LTE網(wǎng)絡(luò)多場景深度覆蓋解決方案

袁 帥

（中國通信建設(shè)集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100000）

1 引言

目前LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)日趨完善，網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋已基本實(shí)現(xiàn)，隨著一些重要場景數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的快速增長，如室內(nèi)或繁華的街區(qū)等，深度覆蓋不足的問題已開始明顯顯現(xiàn)，嚴(yán)重影響了用戶感知，帶來了較差的用戶體驗(yàn)。因此，深度覆蓋的提升成為了接下來需要面臨和亟待解決的重要難題。

2 深度覆蓋的重要性及解決思路

現(xiàn)階段隨著各種智能終端的層出不窮，LTE無線網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋便不僅僅局限于傳統(tǒng)的語音覆蓋，而是向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方向轉(zhuǎn)變，智能化、流暢化已然成為LTE無線網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實(shí)需求。目前雖已實(shí)現(xiàn)了LTE網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋，但是在一些如商務(wù)樓宇云集的核心商圈、居民樓密集的住宅區(qū)域等場景下依然存在信號(hào)覆蓋弱、甚至無信號(hào)的情況，這些區(qū)域特點(diǎn)顯著：用戶相對(duì)集中，業(yè)務(wù)需求量大，對(duì)容量提出較高要求；樓層高，樓宇密，樓間遮擋造成陰影盲區(qū)，對(duì)覆蓋造成很大影響。

縱觀整個(gè)LTE網(wǎng)絡(luò)都是以宏站建設(shè)為基礎(chǔ)，來快速解決連續(xù)覆蓋道路、樓宇外部等的淺層覆蓋問題。而對(duì)于覆蓋盲區(qū)和弱覆蓋區(qū)域，僅僅通過調(diào)整宏站的工參已經(jīng)無法滿足覆蓋要求，因此采取“宏微協(xié)同、室內(nèi)外協(xié)同”的措施就顯得尤為重要。

圖1 深度覆蓋解決思路

所謂“宏微協(xié)同、室內(nèi)外協(xié)同”如圖1所示，就是對(duì)于室外區(qū)域，除正常進(jìn)行宏站建設(shè)之外，還采用燈桿站、微站等一體化小基站的建設(shè)方式，對(duì)弱覆蓋區(qū)域、熱點(diǎn)區(qū)域近距離靈活部署，有針對(duì)性的解決深度覆蓋問題，同時(shí)降低對(duì)宏站的依賴，從而做到宏微協(xié)同。對(duì)于有核心價(jià)值的、業(yè)務(wù)需求較高的室內(nèi)區(qū)域，可以一方面采用室外微站向室內(nèi)輻射對(duì)打的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，另一方面采用外表美觀、性能良好、維護(hù)便捷的新型室分如LampSite等進(jìn)行室內(nèi)覆蓋，從而做到室內(nèi)外協(xié)同。

3 多場景深度覆蓋解決方案

3.1 多場景解決方法

3.1.1 高密度住宅小區(qū)

業(yè)務(wù)特點(diǎn)方面，高密度住宅小區(qū)的功能單一，人口密度高，流動(dòng)人員少，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以休閑娛樂為主。該場景具有明顯的潮汐效應(yīng)，工作時(shí)段的業(yè)務(wù)量一般低于非工作時(shí)段的業(yè)務(wù)量，周末或節(jié)假日偶爾會(huì)出現(xiàn)業(yè)務(wù)量突發(fā)的情況，容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞問題。與普通住宅小區(qū)對(duì)比，高密度住宅小區(qū)的樓層高、樓宇多、用戶密度大、容積率高，只通過室外宏基站兼顧覆蓋的方式通常無法滿足用戶需求，尤其是語音業(yè)務(wù)，一旦出現(xiàn)掉話或者通話質(zhì)量下降，便很容易引起用戶的投訴，嚴(yán)重影響運(yùn)營商的品牌形象。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)方面，高密度住宅小區(qū)多為高層小區(qū)、多層混合小區(qū)和復(fù)合型小區(qū)，這類場景的結(jié)構(gòu)特征隨建筑特征的不同而不同，有些住宅小區(qū)樓體不通透，內(nèi)部隔斷多，墻體也較厚，穿透損耗非常嚴(yán)重。

