4G移動通信樓宇深度覆蓋問題分析與優(yōu)化

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促進(jìn)了我國居民移動通信的需求，尤其是4G通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行使得移動通信的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)超過傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)成為了電信運(yùn)營商的新的增長點。隨著手機(jī)以及各種移動終端功能的不斷拓展將會使得移動終端的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量大幅增加，從長遠(yuǎn)來看，移動終端數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)必將超過語音業(yè)務(wù)成為今后移動通信業(yè)務(wù)的重點。TD-LTE將是現(xiàn)今乃至今后一段時間高數(shù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要網(wǎng)絡(luò)制式，做好TD-LTE的深度覆蓋，確保TD-LTE的覆蓋能力和網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量對于提高運(yùn)營商的競爭力有著十分重要的意義。文章將在分析TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)特點的基礎(chǔ)上對如何做好TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞： TD-LTE；無線網(wǎng)絡(luò)；深度覆蓋

前言

4G移動通信網(wǎng)絡(luò)是國內(nèi)最新也是速度最快的移動通信網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)傳輸速度快能夠為各種移動終端提供良好的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。做好TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋確保TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量是各大運(yùn)營商的工作目標(biāo)，同時，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量對于運(yùn)營商的市場競爭力有著十分重要的影響。

1 4G網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋體系規(guī)劃

4G移動通信網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋指的是在宏蜂窩基站實現(xiàn)室外及室內(nèi)區(qū)域淺層覆蓋的基礎(chǔ)上，合理的對小基站進(jìn)行配置并通過加強(qiáng)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)來實現(xiàn)局部區(qū)域的4G網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋，從而實現(xiàn)對于4G服務(wù)區(qū)內(nèi)的深度網(wǎng)絡(luò)覆蓋的要求。

在4G通信網(wǎng)絡(luò)中為實現(xiàn)深度覆蓋多采用的是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)作為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在異構(gòu)組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中根據(jù)其形態(tài)可以分為水平和垂直兩大主要結(jié)構(gòu)。其中對于水平結(jié)構(gòu)主要是由站點、基站的站間距、基站信號的重疊覆蓋區(qū)域、基站的站高以及基站所采用的天線的特點等的元素所組成。對于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的垂直結(jié)構(gòu)則主要是指對于網(wǎng)絡(luò)采用分層架構(gòu)的方式來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。在進(jìn)行4G移動通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)時首先要確保其具有良好的水平蜂窩結(jié)構(gòu)模式，同時還需要根據(jù)系統(tǒng)特點對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)不同的垂直分層。TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)網(wǎng)可以定義為不同制式、不同功率等級基站設(shè)備所組成的多系統(tǒng)、多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式。在4G移動通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建時可以實現(xiàn)在一個目標(biāo)區(qū)域內(nèi)對于不同的小區(qū)采用重疊部署以確保網(wǎng)絡(luò)的深層覆蓋。相較于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)通過對OFDM的特性進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)可以實現(xiàn)不同層網(wǎng)絡(luò)間的同頻部署。在使用異構(gòu)網(wǎng)作為小區(qū)通信服務(wù)網(wǎng)絡(luò)時多使用的是宏蜂窩結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)小區(qū)內(nèi)移動通信的基礎(chǔ)覆蓋，為解決深層覆蓋問題需要使用微蜂窩、皮基站、中繼站等方式來實現(xiàn)小區(qū)室內(nèi)的移動通信深度覆蓋，用以提高用戶的使用效果。現(xiàn)今，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)已將發(fā)展較為成熟，配套與TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的低發(fā)射功率深度覆蓋設(shè)備也已經(jīng)在各城市中陸續(xù)投入商業(yè)運(yùn)營，并取得了較好的網(wǎng)絡(luò)通信效果。隨著TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展不斷深入，在未來，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)中的異構(gòu)結(jié)構(gòu)將會對數(shù)據(jù)通信較為密集的小區(qū)及區(qū)域采用分布系統(tǒng)來進(jìn)行構(gòu)建，同時為提高區(qū)域內(nèi)的深度覆蓋效果需要采用微基站與宏基站配套的模式來提高區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋的效果。而對于小區(qū)、中低端寫字樓等移動通信數(shù)據(jù)第一個檔次的區(qū)域則可以通過采用與Femto家庭基站解決方案相類似的方式、方法來提高深度覆蓋效果，用以實小區(qū)內(nèi)的TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋。

2 4G網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)對于不同區(qū)域深層覆蓋的優(yōu)化

4G網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋需要著重解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋的“點、線、面”的問題，對于基站的配置宏基站終點解決通信網(wǎng)絡(luò)的“面”和“線”問題，而深度覆蓋則需要重點在“點”上下功夫，在對4G移動通信網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋優(yōu)化時首先需要對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行價值評估，初步對需要深度覆蓋的目標(biāo)進(jìn)行判斷。通過精確覆蓋分析獲取詳細(xì)的需要深度覆蓋區(qū)域的位置，為后續(xù)的4G通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和優(yōu)化提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)參考。

