（中國移動通信集團廣東有限公司，廣東 廣州 510623）

密集型城中村TD-LTE網絡深度覆蓋方案探討

陳安華

（中國移動通信集團廣東有限公司，廣東 廣州 510623）

通過探討有源光纖分布系統(tǒng)與RRU+短饋線分布系統(tǒng)這2種新的深度覆蓋方案，提出“面向市場業(yè)務發(fā)展，合理均衡質量要求、工程實施與投資造價三者的關系，實現(xiàn)網絡價值最大化”的建設思路，基于現(xiàn)網實測優(yōu)化試點方案，可大幅降低網絡建設造價，為城中村TD-LTE網絡覆蓋規(guī)劃提供了重要支撐。

城中村 TD-LTE 深度覆蓋 有源光纖分布系統(tǒng) 短饋線分布系統(tǒng)

1 引言

廣東省城中村數(shù)量眾多，主 要集中在廣州、深圳等地。一方面，流動人口聚集，業(yè)務發(fā)展?jié)摿薮?；另一方面，由于房屋密集、巷道狹窄，導致網絡深度覆蓋極為困難。在2G網絡時代，一般通過宏基站實現(xiàn)高層覆蓋、通過饋線分布系統(tǒng)實現(xiàn)底層深度覆蓋。對于高頻段的TD-LTE系統(tǒng)，由于無線傳播距離進一步受限，若繼續(xù)采用傳統(tǒng)饋線分布系統(tǒng)方式實現(xiàn)深度覆蓋，物業(yè)協(xié)調難度與建設造價會極高，亟待探尋一種新的TD-LTE網絡覆蓋解決方案。

隨著有源光纖分布系統(tǒng)技術的成熟，目前已在大型室內覆蓋建設場景開始應用。由于末端設備體型小巧，且具備GSM、TD-LTE等多系統(tǒng)接入能力，經分析同樣適用于密集型城中村深度覆蓋場景，因此安排在廣州進行了局部試點，覆蓋效果良好但單位造價偏高。經聯(lián)合多部門現(xiàn)場測試與研討，提出“面向市場業(yè)務發(fā)展，合理均衡質量要求、工程實施與投資造價三者的關系，實現(xiàn)網絡價值最大化”的建設思路，對試點方案進行全面優(yōu)化，大幅降低了網絡建設造價。

基于深圳城中村覆蓋現(xiàn)狀，本文另提出了RRU（Radio Remote Unit，遠端射頻單元）+短饋線分布系統(tǒng)改造方案，并結合現(xiàn)網實測和鏈路預算，與新建有源光纖分布系統(tǒng)方案進行了綜合對比，進一步探討現(xiàn)網改造場景下的最優(yōu)解決方案。

2 有源光纖分布系統(tǒng)覆蓋方案

2.1 系統(tǒng)簡介

有源光纖分布系統(tǒng)包含MU（Main Unit，主單元）、EU（Extension Unit，擴展單元）和RU（Remote Unit，遠端單元）這3個主要的有源部件，以光纖作為傳輸介質，通過數(shù)字化技術實現(xiàn)GSM、TD-SCDMA、TD-LTE以及WLAN等多系統(tǒng)融合一線接入。三層組網結構如圖1所示：

圖1 有源光纖分布系統(tǒng)組網結構

（1）MU（主單元）：進行2G、3G、LTE移動信號的耦合接入，并完成數(shù)字處理轉化為光信號輸出。

（2）EU（擴展單元）：負責接收MU主單元的數(shù)字光信號，并向下連接RU遠端單元。

（3）RU（遠端單元）：負責發(fā)射末端射頻信號，典型發(fā)射功率為200mW或500mW，適用于室內覆蓋場景。RU體型小巧，天線內置或外置皆可，可本地交流取電，亦可通過光電復合纜從EU處遠端直流取電。

圖2 柯子嶺有源光纖分布系統(tǒng)覆蓋試點結果

2.2 廣州城中村覆蓋試點方案

試點區(qū)域為廣州柯子嶺城中村長安直街，占地面積約6 000平方米，共有樓房39棟，平均樓高7層，屬典型的密集規(guī)整型城中村。試點前2G網絡巷道內有信號，但室內部分區(qū)域無法撥通電話或干擾嚴重；TDLTE總體信號覆蓋極差，無法使用業(yè)務。

試點區(qū)域劃分為3塊（占地面積均約為2 000平方米），分別采取不同的天線布放方式，共采用1臺MU主單元、7臺EU擴展單元、50臺RU遠端單元進行覆蓋，結果如圖2所示。

