朱乃豪，曹青

F2頻點解決高層樓宇深度覆蓋問題的研究

朱乃豪，曹青

（中國移動通信集團江蘇有限公司揚州分公司，江蘇 揚州 225100）

為解決高層居民區(qū)的深度覆蓋問題，采用了一系列的優(yōu)化手段，通過對覆蓋算法和特型天線的性能參數進行研究，分析了大量模測數據，最終提出了使用F2頻點與特型天線協同作戰(zhàn)的覆蓋方案。經過實驗驗證了F2頻點與特型天線的協同作用，對高層居民區(qū)的深度覆蓋有顯著效果，可以極大提升用戶體驗。

深度覆蓋 F2頻點 高層樓宇

1 引言

目前，中國移動的絕大部分LTE業(yè)務都發(fā)生在室內，因此良好的室內深度覆蓋是提升用戶使用感知以及促進LTE業(yè)務持續(xù)增長的推動力。其中越來越多的高層居民小區(qū)一直以來都是深度覆蓋的難點，也是用戶投訴集中爆發(fā)的典型場景?；诖耍疚膭?chuàng)新性地利用已有宏站站址，增加窄波瓣高增益特型天線，開通F2頻點小區(qū)，優(yōu)化鄰區(qū)關系和異頻切換參數，可以極大地改善高層居民樓的深度覆蓋效果。

2 高層居民小區(qū)的F2頻點深度覆蓋方案

2.1 F2頻點的特點

城區(qū)居民區(qū)主要使用F1頻點覆蓋（Band 39，頻點38400，帶寬20 MHz），由于站點高度、需要兼顧道路覆蓋等原因，基站天線的下傾角大部分為向下覆蓋，低層居民區(qū)的用戶可以獲得較好的LTE業(yè)務感知，而高層居民樓（尤其是20層以上）的高度超過普通基站高度，室內缺少主服務小區(qū)，處于多個F1頻點宏站天線的旁瓣覆蓋范圍，多個同頻小區(qū)的信號混雜造成同頻干擾，導致信道質量下降，從而影響用戶感知。

如果繼續(xù)使用F1頻點小區(qū)對高層進行覆蓋，依然會面臨同頻干擾的問題。若采用F2頻點對高層進行覆蓋（Band 39，頻點38544，帶寬10 MHz），則可以避免和F1頻點的重疊覆蓋，大大提高了信道質量，使用戶感知明顯提升。

2.2 F2頻點深度覆蓋方案優(yōu)勢

F2頻點深度覆蓋方案具有以下突出優(yōu)勢：

（1）覆蓋效果好

現網的實驗結果表明深度覆蓋提升明顯，可以徹底解決頻繁切換重選現象。投訴用戶回訪結果表明用戶使用感知提升明顯。

（2）F2頻點10 MHz帶寬小區(qū)提升增益

新增小區(qū)使用F2頻點，帶寬10 MHz，相比于20 MHz帶寬可以獲得3 dB增益，有助于提升深度覆蓋效果。

（3）降本增效

相比于傳統(tǒng)的室分覆蓋方案，采用宏站覆蓋方案成本更低，符合目前倡導的“降本增效”的居民小區(qū)投資原則。

（4）工程實施簡單

本方案利用原有站址，無需重新選址以及大范圍施工布線，工程改造工作量極小，實施效率高。

（5）可復制性強

本方案使用的特型天線為高鐵場景天線，取材容易。切換重選優(yōu)化策略及參數設置均建立在現網優(yōu)化經驗之上，實用性、復制性強，可在各地市大范圍推廣實施。

2.3 F2頻點小區(qū)的使用

對于不具備室分覆蓋條件的、無2G/3G室分的或者已開通2G/3G室分但流量較低的高層居民小區(qū)，在高層樓宇周邊選擇中間無遮擋的宏站，新增雙通道RRU（Radio Remote Unit，射頻拉遠單元），結合窄波束、定向高增益、水平波瓣角窄，將天線上仰，作為新增獨立小區(qū)用于高層部分的室內深度覆蓋。

