LTE微基站的应用研究及性能测试

朱乃昌，王天石，解伟

（中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司，石家庄 050021）

1 引言

随着LTE用户量及数据业务的增长，传统的宏站覆盖方式已经难以满足客户的需求。目前LTE频段分布在1.8 MHz以上，覆盖能力弱，加之地形地貌、城镇发展以及站址协调等因素的影响，导致覆盖盲点及弱覆盖区域难以解决。本文试图通过对微基站进行研究，并通过测试手段，探讨宏站与微基站协同组网的方法，解决当前网络中存在的覆盖难点问题。

2 微基站的产品特点及能力描述

微基站按照传输方式可分为两种：光纤微基站和Relay微基站，两者的区别在于BBU和远端的传输方式有所不同。通过Relay模块可以解决传输施工上的实际难题，使站址部署更加灵活，但Relay方式对于宿主基站的信号强度有严格要求。

微基站按照设备形态可分为两类：分布式微基站和一体化微基站。分布式微基站为BBU和RRU分开部署，与宏站的光纤拉远类似。一体化微基站为BBU和RRU集成到一起。两者都需要解决光缆传输的问题，但一体化微基站节省了BBU端的部署空间。

根据设备形态不同，微基站设备可分为分布式微基站和一体化微基站两种类型，均采用双通道配置，具体如表1所示。

3 TD-LTE微基站规划建设原则

3.1 4G网络补盲原则

4G网络补盲覆盖主要指广域覆盖范围内，通过合理规划宏基站网络建设并经过网络优化后，仍存在局部的网络覆盖盲点，无法达到4G网络覆盖的指标要求，对于此类网络覆盖盲点，一方面宏基站的网络结构已较为良好，不适合新增宏站；另一方面根据宏基站的网络覆盖特点，已不适合进行此类“点、线、面”的网络盲点覆盖，否则会加强网内干扰。微基站的网络形态及网络覆盖特点适合此类4G网络的补盲规划。

补盲建设原则如下：

表1 微基站设备分类

3.1.1 补盲建设选址流程

微基站的补盲建设选址流程包括：数据提取、深度测试，定位、分析问题区域，确定问题区域的覆盖方式，设备选型，确定微基站数量位置及公共参数。

3.1.2 数据提取及深度测试

数据源包括投诉数据、ATU测试数据、MR数据、小区深度测试数据4类，每类数据源均有一定的有效性的要求，具体如下：

（1）深度测试的数据：时间有效性要求为最近一周的测试数据，需要包含匹配的工参表、主服小区、经纬度、RSRP值、SINR值，CQT测试的楼宇经纬度、楼宇楼层、楼宇建筑物结构。

（2）投诉数据：时间有效期要求为最近一个月的投诉数据，需包含投诉的类型、投诉的重要等级、投诉点的地理信息。

（3）ATU测试数据：时间有效性要求为最近一周的ATU测试数据，需包含匹配的工参表、主服小区、打点经纬度、RSRP值、SINR值。

（4）MR数据：时间有效性要求为最近一周的MR测试数据，需包含匹配的工参表、主服小区、TA、AOA、RSRP、SINR值。

3.1.3 问题区域定位及分析方法

将4类数据源均地理呈现在Mapinfo或Google Earth上，根据数据源所呈现的地理信息状态来确定覆盖盲区。

弱覆盖区域判定原则：

深度测试数据判定原则：深度测试中DT测试项采样点RSRP＜-110 dBm并且SINR＜-3 dB的区域，或深度测试中CQT测试项采样点RSRP＜-110 dBm并且SINR＜-3 dB的区域。

ATU路测数据判定原则：ATU道路测试数据在地理呈现上存在50～200 m连续覆盖弱区（RSRP＜-110 dBm&SINR＜-3 dB）。

投诉数据判定原则：在半径为50～200 m的点簇状覆盖范围内，投诉类型为网络弱覆盖的非重复投诉数量达到3个。

MR数据判定原则：在半径为50～200 m的点簇状覆盖范围内，MR数据的弱覆盖（RSRP＜-110 dBm）比例达到20%。

判定好弱覆盖区域后，建议采取的覆盖解决方式如下：

（1）对于半径低于50 m的弱覆盖区域建议通过网络优化手段进行网络结构调整，进而达到较优的网络覆盖效果；

（2）对于半径50～200 m的弱覆盖区域建议可以通过规划微基站的方式进行补盲，提升网络覆盖效果；

（3）对于半径大于200 m的弱覆盖区域单一的微基站覆盖能力已较难达到，建议采用宏基站进行补盲，提升网络覆盖效果。

3.2 4G网络补热原则

随着4G业务量的快速增长，在某些区域形成了热点，原有网络容量不能满足用户需求，亟需容量扩容。但有时宏站原址扩容由于频段或工程等因素无法进行，此时有必要据情引入微基站进行补热覆盖。微基站补热覆盖抵近热点用户建设，信号质量和系统容量改善明显，可有效提升用户感知并提高载波传输效率。如果原覆盖小区存在多个明确热点，可在干扰可控前提下运用多个微基站进行精确覆盖，从而使原覆盖区容量倍增。补热建设重点是扩容的时机选择和热点的确定。

3.2.1 补热建设选址流程

微基站的补热建设选址流程包括：数据准备及现网LTE容量分析，定位热点区域，分析容量需求，确定问题区域的覆盖方式，频段确认及设备选型，确定微基站的数量、位置、安装方式及公共参数。

