4G網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋方式探討

陳寧夏 崔林

摘 要：隨著電信運(yùn)營(yíng)商4G網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量大規(guī)模增長(zhǎng)以及網(wǎng)絡(luò)覆蓋不斷增強(qiáng)，同時(shí)由于LTE信號(hào)頻段較高，信號(hào)損耗較大，深度覆蓋制約網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況較為突出。文章將目前業(yè)界存在的10種深度覆蓋方式優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景探討各種深度覆蓋方式的應(yīng)用，以求更加有效發(fā)揮各種方式的優(yōu)勢(shì)，提升網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：深度覆蓋；分布系統(tǒng)；小基站

伴隨著4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的完善以及4G業(yè)務(wù)快速發(fā)展，中國(guó)的4G用戶數(shù)已經(jīng)步入了規(guī)模增長(zhǎng)階段。中國(guó)移動(dòng)2018年10月4G用戶數(shù)達(dá)7.00億戶，當(dāng)月凈增508.3萬(wàn)戶[1]。中國(guó)聯(lián)通2018年10月4G用戶累計(jì)達(dá)2.59億戶[2]。中國(guó)電信2017年12月份累計(jì)4G用戶2.34億戶。用戶數(shù)量的增加必然要求網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的精品化。在這樣的情況下，4G的服務(wù)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)就成為運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)。與此相應(yīng)，如何打破深度覆蓋這一制約服務(wù)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)的瓶頸也成為當(dāng)務(wù)之急。

對(duì)于電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商而言，居民區(qū)是一塊至關(guān)重要的“陣地”—70%以上的數(shù)據(jù)流量發(fā)生在室內(nèi)。提升深度覆蓋能力、保障室內(nèi)用戶感知，是運(yùn)營(yíng)商增加4G網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段[3]。面對(duì)高數(shù)據(jù)流量訴求，深度覆蓋必須跟得上，但現(xiàn)實(shí)中，居民區(qū)卻是一個(gè)用戶投訴占比高的“問(wèn)題”區(qū)域，究其原因，主要是隨著人們的環(huán)保、維權(quán)意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，對(duì)所安裝設(shè)備的美觀度要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)基站已很難解決居民區(qū)覆蓋問(wèn)題：一方面，那些高大、明顯的宏基站由于面臨物業(yè)協(xié)調(diào)、站址獲取等難題，很難進(jìn)入居民小區(qū)實(shí)現(xiàn)部署；另一方面，受外圍高層建筑阻擋，附近的宏基站信號(hào)無(wú)法穿透多個(gè)墻體，在小區(qū)內(nèi)部也很容易形成4G覆蓋空洞，造成弱覆蓋區(qū)域，這勢(shì)必會(huì)降低用戶體驗(yàn)，影響用戶對(duì)4G品牌的忠誠(chéng)度。居民區(qū)深度覆蓋已成為L(zhǎng)TE精品網(wǎng)亟待攻克的“難關(guān)”。

通過(guò)對(duì)居民區(qū)深度覆蓋來(lái)提升4G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)，已成為電信運(yùn)營(yíng)商的共識(shí)。然而，在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程中，卻面臨著新增站址物業(yè)協(xié)調(diào)困難、光纜鋪設(shè)周期長(zhǎng)、投資成本高、設(shè)備不美觀、遭用戶投訴等問(wèn)題，因此，迫切需要找到一個(gè)截然不同的思路來(lái)解決進(jìn)場(chǎng)難的問(wèn)題。

1 4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋場(chǎng)景

目前，運(yùn)營(yíng)商4G無(wú)線覆蓋的常見(jiàn)場(chǎng)景包括以下幾方面。

（1）多棟高層樓宇。由多個(gè)樓宇層高在12層以上的建筑物組成，通常為高層住宅小區(qū)，外部多為瓷磚，內(nèi)部隔間較多，在建筑中部設(shè)置有電梯井。主要的覆蓋困難為通過(guò)室內(nèi)分布解決物業(yè)要求高，建設(shè)成本較大。

