LTE微基站應用分析(20210204120050)

1、LTE微基站應用分析通過對LTE微基站特點、階段建設思路、案例進行分析， 提由了 LTE微基站典型應用場景和場景分類。并結(jié)合宏站與 微基站造價對比，分析出微基站應在充分利舊現(xiàn)有網(wǎng)絡各種資源的前提下，完善網(wǎng)絡深度覆蓋，作為宏站建設方式的一種有利補充，有效提升立體覆蓋效果。1 引言隨著LTE試商用牌照的發(fā)放，各獲得LTE試商用許可的運營商已經(jīng)初步完成多個城市的室外宏站骨架網(wǎng)絡建設。但LTE頻譜資源較少，頻段相對較高，更大的傳播損耗，更低 的繞射能力，致使 LTE宏基站覆蓋在小區(qū)邊界、建筑物的陰 影區(qū)和深處等場景，覆蓋并不十分完善，需要利用其他的手段進行補充。容量吸收及深度覆蓋都成為LTE需解決的關(guān)

2、鍵問題。因此需要使用微基站解決城區(qū)的弱覆蓋、深度覆蓋和熱點補充問題。宏微基站混合型組網(wǎng)在3GPP LTE/LTE-標準化會議中也已被明確將是未來LTE網(wǎng)絡的主要形式之一。如何應用微基站，在有限的頻譜資源下，改善網(wǎng)絡覆蓋與容量，提高用戶感知，成為不得不探討的問題。文章將結(jié)合現(xiàn)有LTE微基站試點案例及造價估算，分析討論LTE微基站應用的場景。2 LTE微基站分類本文定義的微基站是站在運營商的建設角度，不包括家庭基站。微基站按功率分類可分為瓦級基站與毫瓦級基站。瓦級基站主要用于室外或室內(nèi)，而毫瓦級基站主要用于覆蓋室內(nèi)。微基站按設備形態(tài)可分為一體化微基站和微RRU 一體化微基站：設備含有基帶和射頻單元

3、，具有基站主要功能，直接連接核心網(wǎng)；微 RRU:設備僅含有射頻單元，需與 BBU 相連實現(xiàn)基站功能，不能直接連接核心網(wǎng)。一體化微基站產(chǎn)品豐富，主流廠商均有產(chǎn)品，可選擇性大。但每個設備需單獨安裝GPG安裝場景受限；且每個微基站需要占用一個傳輸設備端口，傳輸端口浪費較大。目前的試點主要采用此種方式，如圖 1 所示：微RRU可選擇獨立的BBU或者與宏站共用 BBU,有利于實現(xiàn) BBU 集中方式， 與宏站共同組成基帶池， 提高系統(tǒng)資源利用率。有利于未來 elCIC及CoMP技術(shù)的運用，有利于宏微協(xié)調(diào)，避免干擾。但目前產(chǎn)品較少，如圖 2 所示：3 LTE微基站特點分析微基站發(fā)射功率一般在50mW6W之間

4、。瓦級基站主流產(chǎn)品有1W、 5W、 6W 等規(guī)格；毫瓦級基站主流產(chǎn)品有50mW 、100mW 、 125mW 、 250mW 等。覆蓋范圍較為有限，不宜用作廣覆蓋。相比宏站，微基站的體積和重量大約只有宏站的一半，使用靈活， 安裝便利。 微基站可安裝于小靈通基站、 路燈桿、接入網(wǎng)室外 H 桿、天網(wǎng)桿、建筑物外墻、女兒墻、抱桿等多種場景，具有較強的適應性。因此微基站安裝環(huán)境復雜，標準的安裝套件很難全部合用，定制安裝套件成為常規(guī)需求。除了宏站支持的光纖，毫瓦級微基站還支持五類線（網(wǎng)線）上聯(lián)及POE供電的方式，增加了安裝的便利性。目前各廠家設備及終端對elCIC技術(shù)支持程度不高，無elCIC時：宏站與

5、微基站之間的干擾難以有效解決，應盡量減少宏站與微基站的重疊覆蓋。此時微基站僅適用于宏站弱覆蓋區(qū)，在補充覆蓋的同時，可起到一定提升容量的作用。并應通過合理的頻率規(guī)劃、站址規(guī)劃、PCI規(guī)劃等，盡量避免或減少與周邊宏宏的相互干擾，且應嚴格控制微基宏天線掛高，利用周邊建筑阻擋，避免與宏宏間的干擾。后期 LTE-A 階段，支持elCIC時：啟用elCIC技術(shù)后，宏站間距 500m時 在宏宏覆蓋區(qū)域內(nèi)隨機部署微基宏，仍可有效提升網(wǎng)絡整體容量。此時，微基宏可不僅僅用于宏宏弱覆蓋區(qū)，還可以應用于有一定宏宏信號覆蓋的熱點區(qū)域，用于提升網(wǎng)絡容量。隨著微基宏數(shù)量的增加及無線側(cè)網(wǎng)元的增加，勢必帶來新的維護優(yōu)化節(jié)點，增