站址及天面選取方面，由于近年來居民對(duì)電磁輻射的抵觸心理非常嚴(yán)重，對(duì)小區(qū)及周邊的站址非常敏感，就給基站站址及天面的選擇增加了難度；同時(shí)，由于很多小區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)實(shí)施完畢，居民已經(jīng)入住，在小區(qū)內(nèi)進(jìn)行基站施工和傳輸布線等難度也非常高。如果繼續(xù)建設(shè)宏基站進(jìn)行覆蓋，不但實(shí)施難度大，覆蓋效果也不理想，因此對(duì)于這種場景，可采用室外微基站的建設(shè)方式，室外微基站安裝方便，部署靈活，隱蔽性好，可通過設(shè)置天線工參，實(shí)現(xiàn)對(duì)住宅小區(qū)樓宇內(nèi)部的定向穿透覆蓋，進(jìn)而解決深度覆蓋問題；對(duì)于地下停車場或小區(qū)電梯部分，可采用無源室內(nèi)分布系統(tǒng)或室內(nèi)微基站解決。

3.1.2 高流量商務(wù)區(qū)

所謂高流量商務(wù)區(qū)，就是用戶人群分布集中，且多為商務(wù)人士，職業(yè)定位相對(duì)高端，對(duì)語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求較高，需要較高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗(yàn)速率、較低的時(shí)延；語音通話要求清晰、流暢。通常此場景的語音話務(wù)量和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量要高于周邊其他普通場景。高流量商務(wù)區(qū)多為高檔寫字樓、酒店，該場景的建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是樓層較高（有些樓宇甚至為地區(qū)標(biāo)志性建筑），隔斷較多，通常為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加玻璃外墻，辦公區(qū)房間大小不等，電梯較多，兼有地下室。對(duì)于大型商業(yè)場館雖然層高不高，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平層占地面積較大，隔斷少，室內(nèi)空曠封閉，建筑內(nèi)空間跨度大。

上述場景由于樓體自身結(jié)構(gòu)原因，以及樓宇建筑位置排布問題，建筑物內(nèi)存在較明顯的弱覆蓋區(qū)域，同時(shí)電梯、地下停車場等區(qū)域一般為覆蓋盲區(qū)。針對(duì)于這種場景的無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)采取如下方式：用戶集中、業(yè)務(wù)量需求大的室內(nèi)區(qū)域采用新型有源室內(nèi)分布系統(tǒng)解決深度覆蓋，如LampSite等；室外周邊區(qū)域采用一體化微基站覆蓋手段實(shí)現(xiàn)街道、底商等的覆蓋，用于吸收熱點(diǎn)區(qū)域的業(yè)務(wù)量，為宏基站分擔(dān)業(yè)務(wù)；用戶稀疏、業(yè)務(wù)需求一般的地下停車場、電梯等采用無源室分系統(tǒng)這種廣覆蓋、低容量的方式解決信號(hào)盲區(qū)問題。

5)進(jìn)一步從3次大風(fēng)過程來看,出現(xiàn)例如臺(tái)風(fēng)、寒潮等過程性的大風(fēng)過程時(shí),浮標(biāo)站與新沙島站有較好的擬合效果,而與國家站在陣風(fēng)方面基本存在一個(gè)風(fēng)力等級(jí)的差距。而出現(xiàn)類似強(qiáng)對(duì)流這種突發(fā)性大風(fēng)過程時(shí),浮標(biāo)站的風(fēng)力變化具有一定的偶然性。

3.1.3 高校

目前，大學(xué)生手機(jī)網(wǎng)絡(luò)的使用呈現(xiàn)“普及率高、依賴程度高”的兩高態(tài)勢，所以高校也是亟需解決深度覆蓋的一個(gè)重要場景。高校的用戶群體類型單一，共性鮮明，大學(xué)生使用最多的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是社交類和娛樂類，手機(jī)網(wǎng)絡(luò)游戲、手機(jī)視頻、手機(jī)網(wǎng)絡(luò)新聞等手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)娛樂已成為大學(xué)生活的重要組成部分。高校場景的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求非常高，且潮汐現(xiàn)象非常明顯，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)白天主要集中在教學(xué)區(qū)域，晚上則主要集中在宿舍區(qū)域。

高校類似一個(gè)綜合性的小社區(qū)，它包含多種功能性的建筑，有室內(nèi)區(qū)域和室外區(qū)域，所以對(duì)高校進(jìn)行覆蓋，最重要的就是做好室內(nèi)外宏微協(xié)同覆蓋。室外區(qū)域面積大，比較開闊，穿透損耗低，通過室外宏基站和室外微站的建設(shè)基本能滿足覆蓋需求。室內(nèi)區(qū)域就相對(duì)復(fù)雜一些，考慮到容量和施工協(xié)調(diào)難度，通常采用新型室分的建設(shè)方式，如LampSite等，同時(shí)輔以室外站向室內(nèi)對(duì)打輻射的方式進(jìn)行深度覆蓋，如BOOK RRU等。

3.2 解決案例及仿真分析

3.2.1 高密度住宅小區(qū)

選取北京某住宅集中區(qū)域?yàn)榘咐搮^(qū)域以居民住宅小區(qū)為主。圖2為該住宅區(qū)的三維地圖，可以看出建筑層數(shù)均為十層左右，樓宇為多行排列形式，居住密度較高。

