居民小區TD—LTE網絡深度覆蓋的分析

馬振岸

摘 要：主要對居民小區TD-LTE網絡的深度覆蓋展開了分析，并給出了一系列相應的有效覆蓋策略，以期為有關方面的需要提供參考和借鑒。

關鍵詞：TD-LTE；時隙比；RB資源；覆蓋策略

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.093

隨著我國城市化進程的不斷加快，越來越多的居民小區開始興建，這對TD-LTE網絡的深度覆蓋提出了更高的要求。因此，如何解決居民小區TD-LTE網絡信號深度覆蓋的問題，成為了運營商關注的焦點。因此，本文對居民小區TD-LTE網絡的深度覆蓋進行了分析，相信能對有關方面起到一定的幫助。

1 居民小區的TD-LTE覆蓋分析

1.1 居民小區的分類特點和覆蓋難點

根據居民小區的建筑高度和分布特點，將居民小區分為普通低層居民小區和高層居民小區。

1.1.1 普通低層居民小區

普通低層居民小區分為2類：①老式居民小區。其樓房多為平房或低矮樓房建筑，樓層高度一般為5～7層，常采用磚混結構，墻體的穿透損耗較小。該類小區的業務密集度不高，高端LTE數據需求客戶較少，沒有電梯、地下停車場等類似的信號盲區，但小區的一般設施已老化，且無統一、規范的物業管理，在小區內選址建設比較困難。②洋房和別墅型小區。此類小區環境優美、樓間距較大、高度不高、用戶密度較小，但是用戶較為高端，對LTE網絡質量的要求較高。由于此類小區居住人群的環保意識較強，且對住宅美觀性的要求較高，一般無法建設室內分布系統，在小區中間建設室外基站更加難以實現。

1.1.2 高層居民小區

高層居民小區采用鋼混結構，建筑體積較大、樓間距較大、建筑密度小。按照建筑分布和物業特點，又可將其細分為獨棟高層樓宇住宅、圍合式小高層住宅、多排并列式小高層住宅和大型多棟高層（20層以上）住宅四種類型。

1.2 居民小區的覆蓋方式

目前，可采用室內分布系統、室外分布系統和室外基站覆蓋三種方案解決住宅樓室內的網絡覆蓋問題。

在實際工程中，應多維度、多方案、靈活地解決居民小區TD-LTE信號覆蓋問題。本文主要結合TD-LTE的覆蓋能力和容量特性，分析了在典型場景中采取室外覆蓋室內的方式解決住宅樓宇TD-LTE信號深度覆蓋的方案。

1.3 TD-LTE的覆蓋特性

TD-LTE可靈活地將時隙比、傳輸模式、RB資源與調制編碼方式組合，以應對不同的覆蓋環境和規劃需求。結合住宅TD-LTE接入的特點，并通過鏈路預算分析TDLTE系統的覆蓋能力，鏈路預算的初始條件如下：①工作頻段為2.6 GHz，系統帶寬為20 MHz，RB總數為100個；②邊緣速率為4 Mbit/s（下行）和256 kbit/s（上行），上、下行的時隙配比為2∶2；③居民小區大部分采用美化天線，基站天線配置為2T2R；④區域覆蓋率取95%；⑤目標SINR綜合各個主流廠商系統仿真的均值；⑥居民小區建筑物的穿透損耗在密集市區取20 dB，一般城區取18 dB；⑦TD-LTE最大覆蓋條件下上行采用QPSK調制，單用戶RB數為6；⑧通過鏈路預算確定允許的最大路徑損耗，進而確定TD-LTE最大的小區半徑。相同條件下，TD-LTE反向覆蓋半徑一般小于前向覆蓋半徑，因此，本文中僅計算住宅覆蓋場景下TD-LTE的上行鏈路預算。

2 典型場景的覆蓋策略

2.1 普通居民小區的覆蓋方案

普通居民小區的特點是低層信號差、高層信號弱且雜、用戶感知較差，基于以上特點，要想解決這類場景的覆蓋問題，并實現TD-LTE無線寬帶數據業務，建議采取以下2種解決方案。

2.1.1 方案一

對于各樓棟獨立且樓棟間距較大、樓宇較少的小區，可采取在室外建設BBU+RRU分布式宏基站的方式。對于站址的選擇，應盡量利舊原有的2G和3G站址，但考慮到寬帶用戶的分布和寬帶目標用戶數的容量需求，單個站點的容量會受限。由于無法在小區中間建站，單站可能無法完成對整個小區的覆蓋，因此，需要結合覆蓋與容量的平衡，規劃好小區數量，可能需要在小區周邊增加新的站點，結合目標區域精細勘查，盡量合理分布站址資源，站間距保持在300～400 m，并避免因樓宇過近或過遠而出現干擾問題和弱覆蓋問題。

天線一般架設在樓頂，根據普通7層樓的高度計算，天線高度為22～30 m，一般主覆蓋范圍為天線掛高的下方范圍（主瓣覆蓋范圍），天線下傾角在4°～8°之間。為了達到全層覆蓋的要求，一般要求按照最大功率發射，且適當增加天線與覆蓋樓棟的距離。同時，基站的選址和建設需考慮小區居民對環保和美觀度的要求，因此，天線盡量采用美化天線。

