羅新軍

（江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，南京 210019）

隨著TD-LTE工程建設(shè)的進(jìn)行和不斷深入，網(wǎng)絡(luò)在大部分區(qū)域基本實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋，形成宏微協(xié)同的立體網(wǎng)絡(luò)。隨著城市快速發(fā)展及城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，城中村在各大城市已成為一個(gè)普遍現(xiàn)象，城中村特點(diǎn)顯著，村內(nèi)建筑物高低不等，參差不齊，場(chǎng)景復(fù)雜，有低矮高密度低層小區(qū)部分，樓間距小；有樓層較高、縱深較大的高大建筑，這些復(fù)雜情況給城中村的深度覆蓋帶來(lái)困難。由于制式和頻段方面的差異，TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與2G/3G網(wǎng)絡(luò)相比，頻段較高，呈現(xiàn)了“大帶寬、小覆蓋”的特點(diǎn)，容易造成深度覆蓋不足。城中村場(chǎng)景深度覆蓋的迫切需求同網(wǎng)絡(luò)建設(shè)難以落地及快速交維之間的矛盾日趨顯現(xiàn)。

1 TD-LTE鏈路預(yù)算模型

TD-LTE鏈路預(yù)算分為兩種情況，對(duì)于新建TDLTE小區(qū)，基站天線的發(fā)射功率及接收機(jī)靈敏度已知，通過(guò)鏈路預(yù)算，計(jì)算發(fā)射天線至接收天線間在各種環(huán)境下的最大允許路徑損耗，并由此獲得小區(qū)的覆蓋半徑；對(duì)于利舊原有天饋系統(tǒng)的TD-LTE小區(qū)建設(shè)，鏈路的最大允許路徑損耗及接收機(jī)靈敏度已知，可獲得所需信源基站的發(fā)射功率大小，從而估算目標(biāo)區(qū)域需要的TD-LTE覆蓋基站數(shù)量。

建立TD-LTE鏈路預(yù)算模型如公式（1）所示。

最大允許路徑損耗=ERIP-余量-穿透損耗-人體損耗-接收機(jī)靈敏度 （1）

其中：

ERIP (Effective Radiated Isotropic Power)即有效全向輻射功率。

ERIP=設(shè)備最大發(fā)射功率-線纜損耗+天線增益。

余量=陰影衰落余量+干擾余量。

穿透損耗=墻體損耗（室內(nèi)） 或 車體損耗（室外）。

天線增益包括發(fā)射天線增益、接收天線增益及其他增益。

TD-LTE的工作頻段主要為2.3 GHz和2.6 GHz，相對(duì)于GSM頻段，TD-LTE頻段的空間傳輸過(guò)程衰減更大，穿透能力更差，會(huì)嚴(yán)重影響到其覆蓋距離；高頻在饋線中的傳輸衰減也更大。

TD-LTE主要制式頻段與GSM頻段的頻率損耗對(duì)比分析如表1所示。

表1 不同制式頻率損耗

天線口1 m處各頻段空間傳播損耗如表2所示。

表2 不同頻段空間傳播損耗

對(duì)于TD-LTE主要頻段，F(xiàn)頻段相對(duì)于E、D頻段在頻率損耗方面具有3～4 dB的優(yōu)勢(shì)，在空間傳播損耗方面具有1～2 dB的優(yōu)勢(shì)。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)主要承擔(dān)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，對(duì)信號(hào)質(zhì)量（SINR）要求高，需特別關(guān)注干擾控制。

2 城中村場(chǎng)景深度覆蓋面臨挑戰(zhàn)

城中村，低矮高密度小區(qū)，樓間距小，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求大，對(duì)容量要求高；傳統(tǒng)的宏站建設(shè)方式難以實(shí)現(xiàn)城中村的深度覆蓋，其網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋面臨諸多挑戰(zhàn)，站址選擇困難，城中村居民的輻射環(huán)保意識(shí)強(qiáng)，傳統(tǒng)的宏站新增站點(diǎn)難以在城中村落地；無(wú)線環(huán)境復(fù)雜，城中村無(wú)統(tǒng)一規(guī)劃，建設(shè)無(wú)序；電磁波損耗大，很難實(shí)現(xiàn)深度覆蓋；傳輸資源獲取困難，城中村公共區(qū)域少，能用于鋪設(shè)光纜等傳輸資源的區(qū)域少。城中村的這些特點(diǎn)，制約其TD-LTE網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋，需要基于更加豐富、靈活多變的分場(chǎng)景整體解決方案應(yīng)對(duì)。

