F2频点解决高层楼宇深度覆盖问题的研究

朱乃豪，曹青

F2频点解决高层楼宇深度覆盖问题的研究

朱乃豪，曹青

（中国移动通信集团江苏有限公司扬州分公司，江苏 扬州 225100）

为解决高层居民区的深度覆盖问题，采用了一系列的优化手段，通过对覆盖算法和特型天线的性能参数进行研究，分析了大量模测数据，最终提出了使用F2频点与特型天线协同作战的覆盖方案。经过实验验证了F2频点与特型天线的协同作用，对高层居民区的深度覆盖有显著效果，可以极大提升用户体验。

深度覆盖 F2频点 高层楼宇

1 引言

目前，中国移动的绝大部分LTE业务都发生在室内，因此良好的室内深度覆盖是提升用户使用感知以及促进LTE业务持续增长的推动力。其中越来越多的高层居民小区一直以来都是深度覆盖的难点，也是用户投诉集中爆发的典型场景。基于此，本文创新性地利用已有宏站站址，增加窄波瓣高增益特型天线，开通F2频点小区，优化邻区关系和异频切换参数，可以极大地改善高层居民楼的深度覆盖效果。

2 高层居民小区的F2频点深度覆盖方案

2.1 F2频点的特点

城区居民区主要使用F1频点覆盖（Band 39，频点38400，带宽20 MHz），由于站点高度、需要兼顾道路覆盖等原因，基站天线的下倾角大部分为向下覆盖，低层居民区的用户可以获得较好的LTE业务感知，而高层居民楼（尤其是20层以上）的高度超过普通基站高度，室内缺少主服务小区，处于多个F1频点宏站天线的旁瓣覆盖范围，多个同频小区的信号混杂造成同频干扰，导致信道质量下降，从而影响用户感知。

如果继续使用F1频点小区对高层进行覆盖，依然会面临同频干扰的问题。若采用F2频点对高层进行覆盖（Band 39，频点38544，带宽10 MHz），则可以避免和F1频点的重叠覆盖，大大提高了信道质量，使用户感知明显提升。

2.2 F2频点深度覆盖方案优势

F2频点深度覆盖方案具有以下突出优势：

（1）覆盖效果好

现网的实验结果表明深度覆盖提升明显，可以彻底解决频繁切换重选现象。投诉用户回访结果表明用户使用感知提升明显。

（2）F2频点10 MHz带宽小区提升增益

新增小区使用F2频点，带宽10 MHz，相比于20 MHz带宽可以获得3 dB增益，有助于提升深度覆盖效果。

（3）降本增效

相比于传统的室分覆盖方案，采用宏站覆盖方案成本更低，符合目前倡导的“降本增效”的居民小区投资原则。

（4）工程实施简单

本方案利用原有站址，无需重新选址以及大范围施工布线，工程改造工作量极小，实施效率高。

（5）可复制性强

本方案使用的特型天线为高铁场景天线，取材容易。切换重选优化策略及参数设置均建立在现网优化经验之上，实用性、复制性强，可在各地市大范围推广实施。

2.3 F2频点小区的使用

对于不具备室分覆盖条件的、无2G/3G室分的或者已开通2G/3G室分但流量较低的高层居民小区，在高层楼宇周边选择中间无遮挡的宏站，新增双通道RRU（Radio Remote Unit，射频拉远单元），结合窄波束、定向高增益、水平波瓣角窄，将天线上仰，作为新增独立小区用于高层部分的室内深度覆盖。

如果楼宇周边没有合适的宏站站址，可将RRU和特型天线拉远，置于高层居民楼周边30 m以上的建筑楼顶，将天线上仰进行高层的深度覆盖。具体如图1所示：

图1 高层楼宇覆盖示意图

本文提出的宏站覆盖方案对新增天线的性能要求较高，天线必须符合窄波束、定向高增益、低旁瓣的特性要求。其中，窄波束特性用于防止越区覆盖；定向高增益特性可加强深度覆盖效果；低旁瓣特性可抑制旁瓣覆盖位置与其他小区信号重叠造成的干扰。

3 F2频点深度覆盖方案的优化策略

根据频点的特性，新增F2频点小区可以获得3 dB的增益。

新增F2频点小区的连接态和空闲态优化策略是保证高层位置用户稳定驻留于新增F2频点小区，避免频繁的切换和重选。

新增F2频点小区的邻区配置遵循“宽进严出”原则。“宽进”是指只配置周边邻区向新增F2频点小区切换的单向邻区关系，使高层位置用户“只进不出”；“严出”是指只配置新增F2频点小区与低层主覆盖小区间的双向邻区关系，将低层主覆盖小区作为整栋楼宇的唯一出入口。新增F2频点小区与周边小区的切换为基于A2+A4事件的异频切换。新增F2频点小区与周边宏站小区间的重选属于异频同优先级重选，可通过降低新增F2频点小区的异频启测门限来提升空闲态用户驻留。

