古慶利

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510310）

0 引言

縱觀移動通信的發(fā)展歷程，從1986年第一套模擬移動通信系統(tǒng)在美國芝加哥誕生，到如今4G如火如荼，短短的30多年間，移動通信已從簡單的替代有線電話到現(xiàn)在LTE網(wǎng)絡成為人們工作、生活和娛樂不可或缺的信息通信手段。因此研究小區(qū)LTE網(wǎng)絡覆蓋設計成為了當前移動通信建設中必不可少的課題。在當前的LTE網(wǎng)絡覆蓋中，最重要的用戶群體集中在密集城區(qū)，而密集城區(qū)由于高樓林立，無線信號傳播環(huán)境復雜，導致信號深度覆蓋不足、干擾嚴重，另一方面由于大眾對自身健康關注度的增加出現(xiàn)“談輻射色變”的情況，居民阻撓移動通信基站建設的事情時有發(fā)生，這無疑使得通信運營商面臨越來越大的建設難度。

1 小區(qū)LTE網(wǎng)絡覆蓋設計流程

1.1 小區(qū)LTE網(wǎng)絡設計總體流程

在實際工作中，小區(qū)LTE無線網(wǎng)絡設計流程圖如圖1所示。其中幾個關鍵步驟說明如下。

圖1 小區(qū)LTE無線網(wǎng)絡設計流程圖

1.1.1 問題定位

該階段的主要任務是通過MR、DT、話務、投訴、KPI等多維度數(shù)據(jù)分析，初步定位問題區(qū)域，并對具體問題的類型進行分析歸類，初步確定解決的手段，優(yōu)先排除故障，然后考慮網(wǎng)絡優(yōu)化調(diào)整，有局部容量需求的考慮站點擴容，最后考慮新建站址解決。問題定位分析主要是針對網(wǎng)絡的覆蓋問題。通常分析的數(shù)據(jù)類型主要包括DT測試數(shù)據(jù)、MR測量報告數(shù)據(jù)等。DT測試數(shù)據(jù)分析是常規(guī)的線覆蓋分析方法，主要通過室外道路驅(qū)車測試（DT）得到相關數(shù)據(jù)，對于不便于通車的道路（住宅小區(qū)內(nèi)部便道）和樓宇內(nèi)部可進行步行打點測試或用建筑物損耗來修訂路測強度。更為準確的問題定位則是借助于MR大數(shù)據(jù)分析，該測量報告是系統(tǒng)側(cè)采集的、由手機終端測量并上報的當前無線信號信息，包含了當前服務小區(qū)和周邊鄰區(qū)的信號電平、質(zhì)量和小區(qū)ID等信息，運用無線定位算法可對測試結(jié)果進行定位并進行地理化呈現(xiàn)。因此，通過海量的MR數(shù)據(jù)的分析，可以得到各區(qū)域的信號點評、信號質(zhì)量、數(shù)據(jù)業(yè)務速率等指標的統(tǒng)計分布，了解網(wǎng)絡的整體覆蓋水平，幫助定位問題區(qū)域。具體的問題定位分析思路如圖2所示。

圖2 問題定位分析思路

1.1.2 現(xiàn)場勘查

對區(qū)域問題進行現(xiàn)場勘察，獲取周邊無線環(huán)境、現(xiàn)網(wǎng)站址分布、可利用站址等信息，通過測試精確定位網(wǎng)絡問題的區(qū)域和類型。

由于LTE微基站設備重量輕、尺寸小、安裝方式更為靈活，且多用于局部區(qū)域的補盲吸熱，主要通過近距離直射或者穿透覆蓋目標區(qū)域，燈桿、監(jiān)控桿、建筑物外墻、建筑物樓頂?shù)瘸蔀槟壳拔⒒镜闹饕惭b位置。因此，小基站勘察設計中要注意對周邊可用的資源進行詳細的勘察，包括燈桿、監(jiān)控桿、公交站牌、周邊現(xiàn)有站址、機房等，評估各基礎設施可安裝設備的高度和尺寸，確定天線安裝和設備引電方式等，形成系統(tǒng)完整的設計方案。

此外，為了支撐精細化設計和仿真，微基站勘察中要注意收集整理周邊無線環(huán)境信息，如周邊建筑物的分布、高度、結(jié)構（外墻材質(zhì)、開窗大小、內(nèi)部隔斷多少等）、植被、水系等其他影響無線信號傳播的因素，以及核實確定現(xiàn)網(wǎng)站點的詳細工作參數(shù)（精確到每個天線點位的具體安裝位置、高度、方向角、傾角、天線型號、饋線長度等），并對建筑物、基站等進行建模以及精細化仿真，從而對建設效果進行更為準確細致的評估，以及指導方案的優(yōu)化設計。

