發(fā)展異構(gòu)網(wǎng)以滿足LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋及容量需求的研究

陳 沛，陳 曉

（1.上海郵電設(shè)計(jì)咨詢研究院有限公司，上海 200092；2.寧波華訊通信服務(wù)有限公司，浙江 寧波 315040）

1 科學(xué)化的小基站布局，發(fā)展異構(gòu)網(wǎng)

異構(gòu)網(wǎng)的架構(gòu)是跨形態(tài)的不同形態(tài)組合成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。一般在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中指的是狹義上的異構(gòu)網(wǎng)，在同一制式內(nèi)的形態(tài)下形成一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。目前的主要設(shè)備形態(tài)包括Pico和Fento等，發(fā)射功率一般在幾十毫瓦到幾瓦。通?？梢詫悩?gòu)網(wǎng)中的設(shè)備叫做小基站，可分為瓦級小基站和毫瓦級小基站。結(jié)合目前的商用程度，無線通信設(shè)備都可以提供瓦級小基站的產(chǎn)品，發(fā)射功率一般為5 W，發(fā)射功率軟件可以調(diào)整，而毫瓦級小基站的成熟度不高。典型的異構(gòu)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，小基站可以通過盲點(diǎn)熱區(qū)與室內(nèi)覆蓋的方式實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)覆蓋，提高用戶體驗(yàn)性，在城市居民區(qū)、CBD及城中村環(huán)境中比較適用。

2 發(fā)展異構(gòu)網(wǎng)滿足不同建設(shè)階段的需求

LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)早期，主要以覆蓋為主要建設(shè)方向。此時(shí)異構(gòu)網(wǎng)主要是針對覆蓋盲點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從室外覆蓋到室內(nèi)覆蓋，并對部分難以覆蓋的建設(shè)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)盲[1]。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展以及用戶量的增加，會在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后期進(jìn)行容量建設(shè)。此時(shí)異構(gòu)網(wǎng)需要滿足數(shù)據(jù)熱點(diǎn)區(qū)域的擴(kuò)容需求，對容量要求比較高的室內(nèi)進(jìn)行覆蓋。分析目前我國各運(yùn)營商的LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可知，其室內(nèi)覆蓋效果較好，但部分區(qū)域仍存在覆蓋盲點(diǎn)，特別是大型住宅小區(qū)，覆蓋嚴(yán)重不足，高層住宅也存在覆蓋深度問題。因此，需要采用室內(nèi)外協(xié)同的規(guī)劃方案，以宏基站覆蓋為基礎(chǔ)，通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的方式來解決覆蓋盲區(qū)的問題[2]。

3 發(fā)展異構(gòu)網(wǎng)解決覆蓋盲區(qū)的問題

3.1 人口密集的市區(qū)與城中村的覆蓋

對于密集的城市市區(qū)與城中村，需要將低矮建筑樓頂和路燈桿等資源進(jìn)行合理運(yùn)用，建設(shè)瓦級小基站與定向天線，對覆蓋盲區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充，以實(shí)現(xiàn)全面覆蓋[3]。

3.2 高層住宅小區(qū)的覆蓋

高層住宅小區(qū)一般都是混凝土框架式建設(shè)方法，因此都存在框架式的結(jié)構(gòu)，屬于塔樓的形式[4]。該類建筑中，塔樓的高度一般都在12層到35層，如果超過35層就屬于超高樓層。LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)中，需要考慮好小區(qū)的建筑目的，不同檔次的小區(qū)建筑密度不一樣。對于高檔小區(qū)，其建筑密度比較低，普通小區(qū)則建筑密度比較高，且每一層的住戶也比較多[5]。室外基站很難保證在高層住宅小區(qū)中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，特別是對高層與底層的覆蓋，一般需要采用室內(nèi)外協(xié)同的覆蓋方案?？稍谑彝獾穆窡魲U等布置瓦級小電站，以解決小區(qū)低層與中高層住宅的室內(nèi)覆蓋問題。對于室內(nèi)的覆蓋盲區(qū)，可以考慮采用室分系統(tǒng)進(jìn)行解決[6]。

3.3 大型場館與交通樞紐的覆蓋

大型場館與交通樞紐屬于比較開闊的空間，人流量比較大，且容量要求也比較高，無法布置室內(nèi)分布系統(tǒng)，因此可以考慮將小基站作為深度覆蓋的補(bǔ)充手段，根據(jù)室外覆蓋的需求選用瓦級小基站與毫瓦級小基站[7]。對于室內(nèi)覆蓋，可以選用毫瓦級的小基站。覆蓋中的主要難點(diǎn)是干擾與協(xié)同的問題。LTE網(wǎng)絡(luò)小基站的部署對宏微邊界區(qū)域的原來信號覆蓋有著重要影響。一般通過建筑物的阻擋和覆蓋范圍的調(diào)整等方式降低干擾影響。改善容量過程中，宏基站與小基站之間會存在同頻干擾，不同發(fā)射功率的上行鏈路不平衡或者是復(fù)雜的移動性管理，導(dǎo)致小基站的部署存在較大問題。為了解決干擾與協(xié)調(diào)的問題，需要引入ICIC增強(qiáng)技術(shù)，其中包括了時(shí)域eICIC在宏基站與小基站中的部分保護(hù)時(shí)隙的預(yù)留。在宏基站發(fā)射準(zhǔn)空子幀過程中，僅需要發(fā)送CRS與SI的相關(guān)信息，就能降低子幀對小基站的干擾，但是這種方式只能使用支持R10以上的終端，并且要求宏基站與小基站時(shí)間同步[8]。

3.4 異構(gòu)網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)用

分析異構(gòu)網(wǎng)的產(chǎn)品發(fā)展發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)異構(gòu)網(wǎng)建設(shè)一般有三種應(yīng)用方式。第一，將小基站作為宏基站的一種補(bǔ)充部署，以改善覆蓋弱區(qū)和覆蓋盲點(diǎn)，提高信號覆蓋質(zhì)量。第二，將小基站布置在LTE網(wǎng)絡(luò)中，宏微邊界區(qū)域在原有的宏基站信號覆蓋上會存在一定影響，導(dǎo)致SINR降低，從而影響網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。目前還沒有成熟商用宏微干擾協(xié)調(diào)技術(shù)，需要采用建筑物遮擋和調(diào)整覆蓋范圍的方式進(jìn)行規(guī)避干擾[9]。第三，3GPP標(biāo)準(zhǔn)下，針對異構(gòu)網(wǎng)的特性進(jìn)行研究，有助于異構(gòu)網(wǎng)組網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，也可以很好地解決小區(qū)重選與切換等移動性管理問題。小基站一般可以分為瓦級小基站和毫瓦級小基站，瓦級小基站的范圍在1～10 W，主要設(shè)備形態(tài)為一體化小基站；毫瓦級小基站的范圍在50～250 mW，主要設(shè)備形態(tài)為小型RRU。

4 結(jié) 論

國內(nèi)三大運(yùn)營商正在全面鋪開LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，在城區(qū)、城中村及住宅小區(qū)中廣泛運(yùn)用LTE異構(gòu)網(wǎng)設(shè)備，有效解決了傳統(tǒng)宏基站建設(shè)中網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全面問題。