（2）獨(dú)棟高層樓宇。樓宇層高在12層以上的建筑物，通常為寫(xiě)字樓，外部多為玻璃外墻，內(nèi)部隔間較多，在建筑物多個(gè)地方設(shè)置有電梯井。由于這種場(chǎng)所內(nèi)部結(jié)構(gòu)多樣性，且會(huì)不停變化，導(dǎo)致室內(nèi)分布效果不是很理想，通過(guò)室外宏站直接覆蓋，則對(duì)周邊基站的干擾難以控制。

（3）中低層樓宇。層高在6—12層，通常樓宇之間的間距較近，宏站無(wú)法完全進(jìn)行覆蓋，建議采用室外輻射室內(nèi)的方案解決深度覆蓋。如果樓宇距宏站250 m以內(nèi)，首選調(diào)整宏站參數(shù)以達(dá)到覆蓋小區(qū)的目的。如室外宏站無(wú)法解決，可采用分布式微基站結(jié)合小區(qū)合并進(jìn)行覆蓋。

（4）城中村。層高在6層以下，建筑物的分布極其密集，遮擋情況很嚴(yán)重。在內(nèi)部建設(shè)宏站，則會(huì)受到很大的阻擾，且工程造價(jià)很高。

（5）商業(yè)樓宇。一般建筑物層高在10層以下，平層占地面積較大，內(nèi)部開(kāi)闊。外墻多為玻璃外墻，內(nèi)部墻體很厚。人流量密集，對(duì)業(yè)務(wù)需求有一定的規(guī)律性。

（6）大型場(chǎng)館。一般為體育場(chǎng)館或會(huì)展中心，大型場(chǎng)館用于各種體育賽事、大型活動(dòng)等，業(yè)務(wù)容量需求較大，呈潮汐特性，突發(fā)性較強(qiáng)，用戶極多，宜采用室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，規(guī)劃覆蓋方案時(shí)需重點(diǎn)考慮容量及可擴(kuò)展性，以便后續(xù)新增系統(tǒng)的接入，此類場(chǎng)景一般相對(duì)空曠，但用戶密集，從容量需求考慮，可優(yōu)先采用分布式皮基站組網(wǎng)解決；從系統(tǒng)接入制式可擴(kuò)展性考慮，可優(yōu)先采用雙路同軸電纜分布系統(tǒng)[4]。

（7）高校園區(qū)。業(yè)務(wù)需求較為集中，且有很強(qiáng)的規(guī)律性在宿舍區(qū)和教學(xué)區(qū)間交替。

2 深度覆蓋方式比較

在我國(guó)，深度覆蓋主要包括分布系統(tǒng)覆蓋和小基站直接覆蓋兩種模式、10種覆蓋方案。分布系統(tǒng)主要用于大型樓宇的覆蓋（一般單層面積大于1 000 m2）；小基站直接覆蓋則主要應(yīng)用于室外局部區(qū)域補(bǔ)盲（如城中村），以及會(huì)場(chǎng)、會(huì)議室、地下室等局部熱點(diǎn)覆蓋。

業(yè)界目前在用的分布系統(tǒng)主要是無(wú)源分布，有源分布系統(tǒng)正在逐步成熟。而在用的小基站則主要是主設(shè)備廠家的小基站，第三方廠家小基站直接覆蓋方式主要在試點(diǎn)階段。這些方案在商業(yè)網(wǎng)中的試用情況如表1所示。

不同的覆蓋方式有不同的適用場(chǎng)景，同時(shí)也需要考慮到系統(tǒng)本身的容量、性能、維護(hù)性以及工程應(yīng)用的造價(jià)。從容量上看，傳統(tǒng)的無(wú)源分布系統(tǒng)的每平方米LTE容量是2 kbps，主設(shè)備廠家BBU+（光纖/五類線）分布系統(tǒng)+末梢毫瓦級(jí)分布式RRU的每平方米容量是51 kbps。容量上有源室分優(yōu)勢(shì)非常明顯。