3.2.2 LTE容量分析

微基站补热首先要进行现有网络LTE容量分析。包括：小区业务类型确定，LTE业务指标门限，LTE业务空间分布分析，LTE业务时间分布分析。

3.2.3 LTE小区业务类型确定

从保障用户体验来看，TD-LTE的小区容量和本小区业务量及业务类型密切相关。4G业务对信道资源占用和调度效率取决于数据分组的大小和系统调度方法，总体来看，互联网业务的数据分组越小则调度开销越大，资源利用效率越低。通过业务聚合根据小区平均E-RAB流量将小区分为小分组、中分组、大分组3类。

小区类型确定门限：单小区每E-RAB流量小于300 kB为小分组类业务，大于300 kB小于1 000 kB为中分组类业务，大于1 000 kB为大分组类业务。

3.2.4 LTE业务指标门限

现网单载波小区扩容门限如表2所示。

3.3 LTE业务空间分布分析

对于LTE现网基站覆盖的区域，如果业务指标超过门限，则应考虑进行同址扩容或微基站建设。其中微基站由于其覆盖范围有限，必须针对覆盖用户进行精确针对覆盖，因此对现有小区业务空间分布进行分析。对某小区覆盖区域业务地理分布可依据MR分析法和经验分析法相结合的手段。其中MR分析借助工具将MR业务数据地理栅格化，建议采用50 m×50 m栅格进行分析。

表2 单载波业务小区门限

由于现网无线环境复杂，用户接收到的信号实际可能为多径传输，MR数据就有可能存在误差，这时应采用经验分析，经验分析就是依据对原小区覆盖场景、用户分布的分析，根据设计经验，确定原小区业务分布。

3.4 LTE业务时间分布分析

在不同的时段，业务的地理分布是不同的，如高校场景，可能白天和上课时间教学楼和操场业务集中，而晚上10 h后一般宿舍为业务集中地。如果原小区同时覆盖企业单位和居民楼，则可能白天企业单位为业务集中地，而晚上居民楼为业务集中地。因此还要分析业务的时间地理分布，便于微基站选址的合理性。此外考虑原小区的忙时集中系数则可以考虑小区的日均总流量，从而对小区价值有所考虑。其中忙时集中系数如下：

忙时集中系数＝忙时小区吞吐量/小区日总吞吐量

4 微基站现网测试及性能对比

4.1 补盲测试

某村经济发达，人口较多，该村街道两旁商铺林立，该站点就位于商铺林立的街道附近，仅依靠宏站无法有效覆盖全部区域。在已经采用了16T16R和高增益天线后，仍有部分路段及商铺覆盖不足。规划人员采用华为的Relay+ATOM美化微站方案进行弱覆盖补盲。

选取从宿主基站开始向西运行1 km范围，对比开通Relay基站前后覆盖提升情况如图1所示。

Relay开通前4G的平均RSRP值为-94.82 dBm，开通后平均RSRP值为-89.63 dBm，不小于-110 dBm的占比为85.69%提升至92.38%，4G覆盖率改善明显。

图1 开通优化后营业厅室内4G-RSRP覆盖对比图

4.2 补热测试

河北省某乡镇，经济繁荣，人口较多，该镇街道两旁商铺林立，营业厅位于镇中心，为满足营业厅内良好的用户上网体验，规划人员采用AAU3240美化微站方案进行弱覆盖补热。该产品集成度高，将RRU和天线集成到一起，体积小重量轻外观美化。

优化开通前后业务速率对比如图2所示。

某县营业厅微站开通优化前，营业厅内FTP下载测试速率均值为8.39 Mbit/s，开通优化后FTP下载速率提升至62.76 Mbit/s，FTP业务下载速率提升明显。

4.3 现网建设关注点

通过微站部署实施及验证，现网建设需关注以下几点：

（1） 可利用微基站解决小区间道路弱覆盖及宏站覆盖盲点的

问题。由于微基站覆盖半径小，若天线安装位置较目标位置有较远的距离，容易导致盲点不能被完全覆盖，从而影响微基站覆盖效果。

（2） 分布式微站部署方式灵活，可有效解决宏站选址困难的问题。微基站一般建议采取内置的集成天线，对于需要进行天线美化的场景，应勘察确定天线美化方案。

（3） 可共享现有的水泥杆或路灯杆，降低成本，提升工程进度。微基站常用的天线安装方式为在各类灯杆上抱箍安装或者挂墙安装，常见安装高度为5～15 m。

图2 开通优化前后营业厅室内FTP下载速率覆盖对比图

表3 4G微基站建站应用场景

5 微基站的应用场景

4G微基站由于具有建站速度快，体积小，易伪装，配套需求低等工程建设特点以及网络覆盖范围小且覆盖目标定位准确的网络规划特点，因而4G微基站在受业主阻挠建站的区域、天馈资源受限的场景、城中村场景、道路场景、社区场景、配套受限等场景有着得天独厚的优势，具体的4G微基站建站应用场景总结如表3所示。

6 结束语

目前因铁塔承重和风阻负荷不足问题，导致无法在原有铁塔上共2G或者共3G，共站开通4G站点，宏站建设遇到瓶颈。然而重点乡镇场景数据业务需求较高，及时开通4G站点抢占数据业务热点，显得尤其重要，采用微站AAU3240共享已有的灯杆、传输线杆等资源能够低成本、快速开通4G业务，这是解决传统宏站建设瓶颈的有效方案。

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