2.1.2 方案二

對于樓棟聯排分布且規模較大的小區，可采用射頻拉遠或微基站加上室外分布式系統完成室外覆蓋室內的任務，從而實現TDLTE的移動寬帶數據業務。在設計中，宜采用“多天線、小功率”的設計思路，使每棟建筑都可以在視距范圍內看到天線，保證室內覆蓋只經過一次穿透損耗便可實現較好的覆蓋效果。美化天線可采用燈桿天線或布置在綠化植物中。RRU設備用小機柜裝載，就近安裝，供電時可考慮從附近現有基站逆變器引出交流電纜的方式供電，以節省投資。

該方案工程實施難度較大，建議早入場、早施工，在樓盤交付和小區業主入住前完成物業談判和工程的實施，或在工程后期結合小區有線寬帶接入工程同步實施，盡量避免對業主造成不利的影響。

2.2 高層居民小區的覆蓋方案

通常情況下，高層小區的網絡覆蓋不均勻、樓宇密集、無線環境復雜，信號質量會隨著樓層的增加而不斷下降。對于高層居民小區，可采取以下2種解決方案。

2.2.1 方案一

采取室外建設BBU+RRU分布式宏基站的方式，但與普通居民小區不同，高層小區的覆蓋場景更為復雜。對于高層居民小區，一般采用室外射燈天線或其他美化天線進行樓與樓之間的覆蓋，樓間對打的覆蓋模式包括樓與樓之間的對打、低層覆蓋高層、室外覆蓋室內等。樓間對打方式會直接覆蓋住宅區的客廳和臥室，可對住宅區移動數據業務的深層覆蓋起到很大的作用，但這種方式需要在住宅樓頂部或中間安裝射燈天線，因此，需注意物業協調工作，建議根據住宅的特點和周圍環境采用對應的美化天線，同時，天線盡量安裝在住宅電梯機房頂、梯間外墻、物業辦公裙樓頂、商業裙樓頂和小區廣場等位置，以保證物業談判落地和工程實施順利。高層小區的覆蓋具體可分為以下4個場景：①獨棟高層樓宇。對于獨棟高層樓宇，一般有裙樓或副樓，可在副樓、裙樓上采用高增益型天線，橫轉90°后，向上覆蓋高層室內。天線推薦使用矩形射燈天線、排氣管型天線和空調室外機型美化天線。同時，根據具體的戶型結構，可在用戶門口、弱電間、樓梯間采用定向、全向天線，盡量覆蓋客廳、臥室，以解決電梯間和房間中部的覆蓋問題。②圍合式小高層住宅。對于圍合式小區，采取中間開花式天線布局，選取中間的一棟建筑，在其屋頂布放美化天線，將覆蓋控制在本小區范圍內。天線推薦使用矩形射燈天線、排氣管型天線和空調室外機型美化天線。③多排并列式小高層住宅。對于多層并列小高層（20層以下）小區，可采取樓間錯開對打式天線布局。推薦使用矩形射燈天線、排氣管型天線和空調室外機型美化天線。④高層居民小區。對于大型高層（20層以上）居民小區，除了做樓頂對打外，還需做樓層中間對打。樓底綠地采用高2 m以上的路燈型美化天線向上打，以覆蓋中低層。推薦使用矩形射燈天線、排氣管型天線、空調室外機型和壁掛式變色龍型美化天線。

在上述場景中需注意的是，放置天線時要根據樓宇周邊環境和高層建筑本身的特點而定。比如，需要覆蓋的高層建筑本身較寬時，可采用豎放，方向為平打或向上；需要覆蓋的高層建筑本身較高、較窄時，天線選擇橫放，采取向上覆蓋，橫放時一般將天線放置在整棟樓1/3～1/2的高度，但天線橫放時需注意多徑效應、波束的選擇和電子下傾角等問題。

此外，為了保證整棟樓的覆蓋效果，可增大信號的發射功率。一般情況下，信號可采用最大發射功率發射，對于存在高干擾的區域，可適當降低功率。同時，要保證架設天線與需覆蓋樓棟的距離，使天線的輻射面增大，覆蓋距離越遠，則信號強度越弱。因此，應根據現場實際和覆蓋需求合理放置天線。

2.2.2 方案二

高層小區的6層以下區域采用RRU或微基站加上室外分布式系統，高層區域采用室外分布式宏基站或RRU覆蓋。分層覆蓋可滿足不同樓層用戶的無線寬帶數據業務需求。

高層小區低層區域與普通居民小區類似，采用RRU+美化天線實現小區分布式深度覆蓋，美化天線可采用燈桿天線或布置在綠化植物中；對于高層區域，可采取室外建設BBU+RRU分布式宏基站的方式，采用樓棟之間天線對打的形式覆蓋，并結合現場實際和覆蓋需求合理布置天線。

3 結束語

綜上所述，隨著居民小區的不斷發展，出現了因建筑物遮擋居民區部分區域而出現信號盲區或信號弱的問題。因此，為了使TD-LTE網絡實現深度覆蓋，需要找出合適的解決方案為TD-LTE網絡的深度覆蓋奠定基礎。

參考文獻

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[2]李通，程日濤，王潛淵，等.TD-LTE深度覆蓋方案[J].電信工程技術與標準化，2012（07）.

〔編輯：張思楠〕