LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中微基站運(yùn)用

譚蘋

摘 ? ?要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，為了能夠全面提高4G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率，解決4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲點(diǎn)，微基站的應(yīng)用也愈加廣泛。當(dāng)今城市正處于高速發(fā)展階段，隨著建筑工程的增多，TD-LTE在覆蓋中也存在著諸多盲點(diǎn)，宏基站已經(jīng)無(wú)法滿足用戶需求，因此加入微基站有著重要意義?；诖耍疚闹攸c(diǎn)探究LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中微基站的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò);微基站;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN929.5 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1004-7344（2019）03-0225-02

引 言

通信技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量會(huì)直接影響人們的生活水平，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展也對(duì)LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋提出了更高要求。在新時(shí)期下，城市新建工程多數(shù)都是高層建筑，并且建筑密度也不斷提高，很多高層密集區(qū)、高頻段密集區(qū)的頻率資源都對(duì)LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋提出了更高的要求。LTE網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)橛脩籼峁└哳l段網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也是推動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)，而用戶不斷增加、高層數(shù)量增多，導(dǎo)致LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋面臨著巨大問(wèn)題，這就要應(yīng)用微基站彌補(bǔ)LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的盲點(diǎn)，為用戶提供更高質(zhì)量的服務(wù)。下文筆者就針對(duì)一體化微基站、Relay應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 ?一體化微基站

1.1 ?什么是一體化微基站

一體化微基站就是同時(shí)具備射頻、基帶的基站，具有集成度高、適應(yīng)性強(qiáng)、部署靈活等優(yōu)勢(shì)。一體化微基站可以配合微波傳輸、單線傳輸、場(chǎng)景天線覆蓋，從而彌補(bǔ)宏基站無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲點(diǎn)問(wèn)題。一體化微基站的靈活部署方面體現(xiàn)在不同的安全條件，同時(shí)支持抱桿、掛墻、燈桿安裝等形式，同時(shí)也支持小型化天線一體化安裝，不需要另設(shè)機(jī)房，在實(shí)際安裝層面上有著很強(qiáng)的便利性。與宏基站相比，一體化微基站選址租賃費(fèi)用、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、設(shè)備用電等成本都可以有效節(jié)省，維護(hù)成本可以降低40%左右。由于一體化微基站站點(diǎn)不需要另設(shè)機(jī)房，因此單站投資更低，也就是節(jié)省35%。

1.2 ?一體化微基站的應(yīng)用

結(jié)合一體化微基站特性，可以實(shí)現(xiàn)室外補(bǔ)熱、室外補(bǔ)盲、室外打室內(nèi)等幾種應(yīng)用形式。結(jié)合實(shí)際檢測(cè)與應(yīng)用，一體化微基站在這些應(yīng)用場(chǎng)景當(dāng)中都可以實(shí)現(xiàn)不錯(cuò)的效果。

（1）室外補(bǔ)盲

如果建筑物在兩個(gè)宏基站之間，可能會(huì)造成一部分信號(hào)覆蓋盲區(qū)，這就可以通過(guò)在建筑附近建設(shè)一個(gè)微基站，將盲區(qū)彌補(bǔ)（如圖1）。這樣即可有效改善RSRP、SINR、吞吐量。

（2）室外補(bǔ)熱

如果兩個(gè)宏基站中間有一塊數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)密集地區(qū)，只憑借兩個(gè)宏基站難以滿足負(fù)責(zé)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)要求。因此，在兩個(gè)宏基站之間增設(shè)一個(gè)一體化微基站，用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)補(bǔ)充（如圖2）。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用結(jié)果，一體化微基站的補(bǔ)熱效果十分明顯，同頻補(bǔ)熱和異頻補(bǔ)熱之后的吞吐量是之前的3倍以上。異頻補(bǔ)熱吞吐量要比同頻補(bǔ)熱高出43～165%，考慮到熱點(diǎn)地區(qū)同頻之間的干擾較為嚴(yán)重，所以在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，盡可能采用異頻補(bǔ)熱的方法。

（3）室外打室內(nèi)

由于室內(nèi)場(chǎng)景的限制，周圍宏基站距離室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接收設(shè)備距離較遠(yuǎn)，無(wú)法保證無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，此時(shí)可以在建筑屏邊建一個(gè)一體化微基站，該微基站主要是用于本建筑網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋，合理選擇天線會(huì)直接影響網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋效果。通常高增益天線要比遞增益天線覆蓋性能更強(qiáng)，但是在安裝中存在著難度。因此在天面空間充足、施工便捷的情況下，盡可能選盡責(zé)高增益天線提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果。如果選址較為困難或施工難度大，則要使用低增益天線。

從理論上來(lái)說(shuō)，微基站發(fā)射功率和網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果成正比，但是發(fā)射功率為10W、20W、40W時(shí)，其吞吐量相差并不明顯，綜合考慮微基站的建設(shè)成本以及設(shè)備集成度，建議使用一體化微基站的發(fā)射功率為2×5W的形式。

