4G网络多场景深度覆盖解决方案研究

4G网络多场景深度覆盖解决方案研究

练冠勤

中国移动通信集团广东有限公司河源分公司517000

摘要：为满足用户日益增长的移动互联网应用需求，移动网络从2/3G迈入4G时代。在传统基站类型较难满足4G网络需求的情况下，一些新型基站类型因此脱颖而出。基于此，介绍了几种新颖的4G基站类型，4G网络已经基本覆盖了重要区域，但深度覆盖还需要夯实。文章主要对4G网络覆盖的方法进行分析，根据不同场景提出不同的解决方案，对4G网络深度覆盖进行深入的分析。

1.前言

4G网络建设的逐步深入，网络建设目标已从连续覆盖向深度、广度、厚度覆盖转变。为达到目标，本文针对中国移动提出的三领先一确保要求，对在4G网络建设中针对深度覆盖、广度覆盖的问题解决方案进行深入分析，并在此基础上提出多场景4G网络规划建设方案。由于中国移动TD-LTE采用的是1900MHz和2600MHz的频率，其空间传播损耗和穿透损耗较低频均较差，因此，在城市深度覆盖和农村广度覆盖等场景均存在一定的限制。为解决以上问题，在中国移动4G网络规划建设中采用了大量小型化基站进行深度覆盖补盲，采用新型天线进行广度覆盖性能提升，并在特殊场景中应用了先进的规划方法。本文将针对以上场景的新技术进行研究，并提出4G网络规划建设质量提升的方案。

2.深度覆盖场景的网络建设难点

4G网络经过近年的规模建设，广覆盖基本有效解决，而如何解决4G网络深度覆盖，是目前各运营商面临的主要问题，具体难点以下：①精准识别困难，传统的RSRP线型测试、单用户投诉上报不能全面识别问题所在区域，同时现有的话务热点评估不能精准到室内或室外话。②场景多样、方案要求高深度覆盖场景灵活多变，每个场景的特征、建设难点都不同。没有一种方案具备通用性，需分场景制定多种覆盖方案。③部署难、成本高，物业协调和准入、站点配套建设存在困难，建设投入成本居高不下。因此，深度覆盖建设还存在着覆盖补盲的目标不清晰、传输解决难、室分成本太高、建站时间长等问题。针对上述问题，需提出行之有效的建设方案来解决各场景建设难点。根据业务需求、无线覆盖、工程建设等条件，可分为大型场馆（公共场所）、商用建筑、中/大型居民区、交通枢纽等场景类型。

3.生活类建筑场景深度覆盖建设策略

3.1场景特点

生活类建筑主要有中/大型居民楼、医院楼宇、宿舍楼宇等类型。具有高端用户多、数据流量高、内部隔断多、建筑结构复杂和穿透覆盖难度大等特点，周边宏站难以满足容量及覆盖需求。

3.2覆盖原则

3.2.1方案选取总体原则

应结合具体场景细分类型，综合考虑业务量大小、建设难易程度、投资规模、产生效益等因素，选择合理建设方案。对于典型场景，优先采用多样化的室内、室外基站协同的手段实现室内覆盖。

3.2.2投资及造价控制

在投资条件有限的情况下，需要通过多角度、纬度的分析和评估，应优先满足数据业务热点区域的4G网络室内覆盖需求，确保投资效益最大化。而对于同类型的场景，在解决覆盖的前提下，应优先选择成本低廉的建设方式；对于确实有容量需求或采取传统建设方式难以实施的，再选取造价水平较高的建设方式。

3.2.3配套建设与网络协同：

在上端站的传输资源、设备供电、机房空间足够的情况下，可以考虑采用拉远站的建设方式，节省机房配套等费用。对于存在2G存在弱覆盖的区域，应协同考虑2G建设，确保CSFB用户和2G用户的语音体验。

3.2.4在通过室外覆盖手段

满足室内覆盖要求的情况下则优先考虑室外覆盖室内的信源直接覆盖方式。若室外覆盖手段无法满足各系统要求，则需要进一步考虑室内分布系统、光纤分布系统、皮站、飞站等建设手段。

4.分场景深度覆盖方案

在LTE无线网络覆盖中经常会碰到一些地形地貌复杂、相对特殊的场景，既是建设的重点也是难点，以下将针对这些不同场景特殊的无线环境提出区域的覆盖解决方案。场景划分见表1。

