基于U2100+2T4R技術廣覆蓋的設計方案

張帆

（陜西郵電職業技術學院 陜西 咸陽 712000）

基于U2100+2T4R技術廣覆蓋的設計方案

張帆

（陜西郵電職業技術學院 陜西 咸陽 712000）

利用發射和接收分集技術，對U2100+2T4R技術的廣覆蓋工作原理和應用場景進行分析，從技術特點和設備配置方面設計給出兩種不同覆蓋方案以提高上下行覆蓋和網絡容量。通過測試驗證，效果明顯，可得到覆蓋指標RSCP、Ec/Io提高了約40%，及造價成本節約了25%的覆蓋效果，最后總結了U2100+2T4R技術作為農村廣覆蓋的設計方案特點和優勢。

U2100+2T4R；廣覆蓋；技術特點；設計方案

在移動通信網絡中，各設備廠家新產品新功能已成為目前覆蓋及容量類應用的主要手段，不同場景的設備類型應用的選用與網絡的覆蓋和整體的運行質量密切相關。在實際的網絡應用中，設備類型的選擇根據網絡的覆蓋地形、地物、話務量分布、抗干擾要求和網絡服務質量等實際情況來合理的選擇尤為重要，根據基站站址條件、地理環境、覆蓋要求和用戶分布等情況確定技術使用建議，實現農村無線寬帶快速部署。為了更好的解決網絡廣覆蓋[1]，因此考慮采用新型亮點U2100+2T4R[2-3]技術。

1 2T4R技術

1.1 U2100+2T4R廣覆蓋工作原理

1）小區的下行信號通過2個功放與2副天線在相同扇區同時進行發射；

2）在上行鏈路上通過4副天線同時接收來自UE的上行信號。

下行信號會因為功率的增大與分集效應而得到增強，上行也會因為4天線接收的分集效應而得到增強，從而達到增強上下行性能、延伸覆蓋范圍、改善用戶的體驗、降低UE功耗的目的，并可以進一步降低客戶的建站成本。

根據實際的增強覆蓋需要配置2T4R，以提高上下行的覆蓋和容量效果，其工作原理[4]為：電子下傾角通過改變共線陣天線振子的相位，改變垂直分量和水平分量的幅值大小，改變合成分量場強強度，從而使天線的垂直方向性圖下傾。由于天線各方向的場強強度同時增大和減小，保證在改變傾角后天線方向圖變化不大，使主瓣方向覆蓋距離縮短，同時又使整個方向性圖在服務小區扇區內減小覆蓋面積但又不產生干擾。

1.2 應用場景

新建區域：可根據實際情況單獨使用或組合使用，最終目的是低成本提升覆蓋能力和用戶感知。目前2T4R技術適用于在農村廣覆蓋場景及高鐵、高速等主要交通干線弱覆蓋區域[5-7]。

改造區域：3G弱覆蓋[8]站點的覆蓋應選擇MR小于-95 dBm采樣點占所有有效采樣點大于30%，3G站點不能形成連續覆蓋的農村站點，不存在容量擁塞問題，距離最近站點直線距離大于3公里&農村站點。周邊或本站2G站點節假日存在話務和數據流量激增的情況。高鐵、高速、主干道沿線站點，且站間距大于3公里。

2 基于U2100+2T4R技術廣覆蓋設計方案

方案一

常規RRU配置[9-11]：1Tx&2Rx（即單發雙收），接收由于有接收分集會給上行帶來3db的接收增益。2Tx：在1Tx（即單發）的基礎上增加一路發射，會帶來3db的發射分集，對于改善小區邊緣用戶的業務質量及性能起到一定的作用。4Rx：在2Rx（即雙收）的基礎上增加2路接收，即4路接收，4接收分集下會帶來3db的接收增益以及空間分集增益，提高上行的覆蓋能力。效果圖如圖1所示。設備配置：基站2T4R配置只需新增1個RRU以及更換天線類型即可，便于操作。如圖2所示。

圖1 2T4R技術效果圖

圖2 2T4R技術方案示意圖

方案二

采用基帶合并小區技術，支持單小區配置多天線接收與發射，即MRRU功能[12-13]。根據實際的增強覆蓋需要配置2T4R，以提高上下行的覆蓋和容量效果，其工作原理如圖3所示[14]。

設備配置如圖 4所示[15]。

1個2T4R的小區使用如下配置：

①本地小區配置選擇帶分集的2-RRU；

②BBU與RRU之間采用星型組網的方式，即RRU與BBU通過光纖直接連接；

③推薦使用1個2T4R的RRU，如R8882/R8862A，也可使用2個1T2R的RRU，如R8881/R8840，如圖所示；

④推薦使用1副4端口天線，也可使用2副相同規格的2端口天線。

圖3 2T4R的基帶上下行工作原理

圖4 使用2-RRU的配置來支持2T4R的兩種方法

在安裝過程中要保證天饋系統的一致性：

在采用1副4端口天線的情況下，必須保證饋線長度的一致性；

在采用2副2端口天線的情況下，除了保證饋線長度的一致性外，還要保證2副天線的性能指標的一致性與俯仰角的一致性；同時還要保證2副天線之間的距離大于80cm（5倍的波長）。