3 多系統(tǒng)融合深度覆蓋解決方案

針對(duì)城中村場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋建設(shè)中面臨的選址難、入戶難、配套難、干擾控制難等問(wèn)題和挑戰(zhàn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察、路測(cè)等技術(shù)手段獲取現(xiàn)網(wǎng)覆蓋情況，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)宏站分布情況，構(gòu)建基于F頻室分外引、E頻室內(nèi)、D頻室外、室內(nèi)外協(xié)同的多系統(tǒng)融合整體解決方案，充分利用F頻段的頻段低、穿透能力強(qiáng)、室分外引無(wú)需機(jī)房、配套簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。城中村場(chǎng)景的多系統(tǒng)融合深度覆蓋方案主要基于高大建筑采用E頻段室分入戶整體覆蓋；低矮高密度建筑采用基于F頻的室分外引、室外打室內(nèi)的方式協(xié)同覆蓋；村內(nèi)道路及外部公共區(qū)域采用基于F頻的室分外引覆蓋方案；城中村周邊具備宏站覆蓋區(qū)域利舊現(xiàn)有宏站D頻段覆蓋；各種頻段制式相互協(xié)同，干擾可控。基于F頻室分外引實(shí)現(xiàn)方式可以采用以下兩種方案。

（1）現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA信源F頻升級(jí)方式。該方案采用基于現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA信源F頻升級(jí)方式，在現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA BBU的基礎(chǔ)上，新增LTE F頻基帶板，更換相應(yīng)的電源板、控制板及光模塊等；RRU根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)情況相應(yīng)升級(jí)，若現(xiàn)網(wǎng)RRU型號(hào)支持TD-SCDMA及TD-LTE頻段則不用升級(jí)，直接利舊；現(xiàn)網(wǎng)RRU型號(hào)不支持TD-LTE頻段，則需將現(xiàn)網(wǎng)RRU更換為支持TD-SCDMA及TD-LTE頻段的型號(hào)；并新增尾纖、基站網(wǎng)管做數(shù)據(jù)等；其系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

圖1 現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA信源F頻升級(jí)方式系統(tǒng)框圖

（2）獨(dú)立F頻信源方式，對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)無(wú)TD-SCDMA信源或有TD-SCDMA信源但規(guī)劃不進(jìn)行F頻升級(jí)的情況，則直接采用新增F頻信源實(shí)現(xiàn)。在獨(dú)立F頻信源實(shí)現(xiàn)方式下，若現(xiàn)網(wǎng)有E頻段信源，BBU可以在E頻段上直接升級(jí)，新增相應(yīng)F頻段板卡，將RRU更換為支持E頻、F頻的設(shè)備型號(hào)，方案實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單，投資更少。其系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。

圖2 獨(dú)立F頻信源方式系統(tǒng)框圖

對(duì)基于F頻室分外引方案進(jìn)行選擇，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)已有基站資源情況進(jìn)行，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)無(wú)TD-SCDMA等基站情況，可以采用獨(dú)立F頻信源實(shí)現(xiàn)方式；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)已有TD-SCDMA資源，為節(jié)省成本需要，建議采用基于現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA信源F頻升級(jí)實(shí)現(xiàn)方式，若是規(guī)劃需要，也可采用獨(dú)立F頻信源方式。

基于F頻的室分外引多系統(tǒng)融合深度覆蓋解決方案通過(guò)引入基于F頻的室分外引方案實(shí)現(xiàn)對(duì)低矮高密度城中村的深度覆蓋，可以解決城中村選址難、物業(yè)協(xié)調(diào)困難的黑點(diǎn)、難點(diǎn)建設(shè)問(wèn)題；通過(guò)引入基于F頻的室分外引方案實(shí)現(xiàn)室外打室內(nèi)的室內(nèi)外協(xié)同覆蓋，可以解決城中村E頻的信號(hào)衰減大、穿透弱的問(wèn)題；通過(guò)引入基于E頻、F頻、D頻的室內(nèi)外協(xié)同實(shí)現(xiàn)對(duì)同一區(qū)域深度覆蓋，解決了室內(nèi)外協(xié)同覆蓋存在的干擾問(wèn)題；建設(shè)方案無(wú)需機(jī)房、天面簡(jiǎn)單、配套少、投資少、見效快。

4 典型應(yīng)用案例

中山作為全國(guó)城鄉(xiāng)一體化程度較高的地市，只有主城區(qū)和一般城區(qū)，隨著城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，城中村在中山已越來(lái)越多。中山橫欄新茂村是典型的城中村場(chǎng)景，村中有10層高、縱深大的高大建筑，也有平均在6層左右成片的高密度低層建筑，建筑之間高差較小、距離較近，對(duì)周圍宏站信號(hào)遮擋，城中村內(nèi)部道路及建筑物外圍宏站信號(hào)非常弱；城中村居民由于擔(dān)心輻射等原因，對(duì)通信發(fā)射設(shè)施極其敏感抵觸，長(zhǎng)期阻擾建站，選址困難，長(zhǎng)久以來(lái)都無(wú)法在區(qū)域順利建站；城中村區(qū)域內(nèi)常年處于無(wú)覆蓋狀態(tài)，人員密集，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求大，用戶感知差。

針對(duì)中山橫欄新茂村的建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及建設(shè)困難，經(jīng)過(guò)需求分析、方案調(diào)研及現(xiàn)場(chǎng)勘察，采用室內(nèi)基于E頻段的室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋，室外基于F頻室分外引、室內(nèi)外協(xié)同、多系統(tǒng)融合深度覆蓋解決方案進(jìn)行解決，針對(duì)其高大建筑采用E頻段室分入戶、低矮高密度建筑及村內(nèi)道路采用基于F頻室分外引+室外射燈天線、周邊外圍采用現(xiàn)網(wǎng)D頻宏站補(bǔ)充覆蓋的整體解決方案。

