LTE分布系統(tǒng)天線解決方案

葉輝

【摘要】 隨著移動通信建設(shè)步伐的不斷加快，移動用戶的飛速增加，在大中城市的室外地區(qū)已經(jīng)基本可以做到無縫覆蓋。為了提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、提高用戶滿意度、增加話務(wù)量，室內(nèi)覆蓋越來越成為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重點(diǎn)。特別是隨著移動通信的普及，移動用戶在室內(nèi)使用手機(jī)的機(jī)會日益增加，迫切要求提供更好的室內(nèi)移動通信環(huán)境。本文圍繞分布系統(tǒng)園區(qū)覆蓋、街道站覆蓋、樓面覆蓋和室內(nèi)覆蓋方式介紹，根據(jù)各場景特點(diǎn)，針對性介紹不同場景下的天線解決方案，可有效解決深度覆蓋問題，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)精準(zhǔn)覆蓋。

【關(guān)鍵詞】 LTE 分場景覆蓋 天線解決方案

一、引言

分布系統(tǒng)覆蓋主要是針對室內(nèi)用戶群、用于改善建筑物內(nèi)移動通信環(huán)境的一種成功的方案。近幾年在全國各地的移動通信運(yùn)營商中得到了廣泛應(yīng)用。其原理是利用室內(nèi)外天線分布系統(tǒng)將移動基站的信號均勻分布在室內(nèi)每個角落，從而保證室內(nèi)區(qū)域擁有理想的信號覆蓋。室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的建設(shè)，可以較為全面地改善建筑物內(nèi)的通話質(zhì)量，提高移動電話接通率，開辟出高質(zhì)量的室內(nèi)移動通信區(qū)域；室內(nèi)覆蓋，尤其是無線信號的室內(nèi)覆蓋，是移動通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。建設(shè)分布系統(tǒng)對于提高移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量具有重要意義。

由于分布系統(tǒng)建設(shè)環(huán)境的多樣化和復(fù)雜性，尋求性能更優(yōu)、效果更佳的無線通信網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)天線解決方案尤為重要，按照圖1室內(nèi)外協(xié)同規(guī)劃的總體思路，本文圍繞園區(qū)覆蓋、街道站覆蓋、樓面覆蓋和室內(nèi)覆蓋幾種場景解決方案進(jìn)行介紹，重點(diǎn)解決室內(nèi)覆蓋中的電梯、停車場、縱深較深區(qū)域的覆蓋難點(diǎn)問題。

二、LTE分布系統(tǒng)天線解決方案

2.1園區(qū)覆蓋

園區(qū)覆蓋，主要指分布系統(tǒng)室外小區(qū)站點(diǎn)建設(shè)，對住宅小區(qū)室外及多層樓宇室內(nèi)的覆蓋。其天饋解決方案產(chǎn)品形態(tài)主要為路燈型天線、草坪燈型天線、廣告牌型天線、射燈型天線等。

傳統(tǒng)無源方案存在的不足，主要表現(xiàn)在饋線及無源器件隱藏于地下管道，不僅破壞了園區(qū)的綠化，易出現(xiàn)水浸的隱患，故障率高且較難排查整改。目前主流天線廠家可提供有源一體化分布系統(tǒng)天線，可通過光纖接入，可有效降低物業(yè)協(xié)調(diào)難度，降低故障率以及運(yùn)營成本。產(chǎn)品示意如圖3所示。

2.2街道站覆蓋

建筑物越來越密集，特別是高層建筑逐年增加，周邊宏站對道覆蓋出現(xiàn)盲區(qū)、弱覆蓋問題，無主導(dǎo)小區(qū)，頻繁切換，出現(xiàn)掉話、通話質(zhì)量差等問題。部分道路周邊的高話務(wù)量酒店、娛樂場所和商店，客戶追求樓宇美觀，不允許進(jìn)行室內(nèi)室分系統(tǒng)覆蓋。

在宏基站覆蓋無法滿足目標(biāo)區(qū)域覆蓋、室內(nèi)無法建設(shè)分布系統(tǒng)的條件下，可利用街道路燈桿、監(jiān)控桿等公共資源建設(shè)街道站，依據(jù)覆蓋需求，街道站應(yīng)用場景如圖4所示。

街道站天饋解決方案優(yōu)選低增益、小尺寸天線，天線一般采用12dBi以下，尺寸小、安裝方便；小圓柱一般為兩扇區(qū)，直徑16厘米，雙向覆蓋；小集束一般為三扇區(qū)，直徑20厘米，三扇區(qū)覆蓋。具體應(yīng)用形式如圖5所示：

