田艷中，李毅，蔣招金

（湖南省郵電規(guī)劃設計院有限公司，長沙 410126）

近年來，由于3G、4G網(wǎng)絡部署的頻段較高，而且高速率等級對應的設備接收機靈敏度較高，因而部分室內(nèi)區(qū)域和部分阻擋嚴重的室外區(qū)域出現(xiàn)覆蓋不足，成為覆蓋難點，尤其是城區(qū)占地面積較大的高層住宅小區(qū)。

本論文在總結實際的LTE網(wǎng)絡建設經(jīng)驗和優(yōu)化經(jīng)驗基礎上，提出了一套高層住宅小區(qū)LTE網(wǎng)絡深度覆蓋解決方案，為LTE下一步在住宅小區(qū)的建設和優(yōu)化提供技術支持。

1 高層住宅小區(qū)特點及網(wǎng)絡覆蓋現(xiàn)狀

1.1 高層住宅小區(qū)特點

高層住宅小區(qū)指8層以上的建筑，主要有板樓和塔樓兩種類型。目前，城區(qū)高層住宅小區(qū)建筑不斷涌現(xiàn)，如省會城市從2008年開始建設的小區(qū)大部分是17層以上，且塔樓越來越多。由于高層住宅小區(qū)樓宇高且單層面積大，且建筑群自身具有的屏蔽和吸收作用，將在小區(qū)建筑的背后或中間形成信號的盲區(qū)，如低層覆蓋情況普遍比較差，電梯和地下室為覆蓋盲區(qū)，一些10層以上的高層部分接收到多個宏基站信號。

有些小區(qū)比較大，且小區(qū)內(nèi)很難簽下宏基站站址，那么小區(qū)的室外中心區(qū)域及中心樓棟的覆蓋就成了難題。

1.2 LTE網(wǎng)絡覆蓋現(xiàn)狀及存在問題

高層住宅小區(qū)分布在城市的不同區(qū)域，它的網(wǎng)絡覆蓋是在密集市區(qū)與一般市區(qū)區(qū)域類型中統(tǒng)一考慮，以宏基站覆蓋為主，電梯和地下室通過室內(nèi)分布系統(tǒng)進行覆蓋，少數(shù)投訴嚴重的小區(qū)采用了室內(nèi)外綜合覆蓋方案。中國移動經(jīng)過2年的TD-LTE網(wǎng)絡建設，中國電信和中國聯(lián)通經(jīng)過近一年的LTE FDD網(wǎng)絡建設，目前大部分高層住宅小區(qū)的網(wǎng)絡覆蓋情況較好，但部分小區(qū)的一些公共區(qū)域、低層還存在一些弱覆蓋區(qū)域，一些10層以上的高層部分導頻污染嚴重，“乒乓”切換比率高，造成用戶接通難和掉話次數(shù)多；同時有部分小區(qū)的網(wǎng)絡覆蓋建設方案本身有不完善的地方。

2 LTE規(guī)劃與設計特點分析

LTE網(wǎng)絡與2G/3G相比對干擾控制更為敏感，LTE規(guī)劃應從傳統(tǒng)注重場強的思路向更注重信號質量轉變。LTE網(wǎng)絡主要承載高數(shù)據(jù)業(yè)務，而業(yè)務速率和SINR有較強的相關性。因此LTE網(wǎng)絡規(guī)劃與設計具有以下兩個顯著特點。

2.1 站址選擇要求更高

（1）站間距的影響：某地市密集城區(qū)4G試驗網(wǎng)，現(xiàn)網(wǎng)平均站間距200 m，經(jīng)過規(guī)劃軟件仿真輔助設計，站間距調整到平均300 m。經(jīng)測試，雖然RSRP合格率從98.6%降低到96.8%，僅下降1.8個百分點，但SINR合格率從78.8%提升到90.3%，升幅達11.5個百分點，SINR值提升明顯，小區(qū)平均吞吐量大幅提升。因此，密集城區(qū)站間距建議不小于300 m，普通城區(qū)站間距建議不小于400 m，且盡量滿足蜂窩結構。

（2）站高的影響：實際測試發(fā)現(xiàn)，周圍有50 m以上高站且天線覆蓋范圍未控制好的情況下，該扇區(qū)的載波下載速率比周圍無高站的扇區(qū)下降約20%。因此城區(qū)基站站高建議在30～40 m。

2.2 隔離度和天線參數(shù)設計要求更高

（1）隔離度：共站址異系統(tǒng)天線間距過小，隔離度不足，易造成干擾，影響天饋性能，如工作在1800 MHz頻段的LTE與其他系統(tǒng)的天線安裝隔離距離要求見表1。

