LTE 多场景室内立体深度覆盖综合解决方案与研究*

张 磊，付 康，王清府

（中国移动通信集团新疆有限公司 哈密市分公司，新疆 哈密 839000）

0 引 言

随着LTE网络的不断发展，人们对通信质量的要求越来越高，室内用户的业务需求持续增加，室内深度覆盖的要求日益提升。同时，新型的室内覆盖建设方式不断涌现，室内深度覆盖建设不再局限于传统室内分布系统的方式（Distribute Antenna System，DAS），如分布式皮基站、一体化皮基站、微站等。对于各种不同类型的楼宇，需要根据场景特点、业务需求等，有针对性地选择合理的建设方式，积极推进适合不同场景的新型室内覆盖建设方式的应用[1]。

在4G 网络建设中，多层居民区及地下室网络覆盖是薄弱环节，LTE 的空间和穿透损耗更大。由于各种建筑物阻挡无法通过室外宏站进行覆盖，特别是在地下室更容易形成各种信号覆盖盲区，需要建设分布系统。而这相对投入的巨大网络资源来说，产生的效益低下。对于多层居民区，用户量大、宏站建设困难，需要建设小微站解决，因此实现多层居民区与地下室的深度覆盖势在必行。本文介绍针对3 种不同场景的经济、实用、高效性覆盖方案来解决弱覆盖问题。

1 LTE 多场景覆盖分类

从建筑物的结构和面积来划分，可以将室内覆盖场景分为两类。一类是简单结构楼宇，主要特征是内部纵深较小、结构较为简单、单层面积较小的建筑，常见的有普通居民小区、中高层居民小区、别墅区以及回字形布局的建筑物等。另一类是复杂结构楼宇，主要特点是内部纵深较大、结构复杂、单层面积较大的建筑物，如大型单体建筑、大型高层建筑、大型交通枢纽以及大型娱乐场所等。

从建筑物所在的不同区域的业务需求分布来划分，可以将室内覆盖场景分为高业务需求区域、基本业务需求区域、低业务需求区域以及临时性和过渡性需求区域。高业务需求区域主要是用户驻留多且产生大量话音和数据业务的区域。基本业务需求区域主要是指地下停车场等区域。低业务需求区域主要是指在建大楼、尚未出租的写字楼或者楼层以及未有或者少量住户入住的居民小区等，这些楼宇或者局部区域在短期内基本没有业务需求。临时性和过渡性需求区域是指用户少量入住，建筑物局部存在业务需求的区域或者用户在建筑物某处短期集中导致的业务突发区域。针对不同的建筑物特点和业务需求发展阶段，可以因地制宜地选择最优室内覆盖解决方案。

根据覆盖技术特点、设备类型、设备形态、场景应用等不同，室内覆盖方案典型分类如图1 所示。

图1 室内覆盖方案典型分类

室外宏站覆盖是指通过室外宏蜂窝基站覆盖解决室内覆盖问题，可以满足室内浅层覆盖的需求。宏基站具有覆盖能力强、容量高的优点，应用最为广泛。在墙体损耗较小、建筑物多为浅层的情况下，应优先采用室外宏蜂窝基站[2]。

微站覆盖是指通过室外小站覆盖解决室内覆盖问题，可以满足纵深覆盖不大的场景基本需求，对天面要求较低，物业协调难度低，易于安装部署。微站主要用于建筑物结构相对简单、易于穿透的室外、补盲补热及室外打室内的场景[3]。

2 LTE 多场景覆盖解决方案

LTE 室内覆盖解决方案需要结合场景特点，综合考虑覆盖面积、建筑结构以及容量等几个维度因素，还应分析成本，选择最适合的解决方案。由于物业或施工条件等原因，某些场景采用单一覆盖方案可能无法做到有效覆盖，如超大楼盘或建筑群、设备安装或走线受限的工厂、室分建设困难的城中村、大型场馆或交通枢纽等。针对这类场景，可采用多方案组合进行覆盖。比如，采用室外微站覆盖临窗区域，同时采用新型室分设备进行室内覆盖，以室内外协同的方案解决面积较大的建筑物覆盖问题[4]。

