4G網絡深度覆蓋方式探討

陳寧夏 崔林

摘 要：隨著電信運營商4G網絡的用戶數量大規模增長以及網絡覆蓋不斷增強，同時由于LTE信號頻段較高，信號損耗較大，深度覆蓋制約網絡發展情況較為突出。文章將目前業界存在的10種深度覆蓋方式優缺點進行比較，結合實際應用場景探討各種深度覆蓋方式的應用，以求更加有效發揮各種方式的優勢，提升網絡競爭力。

關鍵詞：深度覆蓋；分布系統；小基站

伴隨著4G網絡覆蓋的完善以及4G業務快速發展，中國的4G用戶數已經步入了規模增長階段。中國移動2018年10月4G用戶數達7.00億戶，當月凈增508.3萬戶[1]。中國聯通2018年10月4G用戶累計達2.59億戶[2]。中國電信2017年12月份累計4G用戶2.34億戶。用戶數量的增加必然要求網絡質量的精品化。在這樣的情況下，4G的服務質量和用戶體驗就成為運營商關注的重點。與此相應，如何打破深度覆蓋這一制約服務質量和用戶體驗的瓶頸也成為當務之急。

對于電信網絡運營商而言，居民區是一塊至關重要的“陣地”—70%以上的數據流量發生在室內。提升深度覆蓋能力、保障室內用戶感知，是運營商增加4G網絡競爭力的重要手段[3]。面對高數據流量訴求，深度覆蓋必須跟得上，但現實中，居民區卻是一個用戶投訴占比高的“問題”區域，究其原因，主要是隨著人們的環保、維權意識越來越強，對所安裝設備的美觀度要求越來越高，傳統基站已很難解決居民區覆蓋問題：一方面，那些高大、明顯的宏基站由于面臨物業協調、站址獲取等難題，很難進入居民小區實現部署；另一方面，受外圍高層建筑阻擋，附近的宏基站信號無法穿透多個墻體，在小區內部也很容易形成4G覆蓋空洞，造成弱覆蓋區域，這勢必會降低用戶體驗，影響用戶對4G品牌的忠誠度。居民區深度覆蓋已成為LTE精品網亟待攻克的“難關”。

通過對居民區深度覆蓋來提升4G網絡質量和用戶體驗，已成為電信運營商的共識。然而，在實際的建設過程中，卻面臨著新增站址物業協調困難、光纜鋪設周期長、投資成本高、設備不美觀、遭用戶投訴等問題，因此，迫切需要找到一個截然不同的思路來解決進場難的問題。

1 4G網絡覆蓋場景

目前，運營商4G無線覆蓋的常見場景包括以下幾方面。

（1）多棟高層樓宇。由多個樓宇層高在12層以上的建筑物組成，通常為高層住宅小區，外部多為瓷磚，內部隔間較多，在建筑中部設置有電梯井。主要的覆蓋困難為通過室內分布解決物業要求高，建設成本較大。

（2）獨棟高層樓宇。樓宇層高在12層以上的建筑物，通常為寫字樓，外部多為玻璃外墻，內部隔間較多，在建筑物多個地方設置有電梯井。由于這種場所內部結構多樣性，且會不停變化，導致室內分布效果不是很理想，通過室外宏站直接覆蓋，則對周邊基站的干擾難以控制。

（3）中低層樓宇。層高在6—12層，通常樓宇之間的間距較近，宏站無法完全進行覆蓋，建議采用室外輻射室內的方案解決深度覆蓋。如果樓宇距宏站250 m以內，首選調整宏站參數以達到覆蓋小區的目的。如室外宏站無法解決，可采用分布式微基站結合小區合并進行覆蓋。

（4）城中村。層高在6層以下，建筑物的分布極其密集，遮擋情況很嚴重。在內部建設宏站，則會受到很大的阻擾，且工程造價很高。

（5）商業樓宇。一般建筑物層高在10層以下，平層占地面積較大，內部開闊。外墻多為玻璃外墻，內部墻體很厚。人流量密集，對業務需求有一定的規律性。

（6）大型場館。一般為體育場館或會展中心，大型場館用于各種體育賽事、大型活動等，業務容量需求較大，呈潮汐特性，突發性較強，用戶極多，宜采用室內覆蓋系統，規劃覆蓋方案時需重點考慮容量及可擴展性，以便后續新增系統的接入，此類場景一般相對空曠，但用戶密集，從容量需求考慮，可優先采用分布式皮基站組網解決；從系統接入制式可擴展性考慮，可優先采用雙路同軸電纜分布系統[4]。