區(qū)域1：使用22臺外置定向RU覆蓋，分布系統(tǒng)單位造價為72元/平方米；

區(qū)域2：使用12臺外置全向RU覆蓋，分布系統(tǒng)單位造價為48元/平方米；

區(qū)域3：使用16臺內置定向RU覆蓋，分布系統(tǒng)單位造價為56元/平方米。

根據開通后測試數(shù)據，巷道、出租屋內2G/TDLTE信號均能達到覆蓋要求（2G不小于-80dBm，TDLTE不小于-105dBm）。3塊試點區(qū)域中采用全向天線RU設備的方式造價最低，為48元/平方米，但還是遠高于采用傳統(tǒng)饋線分布系統(tǒng)的造價（約18元/平方米）。

2.3 試點方案優(yōu)化

通過柯子嶺試點結果表明，有源光纖分布系統(tǒng)新技術可應用于解決城中村深度覆蓋難題，但即使采用最優(yōu)的全向天線方案，RU發(fā)射點位仍相當密集，分布系統(tǒng)單位造價高達48元/平方米。

如何減少RU發(fā)射點位數(shù)量、減低建網成本？經聯(lián)合規(guī)劃、工程、優(yōu)化等多部門現(xiàn)場測試與研討，共同提出“面向市場業(yè)務發(fā)展，合理均衡質量要求、工程實施與投資造價三者的關系，實現(xiàn)網絡價值最大化”的建設思路，重點考慮以下3個優(yōu)化方向：

◆根據用戶業(yè)務使用需求，合理降低城中村信號覆蓋強度要求；

◆選用發(fā)射功率較大的RU，考慮2W以上（普通室分設備最高僅為0.5W）；

◆單RU功分多副天線（最大8副），進一步延伸末端信號。

圖3 單RU設備覆蓋能力測試結果

（1）合理降低信號覆蓋強度要求

根據用戶業(yè)務使用需求，建議GSM系統(tǒng)以可接通電話且音質清晰穩(wěn)定、TD-LTE系統(tǒng)以單用戶數(shù)據業(yè)務下行速率≥5Mbps為覆蓋質量標準；根據廣州柯子嶺、深圳下沙村的實測結果，城中村室內信號強度下限分別取GSM不小于-90dBm、TD-LTE不小于-110dBm即可。

按照此邊緣覆蓋強度要求，在柯子嶺城中村對單RU設備（配置外置全向天線）覆蓋能力進行了測試。測試結果顯示，單RU可橫向覆蓋3棟樓、縱向覆蓋1棟樓，如圖3所示。

如圖4所示，基于單RU覆蓋能力可大幅優(yōu)化柯子嶺城中村設備布放方案，試點區(qū)域僅需放置6個RU和外置全向天線點位即可實現(xiàn)覆蓋，室分單位造價降為9.9元/平方米。優(yōu)化方案實施后，通過現(xiàn)場測試確認室內可滿足邊緣覆蓋強度要求（GSM不小于-90dBm、TD-LTE不小于-110dBm），GSM語音通話質量良好，LTE下載速率高于5Mbps。

圖4 柯子嶺RU設備布放優(yōu)化結果

（2）高功率（大于2W）RU設備的調研

根據對8個有源光纖分布系統(tǒng)主流廠家的調研訪談，當前高功率RU設備仍屬于非主流產品，大多數(shù)廠家未有量產設備，少數(shù)廠家雖有商用設備，但體積大、造價高，且存在高干擾的風險，建議待廠家產品成熟后再考慮試用，目前仍重點應用0.5W設備。

（3）單RU功分多副天線的探討

城中村無線傳播環(huán)境惡劣，信號覆蓋質量與天線布放方式緊密相關。單從信號質量要求看，天線應盡量擺放于交叉路口的開闊地，優(yōu)選外置型全向天線，并建議單RU功分多副天線，進一步延伸末端信號。

但優(yōu)化部門反饋，單RU功分多副天線增加了功分器、外露饋線等設備，易被盜且遭破壞后無法監(jiān)控到，維護困難；工程部門亦反饋，單RU功分多副天線的業(yè)主協(xié)調難度較大。綜上所述，建議優(yōu)選單副外置型全向天線，業(yè)主難協(xié)調區(qū)域則可采用單副內置型全向天線。

3.1 系統(tǒng)簡介

本方案的提出主要是基于深圳部分城中村已采用GRRU+短饋線分布系統(tǒng)實現(xiàn)2G覆蓋的現(xiàn)狀，在GRRU旁加裝TD-LTE RRU較易實施，且高功率RRU可適當補償功分器和短饋線衰耗。另外，深圳城中村較廣州要開闊一些，采用高功率RRU設備可顯著增加信號覆蓋范圍。