表1 1800 MHz頻段的LTE與其他系統(tǒng)的隔離距離要求

（2）方位角、下傾角：設計的方位角主瓣方向應正對覆蓋目標中心區(qū)域，且100 m范圍內(nèi)不應有高于基站天線高度的高大建筑物阻擋。對于天線主瓣方向會覆蓋到街道的，應盡量與街道方向成一定的夾角，避免越區(qū)覆蓋和干擾。

設計的下傾角過小，過覆蓋風險高；下傾角過大，覆蓋范圍達不到規(guī)劃預期。下傾角設置應根據(jù)覆蓋目標距基站距離和天線掛高進行嚴格的計算，同時參考周圍建筑物特點。

3 LTE深度覆蓋建設方案

由于高層住宅小區(qū)的環(huán)境特點和網(wǎng)絡覆蓋難點，因此對于還未進行LTE網(wǎng)絡覆蓋的小區(qū)，理應制定一套完善的深度覆蓋方案，盡量將問題在建設階段就解決好。

3.1 深度覆蓋方式分析

針對高層住宅小區(qū)的特點，其覆蓋主要通過采用宏基站、室內(nèi)分布系統(tǒng)、室外分布系統(tǒng)、微微基站等方式靈活應用來解決。一般來說不結合分布系統(tǒng)很難解決高層住宅小區(qū)內(nèi)的深度覆蓋問題，同時需要考慮投資成本與物業(yè)協(xié)調難度來制定合理的解決方案。根據(jù)工程經(jīng)驗，并結合對測試數(shù)據(jù)的分析，高層住宅小區(qū)的深度覆蓋思路及方案建議如下。

（1）首先對小區(qū)內(nèi)部的道路進行步行DT測試和對一些典型樓棟及其典型樓層進行CQT測試，然后分析測試數(shù)據(jù)，定位問題點和原因。

（2）結合小區(qū)周圍的LTE宏基站位置，以及站間距和站高要求，在小區(qū)內(nèi)部選擇宏基站站址，應嚴格滿足蜂窩結構。對于所選站址樓棟高于20層的，應想辦法將天線安裝在15層左右的外墻上。這是最關鍵的覆蓋方式，當然如果小區(qū)面積較小不滿足與周圍已有宏基站站間距要求，則不考慮新增宏基站。

（3）確定宏基站安裝位置后，應設置模擬基站，再進行步行DT測試，并分析測試數(shù)據(jù)。

（4）對于新增宏基站后高層仍有覆蓋問題的樓棟，根據(jù)有問題的樓層數(shù)和位置，建議通過覆蓋地下室和電梯的室分系統(tǒng)耦合一副或多副天線安裝在樓頂進行樓頂對打，或者安裝在合適樓層外墻進行樓中對打，或者安裝在裙樓頂或低層有空間的位置進行天線上打，從而實現(xiàn)中高層的覆蓋，一般一副天線能覆蓋5～10層樓；如所選樓宇沒有室分系統(tǒng)，則通過級聯(lián)RRU+功分器件+天線或者微微基站定向覆蓋實現(xiàn)樓間對打的效果。樓間對打的覆蓋示意如圖1所示。

圖1 樓間對打覆蓋示意圖

（5）對于新增宏基站后低層仍有覆蓋問題且樓棟數(shù)量較多的情況，問題樓棟可能分布在小區(qū)內(nèi)多個地方，建議采用BBU+多RRU+功分器件+美化路燈桿或其他美化天線的方式進行覆蓋。該方式的覆蓋示意如圖2所示。

（6）對于新增宏基站后局部小范圍仍有覆蓋問題且室內(nèi)外分布系統(tǒng)不適合的區(qū)域，建議采用Femto、Pico等微微基站方式，快速建站解決問題。

（7）如果業(yè)主和物業(yè)要求高，則應采用美化天線。適合住宅區(qū)的美化天線主要有射燈型、草坪牌型、草坪燈型、路燈型等。

（8）小結：通過以上的分析，4種覆蓋方式的覆蓋優(yōu)缺點及適合的覆蓋場景對比見表2。

3.2 案例分析

（1）某小區(qū)為高層住宅小區(qū)，共有24棟，分為6排，樓宇以塔樓為主，每棟樓高31層，樓間距約40～70 m。

圖2 覆蓋低層的室外分布系統(tǒng)示意圖

（2）TD-LTE現(xiàn)網(wǎng)情況：小區(qū)主要由小區(qū)西北邊馬路對面的宏基站和小區(qū)南邊燈桿站覆蓋。從小區(qū)內(nèi)RSRP測試圖來看室外區(qū)域覆蓋情況，外圍道路覆蓋良好；小區(qū)內(nèi)道路靠近基站側覆蓋電平在-90～-100 dBm；小區(qū)中部電平在-100～-110 dBm左右，覆蓋電平偏弱。

