杜金宇,張晟,石浩（中國移動通信集團公司，北京 100032）

典型場景的4G覆蓋解決方案

杜金宇,張晟,石浩
（中國移動通信集團公司，北京 100032）

摘 要隨著4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐步深入和競爭對手LTE FDD網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)展開，由于TD-LTE頻率較高造成的深度覆蓋和廣度覆蓋問題也越來越突出。為應(yīng)對以上情況，在中國移動4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)中針對深度覆蓋、廣度覆蓋以及特殊場景在規(guī)劃建設(shè)等環(huán)節(jié)進(jìn)行了創(chuàng)新，引入了如小型化微基站、皮基站、增強型天線等保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提升用戶感知。

關(guān)鍵詞4G；規(guī)劃建設(shè)；深度和廣度覆蓋；微基站；皮基站；新型天線

1　引言

隨著4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐步深入，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)已從連續(xù)覆蓋向深度、廣度、厚度覆蓋轉(zhuǎn)變。為達(dá)到以上目標(biāo)，本文針對中國移動提出的三領(lǐng)先一確保要求，對在4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中針對深度覆蓋、廣度覆蓋的問題解決方案進(jìn)行深入分析，對4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)方法進(jìn)行研究，并在此基礎(chǔ)上提出多場景4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)方案。

由于中國移動TD-LTE采用的是1 900 MHz和2 600 MHz的頻率，其空間傳播損耗和穿透損耗較低頻均較差，因此，在城市深度覆蓋和農(nóng)村廣度覆蓋等場景均存在一定的限制。為解決以上問題，在中國移動4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)中采用了大量小型化基站進(jìn)行深度覆蓋補盲，采用新型天線進(jìn)行廣度覆蓋性能提升，并在特殊場景中應(yīng)用了先進(jìn)的規(guī)劃方法。本文將針對以上場景的新技術(shù)進(jìn)行研究，并提出4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)質(zhì)量提升的方案。

2　深度覆蓋規(guī)劃建設(shè)方法

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)對用戶生活的深入滲透及影響不斷增大，無線通信網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋水平對網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的影響也越來越大。對于室內(nèi)深度覆蓋、室外及無法建設(shè)室分/室內(nèi)小站等設(shè)備的場景主要采用宏站結(jié)合設(shè)備布放進(jìn)行覆蓋，如高站對打、低站上打滿足高層室內(nèi)分布需求或采用美化天線等解決宏站進(jìn)入難的問題。除傳統(tǒng)的宏基站外，4G網(wǎng)絡(luò)可采用異構(gòu)網(wǎng)提升深度覆蓋水平，如采用微基站、皮基站、飛基站等多種設(shè)備形態(tài)用于改善深度覆蓋、增加網(wǎng)絡(luò)容量、提升用戶感知。中國移動在4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)中對小站進(jìn)行了分類，如表1所示。

此外，在傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，4G室內(nèi)覆

蓋還可以通過新型室分系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，具體參見表2。

表1　功中國移動小站分類

表2　新型室分系統(tǒng)分類

2.1微站解決室外弱覆蓋及容量增強

微站具備易部署、高集成、布站簡單的特點，普遍應(yīng)用宏站補盲補熱的場景。典型場景如密集城區(qū)/商業(yè)區(qū)補熱及弱覆蓋區(qū)域補盲。對于補盲場景主要包括建設(shè)困難或樓宇遮擋造成的連片弱覆蓋以及由于站點建設(shè)不足造成的弱覆蓋等。由于密集老城區(qū)商業(yè)步行街通常人流密集，話務(wù)量大，對容量要求高；但又往往處于密集市區(qū)，找站和覆蓋困難，因此微站覆蓋成為解決該場景較好的建設(shè)方式。

微站建設(shè)主要可采用以下方式，一是采用街道站，該方式采用小基站沿街布放，貼墻或者路燈桿安裝，克服找站困難，并通過小站信號覆蓋足夠滲透沿街店面深度覆蓋；第二是采用燈桿站，即利用現(xiàn)有市政燈桿或新建燈桿，架設(shè)小型化宏站或微站進(jìn)行道路覆蓋；最后是通過美化天線加強建設(shè)的可行性，加快網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度。