在方案选择上，遵循如下思路。

（1）对于大型会展中心、大型场馆、交通枢纽、商场等容量需求较高的场景，应优选传统DAS及分布式皮基站解决方案。

（2）对于面积中等、业务量中等的场景，可优选传统DAS 及扩展型一体化皮基站解决方案。

（3）对于面积较小、隔断较少、结构开阔的场景，可优先“RRU+平板”及一体化皮基站解决方案。

（4）对于大中型居民小区，应选择小区内抱杆微站或楼间对打解决方案。

（5）对于单点补盲补热的场景，室内覆盖可选择微站或一体化皮基站解决。

3 LTE 多场景覆盖应用案例

3.1 低层居民区场景覆盖

3.1.1 低层居民区概述

本地兰溪谷小区采用普通砖混结构，共计14 栋6 层居民楼，占地面积8.5×104m2，居民近3 000 人。由于环境封闭，周围建筑阻挡，宏站无法穿透，导致小区内道路及室内整体区域严重弱覆盖，用户上网质量差并产生投诉。经过实地勘察后，采用“RRU（E 频段）+平板天线”的方案加强深度覆盖解决。

3.1.2 低层居民区方案设计

本住宅小区采用4 个独立的9 m 杆，安装E 频段RRU、15 dB 高增益平板天线来覆盖。根据现场勘查，选择合适的天线挂高、俯仰角及方位角来提升室外道路及室内深度信号覆盖质量，共安装1 台BBU，4 台RRU（E 频段），8 副平板天线[5]。

“RRU+平板”解决方案选取了4 个点位，设计4 台RRU+8 面平板天线，如图2 所示。“RRU+平板天线”现场安装情况，如图3 所示。

3.1.3 低层居民区“RRU+平板天线”开通前后效果验证

在该小区安装“RRU（E 频段）+平板天线”建设完成后验证，可见利用E 频段有效提升了小区室外整体道路及室内深度覆盖，避免了于周围宏站F 频段及D 频段的干扰[6]。

图2 “RRU+平板天线”方案设计

图3 “RRU+平板天线”现场安装情况

开通后，小区整体室外RSRP 由-104.36 dBm 提升到-80.23 dBm，提升了24 dBm；SINR 由7.15 dB提升至16.29 dB；下载速率由11.37 Mb/s 提升至28.46 Mb/s。4G 信号覆盖提升效果非常明显，对比图如图4 所示，具体指标如表1 所示。

图4 低层居民区“RRU+平板天线”开通前后RSRP 强度对比

表1 兰溪谷小区“RRU+平板天线”开通前后指标对比

3.2 地下室负一层商业娱乐场景覆盖

3.2.1 地下室负一层商业娱乐概述

汇景苑游泳健身馆是集游泳健身于一体的大型娱乐场所，位于汇景苑高层地下室，面积为5 000 m2。由于环境封闭，地下室整体区域严重弱覆盖，用户无法上网并产生投诉。利用传统室分安装存在物业协调困难、施工困难、建设成本高、施工周期长、维护困难等难点。为满足覆盖要求，现利用RU 增加平板天线覆盖方案来解决此类型场景[7]。

3.2.2 地下室负一层商业娱乐方案设计

本地下室负一层采用挂墙“RRU+平板天线”来覆盖，通过采用平板天线覆盖提升室外道路及室内深度覆盖质量，共计安装3台RRU，4副平板天线，利旧BBU。

“RRU+平板”解决方案选取3 个点位，设计3 台RRU+4 面平板天线，如图5 所示。地下室负一层商业娱乐“RRU+平板天线”现场安装情况，如图6 所示。

图5 地下室商业娱乐“RRU+平板天线”方案设计

图6 现场安装情况

3.2.3 地下室负一层商业娱乐“RRU+平板天线”开通前后效果验证

通过在该地下室墙体安装“RRU+平板天线”建设完成后验证，有效提升了室内深度覆盖。室内RSRP 由-113.64 dBm 提升到-88.48 dBm，提升了25.16 dBm；SINR 由8.73 dB 提升至25.63 dB；下载速率由8.65 Mb/s 提升至34.47 Mb/s。4G 信号覆盖提升效果非常明显，对比图如图7 所示，具体指标如表2 所示[8]。