在4G通信網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋方面通常主要有設(shè)備直接深度覆蓋和設(shè)備與分布設(shè)備相結(jié)合這兩種主要的方式。其中，進(jìn)行直接覆蓋的設(shè)備可以采用宏基站、微基站、皮基站等多中設(shè)備，采用何種設(shè)備形式對4G移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深度覆蓋需要在分析各設(shè)備的類型及使用場合的基礎(chǔ)上進(jìn)行選定。主設(shè)備與分布設(shè)備相配合的方式多應(yīng)用于大中型建筑的深度覆蓋，相對于單一設(shè)備的4G信號的深度覆蓋其信號覆蓋效果更好，不足之處則是建設(shè)成本較高，因此需要根據(jù)使用的場合進(jìn)行合理的選擇。

在4G通信網(wǎng)絡(luò)的TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號的深度覆蓋需要采用相應(yīng)的優(yōu)化措施：（1）在TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)中可以利用現(xiàn)有的宏基站的站址資源，將無線信號由室外向室內(nèi)發(fā)射，為提高信號進(jìn)入效果，對于TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)中所使用的天線的傾角需要與俯仰相配合以實現(xiàn)對于區(qū)域內(nèi)室內(nèi)信號的深度覆蓋。在信號方向上，對于建造高處的信號發(fā)射站需要控制其天線傾角使其向下發(fā)射以實現(xiàn)對于中低區(qū)域的覆蓋。而對于建在中低處的基站則需要控制其信號向上發(fā)射以實現(xiàn)對于高層區(qū)域的信號覆蓋。對于在市區(qū)內(nèi)樓宇較為密集、信號遮擋較為嚴(yán)重的區(qū)域，為提高信號深層覆蓋的效果還需要采用F頻段與D頻段相結(jié)合、2通道與8通道相結(jié)合的方式來實現(xiàn)區(qū)內(nèi)的混合組網(wǎng)分層通信信號的覆蓋。在區(qū)域內(nèi)基站天線等的架設(shè)上還需要注意挖掘信號覆蓋不足區(qū)域內(nèi)的路燈桿、監(jiān)控桿等的位置較高區(qū)域，通過在其上架設(shè)一些集成度較高、美化度較高的一體化簡易宏基站與微基站協(xié)同的產(chǎn)品，來對TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋不足區(qū)域的信號覆蓋和補(bǔ)充，以提高區(qū)域內(nèi)的深度覆蓋的效果。（2）對于住宅小區(qū)區(qū)域，則需要注意小區(qū)內(nèi)較高位置資源的挖掘，通過采用美化天線以實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的信號的深度覆蓋。（3）為實現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋，還可以充分利用目標(biāo)區(qū)域內(nèi)已建好的2/3G室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行4G改造，以提高目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的信號深度覆蓋效果。對于一些新建小區(qū)，在4G信號的建設(shè)上可以通過采用Pico基站與Femto基站相互疊加的方式來提升單位區(qū)域內(nèi)的基站的整體數(shù)據(jù)容量和邊緣吞吐率。

對于4G通信網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋可以使用Relay對其進(jìn)行優(yōu)化。Relay工作的原理是通過對基站發(fā)送的信號進(jìn)行調(diào)整，將原先數(shù)據(jù)信號通過UE傳輸調(diào)整為首先將數(shù)據(jù)信號發(fā)送給RN而后再通過RN將數(shù)據(jù)信號發(fā)送給UE，通過此種方式可以將基站的系統(tǒng)覆蓋范圍大幅增大并使得4G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)鏈路性能大幅提升，實現(xiàn)TD-LTE的深度覆蓋。對于4G移動通信網(wǎng)絡(luò)中由于異構(gòu)網(wǎng)所帶來的干擾特性與傳統(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)有較大的區(qū)別，除了具有同層干擾外還具有層間干擾，對于采用異構(gòu)網(wǎng)所帶來的干擾問題可以采用eICIC和CoMP技術(shù)方案予以解決，在CA情況下采用正交載波調(diào)度而在非CA情況下采用頻域、時域錯開機(jī)制等方式予以解決。

3 結(jié)束語

4G網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)今時下的主流通信網(wǎng)絡(luò)形式，為提高4G網(wǎng)絡(luò)的使用效果需要加強(qiáng)對于4G網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋。在覆蓋方式上可以選擇宏基站、小基站、室內(nèi)覆蓋等的多種方式，在使用上述方式進(jìn)行4G信號的深度覆蓋時除了需要考慮深度覆蓋的能力外還需要對小基站、室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)與周邊宏基站系統(tǒng)之間的協(xié)同覆蓋以便取得良好的覆蓋效果。

參考文獻(xiàn)

[1]陳力，王相銳.吉林移動TD-LTE網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋評估與精細(xì)優(yōu)化方案[J].通信世界，2016（5）：50-51.

[2]趙康成，王國梁，李鳳花.TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)中重疊覆蓋優(yōu)化解決方案分析[J].山東通信技術(shù)，2014，34（3）：40-43.

[3]蔡暉，朱艷.高層住宅小區(qū)LTE網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋方案分析[J].工程技術(shù)：引文版，2016（1）：00290-00290.