4G网络深度覆盖方式探讨

陈宁夏 崔林

摘 要：随着电信运营商4G网络的用户数量大规模增长以及网络覆盖不断增强，同时由于LTE信号频段较高，信号损耗较大，深度覆盖制约网络发展情况较为突出。文章将目前业界存在的10种深度覆盖方式优缺点进行比较，结合实际应用场景探讨各种深度覆盖方式的应用，以求更加有效发挥各种方式的优势，提升网络竞争力。

关键词：深度覆盖；分布系统；小基站

伴随着4G网络覆盖的完善以及4G业务快速发展，中国的4G用户数已经步入了规模增长阶段。中国移动2018年10月4G用户数达7.00亿户，当月净增508.3万户[1]。中国联通2018年10月4G用户累计达2.59亿户[2]。中国电信2017年12月份累计4G用户2.34亿户。用户数量的增加必然要求网络质量的精品化。在这样的情况下，4G的服务质量和用户体验就成为运营商关注的重点。与此相应，如何打破深度覆盖这一制约服务质量和用户体验的瓶颈也成为当务之急。

对于电信网络运营商而言，居民区是一块至关重要的“阵地”—70%以上的数据流量发生在室内。提升深度覆盖能力、保障室内用户感知，是运营商增加4G网络竞争力的重要手段[3]。面对高数据流量诉求，深度覆盖必须跟得上，但现实中，居民区却是一个用户投诉占比高的“问题”区域，究其原因，主要是随着人们的环保、维权意识越来越强，对所安装设备的美观度要求越来越高，传统基站已很难解决居民区覆盖问题：一方面，那些高大、明显的宏基站由于面临物业协调、站址获取等难题，很难进入居民小区实现部署；另一方面，受外围高层建筑阻挡，附近的宏基站信号无法穿透多个墙体，在小区内部也很容易形成4G覆盖空洞，造成弱覆盖区域，这势必会降低用户体验，影响用户对4G品牌的忠诚度。居民区深度覆盖已成为LTE精品网亟待攻克的“难关”。

通过对居民区深度覆盖来提升4G网络质量和用户体验，已成为电信运营商的共识。然而，在实际的建设过程中，却面临着新增站址物业协调困难、光缆铺设周期长、投资成本高、设备不美观、遭用户投诉等问题，因此，迫切需要找到一个截然不同的思路来解决进场难的问题。

1 4G网络覆盖场景

目前，运营商4G无线覆盖的常见场景包括以下几方面。

（1）多栋高层楼宇。由多个楼宇层高在12层以上的建筑物组成，通常为高层住宅小区，外部多为瓷砖，内部隔间较多，在建筑中部设置有电梯井。主要的覆盖困难为通过室内分布解决物业要求高，建设成本较大。

（2）独栋高层楼宇。楼宇层高在12层以上的建筑物，通常为写字楼，外部多为玻璃外墙，内部隔间较多，在建筑物多个地方设置有电梯井。由于这种场所内部结构多样性，且会不停变化，导致室内分布效果不是很理想，通过室外宏站直接覆盖，则对周边基站的干扰难以控制。

（3）中低层楼宇。层高在6—12层，通常楼宇之间的间距较近，宏站无法完全进行覆盖，建议采用室外辐射室内的方案解决深度覆盖。如果楼宇距宏站250 m以内，首选调整宏站参数以达到覆盖小区的目的。如室外宏站无法解决，可采用分布式微基站结合小区合并进行覆盖。

（4）城中村。层高在6层以下，建筑物的分布极其密集，遮挡情况很严重。在内部建设宏站，则会受到很大的阻扰，且工程造价很高。

（5）商业楼宇。一般建筑物层高在10层以下，平层占地面积较大，内部開阔。外墙多为玻璃外墙，内部墙体很厚。人流量密集，对业务需求有一定的规律性。

（6）大型场馆。一般为体育场馆或会展中心，大型场馆用于各种体育赛事、大型活动等，业务容量需求较大，呈潮汐特性，突发性较强，用户极多，宜采用室内覆盖系统，规划覆盖方案时需重点考虑容量及可扩展性，以便后续新增系统的接入，此类场景一般相对空旷，但用户密集，从容量需求考虑，可优先采用分布式皮基站组网解决；从系统接入制式可扩展性考虑，可优先采用双路同轴电缆分布系统[4]。

