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LTE网络多场景深度覆盖解决方案

2019-02-14

数字通信世界 2019年1期
关键词:数据业务住宅小区楼宇

袁 帅

(中国通信建设集团设计院有限公司,北京 100000)

1 引言

目前LTE网络的建设日趋完善,网络的广覆盖已基本实现,随着一些重要场景数据业务需求的快速增长,如室内或繁华的街区等,深度覆盖不足的问题已开始明显显现,严重影响了用户感知,带来了较差的用户体验。因此,深度覆盖的提升成为了接下来需要面临和亟待解决的重要难题。

2 深度覆盖的重要性及解决思路

现阶段随着各种智能终端的层出不穷,LTE无线网络的深度覆盖便不仅仅局限于传统的语音覆盖,而是向数据业务方向转变,智能化、流畅化已然成为LTE无线网络的现实需求。目前虽已实现了LTE网络的连续覆盖,但是在一些如商务楼宇云集的核心商圈、居民楼密集的住宅区域等场景下依然存在信号覆盖弱、甚至无信号的情况,这些区域特点显著:用户相对集中,业务需求量大,对容量提出较高要求;楼层高,楼宇密,楼间遮挡造成阴影盲区,对覆盖造成很大影响。

纵观整个LTE网络都是以宏站建设为基础,来快速解决连续覆盖道路、楼宇外部等的浅层覆盖问题。而对于覆盖盲区和弱覆盖区域,仅仅通过调整宏站的工参已经无法满足覆盖要求,因此采取“宏微协同、室内外协同”的措施就显得尤为重要。

图1 深度覆盖解决思路

所谓“宏微协同、室内外协同”如图1所示,就是对于室外区域,除正常进行宏站建设之外,还采用灯杆站、微站等一体化小基站的建设方式,对弱覆盖区域、热点区域近距离灵活部署,有针对性的解决深度覆盖问题,同时降低对宏站的依赖,从而做到宏微协同。对于有核心价值的、业务需求较高的室内区域,可以一方面采用室外微站向室内辐射对打的方式进行网络覆盖,另一方面采用外表美观、性能良好、维护便捷的新型室分如LampSite等进行室内覆盖,从而做到室内外协同。

3 多场景深度覆盖解决方案

3.1 多场景解决方法

3.1.1 高密度住宅小区

业务特点方面,高密度住宅小区的功能单一,人口密度高,流动人员少,数据业务以休闲娱乐为主。该场景具有明显的潮汐效应,工作时段的业务量一般低于非工作时段的业务量,周末或节假日偶尔会出现业务量突发的情况,容易出现网络拥塞问题。与普通住宅小区对比,高密度住宅小区的楼层高、楼宇多、用户密度大、容积率高,只通过室外宏基站兼顾覆盖的方式通常无法满足用户需求,尤其是语音业务,一旦出现掉话或者通话质量下降,便很容易引起用户的投诉,严重影响运营商的品牌形象。

结构特点方面,高密度住宅小区多为高层小区、多层混合小区和复合型小区,这类场景的结构特征随建筑特征的不同而不同,有些住宅小区楼体不通透,内部隔断多,墙体也较厚,穿透损耗非常严重。

站址及天面选取方面,由于近年来居民对电磁辐射的抵触心理非常严重,对小区及周边的站址非常敏感,就给基站站址及天面的选择增加了难度;同时,由于很多小区基础设施已经实施完毕,居民已经入住,在小区内进行基站施工和传输布线等难度也非常高。如果继续建设宏基站进行覆盖,不但实施难度大,覆盖效果也不理想,因此对于这种场景,可采用室外微基站的建设方式,室外微基站安装方便,部署灵活,隐蔽性好,可通过设置天线工参,实现对住宅小区楼宇内部的定向穿透覆盖,进而解决深度覆盖问题;对于地下停车场或小区电梯部分,可采用无源室内分布系统或室内微基站解决。

3.1.2 高流量商务区

所谓高流量商务区,就是用户人群分布集中,且多为商务人士,职业定位相对高端,对语音业务和数据业务需求较高,需要较高的数据业务体验速率、较低的时延;语音通话要求清晰、流畅。通常此场景的语音话务量和数据业务量要高于周边其他普通场景。高流量商务区多为高档写字楼、酒店,该场景的建筑结构特点是楼层较高(有些楼宇甚至为地区标志性建筑),隔断较多,通常为钢筋混凝土结构加玻璃外墙,办公区房间大小不等,电梯较多,兼有地下室。对于大型商业场馆虽然层高不高,但是结构复杂,平层占地面积较大,隔断少,室内空旷封闭,建筑内空间跨度大。

上述场景由于楼体自身结构原因,以及楼宇建筑位置排布问题,建筑物内存在较明显的弱覆盖区域,同时电梯、地下停车场等区域一般为覆盖盲区。针对于这种场景的无线网络建设应采取如下方式:用户集中、业务量需求大的室内区域采用新型有源室内分布系统解决深度覆盖,如LampSite等;室外周边区域采用一体化微基站覆盖手段实现街道、底商等的覆盖,用于吸收热点区域的业务量,为宏基站分担业务;用户稀疏、业务需求一般的地下停车场、电梯等采用无源室分系统这种广覆盖、低容量的方式解决信号盲区问题。

