居民小區5G高效覆蓋方案研究

丁 杰，孫怡婷，范 凌

（1.中國移動通信集團上海有限公司，上海 200060；2.中國移動通信集團設計院有限公司上海分公司，上海 200060）

1 居民小區場景特點

居民小區按建筑物類型分，主要有高層小區、中高層小區、多層小區、別墅及城中村五種[1-2]。按無線傳播環境分，均屬于半開放式場景，既有步行或車行等動線的純室外場景，又有室內或地下的純室內場景。居民小區內，用戶基本全程保持定點通信或慢速移動通信，可忽略移動快衰落影響[3]。

考慮到目前家庭寬帶普及率已接近100%，居民小區業務特點總體表現為語音業務需求正常但數據流量需求低，因此居民小區的規劃重點在于覆蓋，容量方面可暫不考慮。

2 居民小區覆蓋方案

結合居民小區無線傳播環境特性以及業務承載特點，其無線整體覆蓋策略應基于由遠及近、先宏后微，從而實現居民區深度覆蓋。居民小區建設方案優先級從高到低應為宏站合圍、小區內桿微站、小區內射燈天線、電梯地庫專項覆蓋。

2.1 宏站合圍方案

對于中小型居民區，可使用居民區外的宏站、桿站進行四周合圍的方式進行覆蓋，避免直接入場解決5G覆蓋問題。以香山東南街坊居民小區為例，該小區為以多層為主，角落分布4棟高層，總占地面積4.1萬平方米。該小區周邊有4個室外站址，分布在小區四個角落位置，如圖1所示。

圖1 居民小區香山東南街坊周邊室外站址分布情況

4個站均使用宏站64通道AAU設備，可充分用足5G波束賦形能力[4]，通過發送不同SSB波束，實現對整個小區覆蓋，提升覆蓋范圍，確保水平或垂直覆蓋優勢最大化，主瓣增益高覆蓋遠，旁瓣可增加近距垂直覆蓋。仿真結果見表2。多層樓宇電平值在-90 dBm水平，4棟高層樓宇也達到-100 dBm，可以滿足5G數據業務與語音業務正常使用。各樓宇仿真結果見圖2，小區內各樓宇無覆蓋盲區。

表2 居民小區香山東南街坊下行SS-RSRP仿真結果

圖2 居民小區香山東南街坊周邊室外站信源仿真示意圖

使用大功率的宏站設備，可以覆蓋居民區內部100米的范圍，寬度可以覆蓋150米范圍，居民區外部對打，覆蓋深度可以達到200米。對于4萬平方米（長200米×寬200米）以下的居民區，應盡量使用居民區周邊宏站或者桿站等室外站資源，采用宏站設備合圍的方式優先解決。

2.2 樓頂桿微站方案

對于中大型居民區，占地面積過大，樓宇分布相對較密且高層樓宇眾多，居民區外的宏站、桿站無法覆蓋到居民區內部的樓宇，此類樓宇即需進入小區內設點覆蓋，建議優選樓頂桿微站的方式。以東方城市花園為例，該小區為以多層為主，總占地面積27.6萬平方米，該小區室外站及小區內桿站分布情況如圖3。

圖3 居民小區東方城市花園室外站及小區內桿站分布情況

小區外東側使用宏站64通道AAU設備，小區在4個樓頂部署4個微站，采用從高層樓宇樓頂有源桿微站向下照射覆蓋的方式。仿真結果見表3，多層樓宇電平值在-90 dBm水平，高層樓宇也達到-100 dBm，可以滿足5G數據業務與語音業務正常使用。各樓宇仿真結果見圖4，小區內各樓宇無覆蓋盲區。

表3 居民小區東方城市花園下行SS-RSRP仿真結果

圖4 居民小區東方城市花園樓頂桿站信源仿真示意圖

對于深度較深且有多棟高層的大型居民區，高層樓宇從30～100米高度均可使用樓頂桿微站向下照射覆蓋的方式，其中高度相近優先采用四角外部合圍方式，高度差異較明顯的可通過高樓宇下壓傾角方式覆蓋。

2.3 RRU+天線方案

RRU+天線的方式適合樓宇間對打，需根據樓間距、主板覆蓋寬度及垂直覆蓋高度，以及需要覆蓋的區域及樓宇數量，規劃天線的數量和覆蓋方向。以九洲世貿綜合市場為例，該小區類似城中村場景，兩側有3棟高層，該市場頂天線分布情況如圖5所示。

圖5 居民小區九洲世貿綜合市場樓頂天線分布情況

該小區樓間距較窄僅為12米，但樓宇縱深較深達到32米，受墻體穿損影響較大。本次選擇小區內建設10個天線點位，采用2通道RRU設備+2通道天線方式，優先解決小區內部覆蓋，小區外側樓宇后續可通過周邊宏站逐步完善覆蓋。仿真結果見表4，多層樓宇電平值在-91 dBm水平，高層樓宇在-102 dBm水平，可以滿足5G數據業務與語音業務正常使用。各樓宇仿真結果見圖6，小區內各樓宇無覆蓋盲區。

表4 居民小區九洲世貿綜合市場下行SS-RSRP仿真結果

圖6 居民小區九洲世貿綜合市場RRU+天線信源仿真示意圖

對于此類居民區樓中低價值場景可使用RRU+天線部署方式，射燈天線采用RRU功分信號方式，方案成本低，環境友好，且可根據實際場景選擇不同適用性的天線，適用場景廣。

2.4 電梯地庫部署

電梯場景下，信號需經過墻體及電梯鋼板門，遮擋嚴重，長期作為語音投訴高發區域。該區域用戶停留時間短，業務量低，建議僅解決有無問題。電梯建設方案建議采用低頻RRU+功分器+高增益電梯天線進行覆蓋，低頻信號通過高增益放大后穿透外側墻體及電梯鋼板門。單RRU一般可覆蓋4～8部30層高的電梯，電梯內信號約-70～-105 dBm。

在地庫場景下，內部封閉，空間開闊，室外信號難以打入，承重柱較多，部分區域存在隔斷。該區域用戶停留時間短，業務量低，建議僅解決有無問題，保障語音、數據業務連續即可。地庫建設方案建議采用低頻RRU+合路器+功分器+板狀天線（如10 dBi射燈天線）進行覆蓋。單RRU一般可覆蓋1萬～5萬平方米地庫，單個RRU可滿足絕大多數樓盤地庫覆蓋。

2.5 總結

從運營商多年運營結果看，居民小區總體屬于非業務熱點場景，業務需求偏低，以滿足覆蓋需求為主。居民小區覆蓋方案總體應遵循“由外及內、先簡后繁”的原則確立覆蓋方案，盡量復用室外宏站，減少設備數量，簡化設備后期維護工作量，有序推進居民小區專項場景覆蓋。

3 結束語

對于居民小區5G覆蓋，還需建立精準需求評估體系，識別居民區建設重點，從而選擇高效合理的覆蓋方案。從需求維度看，主要有三個：第一維“覆蓋”，基于MR衰落波動、鄰區干擾、切換等特征，識別室內MR，準確匹配居民區建筑室內盲點；第二維“駐留”，獲取小區5G終端流量倒流4G占比和倒流4G流量在4G小區占比，識別5G駐留空洞；第三維“投訴”，對高投訴居民區優先覆蓋，有效壓降投訴。