各類居民區LTE 無線網絡優化場景分析及規劃

周普成，孟延暉

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

目前，居民區LTE無線網絡深度覆蓋面臨談點難、建設難和優化難的“三難”問題，是網絡深度覆蓋的瓶頸問題。本文重點對8類居民區場景的規劃、建設原則進行總結，希望能對目前LTE無線網絡相關場景的建設、優化工作給予參考。

1 居民區覆蓋目標

實測數據表明：當下行速率大于等于4 Mb/s時，可滿足文字、圖片等非動態資源瀏覽良好感知；當下行速率大于等于10 Mb/s時，可滿足720 P標清視頻及高清GIF圖片的無卡頓播放。

以用戶感知為出發點，要求居民區深度覆蓋滿足如下指標：

（1）覆蓋指標：室內（樓道內）覆蓋要求覆蓋率滿足RSRP≥-110 dBm&SINR≥3 dB的比例大于90%；

（2）速率指標：上下行速率≥5/12 Mb/s的采樣點占比大于90%；

（3）信號控制：小區外泄的比廣覆蓋小區RSRP低10 dB（若小區周邊無主覆蓋，以上要求不適應）；對于小區滴灌注意主瓣控制，不建議最外層建筑布放天線外打；小區滴灌覆蓋距離建議低于平均站間距2倍（以小區邊界為界，RSRP=-105 dBm時的位置）。

2 居民區覆蓋總體原則

居民區按建筑類型和場景劃分為8大類型，分別為高層小區、小高層小區、多層小區、別墅區、商住一體小區（塔樓）、特殊樓型（尖頂或斜頂等歐式建筑）、地下室和電梯。針對每種場景的覆蓋方案有如圖1所示的建議（實線為首選方案，虛線為備選方案）。

圖1 每種場景的覆蓋方案選擇

3 8類居民區場景分析和規劃要點

居民區場景各具特點。按建筑特點分類，居民區可分為別墅區、多層小區、小高層小區、高層小區和塔樓。在實際小區場景中，更多的是復合型小區類型，尤以多層+小高層、小高層+高層和多層+小高層+高層最為多見，如圖2所示。

3.1 高層小區覆蓋

地理位置：密集城區、城郊結合區。

場景特點：樓層較高（15～35層）；樓宇排列規則或相互間錯開，樓間距較大，一般30 m以上，有電梯、大型地下停車場，綠化面積較大，有統一的物業管理。

信號特點：10～20層部分窗邊存在導頻污染情況，25層或30層以上信號不穩定。

用戶特點：入住率高，容積率高，用戶密集，價值用戶多，話務需求量大。

圖2 各類居民區場景特色示意

規劃要點：優選樓頂滴灌覆蓋方案，如RRU+美化天線或者EasyMacro。因樓層較高且樓間距較大，為控制信號泄露，建議選用等大傾角美化天線，如射燈天線等。單純采用“下打”方式時，超過20層的樓宇必須采用大張角射燈，否則無法滿足所有樓層覆蓋。由于樓層較高，需考慮低層補盲，可以選擇在地面安裝射燈、草坪燈、廣告牌以及路燈等類型的美化天線或MDAS、小微基站等補充低層覆蓋。

方案推薦：如表1所示，其中星級數量代表程度大小（后文含義相同）。

宏站覆蓋：高層小區由于樓宇較高，一般均超過宏站天線掛高，宏站從一個方向無法覆蓋整個小區，需要從多角度同時才能較好地完成覆蓋，且無法有效覆蓋15層以上。

規劃原則：由于宏站正面打僅能解決第一排住戶和第二排單側住戶，所以需根據小區樓宇密集程度，采用雙面對打或者多面打。若為側打場景，掠射角最小不低于30°，宏站距離高層樓宇的距離不要超過300 m。在不發生過遠覆蓋的前提下，下傾角越小，可以覆蓋的樓層越多。

小區內樓頂滴灌覆蓋：樓頂滴灌常規主設備使用RRU+射燈天線或者Easymacro，其中超過20層的樓宇必須采用大張角射燈或者Easymacro橫裝的方式，然后采用樓間對打的方式進行覆蓋。

規劃原則：射燈天線布放盡量選擇靠近被覆蓋樓宇的位置，正打方式覆蓋效果最好，如果是斜打，需要控制好掠射角，可參考表2。

表1 方案推薦

表2 規劃原則

此外，大張角天線需要較大的傾角，所以天線安裝要盡量靠近墻體外側，天線要能直視被覆蓋樓宇底層，否則信號容易被墻面反射造成覆蓋效果差；天線口功率設計要＞7 dBm，否則不能保證覆蓋效果；RRU安裝位置盡量靠近射燈，可以縮短饋線距離和減少接頭的使用，減少信號衰減的同時降低故障率；Easymacro樓頂一般采用抱桿安裝，為避免主瓣信號被女兒墻遮擋，設備底部需高于女兒墻一定高度，一般建議抱桿距離女兒墻距離不宜過大，建議在20 cm內，如圖3所示。