6、加維護優(yōu)化費用。LTE試驗網(wǎng)階段，LTE作為一種全新無線接入制式，是從 無到有的建設過程。應在詳細規(guī)劃的基礎上，充分利舊現(xiàn)有 站址資源，快速建網(wǎng)，實現(xiàn)廣域連續(xù)覆蓋，僅建設宏站。在 規(guī)劃過程中，儲備潛在的微站站址，如圖 3 所示。LTE®模建設前1 2年，重點覆蓋區(qū)域?qū)⒔ㄔO起一張LTE的宏蜂窩網(wǎng)絡，有一定規(guī)模的LTE用戶，但網(wǎng)絡負載仍然較輕。中國現(xiàn)有的LTE頻段普遍較高，傳播損耗大。因此宏站 搭建的骨架網(wǎng)絡，覆蓋受地形及建筑物的阻擋，必然存在覆 蓋空洞，微基站成為必然的補充選擇。但在LTE R皈本階段，ICIC技術(shù)無法較為有效地協(xié)調(diào)小區(qū)間干擾，規(guī)模建設微基站 將帶來嚴重的干擾。elCI

7、C CoMP等技術(shù)是LTE-A的技術(shù)， 能較好地協(xié)調(diào)小區(qū)間干擾，但尚未普及應用。因此此階段應 采用“宏站為主，微基站為輔”的模式，在宏站覆蓋的陰影 區(qū)域，適度建設微基站，完善網(wǎng)絡覆蓋。目前我國各運營商 均已進入此階段，如圖 3 所示。LTE成熟網(wǎng)絡階段，隨著大量的2G/3G用戶升級為4G終 端，由現(xiàn)了穩(wěn)定的LTE網(wǎng)絡負載，較多的LTEB據(jù)熱點由現(xiàn)。 此時LTE小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)趨于成熟，CRE技術(shù)提升了微基站吸收熱點話務的能力，微基站產(chǎn)品豐富?？刹捎谩昂晡?結(jié)合”的方式，微基站完善覆蓋和熱點容量補充，如圖 3 所 示。5 LTE微基站典型應用場景分析5.1 場景 1：室外補弱、補盲（ 1）主要

8、覆蓋類型如下：宏站覆蓋的末梢陰影區(qū)（幾個宏站間小范圍盲弱覆蓋區(qū)） ；建筑相對密集，覆蓋受到阻擋的街道；房屋密集的居民區(qū)和城中村等。此類場景覆蓋范圍較大，對功率輸出有一定要求，主要采用室外瓦級微基站+定向天線覆蓋。應根據(jù)覆蓋及隔離需求適當選擇天線掛高，天線掛高至少小于周圍建筑物平均高度 5m 以上。宏站覆蓋受建筑物阻擋，與微基站隔離度高，因此對干擾協(xié)調(diào)的要求較低。（ 2）案例分析在月桂街和月華街交叉路口東西方向存在弱覆蓋（ 300m左右） ， 此路段位于周邊3 個基站的覆蓋邊緣的末梢陰影區(qū)，通過新建微基站的方式來解決道路及附近樓宇的覆蓋問題，如圖 4 所示。 望月湖微基站安裝在月桂街與月宮街交叉

9、路口靠西側(cè)接入網(wǎng)室外 H 桿上， 2 套一體化微基站設備分別安裝在不同方向的 H 桿水泥桿上， 微基站方位角與道路方向保持一致，桿高約 5m,天線桂高4m。2個微基站主要用于覆蓋月桂街，覆蓋效果如表1 所示。微基站開通后各項指標都得到明顯的提升，很好的解決了這部分路段由于網(wǎng)絡覆蓋不足導致的下載、上傳速率偏低問題。此站點DT測試切換和重選成功率100%,基本達到預期覆蓋要求。5.2 場景 2：室外覆蓋室內(nèi)（ 1）主要覆蓋類型高層居民小區(qū)與周邊建筑樓高普遍差別較大，房屋較為密集，間距在3060m間，一般小區(qū)底層和高層為弱覆蓋區(qū)域。可采用室外瓦級微基站+定向天線覆蓋。如果房屋間距超過100m ，建議