1.1.3 方案設計

方案設計階段主要根據(jù)勘察情況制定具體的設計方案，包括設備選型、安裝方式設計、小區(qū)劃分、基站無線參數(shù)設計等。與此同時，由于LTE系統(tǒng)沒有采用軟切換，也沒有擴頻增益，所以同頻干擾對系統(tǒng)性能的影響至關重要。為了保證整個網(wǎng)絡性能更優(yōu)，應當在規(guī)劃設計時考慮站點的合理布局，選址時要重點考慮周邊基站站址分布和無線環(huán)境等多方面的因素，所選新增站址要以覆蓋效果良好，且不會對周邊基站造成較大干擾為目標。因此，為了提高方案的落地性，方案設計時往往需要提供多套備選方案，并從覆蓋效果、建設成本、建設難度等方面進行綜合評估，給出解決方案優(yōu)先級建議。

2 小區(qū)LTE網(wǎng)絡深度覆蓋的實現(xiàn)路徑

2.1 鏈路預算定義

鏈路預算是一個功率預算，是對一條通信鏈路中的各種損耗和增益進行核算，計算在一個呼叫連接中，在保持一定呼叫質(zhì)量下，鏈路所允許的最大傳輸損耗。

計算鏈路預算時，微基站和宏基站大同小異，主要區(qū)別在于微基站設備種類較多，在不同場景下的微基站設備所發(fā)射的功率和所使用的天線增益、接收機靈敏度都存在較大差異，因此，在設計中需要根據(jù)采用的設備進行參數(shù)核算。

2.2 鏈路預算參數(shù)

2.2.1 有效發(fā)射功率

有效發(fā)射功率是天線端發(fā)射出去的功率。有ERP和EIRP兩種表示方法。兩者的不同在于：ERP是有效輻射功率；EIRP是等效各向同性輻射功率。

一般情況下通常使用有效發(fā)射功率EIRP來表示。

目前主流設備廠家的微基站發(fā)射功率每個通道37dBm（5W），總共兩個通道（載頻）。對應單個RS的功率，還要除以整個帶寬上RE的個數(shù)；用戶的PDSCH信道功率，則取決于分配給該用戶的RB個數(shù)占整個帶寬上RB總數(shù)的比例。

2.2.2 接收機靈敏度

接收機靈敏度是當其滿足一定誤碼率的要求時，可以解調(diào)出最小的有用信號電平值。對于RS信號，可以直接以運營商要求的RSRP門限要求作為靈敏度；對于其他信道，則根據(jù)不同的信道配置和速率要求來計算，參考以下公式。

接收機靈敏度=解調(diào)門限（SNRreq）+底部噪聲

底部噪聲=KTB+NF

式中，K是常數(shù)，1.38×10-20[mW/（K.Hz-1）]。表征自由電子熱運動能量和溫度的關系，熱噪聲在整個頻譜范圍內(nèi)均勻分布。

T：地面通信環(huán)境取標準室溫290K。

熱噪聲功率譜密度KT=1.38x10-20[mW/（K.Hz-1）]x290K=-174dBm/Hz

注：dBm/Hz是分貝值表示的功率譜密度單位，即在1Hz帶寬內(nèi)的單位為dBm的功率值。

B：信道帶寬，取決于系統(tǒng)分配給用戶的RB數(shù)，如分配1個RB，帶寬為1.8MHz，折算為62.55dB。

NF：接收機的噪聲系數(shù)，一般基站接收機取2-5dB。終端接收機取為7dB。

除此之外，小區(qū)LTE網(wǎng)絡覆蓋主要是為了解決城市小區(qū)深度覆蓋不足的問題，因此，需要室外天線盡量靠近覆蓋目標，但是考慮到定向天線的覆蓋夾角的限制，天線也不能距離目標樓宇過近，以避免主波瓣覆蓋范圍過小的問題。

3 結(jié)束語

總而言之，隨著全球移動通信網(wǎng)絡的更新迭代，在移動通信領域中的技術競爭也是如火如荼。當前，我國的LTE網(wǎng)絡覆蓋正在不斷完善，移動通信技術向4G+和5G網(wǎng)絡的不斷升級演進，移動通信網(wǎng)絡的高速數(shù)據(jù)業(yè)務承載能力也在不斷提升，助力了移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用的蓬勃發(fā)展。同時，廣大移動用戶對于能隨時隨地高速接入無線網(wǎng)絡的要求也越來越高，如何設計并實現(xiàn)良好的小區(qū)LTE網(wǎng)絡覆蓋成為國內(nèi)外研究的焦點。本文的研究方向是根據(jù)移動通信網(wǎng)絡覆蓋理論來進行小區(qū)LTE網(wǎng)絡覆蓋的設計，并通過實例展示了LTE網(wǎng)絡覆蓋建設方案。在今后的無線網(wǎng)絡規(guī)劃中需要對相關技術進行進一步研究。