馬振岸

摘 要：主要對居民小區(qū)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋展開了分析，并給出了一系列相應(yīng)的有效覆蓋策略，以期為有關(guān)方面的需要提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：TD-LTE；時(shí)隙比；RB資源；覆蓋策略

中圖分類號：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.093

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，越來越多的居民小區(qū)開始興建，這對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋提出了更高的要求。因此，如何解決居民小區(qū)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)信號深度覆蓋的問題，成為了運(yùn)營商關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，本文對居民小區(qū)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋進(jìn)行了分析，相信能對有關(guān)方面起到一定的幫助。

1 居民小區(qū)的TD-LTE覆蓋分析

1.1 居民小區(qū)的分類特點(diǎn)和覆蓋難點(diǎn)

根據(jù)居民小區(qū)的建筑高度和分布特點(diǎn)，將居民小區(qū)分為普通低層居民小區(qū)和高層居民小區(qū)。

1.1.1 普通低層居民小區(qū)

普通低層居民小區(qū)分為2類：①老式居民小區(qū)。其樓房多為平房或低矮樓房建筑，樓層高度一般為5～7層，常采用磚混結(jié)構(gòu)，墻體的穿透損耗較小。該類小區(qū)的業(yè)務(wù)密集度不高，高端LTE數(shù)據(jù)需求客戶較少，沒有電梯、地下停車場等類似的信號盲區(qū)，但小區(qū)的一般設(shè)施已老化，且無統(tǒng)一、規(guī)范的物業(yè)管理，在小區(qū)內(nèi)選址建設(shè)比較困難。②洋房和別墅型小區(qū)。此類小區(qū)環(huán)境優(yōu)美、樓間距較大、高度不高、用戶密度較小，但是用戶較為高端，對LTE網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求較高。由于此類小區(qū)居住人群的環(huán)保意識較強(qiáng)，且對住宅美觀性的要求較高，一般無法建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)，在小區(qū)中間建設(shè)室外基站更加難以實(shí)現(xiàn)。

1.1.2 高層居民小區(qū)

高層居民小區(qū)采用鋼混結(jié)構(gòu)，建筑體積較大、樓間距較大、建筑密度小。按照建筑分布和物業(yè)特點(diǎn)，又可將其細(xì)分為獨(dú)棟高層樓宇住宅、圍合式小高層住宅、多排并列式小高層住宅和大型多棟高層（20層以上）住宅四種類型。

1.2 居民小區(qū)的覆蓋方式

目前，可采用室內(nèi)分布系統(tǒng)、室外分布系統(tǒng)和室外基站覆蓋三種方案解決住宅樓室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題。

在實(shí)際工程中，應(yīng)多維度、多方案、靈活地解決居民小區(qū)TD-LTE信號覆蓋問題。本文主要結(jié)合TD-LTE的覆蓋能力和容量特性，分析了在典型場景中采取室外覆蓋室內(nèi)的方式解決住宅樓宇TD-LTE信號深度覆蓋的方案。

1.3 TD-LTE的覆蓋特性

TD-LTE可靈活地將時(shí)隙比、傳輸模式、RB資源與調(diào)制編碼方式組合，以應(yīng)對不同的覆蓋環(huán)境和規(guī)劃需求。結(jié)合住宅TD-LTE接入的特點(diǎn)，并通過鏈路預(yù)算分析TDLTE系統(tǒng)的覆蓋能力，鏈路預(yù)算的初始條件如下：①工作頻段為2.6 GHz，系統(tǒng)帶寬為20 MHz，RB總數(shù)為100個(gè)；②邊緣速率為4 Mbit/s（下行）和256 kbit/s（上行），上、下行的時(shí)隙配比為2∶2；③居民小區(qū)大部分采用美化天線，基站天線配置為2T2R；④區(qū)域覆蓋率取95%；⑤目標(biāo)SINR綜合各個(gè)主流廠商系統(tǒng)仿真的均值；⑥居民小區(qū)建筑物的穿透損耗在密集市區(qū)取20 dB，一般城區(qū)取18 dB；⑦TD-LTE最大覆蓋條件下上行采用QPSK調(diào)制，單用戶RB數(shù)為6；⑧通過鏈路預(yù)算確定允許的最大路徑損耗，進(jìn)而確定TD-LTE最大的小區(qū)半徑。相同條件下，TD-LTE反向覆蓋半徑一般小于前向覆蓋半徑，因此，本文中僅計(jì)算住宅覆蓋場景下TD-LTE的上行鏈路預(yù)算。