此外，對于隧道及城中村等特殊深度覆蓋場景還可以采用泄露電纜解決室外弱覆蓋。泄漏電纜是一側(cè)開口覆蓋的媒質(zhì)，其特性是用于覆蓋一側(cè)的線性覆蓋區(qū)域。對于深度覆蓋場景，要用泄漏電纜保證良好的、立體的、對稱的覆蓋。在使用泄漏電纜需要綜合考慮光纖、RRU及漏纜等數(shù)量需求。由于泄露電纜縱向覆蓋距離考慮穿透后并不太長，因此造成覆蓋的盲區(qū)，需注意布網(wǎng)密度。

2.2皮站解決室內(nèi)分布建設(shè)困難問題

對于室內(nèi)覆蓋，傳統(tǒng)覆蓋方案主要包括宏站覆蓋室內(nèi)和建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)。在4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，新引入皮基站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。皮基站主要解決室內(nèi)覆蓋問題，與傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)相比較而言，具有安裝維護(hù)簡便、即插即用、部署靈活等特點，而且支持WLAN/有線寬帶/TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)三網(wǎng)配合，快速實現(xiàn)重要室內(nèi)話務(wù)場景的覆蓋完善。如圖1所示，皮基站采用網(wǎng)線替代射頻饋線，部署簡單，施工方便；支持小區(qū)合并和分裂獨立小區(qū)；同時，由于皮基站為有源器件，可管控性更強。

圖1　皮站建設(shè)方式

由于皮基站無需新增或改造室分系統(tǒng)，降低施工物業(yè)協(xié)調(diào)難度，因此室內(nèi)建設(shè)難度較低。但是單個pRRU模塊的價格高于室分器件，在樓宇需要部署pRRU數(shù)量非常少的情況下，QCell方案的設(shè)備價格會稍高于傳統(tǒng)室分的設(shè)備價格。

2.3高層對打/室外底層高打覆蓋室內(nèi)高層

對于高樓周邊存在相對較低的樓宇，可采用低站上打覆蓋方式進(jìn)行無線覆蓋。如圖2所示，具體建設(shè)方案可參考表3。

通過室外天線對打，可利用室外天線對打解決高

層住宅小區(qū)的弱覆蓋問題。測試表明，天線發(fā)射功率50 dBm，主瓣直射徑下，可滿足100 m內(nèi)板樓結(jié)構(gòu)，約30m高的建筑室內(nèi)覆蓋需求；如果利用旁瓣覆蓋，天線發(fā)射功率至少要提高5～6 dB。相比于高層住宅建設(shè)傳統(tǒng)室分，室外對打方式即使無法完全實現(xiàn)室內(nèi)深度覆（第二堵墻后），仍具有造價低、施工簡單、物業(yè)協(xié)調(diào)容易等優(yōu)勢。

圖2　高層對打示意圖

表3　高層覆蓋解決方案分析

3　廣度覆蓋規(guī)劃建設(shè)方法

4G廣度覆蓋新技術(shù)主要包括16T16R和高增益天線。如圖3所示，一個16T16R小區(qū)包含2副8T8R天線和2個8T8R的RRU，且RRU和天線型號一致。2副天線并排安裝且在同一平面內(nèi)，方位角和下傾角保持一致。兩副天線的水平內(nèi)沿間距在20～30 cm，實際安裝時加上天線寬度，兩抱桿的間距可能在50～80 cm。

由于下行同一個小區(qū)采用2個8通道RRU，實現(xiàn)下行16通道發(fā)射，能夠滿足農(nóng)村廣覆蓋場景下行功率的需求。上行2個8通道RRU采用最大比合并接收實現(xiàn)上行16通道接收，能夠提升上行覆蓋能力。測試表明，16R相對8R上行提升SINR約4 dB，覆蓋提升25%左右；16T相對8T下行功率可增加至4倍，覆蓋提升43%左右?？紤]上下行覆蓋提升均衡，16T16R相對8T8R增益25%～30%。因此采用16T16R技術(shù)能夠有效提升廣度覆蓋水平。