現(xiàn)網(wǎng)室內(nèi)覆蓋情況：住宅樓樓道內(nèi)40%的區(qū)域處于脫網(wǎng)狀態(tài)，平均RSRP為-112.44 dBm，平均SINR為-3.78 dB，平均下載速率為2.56 Mbit/s，深度覆蓋不足。

（3）深度覆蓋方案：通過對測試數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，小區(qū)內(nèi)部弱覆蓋區(qū)域多，整體覆蓋較差。又因為樓棟都為31層，且分布規(guī)則，同時不滿足新增宏基站站間距要求。經(jīng)過綜合考慮，最終的方案是采用室外分布系統(tǒng)樓間對打的方式，通過已有的地下室和電梯室分系統(tǒng)耦合1～3副射燈天線安裝于樓頂覆蓋15層以上房間，另外耦合1～3副射燈天線安裝于大樓7樓用于覆蓋15層以下房間以及室外地面弱覆蓋區(qū)域。

表2 4種覆蓋方式的覆蓋能力對比表

（4）覆蓋效果：深度方案實施后，經(jīng)步行測試的實施前后網(wǎng)絡性能對比見表3。

（5）小結：通過定向覆蓋問題區(qū)域，解決了該小區(qū)的深度覆蓋問題。

4 深度覆蓋網(wǎng)優(yōu)手段提升思路

對于已進行了一期或多期的LTE網(wǎng)絡建設仍存在深度覆蓋不足引起用戶投訴的小區(qū)，那么需要通過網(wǎng)絡優(yōu)化手段進行原因分析，并制定出優(yōu)化覆蓋方案。

根據(jù)網(wǎng)優(yōu)經(jīng)驗，高層住宅小區(qū)內(nèi)SINR值差和引起用戶投訴的原因主要有以下7類：

（1）設備故障。如RRU故障等；（2）參數(shù)設置問題。如切換參數(shù)設置不合理引起切換不及時，從而導致SINR值差；（3）系統(tǒng)內(nèi)干擾，如模三干擾，DCS1800帶來的阻塞/互調/雜散干擾、GSM900二次諧波干擾、PHS帶內(nèi)雜散阻塞帶來的干擾等；（4）網(wǎng)外干擾。如軍方通信設備、大功率電子設備、廣播、微波；（5）宏基站站間距過小導致同頻干擾嚴重；（6）宏基站站間距過大導致覆蓋盲區(qū)較多；（7）宏基站站址過高導致越區(qū)覆蓋。

首先在DT、CQT測試、網(wǎng)管的基礎上，通過分析測試數(shù)據(jù)和網(wǎng)管數(shù)據(jù)，確定問題區(qū)域的真正原因。然后建議通過以下思路和手段進行網(wǎng)優(yōu)調整：

表3 深度方案實施前后的網(wǎng)絡性能對比表

（1）首先通過網(wǎng)優(yōu)排查是否屬于天饋接頭、基站發(fā)射功率設置不合理等其他非站址因素引起的，如果是，那么按網(wǎng)優(yōu)要求進行調整；

（2）在排除（1）中因素的情況下，可采取開啟基站設備中的動態(tài)AGC功能、優(yōu)化接收數(shù)字濾波器、加裝中頻濾波器等方法，控制鄰區(qū)干擾和系統(tǒng)間干擾；

（3）對于調整了方位角和下傾角后SINR值仍低的站址間距過小的站址，建議搬遷或減少其中的扇區(qū)；

（4）對于站址間距過大的站址，應在中間合理位置增加基站或移動其中一個不合理的站址；

（5）對于調整了下傾角和方位角后SINR值仍低的站址過高的站址，建議降低天線掛高或搬遷該基站；

（6）如果周圍室外宏基站位置合理、參數(shù)設置也合理，則需要制定綜合的深度覆蓋建設方案，具體參見（4)。

5 結論

本論文結合實際案例對高層住宅小區(qū)覆蓋問題進行了分析，并系統(tǒng)性地提出一套完整的深度覆蓋思路和解決方案建議，用于指導下一步的網(wǎng)絡建設和優(yōu)化。