如果樓宇周邊沒有合適的宏站站址，可將RRU和特型天線拉遠，置于高層居民樓周邊30 m以上的建筑樓頂，將天線上仰進行高層的深度覆蓋。具體如圖1所示：

圖1 高層樓宇覆蓋示意圖

本文提出的宏站覆蓋方案對新增天線的性能要求較高，天線必須符合窄波束、定向高增益、低旁瓣的特性要求。其中，窄波束特性用于防止越區(qū)覆蓋；定向高增益特性可加強深度覆蓋效果；低旁瓣特性可抑制旁瓣覆蓋位置與其他小區(qū)信號重疊造成的干擾。

3 F2頻點深度覆蓋方案的優(yōu)化策略

根據頻點的特性，新增F2頻點小區(qū)可以獲得3 dB的增益。

新增F2頻點小區(qū)的連接態(tài)和空閑態(tài)優(yōu)化策略是保證高層位置用戶穩(wěn)定駐留于新增F2頻點小區(qū)，避免頻繁的切換和重選。

新增F2頻點小區(qū)的鄰區(qū)配置遵循“寬進嚴出”原則?！皩掃M”是指只配置周邊鄰區(qū)向新增F2頻點小區(qū)切換的單向鄰區(qū)關系，使高層位置用戶“只進不出”；“嚴出”是指只配置新增F2頻點小區(qū)與低層主覆蓋小區(qū)間的雙向鄰區(qū)關系，將低層主覆蓋小區(qū)作為整棟樓宇的唯一出入口。新增F2頻點小區(qū)與周邊小區(qū)的切換為基于A2+A4事件的異頻切換。新增F2頻點小區(qū)與周邊宏站小區(qū)間的重選屬于異頻同優(yōu)先級重選，可通過降低新增F2頻點小區(qū)的異頻啟測門限來提升空閑態(tài)用戶駐留。

根據現網優(yōu)化經驗提出的切換重選參數設置建議如表1所示。

在新增F2頻點小區(qū)后，應在小區(qū)背向或樓宇周邊進行測試，若發(fā)現新增F2頻點小區(qū)信號泄漏至道路上，應在信號泄漏點增加與道路上最強鄰區(qū)間的一對切換關系，避免出現“孤島”現象。需要注意的是，該鄰區(qū)的選擇應該是與新增F2頻點小區(qū)覆蓋方向相背的鄰區(qū)。

若F2頻點與周邊宏站使用的F1頻點干擾較大，影響信號質量和切換成功率，可以采用N+M小區(qū)合并的方式，將新增F2頻點小區(qū)并入宏站的其中一個小區(qū)，使用相同的頻點和切換、重選參數配置。

4 F2頻點深度覆蓋方案的效果驗證

自2017年初以來，某小區(qū)26棟陸續(xù)出現10起以上LTE用戶投訴，該樓宇高度30層，未建設室分系統(tǒng)。樓宇北側100 m左右有LTE站點，該站點位于小區(qū)26棟樓頂。具體如圖2所示。

在小區(qū)26棟新增華為雙通道3172-fadRRU和窄波束、定向高增益、低旁瓣天線，天線方位角正對著待覆蓋樓宇，下傾角為-7°。

圖2 待覆蓋樓宇與宏站位置示意圖

本次實驗使用的天線是雙波束容量提升天線（僅使用其中一個波束），天線型號為HBXX-3817TB1-VTM，支持頻段為1 710 MHz～2 180 MHz，水平波束寬度為38°，增益為19 dBm，旁瓣抑制效果較好。具體如圖3和圖4所示。

F2頻點10 MHz帶寬小區(qū)數據配置如圖5所示。

在待覆蓋居民樓25層投訴用戶室內進行方案實施前后對比測試。測試內容為F2頻點小區(qū)開通前后的連接態(tài)和空閑態(tài)測試，每次測試時間長度為10 min左右。

