趙康成　王國梁

【摘 要】為了解決LTE網(wǎng)絡室內(nèi)深度覆蓋不足的問題，綜合考慮覆蓋效果、投資成本和建設難度等因素，首選采用室外穿透覆蓋室內(nèi)的方案。針對室外穿透覆蓋室內(nèi)方案中的適用場景、站型選擇、天線部署方式、工程設計等方面進行詳細分析，提出了相應的應用建議，并結(jié)合工程實踐案例指出了方案應用中的常見問題，從而提升LTE網(wǎng)絡室內(nèi)深度覆蓋。

【關(guān)鍵詞】深度覆蓋 穿透覆蓋 分布式宏站 天線對打

1 引言

LTE時代用戶體驗為王，深度覆蓋已成為LTE網(wǎng)絡競爭的戰(zhàn)略高地。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，雖然室內(nèi)的覆蓋面積只占移動通信覆蓋區(qū)域總面積的20%左右，但是卻貢獻了80%的業(yè)務量。由于當前LTE網(wǎng)絡的頻段高、穿損大，宏站僅滿足室內(nèi)淺層覆蓋需求，加之室分建設又受限于物業(yè)糾紛、工程量大、成本較高等因素，導致廣大室內(nèi)的深度覆蓋無法得到滿足，因此探索和應用室外穿透覆蓋室內(nèi)方案來解決LTE網(wǎng)絡的室內(nèi)深度覆蓋問題勢在必行。本文從適用場景、站型選擇、天線部署方式、天線選型等方面入手，結(jié)合工程實踐案例，詳細分析了室外穿透覆蓋室內(nèi)方案的應用方法和策略。

2 方案應用分析

2.1 適用場景

室外穿透覆蓋室內(nèi)就是在覆蓋對象周邊選取合適的天線安裝位置，因地制宜，靈活選用各種站型、多種手段、立體分層的組網(wǎng)方式，有針對性地解決室內(nèi)覆蓋問題，具體如圖1所示：

對于普通多層和中高層居民區(qū)、建筑結(jié)構(gòu)簡單的寫字樓、商業(yè)街、步行街、集貿(mào)市場等場景，由于其穿透損耗和覆蓋面積適中，可以優(yōu)先考慮采用室外穿透覆蓋室內(nèi)方案；而對于大型寫字樓、大型商場、地下停車場、黨政機關(guān)大樓等場景，由于其室內(nèi)結(jié)構(gòu)復雜且穿透損耗大，則建議考慮部署室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡。

2.2 站型選擇

在室外穿透覆蓋室內(nèi)的站型選擇上，主要受限于機房和傳輸條件。在有線傳輸?shù)臈l件下，建議優(yōu)先采用2通道宏站，其次選擇2通道分布式微站；在無有線傳輸?shù)臈l件下，并且周圍容量要求較高，建議采用一體化微站+非視距微波等提供無線回傳，周圍宏站容量要求不高，可選擇Relay等產(chǎn)品。具體對比如表1所示。

2.3 天線部署方式

室外穿透覆蓋室內(nèi)應根據(jù)天線類型和特性，并結(jié)合高層樓宇特點，選擇合適的天線部署方式。主要建議采用天線水平對打、天線向下對打、天線斜入射覆蓋、大張角天線覆蓋這4種覆蓋方式，具體應用示例及場景建議如表2所示：

2.4 天線選型

天線選型應根據(jù)覆蓋目標樓體高度、樓體寬度、天線與樓體距離，以天線半功率覆蓋范圍與樓體匹配（保證覆蓋效果）且不超過樓體寬度為設計目標（控制泄露），選擇合適的水平和垂直半功率角。半功率角的計算方法如圖2所示：

2.5 工程設計

室外穿透覆蓋室內(nèi)工程中應避免過多使用功分器和耦合器，盡量減少射頻饋線使用。對于高樓體應部署高、低兩（多）幅天線分別覆蓋高層和低層，超寬樓體則應部署水平多副天線來解決樓體超寬問題。當天線無法正對樓體部署時，可采用斜射部署，但建議斜射角度不高于70°。樓體厚度20 m以上的“塔樓”需要雙側(cè)對打，電梯井位于樓體中間的建筑結(jié)構(gòu)，需要在電梯走廊過道加裝室分系統(tǒng)以保證覆蓋效果。另外，天線應盡量下傾部署，自上向下覆蓋，控制信號泄露，實際工程設計中應綜合天線數(shù)量、覆蓋范圍等因素確定天線的下傾。工程設計建議具體如表4所示。

2.6 鏈路預算

對于由室外穿透覆蓋室內(nèi)的場景，室內(nèi)RSRP（Reference Signal Receiving Power，參考信號接收功率）高于-115 dBm覆蓋面積比例應大于95%。鏈路預算中路損模型一般為：