10、使用宏蜂窩RRU拉遠解決。城區(qū)宏站天線桂高普遍在35m以下，樓層超過15 層的高層密集小區(qū)需重點關(guān)注。新建別墅區(qū)及校園建筑物林立，數(shù)量較多，區(qū)域面積大，宏站覆蓋容易留下部分盲區(qū)。房屋間距小于100m的，可根據(jù)DT/CQT測試指標，定位覆蓋需求區(qū)。此類場景室外宏站覆蓋無法滿足需求，且不宜建設室內(nèi)分布系統(tǒng)時，可采用室外瓦級微基站+定向天線覆蓋室內(nèi)方式。（ 2）案例分析通過測試驗證得知，沁園春小區(qū)內(nèi)臨江閣存在高層小區(qū)弱覆蓋，且房屋間距僅 50m o如圖5所示。方案采用 1 套一體化微基站設備安裝在對面12 樓特制掛墻抱桿上，采用室外瓦級微基站+定向天線覆蓋，覆蓋效 果如表 2 所示。微基站開通后各項

11、指標都得到明顯的提升，很好的解決了高層小區(qū)弱覆蓋的問題。此站點DT 測試切換和重選成功率 100%，基本達到預期覆蓋要求。5.3 場景 3：室內(nèi)覆蓋室內(nèi)（采用瓦級、毫瓦級微基站）（ 1）主要覆蓋類型對無室分系統(tǒng)而局部覆蓋有問題的重要場景，用瓦級微基站或毫瓦級微基站搭建小型室內(nèi)分布系統(tǒng)。如小型私人會所、小型會場等。大型空曠建筑物直接布放瓦級微基站+定向天線。如體育館、大型會場等。傳統(tǒng)室分饋線布放存在物業(yè)談點困難的樓宇，采用 BBU+HUB婀線+多個毫瓦級小型 RRU的方式覆蓋，可減少饋 線和電源線布放造成的視覺沖擊。此類場景常用于室外宏站覆蓋無法滿足需求，且因物業(yè)原因不宜建設室內(nèi)分布系統(tǒng)的場所。

12、（ 2）案例分析通過測試獲知，林科大體育藝術(shù)館內(nèi)大部分區(qū)域存在弱覆蓋。在場館入口處， RSR濟口 SINR值都較為理想，處于站 點覆蓋有效區(qū)域，不過場館內(nèi)封閉區(qū)域則為弱覆蓋區(qū)。微基站未部署前弱覆蓋圖如圖 6 所示。方案采用 2 套瓦級微基站+定向天線，分別安裝在場館內(nèi)上方鋼架上面的位置（如圖 6 五角星位置） ，天線覆蓋方向指向兩邊觀眾席，本次使用的是雙極化定向天線，頻段為2 100MHz 。覆蓋效果如表3 所示。此站點建站后覆蓋效果提升明顯， 切換重選成功率100%，基本達到預期覆蓋要求。5.4 場景 4：熱點覆蓋（采用瓦級、毫瓦級微基站）因目前LTE用戶發(fā)展尚處于初級階段，熱點區(qū)域較少，本

13、文暫不展開分析。6 造價分析宏站和微基站均不考慮后備電源，宏站與微基站同站址建設且均按2 扇區(qū)考慮。造價分析：以下為綜合造價，微基站主設備按2 萬每扇區(qū)估列。造價對比如表4 所示。分析得出，同樣為 2 扇區(qū)的室外宏基站與室外微基站相比， 投資減少約 5.5萬元。 主設備 +天饋減少的投資占比 93%，塔桅+防雷減少投資占比7%， 市電及配套其他費用并未減少。7 結(jié)束語LTE微基站體積小、重量輕、即插即用、自配置、無需機房，在站址獲取及工程部署上具有極大的優(yōu)勢，提供快速便捷的站點解決方案。但微基站覆蓋范圍有限?；谖⒒镜奶攸c及定位，在進行微基站建設時，配套建設應相匹配，避免超配，原則上微基站不進行電源保證配置。微基站應盡量利舊小靈通基站、 燈桿、 接入網(wǎng)室外 H 桿、天網(wǎng)桿等資源， 天線掛高應低于周邊建筑平均高度5m 以上，嚴格控制微基站信號的覆蓋范圍，避免與宏站間的干擾。在充分利舊現(xiàn)有資源的前提下，微基站建設單點投資并不是特別高。在完成宏站骨架網(wǎng)絡建設及優(yōu)化的基礎上，充分利舊現(xiàn)有基礎資源，完善網(wǎng)絡深度覆蓋，微基站不失為一種可行的選擇。可與宏站相互結(jié)合，作為宏站建設方式的一種有利補充，有效提升立體覆蓋效果。參考文獻：1 3GPP. 3GPP TS 23.00