上述兩種情況下均要保證2個發射端口為不同的極化方向，即分別為+45°與-45°極化方向。

3 測試對比情況

1）RSCP下行覆蓋對比

以某基站為例，RSCP＞-110 dBm采樣點數目由改造前1 348個提升到改造后 2 015個，說明覆蓋范圍的提升，RSCP＞-110 dBm的采樣點數量提升了49%。

2）Ec/Io下行質量對比

同樣，Ec/Io＞-14 dB的采樣點數量由改造前的1 406個提升到改造后的 2 027個，可見由于覆蓋范圍的提升，Ec/ Io＞-14 dB的采樣點數量提升了44%。

3）造價分析

根據2T4R技術的具體操作情況，以3個S11基站覆蓋一條道路站點為例，分析造價。

若覆蓋距離和建設方式一致的條件下，新建3個基站投資總計為87.21萬元。如表1。

若采用2T4R技術則覆蓋距離增加，覆蓋站點數可減少1個，新建2個基站投資總計為62.44萬元。如表2所示。

表1 常規新建基站投資費用

表2 采用2T4R技術新建基站投資費用

根據以上簡單舉例可以看出采用2T4R技術后，基站設備投資基本不變，但明顯節約了站點數量，省去1個站點的配套投資約25萬元。

4 結 論

2T4R在農村和鄉鎮廣覆蓋具有最高性價比，無線信道環境復雜的情形下增益更為顯著。U2100+2T4R技術作為農村廣覆蓋的解決方案，有其如下特點：

1）U2100+2T4R方案方便擴容：U2100+2T4R方案不受制于頻譜資源緊張的問題，快速升級到多載波；2T4R寬頻天線能平滑適應未來需求。

2）在U2100+2T4R站點部署1800M LTE更加簡單，天線可共用不需再增加天線投資；現有站點采用2T4R方案對安裝要求低，改動小，現網只需在原有天線0.5米處新立一面天線接到RRU即可，不需要在BBU和用戶側做任何改動；降低了手機發射功率開銷，待機時間更長，用戶體驗更好。

3）2T4R的發射和接收分集均有分集增益使得上行信號更容易被基站接收，降低了手機發射功率開銷，待機時間更長，用戶體驗更好小區邊緣覆蓋、提高小區邊緣吞吐量提高了邊緣用戶感知。2T4R廣覆蓋方案技術上優勢明顯。

4）2T4R技術同時放大上行、下行信號，覆蓋范圍增加；2T4R對終端沒有任何特殊要求，有較高兼容性；U2100容量優勢明顯，后續擴容便捷；U2100頻段升級雙載波只需重配置（高鐵2T4R雙載波站性能顯著提升）；對GSM網絡無影響，有利于有條不紊的實施GSM退網，無需隔離帶，無需補點G1800基站，有利于LTE1.8G帶內載波聚合；節省配套和維護成本；降低手機發射功率，提高用戶感知，促進業務增長。

5）2T4R技術方案性價比方面上優勢明顯，無需新增網元，除業務增長外，不在RNC側累加任何負荷，不新加載扇，不消耗RNC掛扇能力，不增加網管設備和傳輸設備；無需隔離帶，網格簡單，優化相關費用大幅降低，不增加優化規模，不增加互操作復雜度，無額外的相關商務。2T4R扇區覆蓋范圍大減少了軟切硬切換，無U900方案下必然增加的硬切換和系統間切換開銷；無需新增本地維護和監控相關人力，大幅降低單位面積代維費用，備件備品成本降低；無需額外增加傳輸、電力、空調、防火防塵防盜等開銷；無需拆遷G900、G1800基站，保護既有投資；無需引導2G用戶清頻退網的費用。

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[3]劉遠彬，梁霄.2T4R、2T2R天線在LTE中應用分析[J].中國新通信，2014（18）:85-86．

[4]許國龍．廣播電視無線盲區覆蓋的解決方案分析[J]．中國傳媒科技，2013（4）：153-154．

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Design scheme of wide coverage based on U2100+2T4R technology

ZHANG Fan
（Shaanxi Post and Telecommunication College，Xianyang 712000，China）

Using transmit and receive diversity techniques and analysing U2100+2T4R wide coverage of the work principle and application scenarios，two different coverage schemes are designed by using the technical characteristics and equipment configuration to improve the uplink and downlink coverage and network capacity.Through the test validation，the effect after the improvement is clear.The coverage indicators RSCP，Ec/Io increased by about 40%，and cost savings of 25%.Finally，the characteristics and advantages of the U2100+2T4R technology as the design scheme of the rural area are summarized.

U2100+2T4R；wide coverage；technical characteristics；design scheme

TN929.533

A

1674－6236（2016）23-0133-03

2015-12-29稿件編號：201512294

陜西省教育廳專項科研計劃項目（15JK1252）

張 帆（1981—），女，山東青島人，碩士，講師。研究方向：移動通信，通信電子。