圖2 北京某住宅集中區(qū)三維地圖

如圖3的仿真結(jié)果所示，該區(qū)域有部分住宅小區(qū)的RSRP已低于-115dBm，可見住宅樓內(nèi)部存在深度覆蓋不足的現(xiàn)象，如不改善，將引發(fā)住戶的投訴。

圖3 北京某住宅集中區(qū)建設(shè)BOOK RRU前仿真圖

考慮到物業(yè)協(xié)調(diào)難度和民擾問題，本次采用相對(duì)隱蔽的BOOK RRU，隱藏于弱覆蓋區(qū)域居民樓單元門上或草坪中，通過對(duì)打輻射方式來解決住宅內(nèi)部深度覆蓋問題。仿真結(jié)果如圖4所示，弱覆蓋區(qū)域住宅的RSRP明顯有所改善，可全部提升至-115dBm以上。

圖4 北京某住宅集中區(qū)建設(shè)BOOK RRU后仿真圖

選取北京某核心商圈為案例，該區(qū)域以高端商務(wù)寫字樓為主。圖5為該商圈的三維地圖，可以看出建筑層數(shù)均為二、三十層左右，樓宇分布相對(duì)密集。

圖5 北京某核心商圈三維地圖

對(duì)于這種高流量商務(wù)區(qū)，如果單靠周圍的宏站建設(shè)是無法解決樓宇內(nèi)部信號(hào)覆蓋問題的。如圖6的仿真結(jié)果所示，該區(qū)域部分商務(wù)樓宇的RSRP在-115dBm以下，可見該商務(wù)樓宇內(nèi)部深度覆蓋不足，嚴(yán)重影響了用戶感知。

圖6 北京某核心商圈建設(shè)LampSite前仿真圖

考慮到傳統(tǒng)室分會(huì)破壞樓體裝修，協(xié)調(diào)實(shí)施難度大，本次采用新型室分LampSite對(duì)多個(gè)弱覆蓋樓宇進(jìn)行室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，解決高端商務(wù)樓宇內(nèi)部的深度覆蓋問題。仿真結(jié)果如圖7所示，弱覆蓋區(qū)域商務(wù)樓宇住宅的RSRP明顯有所改善，可全部提升至-115dBm以上。

圖7 北京某核心商圈建設(shè)LampSite后仿真圖

3.2.3 高校

選取北京某高校為案例，圖8為該高校的三維地圖，選取的為教學(xué)樓區(qū)域，可以看出該區(qū)域相對(duì)開闊，建筑樓宇均為十層以下的低矮建筑。

圖8 北京某高校三維地圖

如圖9的仿真結(jié)果所示，該區(qū)域部分教學(xué)樓RSRP低于-115dBm，可見此高校存在教學(xué)樓內(nèi)部深度覆蓋不足的現(xiàn)象，如不改善，會(huì)給對(duì)手機(jī)依賴度極高的學(xué)生用戶帶來較差的體驗(yàn)。

圖9 北京某高校LampSite+BOOK RRU聯(lián)合部署前仿真圖

考慮到容量和施工協(xié)調(diào)難度，本次在室外采用BOOK RRU向室內(nèi)對(duì)打輻射的方式，室內(nèi)采用新型室分LampSite建設(shè)方式，對(duì)弱覆蓋樓宇內(nèi)部進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，通過室內(nèi)外協(xié)同來解決住宅內(nèi)部深度覆蓋問題。仿真結(jié)果如圖10所示，弱覆蓋區(qū)域教學(xué)樓RSRP明顯有所改善，可全部提升至-115dBm以上。

圖10 北京某高校LampSite+BOOK RRU聯(lián)合部署后仿真圖

3.3 小結(jié)

由上述3個(gè)案例可以看出，對(duì)于北京這種宏站覆蓋已經(jīng)基本完善的城市，還是存在很明顯的室內(nèi)深度覆蓋不足問題，通過部署微站和新型室分，可以大大彌補(bǔ)宏站的不足，有效的改善LTE無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果。

4 結(jié)束語

隨著用戶對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的依賴性越來越強(qiáng)，對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連續(xù)使用性要求越來越高，進(jìn)行LTE無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋就成為了運(yùn)營商重點(diǎn)關(guān)注的問題，而微站和新型室分的得體應(yīng)用恰好解決了這一難題。微站和新型室分成為基礎(chǔ)宏站和傳統(tǒng)室分建設(shè)的有效補(bǔ)充手段，通過這種宏微協(xié)同、室內(nèi)外協(xié)同的方式進(jìn)行LTE無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，為提升用戶感知，增強(qiáng)用戶粘度給予了重要保障。