5)进一步从3次大风过程来看,出现例如台风、寒潮等过程性的大风过程时,浮标站与新沙岛站有较好的拟合效果,而与国家站在阵风方面基本存在一个风力等级的差距。而出现类似强对流这种突发性大风过程时,浮标站的风力变化具有一定的偶然性。

3.1.3 高校

目前,大学生手机网络的使用呈现“普及率高、依赖程度高”的两高态势,所以高校也是亟需解决深度覆盖的一个重要场景。高校的用户群体类型单一,共性鲜明,大学生使用最多的数据业务是社交类和娱乐类,手机网络游戏、手机视频、手机网络新闻等手机互联网娱乐已成为大学生活的重要组成部分。高校场景的数据业务需求非常高,且潮汐现象非常明显,数据业务白天主要集中在教学区域,晚上则主要集中在宿舍区域。

高校类似一个综合性的小社区,它包含多种功能性的建筑,有室内区域和室外区域,所以对高校进行覆盖,最重要的就是做好室内外宏微协同覆盖。室外区域面积大,比较开阔,穿透损耗低,通过室外宏基站和室外微站的建设基本能满足覆盖需求。室内区域就相对复杂一些,考虑到容量和施工协调难度,通常采用新型室分的建设方式,如LampSite等,同时辅以室外站向室内对打辐射的方式进行深度覆盖,如BOOK RRU等。

3.2 解决案例及仿真分析

3.2.1 高密度住宅小区

选取北京某住宅集中区域为案例,该区域以居民住宅小区为主。图2为该住宅区的三维地图,可以看出建筑层数均为十层左右,楼宇为多行排列形式,居住密度较高。

图2 北京某住宅集中区三维地图

如图3的仿真结果所示,该区域有部分住宅小区的RSRP已低于-115dBm,可见住宅楼内部存在深度覆盖不足的现象,如不改善,将引发住户的投诉。

图3 北京某住宅集中区建设BOOK RRU前仿真图

考虑到物业协调难度和民扰问题,本次采用相对隐蔽的BOOK RRU,隐藏于弱覆盖区域居民楼单元门上或草坪中,通过对打辐射方式来解决住宅内部深度覆盖问题。仿真结果如图4所示,弱覆盖区域住宅的RSRP明显有所改善,可全部提升至-115dBm以上。

图4 北京某住宅集中区建设BOOK RRU后仿真图

选取北京某核心商圈为案例,该区域以高端商务写字楼为主。图5为该商圈的三维地图,可以看出建筑层数均为二、三十层左右,楼宇分布相对密集。

图5 北京某核心商圈三维地图

对于这种高流量商务区,如果单靠周围的宏站建设是无法解决楼宇内部信号覆盖问题的。如图6的仿真结果所示,该区域部分商务楼宇的RSRP在-115dBm以下,可见该商务楼宇内部深度覆盖不足,严重影响了用户感知。

图6 北京某核心商圈建设LampSite前仿真图

考虑到传统室分会破坏楼体装修,协调实施难度大,本次采用新型室分LampSite对多个弱覆盖楼宇进行室内无线网络覆盖,解决高端商务楼宇内部的深度覆盖问题。仿真结果如图7所示,弱覆盖区域商务楼宇住宅的RSRP明显有所改善,可全部提升至-115dBm以上。

图7 北京某核心商圈建设LampSite后仿真图

3.2.3 高校

选取北京某高校为案例,图8为该高校的三维地图,选取的为教学楼区域,可以看出该区域相对开阔,建筑楼宇均为十层以下的低矮建筑。

图8 北京某高校三维地图

如图9的仿真结果所示,该区域部分教学楼RSRP低于-115dBm,可见此高校存在教学楼内部深度覆盖不足的现象,如不改善,会给对手机依赖度极高的学生用户带来较差的体验。

图9 北京某高校LampSite+BOOK RRU联合部署前仿真图

考虑到容量和施工协调难度,本次在室外采用BOOK RRU向室内对打辐射的方式,室内采用新型室分LampSite建设方式,对弱覆盖楼宇内部进行无线网络覆盖,通过室内外协同来解决住宅内部深度覆盖问题。仿真结果如图10所示,弱覆盖区域教学楼RSRP明显有所改善,可全部提升至-115dBm以上。

图10 北京某高校LampSite+BOOK RRU联合部署后仿真图

3.3 小结

由上述3个案例可以看出,对于北京这种宏站覆盖已经基本完善的城市,还是存在很明显的室内深度覆盖不足问题,通过部署微站和新型室分,可以大大弥补宏站的不足,有效的改善LTE无线网络覆盖效果。

4 结束语

随着用户对数据业务的依赖性越来越强,对数据业务连续使用性要求越来越高,进行LTE无线网络深度覆盖就成为了运营商重点关注的问题,而微站和新型室分的得体应用恰好解决了这一难题。微站和新型室分成为基础宏站和传统室分建设的有效补充手段,通过这种宏微协同、室内外协同的方式进行LTE无线网络建设,为提升用户感知,增强用户粘度给予了重要保障。

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