移动LTE网络深度覆盖关键措施应用与研究

中国移动通信集团山东有限公司淄博分公司 张 岭

1.引言

移动通信已经从GSM、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000发展到了移动LTE技术，进入到了4G移动通信时代。随着互联网、大数据、云计算等技术的快速发展，有力的促进了信息消费，因此数据通信需求也显得更加强大。移动LTE作为最先进的移动通信技术之一，其引入了智能天线、多输入多输出、正交频分多址接入等技术，可以大幅度提升4GV移动通信的穿透力，确保移动通信的信号稳定。

但是，由于移动LTE通信应用用户非常多，加之通信场景非常复杂，因此为了提升用户感知，尤其是VolTE语音的高清体验至关重要，规划建设面临重大挑战。随着移动LTE网络快速发展，用户对移动LTE网络的需求从一般的道路、办公场室内场所使用扩展到家庭居民小区室内、地下休闲场所等等区域，宏站建设以外的多种手段加大网络深度覆盖。某市移动4G LTE网络用户数2017年为100万，2018年8月底达到了200万，同时VoLTE用户数2017年为47万，2018年8月底达到了100万，移动4G LTE网络用户增长趋势如图1所示。

图1 移动4G LTE网络用户增长趋势

目前，移动LTE网络面临的挑战非常多，比如传统基站建设方式存在建设难度大、易拆除的风险。需取得政府支持，建设全美化铁塔；城区住宅小区主要靠基站覆盖，室内弱覆盖明显，需加大室分微站建设。面对上述挑战，移动公司需要加强移动LTE深覆盖，以便能够解决通信传输弱点。本文针对移动LTE网络应用现状进行调研，分析网络覆盖存在的问题，然后结合具体的案例解决深度覆盖问题，有效增强信号覆盖，提升客户感知度。

2.移动LTE网络应用现状分析

移动LTE网络诞生于2014年，经过数年发展，已经形成了完整的移动LTE网络产业，承载的应用软件数以万计，接入的用户数以亿计，激发了移动LTE网络的创新能力。目前，移动LTE网络主要应用于智能手机、平板电脑等移动设备中，能够提高QQ、微信和微博等社交软件的应用效果，提高了人们生活的便捷性；基于移动LTE网络技术开发的携程网、途牛、飞猪等智能旅游领域软件的应用，提高了旅游景点发布、旅游线路推荐、酒店预定住宿等的便捷性；而基于移动LTE网络技术开发的王者荣耀、腾讯视频、优酷视频等软件可以提高人们生活的娱乐性，具有重要的作用和意义。

移动LTE和智能手机、平板电脑、物联网有效结合，已经开发了许多的应用软件，覆盖了社交通讯、在线学习、智能旅游、视频游戏等，利用电磁信号实现数据传输，但是遇到高楼大厦、高山涵洞等障碍物时，信息传输的速度和性能就会降低，很容易发生中断事故。因此，为了保证数据传输的有效性，实现移动LTE信号全覆盖，网络工程师需要采用多样化的优化策略，提高移动LTE通信的可靠性。

3.移动LTE网络覆盖存在问题

移动LTE网络室外通信应用占据很大部分，尤其是VOLTE网络诞生以来，其已经成为公认的语音目标解决方案，但是VOLTE业务需要较高的连续性，因此对移动LTE网络室外覆盖水平提出了更高的要求。室外覆盖存在的问题主要是保持信号传输的连续性，以便满足实际的LTE网络应用需求，确保高质量的语音、数据通话质量。

传统的室内覆盖采用的系统很多，这些应用软件包括同轴电缆分布系统，包括信号源、同轴电缆、耦合器、功分器、室内填写和干线放大器等设备，实现室内信号的均匀覆盖。传统室分按照馈线敷设路数可以分为单路同轴电缆分布系统和双路同轴电缆分布系统。选择单路还是双路建设主要依据物业点的场景类型和数据业务需求及演示需求来确定。

虽然室内覆盖采用的先进技术很多，网络性能稳定、运行维护复杂度较低，室内信号部署技术成熟，但是也存在一些问题：主干线承载的数据和语音传输承载的功率非常高，对于无源器件性能要求更高；无源器件带来的干扰问题较多；信源功率随馈线距离存在损耗，距离远需使用较粗的馈线，给施工及协调带来一定困难。传统室分只能调整RRU输出功率，无法针对单个天线口调整功率。对弱覆盖区域调整会影响其他区域覆盖，产生外泄干扰。

4.移动LTE网络深度覆盖关键措施研究

4.1 室外深度覆盖措施

室外深度覆盖采用的措施很多，比如层层通天线低层覆盖高层、小区围栏抱杆上悬挂天线、不同垂直波瓣宽度射灯楼顶对打、不同垂直半功率角天线射灯、路灯杆解决居民区内弱覆盖、矩形波射灯天线覆盖小区、宏站+楼间组合满足居民区覆盖，大幅度提升室外深度覆盖能力。