根据现网优化经验提出的切换重选参数设置建议如表1所示。

在新增F2频点小区后，应在小区背向或楼宇周边进行测试，若发现新增F2频点小区信号泄漏至道路上，应在信号泄漏点增加与道路上最强邻区间的一对切换关系，避免出现“孤岛”现象。需要注意的是，该邻区的选择应该是与新增F2频点小区覆盖方向相背的邻区。

若F2频点与周边宏站使用的F1频点干扰较大，影响信号质量和切换成功率，可以采用N+M小区合并的方式，将新增F2频点小区并入宏站的其中一个小区，使用相同的频点和切换、重选参数配置。

4 F2频点深度覆盖方案的效果验证

自2017年初以来，某小区26栋陆续出现10起以上LTE用户投诉，该楼宇高度30层，未建设室分系统。楼宇北侧100 m左右有LTE站点，该站点位于小区26栋楼顶。具体如图2所示。

在小区26栋新增华为双通道3172-fadRRU和窄波束、定向高增益、低旁瓣天线，天线方位角正对着待覆盖楼宇，下倾角为-7°。

图2 待覆盖楼宇与宏站位置示意图

本次实验使用的天线是双波束容量提升天线（仅使用其中一个波束），天线型号为HBXX-3817TB1-VTM，支持频段为1 710 MHz～2 180 MHz，水平波束宽度为38°，增益为19 dBm，旁瓣抑制效果较好。具体如图3和图4所示。

F2频点10 MHz带宽小区数据配置如图5所示。

在待覆盖居民楼25层投诉用户室内进行方案实施前后对比测试。测试内容为F2频点小区开通前后的连接态和空闲态测试，每次测试时间长度为10 min左右。

新增F2频点小区开通后，连接态终端测量的平均RSRP（Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率）相比开通前提升8.75 dBm，SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比）提升14.06 dB，平均下载速率提升4.45 Mb/s，切换次数从原来的47次改善至3次。具体如表2所示：

表1 高层新增F2频点小区（F2）切换重选参数设置

图4 天线倾角向上正对着楼宇覆盖示意图

图5 待覆盖楼宇网管数据配置

由此可知，新增F2频点小区作为居民楼高层位置的主覆盖小区，覆盖效果较好，完全避免了频繁切换的现象，对LTE业务使用感知提升极其明显。

如表3所示，在室内进行方案实施前后空闲态测试对比。新增F2频点小区开通后，空闲态终端测量的平均RSRP相比开通前提升5.54 dBm，SINR提升13.94 dB，重选次数降为0次。终端在测试过程中稳定驻留新增F2频点小区，有效避免了频繁重选对用户使用感知的影响。

为验证新增F2频点小区对周边道路覆盖的影响，在小区周边道路进行路测，测试过程中始终未出现占用新增26栋-2小区信号的现象。这表明特型天线的覆盖控制良好，无越区覆盖现象。

表2 新增F2频点小区开通前后测试指标对比（连接态）

表3 新增F2频点小区开通前后测试指标对比（空闲态）

综上所述，26栋-2小区开通后，25栋室内深度覆盖明显提升，频繁重选和切换现象得到有效控制，并且对道路覆盖无影响。在方案实施一周后，对该楼宇投诉用户进行回访，多数用户表示LTE网络质量有明显提升。

5 结束语

本文通过使用F2频段结合窄波瓣角的特殊天线，对高层楼宇这种特殊场景进行应用，可增强室内的穿透能力，加强深度覆盖，从而提高用户体验质量，提升系统指标及用户业务的吸纳。这种覆盖方式目前已在中国移动大力推广，并应用到更多的高层居民区以及写字楼的场景中。

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Study on Deep Coverage Using F2 Frequency Point for High-Rise Buildings

ZHU Naihao, CAO Qing
(China Mobile Group Jiangsu Co., Ltd., Yangzhou Branch, Yangzhou 225100, China)

In order to cope with the deep coverage of high-rise residential areas, a series of optimization methods were used.The performance parameters of the coverage algorithm and special antenna were studied and massive amounts of model testing data were analyzed. The collaborative coverage solution combined the F2 frequency point with the special antenna was ultimately proposed. The collaboration of the F2 frequency point and the special antenna was verifi ed through experiments, which has the evident effect to the deep coverage for high-rise residential areas and highly improves the user experience.

deep coverage F2 frequency point high-rise building

10.3969/j.issn.1006-1010.2017.22.002

TN929.53

A

1006-1010(2017)22-0005-05

朱乃豪,曹青. F2频点解决高层楼宇深度覆盖问题的研究[J]. 移动通信, 2017,41(22): 5-9.

2017-10-18

袁婷 yuanting@mbcom.cn

朱乃豪：高级工程师，学士毕业于南京航空航天大学，现任中国移动通信集团江苏有限公司扬州分公司工维部经理，长期从事无线网络规划、建设、优化相关工作，目前主要研究方向为LTE网络规划与优化。

曹青：硕士毕业于南京邮电大学，现任中国移动通信集团江苏有限公司扬州分公司工维部网优班班长，长期从事无线网络规划、优化相关工作，目前主要研究方向为LTE网络规划与优化。