典型场景的4G覆盖解决方案

杜金宇,张晟,石浩（中国移动通信集团公司，北京 100032）

典型场景的4G覆盖解决方案

杜金宇,张晟,石浩
（中国移动通信集团公司，北京 100032）

摘 要随着4G网络建设的逐步深入和竞争对手LTE FDD网络的建设展开，由于TD-LTE频率较高造成的深度覆盖和广度覆盖问题也越来越突出。为应对以上情况，在中国移动4G网络规划建设中针对深度覆盖、广度覆盖以及特殊场景在规划建设等环节进行了创新，引入了如小型化微基站、皮基站、增强型天线等保证网络质量，提升用户感知。

关键词4G；规划建设；深度和广度覆盖；微基站；皮基站；新型天线

1　引言

随着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。为达到以上目标，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，对4G网络规划建设方法进行研究，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1 900 MHz和2 600 MHz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　深度覆盖规划建设方法

随着移动互联网对用户生活的深入渗透及影响不断增大，无线通信网络深度覆盖水平对网络建设的影响也越来越大。对于室内深度覆盖、室外及无法建设室分/室内小站等设备的场景主要采用宏站结合设备布放进行覆盖，如高站对打、低站上打满足高层室内分布需求或采用美化天线等解决宏站进入难的问题。除传统的宏基站外，4G网络可采用异构网提升深度覆盖水平，如采用微基站、皮基站、飞基站等多种设备形态用于改善深度覆盖、增加网络容量、提升用户感知。中国移动在4G网络规划建设中对小站进行了分类，如表1所示。

此外，在传统室内分布系统的基础上，4G室内覆

盖还可以通过新型室分系统进行建设，具体参见表2。

表1　功中国移动小站分类

表2　新型室分系统分类

2.1微站解决室外弱覆盖及容量增强

微站具备易部署、高集成、布站简单的特点，普遍应用宏站补盲补热的场景。典型场景如密集城区/商业区补热及弱覆盖区域补盲。对于补盲场景主要包括建设困难或楼宇遮挡造成的连片弱覆盖以及由于站点建设不足造成的弱覆盖等。由于密集老城区商业步行街通常人流密集，话务量大，对容量要求高；但又往往处于密集市区，找站和覆盖困难，因此微站覆盖成为解决该场景较好的建设方式。

微站建设主要可采用以下方式，一是采用街道站，该方式采用小基站沿街布放，贴墙或者路灯杆安装，克服找站困难，并通过小站信号覆盖足够渗透沿街店面深度覆盖；第二是采用灯杆站，即利用现有市政灯杆或新建灯杆，架设小型化宏站或微站进行道路覆盖；最后是通过美化天线加强建设的可行性，加快网络建设速度。

此外，对于隧道及城中村等特殊深度覆盖场景还可以采用泄露电缆解决室外弱覆盖。泄漏电缆是一侧开口覆盖的媒质，其特性是用于覆盖一侧的线性覆盖区域。对于深度覆盖场景，要用泄漏电缆保证良好的、立体的、对称的覆盖。在使用泄漏电缆需要综合考虑光纤、RRU及漏缆等数量需求。由于泄露电缆纵向覆盖距离考虑穿透后并不太长，因此造成覆盖的盲区，需注意布网密度。

2.2皮站解决室内分布建设困难问题

对于室内覆盖，传统覆盖方案主要包括宏站覆盖室内和建设室内分布系统。在4G网络建设中，新引入皮基站进行网络建设。皮基站主要解决室内覆盖问题，与传统室内分布系统相比较而言，具有安装维护简便、即插即用、部署灵活等特点，而且支持WLAN/有线宽带/TD-LTE无线网络三网配合，快速实现重要室内话务场景的覆盖完善。如图1所示，皮基站采用网线替代射频馈线，部署简单，施工方便；支持小区合并和分裂独立小区；同时，由于皮基站为有源器件，可管控性更强。

图1　皮站建设方式

由于皮基站无需新增或改造室分系统，降低施工物业协调难度，因此室内建设难度较低。但是单个pRRU模块的价格高于室分器件，在楼宇需要部署pRRU数量非常少的情况下，QCell方案的设备价格会稍高于传统室分的设备价格。