2 典型場景的覆蓋策略

2.1 普通居民小區(qū)的覆蓋方案

普通居民小區(qū)的特點(diǎn)是低層信號差、高層信號弱且雜、用戶感知較差，基于以上特點(diǎn)，要想解決這類場景的覆蓋問題，并實(shí)現(xiàn)TD-LTE無線寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，建議采取以下2種解決方案。

2.1.1 方案一

對于各樓棟獨(dú)立且樓棟間距較大、樓宇較少的小區(qū)，可采取在室外建設(shè)BBU+RRU分布式宏基站的方式。對于站址的選擇，應(yīng)盡量利舊原有的2G和3G站址，但考慮到寬帶用戶的分布和寬帶目標(biāo)用戶數(shù)的容量需求，單個(gè)站點(diǎn)的容量會受限。由于無法在小區(qū)中間建站，單站可能無法完成對整個(gè)小區(qū)的覆蓋，因此，需要結(jié)合覆蓋與容量的平衡，規(guī)劃好小區(qū)數(shù)量，可能需要在小區(qū)周邊增加新的站點(diǎn)，結(jié)合目標(biāo)區(qū)域精細(xì)勘查，盡量合理分布站址資源，站間距保持在300～400 m，并避免因樓宇過近或過遠(yuǎn)而出現(xiàn)干擾問題和弱覆蓋問題。

天線一般架設(shè)在樓頂，根據(jù)普通7層樓的高度計(jì)算，天線高度為22～30 m，一般主覆蓋范圍為天線掛高的下方范圍（主瓣覆蓋范圍），天線下傾角在4°～8°之間。為了達(dá)到全層覆蓋的要求，一般要求按照最大功率發(fā)射，且適當(dāng)增加天線與覆蓋樓棟的距離。同時(shí)，基站的選址和建設(shè)需考慮小區(qū)居民對環(huán)保和美觀度的要求，因此，天線盡量采用美化天線。

2.1.2 方案二

對于樓棟聯(lián)排分布且規(guī)模較大的小區(qū)，可采用射頻拉遠(yuǎn)或微基站加上室外分布式系統(tǒng)完成室外覆蓋室內(nèi)的任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)TDLTE的移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在設(shè)計(jì)中，宜采用“多天線、小功率”的設(shè)計(jì)思路，使每棟建筑都可以在視距范圍內(nèi)看到天線，保證室內(nèi)覆蓋只經(jīng)過一次穿透損耗便可實(shí)現(xiàn)較好的覆蓋效果。美化天線可采用燈桿天線或布置在綠化植物中。RRU設(shè)備用小機(jī)柜裝載，就近安裝，供電時(shí)可考慮從附近現(xiàn)有基站逆變器引出交流電纜的方式供電，以節(jié)省投資。

該方案工程實(shí)施難度較大，建議早入場、早施工，在樓盤交付和小區(qū)業(yè)主入住前完成物業(yè)談判和工程的實(shí)施，或在工程后期結(jié)合小區(qū)有線寬帶接入工程同步實(shí)施，盡量避免對業(yè)主造成不利的影響。

2.2 高層居民小區(qū)的覆蓋方案

通常情況下，高層小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋不均勻、樓宇密集、無線環(huán)境復(fù)雜，信號質(zhì)量會隨著樓層的增加而不斷下降。對于高層居民小區(qū)，可采取以下2種解決方案。