路損=自由空間損耗（20lgF+20lgD+32.4）+天線水平和垂直角度損耗（L（α， β））+斜入射損耗+穿透損耗 （1）

（1）天線水平和垂直角度損耗L（α， β）=L（α）+L（β），

α、β分別表示與天線水平和垂直法線方向的夾角，L（α）、L（β）分別表示對應角度的天線增益損失；

（2）斜入射損耗=20log10（1/COSθ），θ表示天線和樓體之間的斜入射角度，使用余弦倒數(shù)的10倍log值作為理論評估值；

（3）穿透損耗可由測試得到，可以選擇斜入射角度為0、天線水平和垂直角度為0的樓層進行測量得到，一般為30 dB左右。

此外，對于由多個RRU（Radio Remote Unit，射頻拉遠單元）組成的室外穿透覆蓋室內(nèi)場景，在容量允許的條件下，一般采用小區(qū)合并功能來提升覆蓋和上下行吞吐性能。

2.7 無線參數(shù)

在室外穿透覆蓋室內(nèi)的無線參數(shù)規(guī)劃中，需主要注意以下兩點：

一是盡量選擇與周圍宏站異頻組網(wǎng)以規(guī)避干擾，若必須同頻組網(wǎng)，則需要在工程設計階段嚴格控制信號泄露，方案部署后應對周圍道路進行細致的掃頻測試，客觀了解信號在周圍道路的強度并進行針對性優(yōu)化；

二是與覆蓋室外的宏站間配置完善的鄰區(qū)關(guān)系和合理的移動性參數(shù)，以保證室內(nèi)外信號的無縫銜接。

3 案例分析

3.1 樓間對打

場景介紹：高檔小區(qū)，小區(qū)樓層較高，多為32～37層，厚度為17 m，樓宇密集，樓間距為30～50 m。

場景特點：居住人員智力高、密度高、潮汐嚴重，對4G需求迫切，且對綠色環(huán)保人員要求非常高，物業(yè)管理嚴格，小區(qū)內(nèi)普通宏站和室分建設都十分困難。

覆蓋情況：小區(qū)周邊有宏站，但受到高樓阻擋，小區(qū)室內(nèi)基本無覆蓋。

站型選擇：2通道宏站RRU。

部署方式：樓間對打。

天線選型：8 dBi（垂直半功率角65°）、11 dBi（垂直半功率角30°）。endprint

工程設計：在覆蓋對象前后相鄰樓體的37層樓頂（雙側(cè)）和11層（雙側(cè)）分別部署RRU及天線，距覆蓋對象40 m，具體如圖3所示。

頻段選擇：F頻段，與周圍宏站異頻組網(wǎng)。

結(jié)果分析：方案部署完成后，按照多種方案進行室內(nèi)遍歷測試，如表5所示。僅單側(cè)的1號或2號RRU開啟，覆蓋達標樓層不足30%；單側(cè)2個RRU開啟，覆蓋達標樓層在50%左右；雙側(cè)4個RRU全部開啟后，達標率提升至80%左右；雙側(cè)4個RRU全部開啟并進行小區(qū)合并后，達標率更是提升至90%以上。

應用建議：高層樓間對打方案中應部署高、低雙層天線，并且根據(jù)實際情況在樓體兩側(cè)部署RRU，在容量允許的情況下優(yōu)先開啟小區(qū)合并，進一步提升覆蓋達標率。

3.2 大張角天線覆蓋

場景介紹：某物業(yè)點，樓高25層，寬度40 m，厚度40 m，塔樓結(jié)構(gòu)，電梯井位于樓體中間。

場景特點：獨棟寫字樓，人員密集，室分建設投資巨大。

覆蓋情況：小區(qū)周邊有宏站，但相對高度較低，寫字樓中、高層基本無覆蓋。

站型選擇：2通道宏站RRU。

部署方式：大張角天線覆蓋。

天線選型：根據(jù)樓體高度、寬度以及天線與樓體的距離，選擇垂直半功率角65°、水平半功率角25°的垂直面大張角天線進行覆蓋，天線增益12 dBi。

工程設計：利用周邊宏站抱桿，站高35 m，距離樓體45 m，具體如圖4所示。

頻段選擇：F頻段，與周圍宏站異頻組網(wǎng)。

結(jié)果分析：正對天線的一單元覆蓋達標樓層為87.5%，基本滿足覆蓋要求；而背側(cè)二單元以及電梯走廊無法滿足覆蓋要求，其中電梯覆蓋達標率為0。

應用建議：厚度較大的板樓僅靠單側(cè)的室外穿透覆蓋室內(nèi)方案無法滿足需求，還需要應用“雙向?qū)Υ?電梯走廊部署室分”的綜合覆蓋方案。

4 結(jié)束語

本文主要對室外穿透覆蓋室內(nèi)方案進行分析，該方案具備覆蓋較好、部署靈活、成本低等優(yōu)勢，在實際應用中需要綜合考慮建筑物的面積、結(jié)構(gòu)、用途、用戶數(shù)量等因素，選擇合適的站型、天線型號、天線部署方式、無線參數(shù)以及工程設計方案，同時還需考慮控制信號外泄、減少干擾等問題。此外，在規(guī)?；瘧檬彝獯┩父采w室內(nèi)方案中，還應遵循室內(nèi)外覆蓋協(xié)同規(guī)劃、協(xié)同建設與協(xié)同優(yōu)化的原則，通過更加合理的移動性管理機制、更加有效的負荷均衡手段，進一步提升室內(nèi)用戶的網(wǎng)絡體驗。

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