图7 地下室商业娱乐“RRU+平板天线”开通前后RSRP 强度对比

表2 地下室商业娱乐 RRU+平板天线开通前后指标对比

3.2.4 地下室商业娱乐“RRU+平板天线”创新覆盖相比传统DAS 优势对比

地下室商业娱乐“RRU+平板天线”（如图8所示）与传统DAS 覆盖（如图9 所示）进行对比设计。从设计图可以看出，传统DAS 需要耦合器、功分器、馈线接头、馈线、吸顶天线等很多无源器件，设计和施工较复杂，而地下室商业娱乐“RRU+平板天线”结构简单明了。地下室商业娱乐“RRU+平板天线”创新覆盖相比传统DAS，优势包括施工周期短、容易施工、费用低、设备维护方便、优化方便等[9]。

图8 “RRU+平板天线”覆盖设计

图9 传统DAS 覆盖设计

表3 地下室商业娱乐“RRU+平板天线”创新覆盖相比传统DAS 优势对比

3.3 地下室负一层物联网场景覆盖

3.3.1 地下室负一层物联网场景概述

新城小区居民住宅小区负一层安装有国家电网物联网设备，需要通过LTE 网络实时上报设备运行状态到机房服务器，便于监控人员实时掌握设备运行状态。由于环境封闭，负一层及车库整体盲区，导致物联网设备及车库用户无法上网，而利用传统室分安装存在安装建设困难。为满足地下车库补盲，根据地下车库空旷结构情况及容量需求等，现利用“RRU+平板天线”覆盖方案来解决此类型场景。

3.3.2 地下室负一层物联网场景方案设计

本地下室负一层采用挂墙“RRU+平板天线”来覆盖，主要覆盖物联网设备配电室及地下车库整体区域，共计安装1 台RRU，1 副平板天线，利旧BBU。

“RRU+平板天线”解决方案选取1 个点位，设计1 台RRU+1 面平板天线，如图10 所示[10]。

图10 地下室负一层物联网场景“RRU+平板天线”方案设计

地下室负一层物联网场景“RRU+平板天线”现场安装图及物联网设备，如图11 和图12 所示。

图11 物联网电力设备

3.3.3 地下室负一层物联网场景“RRU+平板天线”开通前后效果验证

通过在该地下室墙体安装“RRU+平板天线”建设完成后验证，有效提升了室内深度覆盖。室内RSRP 由-115.34 dBm 提升到-85.38 dBm，提升了30 dBm；SINR 由6.74 dB 提升至26.63 dB；下载速率由5.65 Mb/s 提升至35.49 Mb/s。4G 信号覆盖提升效果非常明显，对比图如图13 所示，具体指标如表4 所示。

图12 物联网电力设备

图13 地下室物联网“RRU+平板天线”开通前后RSRP 强度对比

表4 地下室物联网场景“RRU+平板天线”开通前后指标对比

3.3.4 RRU+平板天线创新覆盖相比传统DAS 优势对比

通过地下室物联网“RRU+平板天线”开通结果及覆盖效果，此场景解决方案有极高的实用性。作为一种快速补盲有较高的价值，与传统DAS 对比，具有施工维护简单、优化方便、成本低等优点，如表5 所示。

表5 地下室物联网场景“RRU+平板天线”创新覆盖相比传统DAS 优势对比

4 结 语

我国正处于加速城市化进程的中期，随着LTE网络的迅速建设和4G 用户业务的迅猛增长，LTE室内覆盖在4G 无线网络中的地位越来越重要，投资占比越来越高。

对于多层居民区及地下室两种场景，从开通覆盖测试结果来看，LTE 开通后信号覆盖完全满足客户需求。特别对于地下室这类场景来说，只需解决覆盖，对容量要求不高，完全可以用“RRU+平板”解决方案高效解决客户之所急。从施工难度、施工周期、后期维护、投资费用等多方面分析，“RRU+平板天线”创新解决方案比传统DAS 都具有较高的价值。对于密集居民区和高用户区域，可以采用E 频段室外微站解决深度覆盖，提升覆盖质量的同时，进一步控制和降低造价。