（7）高校园区。业务需求较为集中，且有很强的规律性在宿舍区和教学区间交替。

2 深度覆盖方式比较

在我国，深度覆盖主要包括分布系统覆盖和小基站直接覆盖两种模式、10种覆盖方案。分布系统主要用于大型楼宇的覆盖（一般单层面积大于1 000 m2）；小基站直接覆盖则主要应用于室外局部区域补盲（如城中村），以及会场、会议室、地下室等局部热点覆盖。

业界目前在用的分布系统主要是无源分布，有源分布系统正在逐步成熟。而在用的小基站则主要是主设备厂家的小基站，第三方厂家小基站直接覆盖方式主要在试点阶段。这些方案在商业网中的试用情况如表1所示。

不同的覆盖方式有不同的适用场景，同时也需要考虑到系统本身的容量、性能、维护性以及工程应用的造价。从容量上看，传统的无源分布系统的每平方米LTE容量是2 kbps，主设备厂家BBU+（光纤/五类线）分布系统+末梢毫瓦级分布式RRU的每平方米容量是51 kbps。容量上有源室分优势非常明显。

同时，对于现在常见的室内定位应用来说，室内定位的精准度主设备厂家基站+铜缆分布系统的室内定位精准度为10 000 m2，主设备厂家BBU+（光纤/五类线）分布系统+末梢毫瓦级分布式RRU的室内定位精准度为400 m2。从可维护性来对比，主设备厂家基站+铜缆分布系统的优点是都是无源器件，故障率低，但不可监控；主设备厂家BBU+（光纤/五类线）分布系统+末梢毫瓦级分布式RRU的末梢设备都是有源的，故障率相对较高，但可监控。深度覆盖方式的优缺点比较如表2所示。

同时通过多个工程结算价格的对比，可以对比出常规室分和有源室分的平均价格。造价如表3所示。

综上所述，对于常规室分和有源室分，这两种方案各有优势。

（1）有源分布系统造价是无源分布系统的1～2倍，电费是无源分布系统的2倍，系统可扩展性较差，末梢有源设备多、需远程供电。

（2）有源分布系统在容量、定位精度、施工方面有优势。

（3）有源分布系统主要应用于业务量较大的高价值室分场景（如大型Mall、地铁、交通枢纽）。

（4）室内分布系统建设模式：运营商确定楼宇覆盖方案后，集成商根据运营商方案进行谈点及建设（采用有源分布系统更易于物业准入）。

3 结语

目前，根据网络建设的实际情况以及各方案的特点，依据不同场景因地制宜选用覆盖方案，综合发挥各种覆盖方式优势，使用宏基站+室内分布系统实现骨干网络拓扑结构覆盖，使用小基站实现室内外局部补盲。同时，综合考虑造价、系统可扩展性、电费、维护、容量、安全性等因素，以无源分布系统为主，有源分布系统为辅，积极推进重点场景深度覆盖的建设。另一方面，运营商依托铁塔公司的优势，快速搭建深度覆盖网络结构，有效利用已有资源，降低建设成本也是提升网络竞争力的有效手段。

[参考文献]

[1]中国移动.月度客户数[EB/OL].（2018-11-06）[2018-12-21].https：//www.chinamobileltd.com/sc/ir/operation_m.php.

[2]中国电信.主要运营数据-月度[EB/OL].（2018-11-06）[2018-12-21].https：//www.chinatelecom-h.com/sc/ir/kpi.php.

[3]郭本英，米世成.不同场景4G网络深度覆盖方法探讨[J].信息通信，2017（11）：190-191.

[4]中国移动.室内覆盖建设指导意见报告[R].中国移动，2017.