2.3高层对打/室外底层高打覆盖室内高层

对于高楼周边存在相对较低的楼宇，可采用低站上打覆盖方式进行无线覆盖。如图2所示，具体建设方案可参考表3。

通过室外天线对打，可利用室外天线对打解决高

层住宅小区的弱覆盖问题。测试表明，天线发射功率50 dBm，主瓣直射径下，可满足100 m内板楼结构，约30m高的建筑室内覆盖需求；如果利用旁瓣覆盖，天线发射功率至少要提高5～6 dB。相比于高层住宅建设传统室分，室外对打方式即使无法完全实现室内深度覆（第二堵墙后），仍具有造价低、施工简单、物业协调容易等优势。

图2　高层对打示意图

表3　高层覆盖解决方案分析

3　广度覆盖规划建设方法

4G广度覆盖新技术主要包括16T16R和高增益天线。如图3所示，一个16T16R小区包含2副8T8R天线和2个8T8R的RRU，且RRU和天线型号一致。2副天线并排安装且在同一平面内，方位角和下倾角保持一致。两副天线的水平内沿间距在20～30 cm，实际安装时加上天线宽度，两抱杆的间距可能在50～80 cm。

由于下行同一个小区采用2个8通道RRU，实现下行16通道发射，能够满足农村广覆盖场景下行功率的需求。上行2个8通道RRU采用最大比合并接收实现上行16通道接收，能够提升上行覆盖能力。测试表明，16R相对8R上行提升SINR约4 dB，覆盖提升25%左右；16T相对8T下行功率可增加至4倍，覆盖提升43%左右。考虑上下行覆盖提升均衡，16T16R相对8T8R增益25%～30%。因此采用16T16R技术能够有效提升广度覆盖水平。

图3　16T16R示意图

4　特殊场景覆盖

4.1海面超远距离覆盖

海面超远覆盖小区采用高挂高和严格的天馈选型，并利用周围自然阻挡等有效控制信号覆盖，因此超远覆盖小区的引入，不会对周围大网形成干扰。在海面超远覆盖中要关注超远覆盖小区和靠岸普通小区之间的协同，两者需一起完成靠岸及海面远近区域的协同覆盖。对于海面覆盖中隔离度较好的超远站和大网站点，建议海面超远覆盖小区和大网小区同频组网；隔离度较弱或者共站的情况，建议异频组网。

4.2高铁覆盖

高铁不同于常规的室内和室外移动通信场景，其具有以下主要特征： 列车运行速度快，正常运营在200～350 km/h；列车车体穿透损耗大，各种车型的穿透损耗为10～27 dB；高铁车速快，切换频繁。高铁宏站场景下，基站沿线覆盖以直视径为主。利用铁路线

型覆盖的特点，高铁宏站场景可采取链型小区连续覆盖的方案。如图4所示。

图4　高铁宏站场景可采取链型小区连续覆盖的方案

News国务院印发促进大数据发展行动纲要

据中国政府网消息，国务院于9月5日公开发布了《国务院关于印发促进大数据发展行动纲要的通知》。

《纲要》认为，坚持创新驱动发展，加快大数据部署，深化大数据应用，已成为稳增长、促改革、调结构、惠民生和推动政府治理能力现代化的内在需要和必然选择。

《纲要》指出，立足我国国情和现实需要，推动大数据发展和应用在未来5—10年逐步实现以下目标：打造精准治理、多方协作的社会治理新模式；建立运行平稳、安全高效的经济运行新机制；构建以人为本、惠及全民的民生服务新体系；开启大众创业、万众创新的创新驱动新格局；培育高端智能、新兴繁荣的产业发展新生态。

（摘自：C114讯）

考虑到高铁路线穿越的地区较多，地形多变，站址选择困难，多采用BBU+RRU光纤拉远型的分布式基站进行覆盖。由于TD-LTE双通道天馈的天线增益较强，因此多采用双通道组网，具体组网方式可采用单抱杆双RRU背靠背、单抱杆单RRU功分两种方式。

5　结论

本文针对4G无线网络规划建设中存在的深度覆盖、广度覆盖及特殊场景的建设方案进行了研究。通过本文分析可以发现，由于引入异构网及使用频率的不同，4G网络覆盖同传统2G/3G覆盖存在一定区别。因此，4G网络在深度覆盖中采用了微站、皮站及新型室内分布系统等新技术，在广度覆盖上采用了16T16R/8T16R及高增益天线等新设备，同时在海面及高铁等特殊场景的规划建设上也具有特殊性，对网络规划能力的要求也更高。

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

中图分类号TN929.5

文献标识码A

文章编号1008-5599（2015）09-0016-04