建設方案如圖5所示，在GRRU旁加裝1個TD-LTE RRU，功分四路后通過短饋線連接位于墻角的4副雙極化天線。

圖5 RRU+短饋線分布系統(tǒng)覆蓋方案

3 RRU+短饋線分布系統(tǒng)覆蓋方案

廣東省城中村中廣州樓間距最密，覆蓋難度亦最高，通過前述柯子嶺試點可知，應用有源光纖分布系統(tǒng)能解決省內絕大多數(shù)密集城中村TD-LTE覆蓋難題。但在現(xiàn)網改造特殊場景下，是否存在其它更經濟、易實施的替代方案？下面將結合深圳試點情況進行對比分析。

3.2 深圳試點方案

試點區(qū)域位于下沙村六坊，占地面積約5.5萬平方米，共有樓房220棟左右，平均樓高9層，屬深圳典型密集型城中村，原已通過28臺GRRU+短饋線分布系統(tǒng)（每臺GRRU功分四路后帶4副位于墻角的天線）實現(xiàn)2G覆蓋。

為進行無線信號實測，在中心區(qū)域安裝了1套有源光纖分布系統(tǒng)（共計1個MU+1個EU+4個RU），可直接獲取單RU的無線覆蓋能力。

（1）單設備覆蓋能力的對比

根據現(xiàn)場實測，4個RU可覆蓋9宮格內全部+25宮格中部分樓房，共計15棟，單RU覆蓋面積約為900平方米。

根據鏈路預算分析，考慮RRU與RU發(fā)射功率的差異、功分（四路）器插損和E頻段30米饋線損耗后，RRU+短饋線分布系統(tǒng)方式下的接收信號較有源光纖分布系統(tǒng)方式下的實測值將增加約11dB。結合邊緣區(qū)域實測結果，單RRU覆蓋能力約為21棟樓房，即5 040平方米，約為RU的5.6倍。

覆蓋范圍對比如圖6所示：

圖6 覆蓋范圍對比

（2）2種建設方案的對比

將下沙村六坊（占地面積5.5萬平方米）作為覆蓋目標，2種建設方案規(guī)劃結果如下：

方案1（有源光纖分布系統(tǒng)）：新增2臺MU、10臺EU，80臺RU；2G網絡通過MU接入原宏基站（原GRRU拆除）；4G網絡通過MU接入1個RRU，共配置1個載頻。主設備與分布系統(tǒng)綜合造價為12.2元/平方米。

方案2（RRU+短饋線分布系統(tǒng)）：2G網絡維持不變；在14個GRRU旁加裝TD-LTE RRU，分2組進行小區(qū)合并，共配置2個載頻。主設備與分布系統(tǒng)綜合造價為9元/平方米。

注意：由于樓宇不規(guī)則與實際選址布局偏差等因素，需考慮重疊覆蓋區(qū)域比例為20%～30%。

與方案1相比，采用方案2造價可節(jié)省3.2元/平方米（約26%），且物業(yè)協(xié)調難度較小。因此，建議深圳現(xiàn)網改造采用RRU+短饋線分布系統(tǒng)方式增加TD-LTE覆蓋，2G維持不變。

需要補充的是，新建場景若采用方案2，由于消耗大量2G與4G RRU設備，將導致綜合造價高于方案1，且物業(yè)協(xié)調難度更大，建議仍按照新建有源光纖分布系統(tǒng)方式實現(xiàn)2G和4G同步覆蓋。

4 結束語

為解決密集型城中村的TD-LTE深度覆蓋難題，本文提出了有源光纖分布系統(tǒng)與RRU+短饋線分布系統(tǒng)這2種建設方案，并通過現(xiàn)網試點、方案優(yōu)化和對比分析，給出了新建與現(xiàn)網改造這2種場景下的實施方案建議，為今后城中村TD-LTE網絡覆蓋規(guī)劃提供了重要支撐，后續(xù)將根據實施效果進一步優(yōu)化網絡建設方案與造價模型。

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Discussion on Deep Coverage Schemes of TD-LTE Network in High-Density Urban Village

CHEN An-hua

(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd., Guangzhou 510623, China)

According to the discussions on two novel deep coverage schemes including active optical fi ber distribution system and RRU+short feeder distribution system, the construction thought of “to develop oriented to market service, to balance the relationship among quality requirement, engineering implementation and invest cost, to maximize network value” was put forward in this paper. Based on the pilot optimization scheme in existing network, it is demonstrate that network construction cost can be greatly reduced to provide an important support to the planning of TD-LTE network coverage in urban village.

urban village TD-LTE deep coverage active optical fi ber distribution system short feeder cable distribution system

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.08.003

TN929.532

A

1006-1010(2015)08-0014-05

陳安華. 密集型城中村TD-LTE網絡深度覆蓋方案探討[J]. 移動通信, 2015,39(8): 14-18.

2014-11-24

責任編輯：袁婷 yuanting@mbcom.cn

陳安華：工程師，理學碩士畢業(yè)于武漢大學，現(xiàn)任職于中國移動通信集團廣東有限公司規(guī)劃技術部，長期從事無線網絡規(guī)劃與新技術研究工作。