部署时，Small Cell定位于一种解决室内网络覆盖问题的有效技术手段[4]。

3）SmallCell的部署应尽量避免或减少对周边宏基站或已建室分系统的干扰影响。

4）数据回传优先建议采用有线传输方式，并优选专网回传，使用公网回传时，应在SmallCell设备与安全网关之间建立IP安全隧道，并配合使用其他安全设备保障网络安全[5]。

5）供电方案优先考虑采用交流（220V）或直流（-48V）方式；对于不具备交直流供电能力或实施交直流供电改造成本较高的场景，可根据SmallCell设备能力使用PoE供电。

3 工程应用案例

SmallCell部署可以有效解决密集城区覆盖不足的问题，也可有效提升热点区域容量不足的问题[6]，下面就覆盖问题解决类及热点容量解决类工程应用案例分析如下：

3.1 覆盖问题解决类

某市农院路是典型的商业步行街，两边商铺林立，并紧邻需求旺盛的学校校园，该区域是移动通信运营商必争之地，然而，街道相对较为狭窄，两侧楼宇平均高度7层左右，周边商铺进深也较深，用户在室内信号几乎处于脱网状态，道路上3G网络的RSCP接收电平也低于-95dBm。另外，考虑到弱覆盖点距离最近的宏基站约250米左右，商铺高度平均3米左右，且铺面进深较深，不适合通过传统的宏基站进行覆盖问题解决。因而，结合周边无线传播环境情况建议通过SmallCell进行问题解决，如图1所示。

图1 某市农院路覆盖问题点周边环境图

结合该站点的实际情况，对该SmallCell采取以下建设方式：

1）设备架设方式：结合商业街周边架设物情况，避免接触对电磁辐射敏感的业主，考虑利用农院路旁现有通信杆进行天线架设。

2）传输回传方式：考虑现有传输线缆及传输节点布放情况，考虑采用光纤直连方式进行部署。

3）供电方式：考虑通过与商铺业主洽谈，从该通信杆旁商铺就近接入交流电。

4）频率规划：与周边宏基站采取同频规划和设置。

通过Small Cell开通前后的覆盖效果对比发现：该问题点周边200米范围内覆盖效果得到有效解决，RSCP>-85dBm覆盖区域占比达100%，Ec/Io>-10dBm覆盖区域占比达到96.53%，语音质量良好，HSDPA数据传输速率达到3.40Mbps，如图2、图3所示。

图2 SmallCell开通前覆盖效果图

图3 SmallCell开通后覆盖效果图

综上所述，从实际建设效果看，SmallCell可有效解决城区深度覆盖难题，并将因覆盖不足而导致的业务量流失进行了挖掘，提升了用户体验，解决了业务流失；从建设成本看，Small Cell部署方式灵活，基站架设快速，节省了站点租赁的物业租金以及高额的配套费用，有效降低了运营成本，适合在密集城区深度覆盖中进行大力推广和应用。

3.2 热点容量解决类

以某高校校园为例，在用户长期稳定聚集的宿舍区和中心食堂区域已建有宏基站，并且广覆盖效果良好，但在校园迎新后，该基站扩容载频后，仍出现BBU主控板超负荷告警并闪断的现象，并且频繁接到用户对移动上网速度慢等情况的投诉，影响用户体验。同时，由于宏基站已达到扩容上限，故而考虑在业务高发且超负载区域的建筑楼顶就近部署SmallCell进行容量分流和网络覆盖。在原有基站覆盖范围内的南区宿舍旁新增SmallCell，并设置相关的小区PSC码，原宏基站小区PSC为78，新增Small Cell的PSC码分别为257，258，259，如图4所示。