新增F2頻點小區(qū)開通后，連接態(tài)終端測量的平均RSRP（Reference Signal Receiving Power，參考信號接收功率）相比開通前提升8.75 dBm，SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，信號與干擾加噪聲比）提升14.06 dB，平均下載速率提升4.45 Mb/s，切換次數從原來的47次改善至3次。具體如表2所示：

表1 高層新增F2頻點小區(qū)（F2）切換重選參數設置

圖4 天線傾角向上正對著樓宇覆蓋示意圖

圖5 待覆蓋樓宇網管數據配置

由此可知，新增F2頻點小區(qū)作為居民樓高層位置的主覆蓋小區(qū)，覆蓋效果較好，完全避免了頻繁切換的現象，對LTE業(yè)務使用感知提升極其明顯。

如表3所示，在室內進行方案實施前后空閑態(tài)測試對比。新增F2頻點小區(qū)開通后，空閑態(tài)終端測量的平均RSRP相比開通前提升5.54 dBm，SINR提升13.94 dB，重選次數降為0次。終端在測試過程中穩(wěn)定駐留新增F2頻點小區(qū)，有效避免了頻繁重選對用戶使用感知的影響。

為驗證新增F2頻點小區(qū)對周邊道路覆蓋的影響，在小區(qū)周邊道路進行路測，測試過程中始終未出現占用新增26棟-2小區(qū)信號的現象。這表明特型天線的覆蓋控制良好，無越區(qū)覆蓋現象。

表2 新增F2頻點小區(qū)開通前后測試指標對比（連接態(tài)）

表3 新增F2頻點小區(qū)開通前后測試指標對比（空閑態(tài)）

綜上所述，26棟-2小區(qū)開通后，25棟室內深度覆蓋明顯提升，頻繁重選和切換現象得到有效控制，并且對道路覆蓋無影響。在方案實施一周后，對該樓宇投訴用戶進行回訪，多數用戶表示LTE網絡質量有明顯提升。

5 結束語

本文通過使用F2頻段結合窄波瓣角的特殊天線，對高層樓宇這種特殊場景進行應用，可增強室內的穿透能力，加強深度覆蓋，從而提高用戶體驗質量，提升系統(tǒng)指標及用戶業(yè)務的吸納。這種覆蓋方式目前已在中國移動大力推廣，并應用到更多的高層居民區(qū)以及寫字樓的場景中。

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Study on Deep Coverage Using F2 Frequency Point for High-Rise Buildings

ZHU Naihao, CAO Qing
(China Mobile Group Jiangsu Co., Ltd., Yangzhou Branch, Yangzhou 225100, China)

In order to cope with the deep coverage of high-rise residential areas, a series of optimization methods were used.The performance parameters of the coverage algorithm and special antenna were studied and massive amounts of model testing data were analyzed. The collaborative coverage solution combined the F2 frequency point with the special antenna was ultimately proposed. The collaboration of the F2 frequency point and the special antenna was verifi ed through experiments, which has the evident effect to the deep coverage for high-rise residential areas and highly improves the user experience.

deep coverage F2 frequency point high-rise building

10.3969/j.issn.1006-1010.2017.22.002

TN929.53

A

1006-1010(2017)22-0005-05

朱乃豪,曹青. F2頻點解決高層樓宇深度覆蓋問題的研究[J]. 移動通信, 2017,41(22): 5-9.

2017-10-18

袁婷 yuanting@mbcom.cn

朱乃豪：高級工程師，學士畢業(yè)于南京航空航天大學，現任中國移動通信集團江蘇有限公司揚州分公司工維部經理，長期從事無線網絡規(guī)劃、建設、優(yōu)化相關工作，目前主要研究方向為LTE網絡規(guī)劃與優(yōu)化。

曹青：碩士畢業(yè)于南京郵電大學，現任中國移動通信集團江蘇有限公司揚州分公司工維部網優(yōu)班班長，長期從事無線網絡規(guī)劃、優(yōu)化相關工作，目前主要研究方向為LTE網絡規(guī)劃與優(yōu)化。