圖3　16T16R示意圖

4　特殊場景覆蓋

4.1海面超遠(yuǎn)距離覆蓋

海面超遠(yuǎn)覆蓋小區(qū)采用高掛高和嚴(yán)格的天饋選型，并利用周圍自然阻擋等有效控制信號覆蓋，因此超遠(yuǎn)覆蓋小區(qū)的引入，不會對周圍大網(wǎng)形成干擾。在海面超遠(yuǎn)覆蓋中要關(guān)注超遠(yuǎn)覆蓋小區(qū)和靠岸普通小區(qū)之間的協(xié)同，兩者需一起完成靠岸及海面遠(yuǎn)近區(qū)域的協(xié)同覆蓋。對于海面覆蓋中隔離度較好的超遠(yuǎn)站和大網(wǎng)站點，建議海面超遠(yuǎn)覆蓋小區(qū)和大網(wǎng)小區(qū)同頻組網(wǎng)；隔離度較弱或者共站的情況，建議異頻組網(wǎng)。

4.2高鐵覆蓋

高鐵不同于常規(guī)的室內(nèi)和室外移動通信場景，其具有以下主要特征： 列車運行速度快，正常運營在200～350 km/h；列車車體穿透損耗大，各種車型的穿透損耗為10～27 dB；高鐵車速快，切換頻繁。高鐵宏站場景下，基站沿線覆蓋以直視徑為主。利用鐵路線

型覆蓋的特點，高鐵宏站場景可采取鏈型小區(qū)連續(xù)覆蓋的方案。如圖4所示。

圖4　高鐵宏站場景可采取鏈型小區(qū)連續(xù)覆蓋的方案

News國務(wù)院印發(fā)促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要

據(jù)中國政府網(wǎng)消息，國務(wù)院于9月5日公開發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要的通知》。

《綱要》認(rèn)為，堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，加快大數(shù)據(jù)部署，深化大數(shù)據(jù)應(yīng)用，已成為穩(wěn)增長、促改革、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生和推動政府治理能力現(xiàn)代化的內(nèi)在需要和必然選擇。

《綱要》指出，立足我國國情和現(xiàn)實需要，推動大數(shù)據(jù)發(fā)展和應(yīng)用在未來5—10年逐步實現(xiàn)以下目標(biāo)：打造精準(zhǔn)治理、多方協(xié)作的社會治理新模式；建立運行平穩(wěn)、安全高效的經(jīng)濟運行新機制；構(gòu)建以人為本、惠及全民的民生服務(wù)新體系；開啟大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的創(chuàng)新驅(qū)動新格局；培育高端智能、新興繁榮的產(chǎn)業(yè)發(fā)展新生態(tài)。

（摘自：C114訊）

考慮到高鐵路線穿越的地區(qū)較多，地形多變，站址選擇困難，多采用BBU+RRU光纖拉遠(yuǎn)型的分布式基站進(jìn)行覆蓋。由于TD-LTE雙通道天饋的天線增益較強，因此多采用雙通道組網(wǎng)，具體組網(wǎng)方式可采用單抱桿雙RRU背靠背、單抱桿單RRU功分兩種方式。

5　結(jié)論

本文針對4G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)中存在的深度覆蓋、廣度覆蓋及特殊場景的建設(shè)方案進(jìn)行了研究。通過本文分析可以發(fā)現(xiàn)，由于引入異構(gòu)網(wǎng)及使用頻率的不同，4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋同傳統(tǒng)2G/3G覆蓋存在一定區(qū)別。因此，4G網(wǎng)絡(luò)在深度覆蓋中采用了微站、皮站及新型室內(nèi)分布系統(tǒng)等新技術(shù)，在廣度覆蓋上采用了16T16R/8T16R及高增益天線等新設(shè)備，同時在海面及高鐵等特殊場景的規(guī)劃建設(shè)上也具有特殊性，對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃能力的要求也更高。

Coverage enhancement technologies for 4G Network

DU Jin-yu, ZHANG Sheng, SHI Hao
(China Mobile Group Co., Ltd., Beijing 100032, China)

AbstractWith the development of 4G network and improvement of competitors' LTE FDD network, the problem of the depth and width coverage of TD-LTE are more and more prominent. In response to the above situation, several new technologiesare applied in the depth and width coverage solution.In this paper,the planning and construction technologies, such as microcell, picocell and enhanced antenna are studied for improving the capacity of 4G network.

Keywords4G； planning and construction； depth and width coverage； microcell； picocell； enhanced antenna

收稿日期：2015-08-25

中圖分類號TN929.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號1008-5599（2015）09-0016-04