图4 某高校校园容量问题点周边环境图

结合该站点的实际情况，对该SmallCell采取以下建设方式：

1）设备架设方式：结合校园宿舍区周边架设物情况，考虑采取壁挂安装方式，将SmallCell设备及天线安装在建筑外墙上。

2）传输回传方式：考虑现有传输线缆及传输节点布放情况，考虑采用光纤直连方式进行部署。

3）供电方式：考虑与学校管理部门洽谈，从学校宿舍公共用电处就近接入交流电。

4）频率规划：考虑到原宏基站已达到扩容上限且法定频段已用完，故仍采用与原宏基站同频设置，未做异频处理。

从覆盖能力、干扰情况、业务分流和用户感知等方面对新增SmallCell前后的覆盖效果对比如下：

1）覆盖能力：通过分析和对比原宏小区和宏微簇的RSCPMR数据，可以发现，原覆盖区内的RSCP小于-90dBm的弱覆盖减少了13%，RSCP大于-80dBm的良好覆盖区增加了8%，如图5所示。

图5 新增SmallCell前后的覆盖水平统计图

2）干扰情况：通过分析和对比原宏小区Ec/Io数据，可以发现，开通Small Cell前后Ec/Io指标基本保持稳定，如图6所示。

图6 新增SmallCell前后的干扰情况统计图

3）业务分流：从新增前后的业务分析和对比来看，Small Cell部署后对业务量进行了分流，并挖掘出潜在的用户，CS业务量增加了18%，HSDPA/HSUPA吞吐量分别增加了60%和36%，对应的用户数也分别增加了10%和30%，如图7所示。

图7 新增SmallCell前后的业务分流统计图

4）用户感知：从新增前后的用户感知来看，Small Cell部署后，宏小区内的HSDPA用户平均吞吐率提升了60%，HSUPA用户平均吞吐率基本持平,如图8所示。

图8 新增SmallCell前后的用户感知情况图

综上所述，在部署SmallCell后，降低了原有宏小区的负荷，使BBU主控板超负荷告警并闪断的问题得以解决，实现了宏小区用户的业务量分流，进一步增强了覆盖区的信号，极大地改善了用户体验，也解决了因容量不足造成的投诉问题。

4 结束语

SmallCell以其低成本、体积小、安装灵活及按需部署的特点，有效解决了密集城区深度覆盖和网络容量不足的问题，作为现有组网架构的补充和延伸，并在工程实践中得到验证，Small Cell提升了频谱效率和网络容量，更好地满足了业务发展需求，提升了用户体验，也为密集城区网络部署提供了有益的参考。

[1]葛鹏，许景渊.密集市区深度覆盖研究及微基站的应用[J].广西通信技术,2014(4):47-50.

[2]李伟,李辉宇,李冰琪.面向未来超密集SmallCell网络的系统级仿真实现[J].电视技术,2015(22):38-43.

[3]耿海粟.Small Cell对宏网的补融策略分析[J].河南科技, 2015(4):5-7.

[4]范华，王立坤.4G室内分布建设方式研究[J].湖南邮电职业技术学院学报,2016(4):13-17.

[5]张晖，秦基伟.高密度小基站网络关键技术及部署策略研究[J].智能建筑与城市信息,2015(12):92-96.

[6]申建华，王擎.LTESmallCell应用和部署解决方案探讨[J].现代电信技术,2014(4):39-44.

Research on dep loyment strategy and engineering app lication of SmallCell in denseurban areas

LIANGXiao-tao1,CHENQuan-tai2
（1.GuangdongKaimingshiji Information TechnologyCo.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong,China510032; 2.Hangzhou Ruiying Communication Technology Co.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang,China 310004）

Small Cell is a trend of future network development.This paper studies the characteristics of Small Cell,its application scenarios and deploymentstrategies.And itverifies the key indicators such as its coverage ability,interference,service distribution and user perception.Finally,itanalyzes the deploymenteffectof Small Cell network,which provides a useful reference for the dense urban network deployment.

dense urban area;SmallCell;deploymentstrategy;application analysis

10.3969/j.issn.2095-7661.2017.02.004】

TN929.5

A

2095-7661（2017）02-0011-04

2017-02-25

梁晓焘（1987-），女，广东罗定人，广东开明世纪信息科技有限公司设计负责人，本科，研究方向：3G/4G移动网络规划及优化。