3.2 小高層小區覆蓋

地理位置：新城區、城郊結合區。

場景特點：小區多為板式建筑，樓宇基本在10～15層，多有電梯、大型地下停車場，樓間距一般在45 m左右，綠化面積較大，有統一的物業管理。

信號特點：樓層內部特別是5層以下，房間內信號偏弱。

用戶特點：入住率高，用戶數量較多。

規劃要點：優選小區滴灌覆蓋方案，樓高基本在25～45 m。當小區規模較大時，宏站無法滿足整個小區覆蓋要求，內部滴灌可使用RRU+排氣管、水塔、射燈以及板狀（帶美化）罩等類型天線，也可以選擇一些天線垂直波瓣角較大的小微基站。天線采用“下打”方式可滿足覆蓋要求。

方案推薦：如表3所示。

規劃原則：天面方案設計時需考慮周邊宏站，結合現場測試情況、樓頂查勘情況來確定小區外圍樓宇是否由宏站覆蓋，進而合理制定小區天面方案。一般將小區天面數量控制在小區總樓宇數的30%左右。對于天面場景，小區原則上采用射燈對打的方式。如需覆蓋區域較大（即多幢樓宇）同時高度在15層以下的天面，可考慮增益相對較高的天線（如排氣管或方柱）；扇區盡量從南邊的樓宇向北邊的樓宇的南部覆蓋。若目標樓宇單元數量多且樓面較寬，可以多個扇區覆蓋。天線需安裝在女兒墻上，正打方向需開闊，不能被樓頂屋面或其他建筑物遮擋。射燈天線的下傾角需經計算得出，不可隨意標注。若選排氣管，只有電子下傾角，最大15°。對于地下室場景，將天線密度降低進行薄覆蓋，預計單天線覆蓋半徑15 m左右，即將天線間隔控制在30 m左右；汽車車庫用全向板狀天線結合方式覆蓋，汽車坡道采用板狀天線，每單元自行車庫使用1～2副板狀天線；對于電梯場景，僅針對有天面單元進行電梯覆蓋；采用對數周期天線，每4層（12 m）間距布放1副對數周期天線。

圖3 Easymacro樓頂的規劃原則

表3 方案推薦

小高層小區樓頂一般為平頂（有女兒墻），亦有斜頂情況；有電梯，但電梯機房有無不確定；一般有地下汽車庫。平頂且有電梯機房的情況，需要覆蓋小區天面、有天面單元的電梯、地下汽車庫以及自行車庫等場景。LTE直放站作為RRU的延伸覆蓋，可用于解決此類小區天面及電梯和地下汽車庫。直放站頻段選型根據上聯RRU頻段決定，保持一致性。直放站安裝位置原則上所有設備必須安裝在室內（業主電梯間或樓梯間），無法安裝室內的情況下盡量選擇有屋檐的室外墻壁安裝。

3.3 多層小區覆蓋

地理位置：地處市中心、老城區居多。

場景特點：樓宇較低，一般低于8層，樓間距小，公共綠化面積小，無電梯及地下停車場，小區已基本成型，有統一的物業管理。

信號特點：小區內電磁傳播環境差，由于樓間距小，低層信號覆蓋容易受到周圍建筑阻擋而出現弱覆蓋。

用戶特點：住率高，用戶數量較多，但用戶ARPU值較低。

規劃要點：優選宏站覆蓋方案，因小區樓層不高，可充分利用宏站資源解決覆蓋；小區內部滴灌選用排氣管、水塔、射燈和板狀（帶美化罩）等類型天線以及小微基站。

方案推薦：如表4所示。

表4 方案推薦

3.4 別墅區覆蓋

地理位置：一般位于城區、郊區。

場景特點：樓宇較低，一般低于3層，樓間距較大，綠化面積大，容積率低，電梯是用戶自行決定是否安裝，有地下室，有統一的物業管理，小區內走線有相應的規范或要求。

信號特點：別墅的墻體相對較厚，雖然樓間距較大，但是綠化樹木較多，因此衰減相對較大，小區內無線傳播環境好。如果基站靠近小區，則小區內信號整體良好；如果基站遠離小區，則小區內信號普遍偏弱。別墅的地下室都是獨立的，需要單獨做PICO或家庭基站，否則基本無信號。

用戶特點：用戶數量較少，但用戶ARPU值較高，高端用戶占比高。

規劃要點：優選宏站覆蓋方案，周邊高樓樓頂滴灌方式。小區內部建站難度較大，可利用售樓處、物業辦公室樓頂等位置部署射燈、排氣管等美化天線。在用戶樓頂安裝天線難度較大，可在小區內補充草坪燈、路燈、廣告牌、垃圾桶以及石頭型等形式的美化天線以及小微基站。