2.3樓面覆蓋

隨著國家城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，城區(qū)高檔寫字樓、住宅越來越向高層化發(fā)展，高層樓宇的特點(diǎn)是樓層高、樓體水平寬度較小、樓體縱深較大，常規(guī)室外宏站以及室外分布系統(tǒng)覆蓋無法滿足室內(nèi)信號覆蓋要求，體現(xiàn)在宏站覆蓋深度不足，分布系統(tǒng)覆蓋高度及深度均不足的問題。

針對高層建筑樓層高、樓體水平寬度較小、樓體縱深較大的模型特點(diǎn)，對應(yīng)需要有較高增益、水平及垂直波辦寬度收斂的產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)區(qū)域精準(zhǔn)覆蓋、信號電平值有效提升。常規(guī)及矩形波束天線其覆蓋效果如圖6所示：

目前主流天線廠家可提供15dBi矩形波束天線（水平面及垂直面均為32度），大張角天線（水平面32度，垂直面65度），例如一棟25層（高度75米左右），樓體水平寬度為40m，樓間距在40米左右時，可以采用樓體對打的方式，一副天線可以解決一整棟棟宇的覆蓋。

2.4室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋

2.4.1室內(nèi)空曠區(qū)域覆蓋

室內(nèi)覆蓋中，全向吸頂天線在室分系統(tǒng)中大量使用，其性能直接影響室分系統(tǒng)效率、通信質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)投資。傳統(tǒng)室分全向吸頂天線的高頻段信號向正下方聚集，存在信號分布不均勻，特別是邊緣覆蓋不足的問題。

新型增強(qiáng)型吸頂天線方案優(yōu)化了高頻振子結(jié)構(gòu)及邊界條件，增強(qiáng)邊緣增益，將平均場強(qiáng)提高3dB左右。

圖7為新型增強(qiáng)型及傳統(tǒng)吸頂天線方向圖的對比，新型吸頂天線適合室內(nèi)空曠場景，如地下停車場、大型商場、場館、辦公等空曠區(qū)域的覆蓋。其覆蓋效果對比結(jié)果如表1和2所示：

2.4.2電梯覆蓋

電梯覆蓋對效果的好壞直接影響客戶感知，優(yōu)質(zhì)的覆蓋效果及方案可有效提升客戶滿意度。

傳統(tǒng)的電梯覆蓋方案為在電梯井道布放對數(shù)周期天線，平均每3-4層布放一個對數(shù)周期天線及定向耦合器。

新型的電梯覆蓋方案則更簡單，僅需要在電梯井的底部或頂部安裝一個電梯專用高增益天線即可。天線貼近信源安裝，電纜損耗很小，且施工、維護(hù)方便，故障點(diǎn)少。最重要的是在性能更優(yōu)良的同時，更大大減少了建設(shè)投資成本。新型電梯覆蓋方案與傳統(tǒng)電梯覆蓋方案對比如圖8，新型電梯天線覆蓋效果圖如圖9所示。

以浙江寧波江東啟航家園電梯（23F）專用覆蓋天線為例，與傳統(tǒng)的電梯覆蓋方案進(jìn)行投資成本對比如圖10，投資成本可下降80%。

四、結(jié)束語

本文從移動網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)的必要性，對于提高服務(wù)水平和質(zhì)量，提高運(yùn)營商的形象和增加語音及數(shù)據(jù)收入具有越來越重要的意義。因此改善移動通信室內(nèi)覆蓋問題具有多重意義，一方面可以擴(kuò)大信號的覆蓋面積，減少盲區(qū)、增加業(yè)務(wù)量；另一方面可以提高接通率、切換成功率；再者可以提高移動企業(yè)的形象，提高網(wǎng)絡(luò)競爭力，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。但同時由于室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性，為達(dá)到效果好、成本低，以室內(nèi)外協(xié)同規(guī)劃的總體思路，重點(diǎn)闡述了園區(qū)覆蓋、街道站覆蓋、樓面覆蓋和室內(nèi)覆蓋幾種場景解決方案，重點(diǎn)介紹了室內(nèi)覆蓋中的電梯、停車場、縱深較深區(qū)域的深度覆蓋解決方案。針對本文中闡述的分場景覆蓋方案，以期對相關(guān)工作有一定幫助。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]陸健賢.移動通信分布系統(tǒng)原理與工程設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版，2003.

[2]戴源. TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M].北京：人民郵電出版社，2012.

[3]韓斌杰.GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.