城中村周邊宏站主要有中山橫欄新茂村D/F-ZLH，天線掛高 22 m，方向角 90°/90°/250°/260°/330°/330°，與規(guī)劃覆蓋城中村區(qū)域距離300 m；中山橫欄茂生東路D/F-ZLH天線掛高29 m，方向角100°/230°/350°，與規(guī)劃覆蓋城中村區(qū)域距離325 m；中山橫欄長(zhǎng)安北路D-ZLH，天線掛高28 m，方向角30°/170°/310°，與規(guī)劃覆蓋城中村區(qū)域距離285 m。中山橫欄新茂村的周邊宏站相對(duì)比較密集，容易造成同頻干擾，周邊宏站的覆蓋方向也基本沒(méi)有打向中山橫欄新茂村，加之，建筑密集，造成該城中村大面積弱覆蓋。

信源BBU采用中興ZXRT B8300，E頻段，同時(shí)增加1塊F頻的基帶板，實(shí)現(xiàn)共BBU安裝在機(jī)房；RRU采用中興R8972E，共6臺(tái)RRU，其中RRU1～3采用E頻段，通過(guò)拉遠(yuǎn)安裝于室內(nèi)墻壁上，負(fù)責(zé)室內(nèi)覆蓋；RRU4～6采用F頻段，通過(guò)拉遠(yuǎn)室分外引至樓頂用小抱桿安裝，負(fù)責(zé)低矮建筑城中村、道路及室外打室內(nèi)的信號(hào)覆蓋；主設(shè)備電源采用就近取220 V交流電供電方案。

圖3 信源設(shè)計(jì)方案圖

信源方案設(shè)計(jì)方案如圖3所示。

室分外引F頻信源RRU安裝在室外新增樓頂抱桿上，通過(guò)新增室外射燈天線，對(duì)城中村低矮建筑及道路分3個(gè)方向進(jìn)行覆蓋，每臺(tái)RRU負(fù)責(zé)一個(gè)方向。其中天線ANT7-10F，方向角30°，下傾角5°；天線ANT8-10F，方向角294°，下傾角5°；天線ANT9-10F，方向角165°，下傾角5°。

設(shè)備開通后，對(duì)中山橫欄新茂村覆蓋目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行覆蓋效果評(píng)估，包括RSRP值、SINR值及相關(guān)業(yè)務(wù)測(cè)試，測(cè)得覆蓋區(qū)域室內(nèi)、室外的RSRP值均在合理范圍內(nèi)，SINR值得到顯著提升。采用E頻段室分入戶的高大建筑，區(qū)域內(nèi)RSRP在-60 dBm左右，SINR值達(dá)到30 dB；測(cè)試城中村高大建筑物電梯內(nèi)信號(hào)的RSRP在-80 dBm左右，SINR值達(dá)到30 dB；城中村室外基于F頻室分外引覆蓋，測(cè)得覆蓋信號(hào)的RSRP在-88 dBm左右，SINR值達(dá)到15 dB；測(cè)試及過(guò)均滿足覆蓋指標(biāo)要求。

對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

隨著中山橫欄新茂村采用此新型解決方案進(jìn)行深度覆蓋，該城中村長(zhǎng)期弱覆蓋、盲區(qū)現(xiàn)象得到明顯改善，解決了用戶投訴及建站難的問(wèn)題，同時(shí)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量顯著提升，快速解決了客戶投訴問(wèn)題，大大提升中山移動(dòng)的實(shí)力和信譽(yù)，為移動(dòng)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中贏得先機(jī)，贏得更多客戶，減少客戶流失。

表3 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果

5 結(jié)束語(yǔ)

采用基于F頻室分外引多系統(tǒng)融合深度覆蓋解決方案，為解決城中村等黑點(diǎn)、難點(diǎn)的深度覆蓋、解決客戶投訴提供了新的思路，具有高效性、實(shí)用性、可復(fù)制性。在當(dāng)前宏站選址困難、室分入戶困難的背景下，充分利用F頻段的穿透能力強(qiáng)、室外射燈天線美化、室分外引、室內(nèi)外協(xié)調(diào)等優(yōu)勢(shì)，解決選址難、入戶難的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)快速建站和與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境完美融合；室內(nèi)E頻覆蓋，室外F頻補(bǔ)充，構(gòu)建異頻的室內(nèi)外協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)城中村信號(hào)深度覆蓋的同時(shí)，規(guī)避同頻干擾；室分外引基于F頻段，解決E頻信號(hào)穿透能力弱，更好的增強(qiáng)信號(hào)覆蓋。通過(guò)多系統(tǒng)融合方案在解決了城中村大部分弱覆蓋需求的情況下，對(duì)于仍存在局部小范圍的盲區(qū)/弱區(qū)/熱區(qū)，可引入微小基站等產(chǎn)品和技術(shù)，構(gòu)建宏微協(xié)同的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)城中村精準(zhǔn)覆蓋、全覆蓋的目標(biāo)。

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