同時(shí)，對(duì)于現(xiàn)在常見(jiàn)的室內(nèi)定位應(yīng)用來(lái)說(shuō)，室內(nèi)定位的精準(zhǔn)度主設(shè)備廠家基站+銅纜分布系統(tǒng)的室內(nèi)定位精準(zhǔn)度為10 000 m2，主設(shè)備廠家BBU+（光纖/五類線）分布系統(tǒng)+末梢毫瓦級(jí)分布式RRU的室內(nèi)定位精準(zhǔn)度為400 m2。從可維護(hù)性來(lái)對(duì)比，主設(shè)備廠家基站+銅纜分布系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是都是無(wú)源器件，故障率低，但不可監(jiān)控；主設(shè)備廠家BBU+（光纖/五類線）分布系統(tǒng)+末梢毫瓦級(jí)分布式RRU的末梢設(shè)備都是有源的，故障率相對(duì)較高，但可監(jiān)控。深度覆蓋方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較如表2所示。

同時(shí)通過(guò)多個(gè)工程結(jié)算價(jià)格的對(duì)比，可以對(duì)比出常規(guī)室分和有源室分的平均價(jià)格。造價(jià)如表3所示。

綜上所述，對(duì)于常規(guī)室分和有源室分，這兩種方案各有優(yōu)勢(shì)。

（1）有源分布系統(tǒng)造價(jià)是無(wú)源分布系統(tǒng)的1～2倍，電費(fèi)是無(wú)源分布系統(tǒng)的2倍，系統(tǒng)可擴(kuò)展性較差，末梢有源設(shè)備多、需遠(yuǎn)程供電。

（2）有源分布系統(tǒng)在容量、定位精度、施工方面有優(yōu)勢(shì)。

（3）有源分布系統(tǒng)主要應(yīng)用于業(yè)務(wù)量較大的高價(jià)值室分場(chǎng)景（如大型Mall、地鐵、交通樞紐）。

（4）室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)模式：運(yùn)營(yíng)商確定樓宇覆蓋方案后，集成商根據(jù)運(yùn)營(yíng)商方案進(jìn)行談點(diǎn)及建設(shè)（采用有源分布系統(tǒng)更易于物業(yè)準(zhǔn)入）。

3 結(jié)語(yǔ)

目前，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的實(shí)際情況以及各方案的特點(diǎn)，依據(jù)不同場(chǎng)景因地制宜選用覆蓋方案，綜合發(fā)揮各種覆蓋方式優(yōu)勢(shì)，使用宏基站+室內(nèi)分布系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)覆蓋，使用小基站實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外局部補(bǔ)盲。同時(shí)，綜合考慮造價(jià)、系統(tǒng)可擴(kuò)展性、電費(fèi)、維護(hù)、容量、安全性等因素，以無(wú)源分布系統(tǒng)為主，有源分布系統(tǒng)為輔，積極推進(jìn)重點(diǎn)場(chǎng)景深度覆蓋的建設(shè)。另一方面，運(yùn)營(yíng)商依托鐵塔公司的優(yōu)勢(shì)，快速搭建深度覆蓋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效利用已有資源，降低建設(shè)成本也是提升網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段。

[參考文獻(xiàn)]

[1]中國(guó)移動(dòng).月度客戶數(shù)[EB/OL].（2018-11-06）[2018-12-21].https：//www.chinamobileltd.com/sc/ir/operation_m.php.

[2]中國(guó)電信.主要運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)-月度[EB/OL].（2018-11-06）[2018-12-21].https：//www.chinatelecom-h.com/sc/ir/kpi.php.

[3]郭本英，米世成.不同場(chǎng)景4G網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋方法探討[J].信息通信，2017（11）：190-191.

[4]中國(guó)移動(dòng).室內(nèi)覆蓋建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)報(bào)告[R].中國(guó)移動(dòng)，2017.