（7）高校園區。業務需求較為集中，且有很強的規律性在宿舍區和教學區間交替。

2 深度覆蓋方式比較

在我國，深度覆蓋主要包括分布系統覆蓋和小基站直接覆蓋兩種模式、10種覆蓋方案。分布系統主要用于大型樓宇的覆蓋（一般單層面積大于1 000 m2）；小基站直接覆蓋則主要應用于室外局部區域補盲（如城中村），以及會場、會議室、地下室等局部熱點覆蓋。

業界目前在用的分布系統主要是無源分布，有源分布系統正在逐步成熟。而在用的小基站則主要是主設備廠家的小基站，第三方廠家小基站直接覆蓋方式主要在試點階段。這些方案在商業網中的試用情況如表1所示。

不同的覆蓋方式有不同的適用場景，同時也需要考慮到系統本身的容量、性能、維護性以及工程應用的造價。從容量上看，傳統的無源分布系統的每平方米LTE容量是2 kbps，主設備廠家BBU+（光纖/五類線）分布系統+末梢毫瓦級分布式RRU的每平方米容量是51 kbps。容量上有源室分優勢非常明顯。

同時，對于現在常見的室內定位應用來說，室內定位的精準度主設備廠家基站+銅纜分布系統的室內定位精準度為10 000 m2，主設備廠家BBU+（光纖/五類線）分布系統+末梢毫瓦級分布式RRU的室內定位精準度為400 m2。從可維護性來對比，主設備廠家基站+銅纜分布系統的優點是都是無源器件，故障率低，但不可監控；主設備廠家BBU+（光纖/五類線）分布系統+末梢毫瓦級分布式RRU的末梢設備都是有源的，故障率相對較高，但可監控。深度覆蓋方式的優缺點比較如表2所示。

同時通過多個工程結算價格的對比，可以對比出常規室分和有源室分的平均價格。造價如表3所示。

綜上所述，對于常規室分和有源室分，這兩種方案各有優勢。

（1）有源分布系統造價是無源分布系統的1～2倍，電費是無源分布系統的2倍，系統可擴展性較差，末梢有源設備多、需遠程供電。

（2）有源分布系統在容量、定位精度、施工方面有優勢。

（3）有源分布系統主要應用于業務量較大的高價值室分場景（如大型Mall、地鐵、交通樞紐）。

（4）室內分布系統建設模式：運營商確定樓宇覆蓋方案后，集成商根據運營商方案進行談點及建設（采用有源分布系統更易于物業準入）。

3 結語

目前，根據網絡建設的實際情況以及各方案的特點，依據不同場景因地制宜選用覆蓋方案，綜合發揮各種覆蓋方式優勢，使用宏基站+室內分布系統實現骨干網絡拓撲結構覆蓋，使用小基站實現室內外局部補盲。同時，綜合考慮造價、系統可擴展性、電費、維護、容量、安全性等因素，以無源分布系統為主，有源分布系統為輔，積極推進重點場景深度覆蓋的建設。另一方面，運營商依托鐵塔公司的優勢，快速搭建深度覆蓋網絡結構，有效利用已有資源，降低建設成本也是提升網絡競爭力的有效手段。

[參考文獻]

[1]中國移動.月度客戶數[EB/OL].（2018-11-06）[2018-12-21].https：//www.chinamobileltd.com/sc/ir/operation_m.php.

[2]中國電信.主要運營數據-月度[EB/OL].（2018-11-06）[2018-12-21].https：//www.chinatelecom-h.com/sc/ir/kpi.php.

[3]郭本英，米世成.不同場景4G網絡深度覆蓋方法探討[J].信息通信，2017（11）：190-191.

[4]中國移動.室內覆蓋建設指導意見報告[R].中國移動，2017.