基于層層通天線的TDLTE立體覆蓋方案及其分析

張茜 董健 李曉明 王超 王榮軍

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714045

摘要：針對(duì)部分高層樓宇深度覆蓋不足的問(wèn)題，結(jié)合室外覆蓋室內(nèi)的思路圍繞一種垂直覆蓋能力大且可調(diào)節(jié)的天線構(gòu)建立體覆蓋方案，并從覆蓋范圍、覆蓋深度、干擾控制等闡述該方案及優(yōu)化要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：TDLTE；立體覆蓋；TM

隨著TDLTE大規(guī)模部署，密集市區(qū)的站間距越來(lái)越近，分層覆蓋或立體覆蓋逐漸成為網(wǎng)絡(luò)部署的常態(tài)。對(duì)于高層住宅樓宇的覆蓋，最常見(jiàn)的解決方案為室內(nèi)分布天線。但是受限于業(yè)主限制而無(wú)法實(shí)施，或戶(hù)型結(jié)構(gòu)等因素，竣工后客廳、臥室等主要區(qū)域會(huì)出現(xiàn)用戶(hù)上網(wǎng)慢而引起網(wǎng)絡(luò)投訴?，F(xiàn)網(wǎng)中也有少量的利用室外架設(shè)天線對(duì)室內(nèi)進(jìn)行覆蓋，天線的種類(lèi)包括：常規(guī)射燈天線、宏站天線和一些特型天線等。傳統(tǒng)射燈天線垂直方向覆蓋區(qū)域能力有限，在垂直方向上需要23副射燈才能完成一座高層樓宇的覆蓋，而23個(gè)天線選址工作在工程實(shí)施上存在難點(diǎn)，可行性不高。

常規(guī)宏站天線由于其垂直面覆蓋能力過(guò)窄，正常放置或者將傳統(tǒng)天線橫置均無(wú)法滿足覆蓋需求。如何用較少的天線滿足不同樓宇的高度覆蓋，且天線的安裝位置靈活且便于工程設(shè)計(jì)與實(shí)施成為研究要點(diǎn)。

移動(dòng)設(shè)計(jì)院研發(fā)一種垂直覆蓋能力大且可調(diào)節(jié)的八通道智能天線（層層通天線），本文圍繞上述天線構(gòu)建立體覆蓋方案，并從覆蓋范圍、覆蓋深度、干擾控制等闡述該方案及優(yōu)化要點(diǎn)。

1 一種TDLTE立體覆蓋方案

對(duì)于某個(gè)樓宇，增加一副宏站天線（新型天線）即可實(shí)現(xiàn)覆蓋。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)而言，新增的扇區(qū)可設(shè)置為新建第四扇區(qū)或者新增一個(gè)站，如圖1所示在大網(wǎng)的基礎(chǔ)上構(gòu)成立體覆蓋。

本方案已在多個(gè)省市移動(dòng)公司進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用，在現(xiàn)網(wǎng)中多個(gè)站點(diǎn)正常開(kāi)通。

1.1 覆蓋與干擾分析

對(duì)于立體覆蓋，其覆蓋范圍也從三個(gè)維度進(jìn)行闡述，垂直方向的高度覆蓋能力、水平方向的寬度覆蓋能力與縱深方向的覆蓋深度能力。

垂直覆蓋能力方面：該方案垂直波束寬度可調(diào)，覆蓋能力強(qiáng)，匹配各種特性化需求，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了6～30層等各種高度樓宇的有效覆蓋。

水平覆蓋能力方面：以某寫(xiě)字樓舉例，以98dBm為界限，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析新型天線覆蓋的水平寬度，可以得到如圖2所示的結(jié)果。在常規(guī)天線安裝距離下，具有一定的覆蓋能力可實(shí)現(xiàn)1～2單元的覆蓋寬度。

深度覆蓋能力方面：以某地舉例（天線距離樓宇130米、D頻段），在樓宇中的37層入戶(hù)部分測(cè)試結(jié)果為：103dbm（客廳平均：130米自由空間+1外墻）；102dbm（臥室平均：130米自由空間+1外墻）；116dBm（臥室?guī)骄?30米自由空間+1外墻+臥室+1內(nèi)墻），能夠保證無(wú)線寬帶接入。由于頻段、位置、穿損等多因素差異化較大。綜合多地效果，覆蓋深度為穿1～2墻。

對(duì)于立體組網(wǎng)，干擾較原有網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜。不僅控制本小區(qū)的覆蓋范圍以及對(duì)周?chē)蓴_，更需要合理的設(shè)置鄰區(qū)關(guān)系。對(duì)干擾的控制，一方面通過(guò)垂直方向的覆蓋進(jìn)行控制和合理設(shè)置天線安裝位置，各個(gè)案例通過(guò)周?chē)窚y(cè)和打點(diǎn)測(cè)試，對(duì)大網(wǎng)無(wú)明顯影響；另一方面對(duì)于樓周?chē)膮^(qū)域，可根據(jù)策略與周?chē)暾镜泥弲^(qū)配置可以單向鄰區(qū)配置，合理控制切換帶。

1.2 TM模式占比分析

與兩通道射燈天線相比，八通道智能天線充分發(fā)揮TDLTE傳輸模式（TM7、TM8），并且可以實(shí)現(xiàn)雙流波束賦形增益。

圖3給出了默認(rèn)各地市現(xiàn)有配置情況下的實(shí)際應(yīng)用中TM的占比。左圖為T(mén)M配置為3，7自適應(yīng)的案例，TM3占比78%，TM7占比22%；當(dāng)SINR小于6時(shí)，TM7占比達(dá)到了73%，TM3占比27%。右圖為T(mén)M配置為2，3，8自適應(yīng)，TM2占比1%，TM3占比92%，TM8占比7%；當(dāng)SINR小于15時(shí)，TM8占比達(dá)到了70%，TM3占比30%。可以看出，由于本方案采用的是八通道智能天線，在SINR較低的情況下，用戶(hù)可以在TM7，8模式下開(kāi)啟業(yè)務(wù)，可獲得更好的用戶(hù)體驗(yàn)。

2 小結(jié)

本文結(jié)合一種特型天線，給出了一種立體覆蓋方案以及在覆蓋范圍、干擾控制、TM模式等方面分析該方案的特點(diǎn)。分析的方法也可供其他立體組網(wǎng)方案借鑒。該立體覆蓋方案適宜針對(duì)各種樓層的建筑，也可對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)覆蓋，降低室分建設(shè)成本和建設(shè)時(shí)間，從而為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)業(yè)務(wù)收入的增加。