發展異構網以滿足LTE網絡覆蓋及容量需求的研究

陳 沛，陳 曉

（1.上海郵電設計咨詢研究院有限公司，上海 200092；2.寧波華訊通信服務有限公司，浙江 寧波 315040）

1 科學化的小基站布局，發展異構網

異構網的架構是跨形態的不同形態組合成的網絡結構。一般在網絡建設過程中指的是狹義上的異構網，在同一制式內的形態下形成一種網絡結構。目前的主要設備形態包括Pico和Fento等，發射功率一般在幾十毫瓦到幾瓦。通常可以將異構網中的設備叫做小基站，可分為瓦級小基站和毫瓦級小基站。結合目前的商用程度，無線通信設備都可以提供瓦級小基站的產品，發射功率一般為5 W，發射功率軟件可以調整，而毫瓦級小基站的成熟度不高。典型的異構網結構中，小基站可以通過盲點熱區與室內覆蓋的方式實現精準覆蓋，提高用戶體驗性，在城市居民區、CBD及城中村環境中比較適用。

2 發展異構網滿足不同建設階段的需求

LTE網絡建設早期，主要以覆蓋為主要建設方向。此時異構網主要是針對覆蓋盲點進行設計，從室外覆蓋到室內覆蓋，并對部分難以覆蓋的建設系統進行補盲[1]。隨著業務的發展以及用戶量的增加，會在網絡建設后期進行容量建設。此時異構網需要滿足數據熱點區域的擴容需求，對容量要求比較高的室內進行覆蓋。分析目前我國各運營商的LTE網絡建設可知，其室內覆蓋效果較好，但部分區域仍存在覆蓋盲點，特別是大型住宅小區，覆蓋嚴重不足，高層住宅也存在覆蓋深度問題。因此，需要采用室內外協同的規劃方案，以宏基站覆蓋為基礎，通過優化網絡的方式來解決覆蓋盲區的問題[2]。

3 發展異構網解決覆蓋盲區的問題

3.1 人口密集的市區與城中村的覆蓋

對于密集的城市市區與城中村，需要將低矮建筑樓頂和路燈桿等資源進行合理運用，建設瓦級小基站與定向天線，對覆蓋盲區進行補充，以實現全面覆蓋[3]。

3.2 高層住宅小區的覆蓋

高層住宅小區一般都是混凝土框架式建設方法，因此都存在框架式的結構，屬于塔樓的形式[4]。該類建筑中，塔樓的高度一般都在12層到35層，如果超過35層就屬于超高樓層。LTE網絡覆蓋建設中，需要考慮好小區的建筑目的，不同檔次的小區建筑密度不一樣。對于高檔小區，其建筑密度比較低，普通小區則建筑密度比較高，且每一層的住戶也比較多[5]。室外基站很難保證在高層住宅小區中進行網絡覆蓋，特別是對高層與底層的覆蓋，一般需要采用室內外協同的覆蓋方案。可在室外的路燈桿等布置瓦級小電站，以解決小區低層與中高層住宅的室內覆蓋問題。對于室內的覆蓋盲區，可以考慮采用室分系統進行解決[6]。

3.3 大型場館與交通樞紐的覆蓋

大型場館與交通樞紐屬于比較開闊的空間，人流量比較大，且容量要求也比較高，無法布置室內分布系統，因此可以考慮將小基站作為深度覆蓋的補充手段，根據室外覆蓋的需求選用瓦級小基站與毫瓦級小基站[7]。對于室內覆蓋，可以選用毫瓦級的小基站。覆蓋中的主要難點是干擾與協同的問題。LTE網絡小基站的部署對宏微邊界區域的原來信號覆蓋有著重要影響。一般通過建筑物的阻擋和覆蓋范圍的調整等方式降低干擾影響。改善容量過程中，宏基站與小基站之間會存在同頻干擾，不同發射功率的上行鏈路不平衡或者是復雜的移動性管理，導致小基站的部署存在較大問題。為了解決干擾與協調的問題，需要引入ICIC增強技術，其中包括了時域eICIC在宏基站與小基站中的部分保護時隙的預留。在宏基站發射準空子幀過程中，僅需要發送CRS與SI的相關信息，就能降低子幀對小基站的干擾，但是這種方式只能使用支持R10以上的終端，并且要求宏基站與小基站時間同步[8]。

3.4 異構網的發展應用

分析異構網的產品發展發現，國內異構網建設一般有三種應用方式。第一，將小基站作為宏基站的一種補充部署，以改善覆蓋弱區和覆蓋盲點，提高信號覆蓋質量。第二，將小基站布置在LTE網絡中，宏微邊界區域在原有的宏基站信號覆蓋上會存在一定影響，導致SINR降低，從而影響網絡體驗。目前還沒有成熟商用宏微干擾協調技術，需要采用建筑物遮擋和調整覆蓋范圍的方式進行規避干擾[9]。第三，3GPP標準下，針對異構網的特性進行研究，有助于異構網組網的實現，也可以很好地解決小區重選與切換等移動性管理問題。小基站一般可以分為瓦級小基站和毫瓦級小基站，瓦級小基站的范圍在1～10 W，主要設備形態為一體化小基站；毫瓦級小基站的范圍在50～250 mW，主要設備形態為小型RRU。

4 結 論

國內三大運營商正在全面鋪開LTE網絡建設，在城區、城中村及住宅小區中廣泛運用LTE異構網設備，有效解決了傳統宏基站建設中網絡覆蓋不全面問題。