（1）层层通天线低层覆盖高层。该方案可以解决不具备部署室分系统的弱覆盖的高层居民楼或写字楼，解决方案为将天馈设备安装在低层楼顶，下倾角设置为负度数，低层覆盖高层。比如临淄孵化中心位于临淄大道288号，万豪酒店西侧，楼层一共29层，1-4层大学生创业中心，5-29层居民楼层，小区楼内存在严重弱覆盖，通过对地形的观察，利用层层通天线从低层辐射高层，有效解决了弱覆盖问题。

（2）小区围栏抱杆上悬挂天线。在房屋多且为低楼的居民住宅小区，依托于室外宏站覆盖居民小区，小区内道路信号较好，但部分居民区无法满足楼宇内部深度覆盖。通过在小区围栏上安装抱杆及天线来覆盖小区内部楼宇，既能满足室内信号覆盖，又能很好的控制覆盖范围防止小区间干扰，解决了深度覆盖问题。本文选择某小区内距离天线覆盖100米左右，10、13、19号楼进行测试，楼宇内LTE信号改善明显由室内无LTE信号提升至100dBm左右。通过对试点的室内外测试，从测试结果来看，小区楼宇内信号覆盖得到较大改善，楼道内RSRP为-110dBm以上，测试结果如图2所示。

图2 开通前后RSRP对比结果

（3）不同垂直波瓣宽度射灯楼顶对打。该方案可以为高层居民区采用射灯楼间对打，对不同垂直波瓣宽度种类的射灯进行对比测试验证，得出最优天线配置。解决居民区内由于建站困难，楼宇较为集中导致的弱覆盖问题。

（4）矩形波射灯天线覆盖小区。为验证矩形波天线的覆盖效果，选用RRU3161-fae(AC)+矩形波天线由凤凰国际高层对龙凤苑低层居民楼进行覆盖。主要利用楼宇之间的高度差，进行矩形波天线的覆盖实验。开通前后进行室外DT、室内CQT对比，覆盖电平RSRP、SINR、下载速率均有不同程度的提升。通过实验得知，该方式可有效提升底层楼宇的各项指标，提升了客户感知，而且对室内覆盖效果改善较好，解决了深度覆盖问题，可予以推广使用。

4.2 室内深度覆盖

目前，移动LTE网络室内覆盖采用的关键措施包括两种，一是室外宏站或微站等多种设备发出网络信号从外向内覆盖，二是室内增加室内分布设备从内部进行合理覆盖。因此，为了提高室内深度覆盖水平，移动LTE网络中除了传统室分出现了很多延伸的新型室分Lamp-Site、覆盖+、拓展型一体化皮站（femto）和MDAS等覆盖方式。

（1）LampSite系统。LampSite系统包括：基带处理单元BBU、中继扩展单元RHUB、射频天线一体化单元pRRU等三个网元，安装于站点的弱电井内或直接挂房墙安装。基带处理单元BBU的功能同宏基站单BBU，安装在机房中。LampSite具有很多的优点，比如结构简单，节省室分建设周期；与宏网共网管，室内管理无盲区；单LTE支持双流MIMO，无需室分改造；RRU共小区，可远程进行小区分裂；支持多模多频，一次部署，长期受益；室内外协同自动化；高可靠性设计，保证系统质量。

（2）“覆盖+”系统。“覆盖+”系统采用链状+星状的拓扑结构，覆盖单元（RU）支持大规模级联，多级级联使得系统组网灵活，具有抗干扰算法，适应环境能力强，布线容易且成本低。根据工程的需要，一个接入单元（AU）可以支持16个的覆盖单元进行灵活组网，且每个覆盖单元的覆盖效果不受数量增加而产生的影响。覆盖+作为信号覆盖增强设备，具备自激保护功能，无需有线传输、可同时支持2G/3G/LTE多模，且安装方便、外观小巧，易于为用户接受，有效解决室内弱覆盖问题。

（3）MDAS系统。MDAS是一种多业务分布系统，多制式，多载波，并集成WLAN系统，一步解决语音及数据业务需求，与传统模拟分布系统相比，同时具备混合组网、时延补偿、自动载波跟踪、上行底噪低等特点。MDAS系统为远端多业务一体化方案，网线/光纤传输介质，隐蔽施工，降低物业协调难度；采用“小功率、多天线”方式实现定点/精确覆盖；射频单元靠近用户端，改善系统信噪比，提升系统效率；全系统监控管理，端到端设计，系统管理、维护、优化方便。

（4）分布式皮站。分布式皮站具有深度覆盖能力强、多种业务整合能力强的特点，分布式Femto解决方案是一种同时提供信源和覆盖的新型室分解决方案，实现网络建设、优化、运维工作责任主体的统，一同时商业及盈利模式不清晰，覆盖面积小、密集组网投入高，架构更复杂引起的时延更高等问题。

5.结束语

无缝覆盖是移动LTE网络运行的根本保障，随着移动LTE网络通信需求的增大，同时人们对LTE基站环保辐射的误解，因此移动LTE网络建设也面临较大的挑战，面对数亿用户、高带宽数据传输需求，移动LTE网络必须结合应用现状，关注重点建设、精细化建设、注重客户感知，进一步采用新型技术提高室外和室内深度覆盖能力，具有重要的作用和意义。