方案推薦：如表5所示。

3.5 塔樓覆蓋

地理位置：市中心、密集城區。

場景特點：多為點式建筑，一般由1棟或幾棟組成。樓體厚度大，樓宇底層為裙樓商業房，樓層較高，一般為20層以上，有電梯、地下室。

信號特點：電梯、地下室屬于信號盲區，10～20層部分窗邊存在導頻污染情況，25層或30層以上信號不穩定。

用戶特點：入住率高，用戶數量較多。

規劃要點：樓層較高且樓體較厚，單從一側覆蓋無法滿足覆蓋要求，可利用周圍天線資源，選用大增益天線多側覆蓋，有條件可選擇室分建設。

方案推薦：如表6所示。

3.6 特殊樓型覆蓋

地理位置：市中心、老城區或偏遠郊區。

場景特點：樓宇較低，一般低于10層，樓間距小，公共綠化面積小，無電梯及地下停車場，小區已基本成型，有統一的物業管理。

信號特點：小區內電磁傳播環境差，由于樓間距小，低層信號覆蓋容易受到周圍建筑阻擋而出現弱覆蓋。

用戶特點：入住率高，用戶數量較多，但用戶ARPU值較低。

規劃要點：優選宏站覆蓋方案。因樓層不高，可充分利用宏站資源，小區內部滴灌選用排氣管、水塔、射燈和板狀（帶美化罩）等類型天線以及小微基站，天線安裝可采用“下打”方式，可滿足所有樓層覆蓋。

方案推薦：如表7所示。

表5 方案推薦

表6 方案推薦

表7 方案推薦

3.7 地下室

地理位置：居民區地下室。

場景特點：樓宇較高，一般為高層住宅小區或高檔寫字樓及酒店，有地下車庫。地下車庫面積較大，且流量需求較小。

信號特點：地下室屏蔽嚴重，基本無信號，處于脫網狀態。

用戶特點：入住率較高，用戶數量較多，地下室經常有人走動或車輛流動。

規劃要點：針對地下室面積大、隔斷多的情況，優先選用室內分布系統覆蓋。地下車庫一般面積較大，覆蓋較差，一般只要求覆蓋，對容量不做要求。

方案推薦：如表8所示。

室分系統規劃原則，如表9所示。

表8 方案推薦

表9 室分系統規劃原則

1.8 GHz RRU發射功率20 W最大覆蓋地下室面積為5.3×104m2。天線優先考慮明裝，減少損耗，優先安裝在地下室經常有人流走動的區域。為了避免邊緣覆蓋不足產生乒乓切換，天線間距設置為30 m，選用吸頂天線或板狀天線。

皮基站規劃原則，如表10所示。

皮站主要指發射功率在5 W以下的小功率基站，可用于居民區地下室。50 mW 1.8 GHz皮基站覆蓋面積約為1 700 m2，125 mV 1.8 GHz皮基站覆蓋面積約為1 900 m2。目前，家庭級2×50 mW平均單價1 200元，企業級2×125 mW平均單價為2 100元。

3.8 電 梯

地理位置：居民區電梯。

場景特點：樓宇較高，一般為高層住宅小區或高檔寫字樓及酒店，有電梯且數量較多，流量需求較小。

信號特點：電梯對無線電磁波信號屏蔽嚴重，外部信號無法穿透，基本無信號，處于脫網狀態。

用戶特點：入住率較高，用戶數量較多，電梯使用頻繁。

規劃要點：優先選用室分系統覆蓋方案。電梯一般信號屏蔽嚴重且層數較多，一般只要求覆蓋，對容量不做要求。

方案推薦：如表11所示。

室分系統規劃原則，如表12所示。

RRU一般安裝在電梯機房，單1.8 GHz RRU發射功率20 W最多可帶40～50個天線，可以得出單RRU最大覆蓋電梯數量為8～10部。

皮基站規劃原則，如表13所示。

皮站主要指發射功率在5 W以下的小功率基站，可用于居民區電梯覆蓋。125 mW 1.8 GHz皮基站可覆蓋一部20層左右的電梯，50 mW 1.8 GHz皮基站可覆蓋一部16層左右電梯。目前，家庭級2×50 mW平均單價1 200元，企業級2×125 mW平均單價為2 100元。

表10 皮基站規劃原則

表11 方案推薦

表12 室分系統規劃原則

表13 皮基站規劃原則

4 結 論

解決居民小區的深度覆蓋問題有多種方式，受樓宇分布情況、物業阻擾以及周邊基站分布等多種因素的影響，可采用不同的優化方法，但總體建設原則固定：在滿足信號覆蓋的前提下，控制居民區無線網絡信號的覆蓋范圍，避免信號泄漏，提高頻率復用率，與全網的網絡規劃、建設、優化相結合，綜合布局，盡可能不影響周邊基站甚至全網的頻率規劃。