2.2.1 方案一

采取室外建設(shè)BBU+RRU分布式宏基站的方式，但與普通居民小區(qū)不同，高層小區(qū)的覆蓋場景更為復(fù)雜。對于高層居民小區(qū)，一般采用室外射燈天線或其他美化天線進(jìn)行樓與樓之間的覆蓋，樓間對打的覆蓋模式包括樓與樓之間的對打、低層覆蓋高層、室外覆蓋室內(nèi)等。樓間對打方式會直接覆蓋住宅區(qū)的客廳和臥室，可對住宅區(qū)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的深層覆蓋起到很大的作用，但這種方式需要在住宅樓頂部或中間安裝射燈天線，因此，需注意物業(yè)協(xié)調(diào)工作，建議根據(jù)住宅的特點(diǎn)和周圍環(huán)境采用對應(yīng)的美化天線，同時(shí)，天線盡量安裝在住宅電梯機(jī)房頂、梯間外墻、物業(yè)辦公裙樓頂、商業(yè)裙樓頂和小區(qū)廣場等位置，以保證物業(yè)談判落地和工程實(shí)施順利。高層小區(qū)的覆蓋具體可分為以下4個(gè)場景：①獨(dú)棟高層樓宇。對于獨(dú)棟高層樓宇，一般有裙樓或副樓，可在副樓、裙樓上采用高增益型天線，橫轉(zhuǎn)90°后，向上覆蓋高層室內(nèi)。天線推薦使用矩形射燈天線、排氣管型天線和空調(diào)室外機(jī)型美化天線。同時(shí)，根據(jù)具體的戶型結(jié)構(gòu)，可在用戶門口、弱電間、樓梯間采用定向、全向天線，盡量覆蓋客廳、臥室，以解決電梯間和房間中部的覆蓋問題。②圍合式小高層住宅。對于圍合式小區(qū)，采取中間開花式天線布局，選取中間的一棟建筑，在其屋頂布放美化天線，將覆蓋控制在本小區(qū)范圍內(nèi)。天線推薦使用矩形射燈天線、排氣管型天線和空調(diào)室外機(jī)型美化天線。③多排并列式小高層住宅。對于多層并列小高層（20層以下）小區(qū)，可采取樓間錯(cuò)開對打式天線布局。推薦使用矩形射燈天線、排氣管型天線和空調(diào)室外機(jī)型美化天線。④高層居民小區(qū)。對于大型高層（20層以上）居民小區(qū)，除了做樓頂對打外，還需做樓層中間對打。樓底綠地采用高2 m以上的路燈型美化天線向上打，以覆蓋中低層。推薦使用矩形射燈天線、排氣管型天線、空調(diào)室外機(jī)型和壁掛式變色龍型美化天線。

在上述場景中需注意的是，放置天線時(shí)要根據(jù)樓宇周邊環(huán)境和高層建筑本身的特點(diǎn)而定。比如，需要覆蓋的高層建筑本身較寬時(shí)，可采用豎放，方向?yàn)槠酱蚧蛳蛏?；需要覆蓋的高層建筑本身較高、較窄時(shí)，天線選擇橫放，采取向上覆蓋，橫放時(shí)一般將天線放置在整棟樓1/3～1/2的高度，但天線橫放時(shí)需注意多徑效應(yīng)、波束的選擇和電子下傾角等問題。

此外，為了保證整棟樓的覆蓋效果，可增大信號的發(fā)射功率。一般情況下，信號可采用最大發(fā)射功率發(fā)射，對于存在高干擾的區(qū)域，可適當(dāng)降低功率。同時(shí)，要保證架設(shè)天線與需覆蓋樓棟的距離，使天線的輻射面增大，覆蓋距離越遠(yuǎn)，則信號強(qiáng)度越弱。因此，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際和覆蓋需求合理放置天線。

2.2.2 方案二

高層小區(qū)的6層以下區(qū)域采用RRU或微基站加上室外分布式系統(tǒng)，高層區(qū)域采用室外分布式宏基站或RRU覆蓋。分層覆蓋可滿足不同樓層用戶的無線寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。

高層小區(qū)低層區(qū)域與普通居民小區(qū)類似，采用RRU+美化天線實(shí)現(xiàn)小區(qū)分布式深度覆蓋，美化天線可采用燈桿天線或布置在綠化植物中；對于高層區(qū)域，可采取室外建設(shè)BBU+RRU分布式宏基站的方式，采用樓棟之間天線對打的形式覆蓋，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際和覆蓋需求合理布置天線。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著居民小區(qū)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了因建筑物遮擋居民區(qū)部分區(qū)域而出現(xiàn)信號盲區(qū)或信號弱的問題。因此，為了使TD-LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)深度覆蓋，需要找出合適的解決方案為TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋奠定基礎(chǔ)。

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〔編輯：張思楠〕