1.3 ?一體化微基站的適用場(chǎng)景

從一體化微基站作用以及使用方法來(lái)看，其主要適用于的場(chǎng)景如下：①室外LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋較差，或者預(yù)計(jì)在短時(shí)間內(nèi)區(qū)域業(yè)務(wù)增加，這就需要事先采用熱補(bǔ)、盲補(bǔ)等方法，從而強(qiáng)化覆蓋，例如區(qū)域緊急投訴、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)集會(huì)等;②室外街道存在著高樓遮擋，形成了帶狀區(qū)域弱覆蓋;③山區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè);④自然環(huán)境惡劣、低話務(wù)區(qū)域;⑤高速公路、鐵路、隧道等低話務(wù)、帶狀連續(xù)覆蓋、用戶移動(dòng)狀態(tài)下的交通沿線。

2 ?Relay技術(shù)

2.1 ?什么是Relay

在LTE-Advanced系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，能夠?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商提供更加靈活、便捷的網(wǎng)絡(luò)部署手段，從而提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋率以及網(wǎng)絡(luò)容量。Relay主要的作用就是提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，為陰影衰落區(qū)域以及信號(hào)死角區(qū)域提供LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。相比于基站設(shè)備，Relay設(shè)備復(fù)雜度更低，所以采用Relay設(shè)備進(jìn)行局部覆蓋可以進(jìn)一步節(jié)省成本。

通過(guò)在LTE網(wǎng)絡(luò)中加入Relay節(jié)點(diǎn)之后，則主站和Relay節(jié)點(diǎn)之間就會(huì)形成一個(gè)無(wú)線連接的基站（eNB），如圖3，Relay節(jié)點(diǎn)設(shè)置在主基站和用戶（Uu）之間。在Relay系統(tǒng)當(dāng)中需要重點(diǎn)考慮兼容R8用戶。Relay節(jié)點(diǎn)當(dāng)中可以包含兩個(gè)物理層實(shí)體，一個(gè)實(shí)體主要是聯(lián)動(dòng)其他下屬用戶通信功能;另一個(gè)實(shí)體主要作用于用戶，也就是和主基站之間的通信功能。通過(guò)采用Relay接入網(wǎng)，Relay與主基站之間的孔口命名為Un接口，用戶和Relay之間的接口依然是Uu。通常每個(gè)基站支持增設(shè)30～40個(gè)Relay接點(diǎn)。

2.2 ?Relay物理層技術(shù)

通過(guò)對(duì)LTE-Advanced進(jìn)行分析可知，其主要支持兩種Relay節(jié)點(diǎn)，包括類型ⅠRelay和類型Ⅱ，其中，3GPPRAN主要是對(duì)類型ⅠRelay進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化研究，其主要表現(xiàn)在：

（1）回程鏈路以及接入鏈路采用相同的載波頻率資源。如果這兩條鏈路信號(hào)收發(fā)功能同時(shí)進(jìn)行，則Relay的收發(fā)通道之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)較好的信號(hào)隔離，所以會(huì)產(chǎn)生Relay發(fā)射信號(hào)干擾自身接受信號(hào)的情況。為了避免出現(xiàn)信號(hào)干擾等問(wèn)題，類型ⅠRelay可以采用時(shí)分的形式工作連接在鏈路與回程鏈路上。針對(duì)TDD模型類型ⅠRelay來(lái)說(shuō)，DonoreNodeB-Relay的傳輸再下行子幀下完成，而Relay-DonoreNodeB需要在傳輸上行子幀中完成。

（2）管理獨(dú)立小區(qū)，具備獨(dú)立的物理信號(hào)，Relay節(jié)點(diǎn)發(fā)送獨(dú)立同步信號(hào)、參數(shù)信號(hào)等。

（3）在每個(gè)小區(qū)操作當(dāng)中，UE從Relay節(jié)點(diǎn)接受調(diào)度信息以及上行數(shù)據(jù)包的確認(rèn)與反饋，同時(shí)發(fā)送相應(yīng)的探測(cè)信號(hào)、信道質(zhì)量信息、數(shù)據(jù)包確認(rèn)等傳輸?shù)絉elay節(jié)點(diǎn)中。

（4）為了能夠提高Relay節(jié)點(diǎn)應(yīng)用的兼容性，對(duì)于Rel-8UE來(lái)說(shuō)，Relay節(jié)點(diǎn)就好比一個(gè)Rel-8的eNB。

（5）針對(duì)LTE-AUE來(lái)說(shuō)，Relay節(jié)點(diǎn)可能顯示出不同的Rel-8eNB特性，從而保證其整體性能。

2.3 ?Relay部署與天性選擇

由于Relay設(shè)備體積十分精巧，安裝較為靈活，可以將其增設(shè)在燈桿、廣告牌、屋面小抱桿上。Relay回傳鏈路通常是采用了定向天線來(lái)確?；貍餍阅?，結(jié)合市場(chǎng)實(shí)際情況部署即可，例如應(yīng)用在全向、定向天線之中。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

總行所述，為了能夠提高TLE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，微基站的應(yīng)用愈加廣泛，本文提出了一體化微基站與Relay的應(yīng)用，其不僅能夠提高網(wǎng)絡(luò)容量、拓寬覆蓋面、填補(bǔ)盲區(qū)，還可以實(shí)現(xiàn)快速部署、靈活安裝，從而滿足市場(chǎng)需求。

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收稿日期：2018-12-10