4.1中心商业区

该区域特点：经济、科技、文化和商业高度集中，包括大量的金融中心、商务写字楼、高级酒店公寓；建筑物穿透损耗大，反射现象严重，无线传播环境复杂；用户密度高高端用户比例高，平均话务量高，数据业务需求量高，对服务质量要求高；白天人口密度高，昼夜人口数量变化最大。此区域依靠室外站覆盖，在室外站覆盖范围内可形成良好的覆盖。选择在高度30～40m的楼顶新建抱杆（含美化外罩），覆盖附近楼宇中低层以及道路、广场等室外部分，但需控制好覆盖区域以免越区覆盖。对于高价值、高带宽业务需求区域或宏站弱覆盖区域，应建设LTE室内分布系统提供良好的室内覆盖。室内覆盖与室外大网覆盖采用同频组网的策略。综合考虑覆盖效果及投资，室分天线尽量安装进房间，同时要控制好室内信号，室内有效覆盖范围内（离窗边1m范围以内），室内信源信号占主导，在室外避免对大网信号构成干扰。

4.2校园

校园区域特点：占地面积大，覆盖区域分散；办公区话务集中、存在一定的数据业务；宿舍区用户集中，语音、数据业务需求量大，需要大容量解决方案。校园覆盖应选择地理位置合适的办公楼或者图书馆、食堂等楼宇，在楼顶采用BBU+RRU+美化天线从室外覆盖室内的方案覆盖校园各区域。宿舍区等数据业务需求量大的区域，重点考虑WLAN、LTE信号按需进入。对于原有室内分布系统，因改造成本及施工难度等因素，暂不考虑引入MIMO。

4.3重点交通干道

道路覆盖的传播模型和信道环境较为特殊，共同的特点是需要覆盖的区域为线状，且终端移动速度快。高速公路终端移动速度在60～120km/h，高铁移动速度在200～300km/h，且高铁车体损耗大。此类场景随着地理环境的不同，在不同地段差异较大。高速公路的站间距要求为市区500～700m，郊区农村2～2.5km；高铁的站间距要求为市区500～600m，距离铁轨150～350m；郊区农村800～1000m，距离铁轨200～500m为宜。设备优先采用BBU+RRU的方式（采用RRU级联方式可减少切换，比例根据设备能力和容量而定）。天馈采用高增益窄波瓣天线或中等增益天线，高增益窄波瓣天线适用于周边用户比较少的农村区域、铁路较笔直区域，基站覆盖范围大；中等增益天线适用于市区、郊区，沿途有车站区域以及铁路有弧度区域。基站建设时应尽量减少对周边基站的干扰，天线挂高不宜太高，因地制宜，建议25～30m。

4.4风景区

江、河、湖以及周围区域地势开阔以及因为水面的传播特性，易使得沿岸的基站信号越水面覆盖，越区覆盖严重并互相干扰，同时由于反射造成的多径衰落导致信号忽强忽弱。山丘地带由于山体、树木的阻挡，衰耗大，终端收到的大部分是反射信号和来自于平原上较远的能直接视距传播基站的垂直旁瓣信号。实际表现为低洼、有阻挡的地方信号弱，高处视野开阔的地方信号强，基站相对密集的区域信号强，基站稀少区域则信号较差。水域地区应选择人群易聚集区附近新建室外宏站，通常采用美化塔方式。沿水面建设的基站应严格控制天线的高度与俯仰角，面向水面的天线尽量选择宽波瓣角（如90°）、相对增益较低的天线。山丘地区应选择在人群易集中处，如景区入口、游览车上下客点、小卖部、卫生间等附近建站，尽量新增宏站，人流量相对小或建站条件受限可以采用RRU或微基站。在高处视野开阔的地方，天线的挂高不能过高，要注意方位角、俯仰角、发射功率的控制，满足覆盖即可，以避免对山下造成干扰。景区建站对隐蔽性要求较高，一般采用室外一体机/RRU+仿生树站型。

4.5居民区

按建筑特点分类，居民小区可分为别墅区、多层小区、小高层小区、高层小区。居民区分类特点见表2。住宅小区的覆盖主要依赖宏基站以及室内外分布系统的灵活应用来解决。一般来说，不通过分布系统很难彻底解决大型住宅小区内的覆盖问题，在建设的同时需要考虑投资成本以及物业协调难度以制订合理的解决方案。

结束语

目前网络4G时代的到来，人们越来越重视4G网络的使用，如何实现4G网络的多场景深度覆盖实现网络质量和用户的优质体验是各大运营商需要解决的主要问题。本文主要4G移动通信室内信号覆盖的类型和几种具有极大发展潜力的方案进行深入的研究，为运营商对4G网络深度覆盖方案的选择提供借鉴。

参考文献：

[1]金漾浙江逸畅通信技术有限公司4G网络多场景深度覆盖解决方案研究

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