LTE网络中部署小基站覆盖问题研究

杨军

摘要：在LTE网络建设中，合理部署小基站能够有效提升LTE网络覆盖质量，但若部署出现问题，也会影响到网络的整体性能。本文对小基站的特点、分类进行了详细的介绍，并对LTE网络中部署小基站的应用场景进行了分析，为LTE网络建设提供参考。

关键词：LTE；小基站；覆盖问题

0引言

近年来，随着4G通信技术的发展，LTE网络数据用户日益增加，对LTE网络容量及数据速率要求也越来越高。仅仅部署宏基站已经无法满足人们对数据业务服务的需求，而小基站具有体积小、部署简单、运营成本低等优点，在LTE网络建设中引入小基站能够实现LTE网络的深度覆盖，提高网络容量。

1小基站特点及分类

小基站具有以下特点：（1）小基站的体积和重量大约只有宏站的一半，使用灵活，安装便利。（2）发射功率低。小基站的发射功率一般为1～5W或为百毫瓦级，覆盖范围较为有限。（3）支持多种上联方式。除了宏站支持的上联光纤方式，小基站还支持五类线（网线）上联方式，提高了安装的便利性。小基站使用灵活，但覆盖范围有限，可与宏站结合，作为宏站建设方式的一种有利补充，有效提升立体覆盖效果。

小基站的应用需求主要在覆盖和容量两方面。从覆盖角度分析，主要用于密集区域的覆盖补盲、高层建筑物局部弱区及不具备宏站建站条件的区域。从容量角度分析，主要用于提升室内容量、重要商圈容量及业务量集中区域容量。LTE网络建设初期小基站主要用于补盲覆盖，后期主要用于容量提升。

小基站按照功率可以分为瓦级和百毫瓦级。百毫瓦级基站又可分为一体化基站和RRU（射频拉远单元）站。瓦级基站一般为1～5W的一体化设备，含BBU（基带处理单元）+RRU及内置天线，也可选择外接高增益板状天线，可使用光纤、五类线等多种传输方式。瓦级基站主要用于室外局部小范围的补盲，以及难以获取宏站站址情况下的路灯站、小灵通站点等，主要作用是解决局部区域的深度覆盖问题，通常用于小型室内分布系统。百毫瓦级一体化设备（含BBU+RRU和天线）的特点是功率较低，类似于WiFi的AP（接入点）设备，主要用于室内较为空旷区域（如营业厅、大卖场等）的补盲或增容。百毫瓦级小RRU设备（即需要连接BBU使用）的特点是功率较低，可通过网线、光纤与BBU连接，主要用于建设室内分布系统有困难的重要楼宇，如机场、会展中心等。

2主流小基站对比分析

2.1LampSite

LampSite设备器件少，结构简单，室内分布系统建设周期缩短约60%，与宏网共享网管，覆盖末端可管理，整个系统无监控盲区，单LTE支持双流MIMO（多输入多输出），无需进行室内分布系统改造，支持RRU共小区，可远程进行小区分裂，室内外协同自动化，依据KPI（关键绩效指标）报告自动调整pRRU导频功率，独立解调以提升网络性能和容量，改善噪声系数，消除用户间干扰，上行容量成倍提升。

相对于传统室内分布系统，LampSite站点优势明显，在性能差异、容量能力、进场能力、工程难度、建设成本五个方面具有优势，主要体现在支持MIMO、峰值速率高、单信源覆盖面积小、容量大、安装灵活、走线短、末端射频覆盖点可实现网管平台监控等。缺点是无法利旧原设备，导致投资偏大。两种覆盖方案比较见表1。

2.2ATOM

ATOM基站BTS3205E是一体化的小基站，具备体积小、便于安装的特点，可广泛应用于室外热点覆盖、室外补盲覆盖、室内覆盖、乡村覆盖以及解决传输受限场景覆盖及容量问题，BTS3205E既可以在地面灯杆上安装，也可以在墙面、楼顶平台上安装；与附属电源和传输处理设备Dock既可以一体化安装，也可以独立安装。

BTS3205E应用于以下场景：a）军队、学校、政府、幼儿园以及无法协调、无法进入的敏感区域等。解决策略：在区域周边新建一些小基站，尽量覆盖部分无法进入的区域。b）园林、公园等，以及业主对传统宏站天线接受度不高，周围不能看见天线的场所。解决策略：采用美化方式打消业主顾虑，利用更加小巧且集成度更高的小基站进行替代覆盖，外观伪装，不易被识别，且安装方式更灵活。c）大型社区。解决策略：采用室内外联合的方式覆盖社区室内外及周边区域。d）城中村等密集低矮建筑。解决策略：采用一些集成化、高伪装的设备，避免居民反感；利用灵活的小设备进行低功率分布式覆盖，保证覆盖深度。e）无法找到合适的安装位置。解决策略：采用美化灯杆，结合小基站的方式进行替代覆盖。f）机房条件受限。解决策略：如果机房条件受限，且无合适拉远信源，可以考虑采用室外型设备。

2.3AAU3240

小基站AAU3240广泛应用于话务密集区域GSM/TD-SCDMA/LTE共址建设天面受限场景，二维独立电调功能可有效解决食堂等区域话务潮汐问题。AAU3240解决了传统RRU站点难获取的问题，通过集成天线，模块自带美化功能，解决了安装维护及固定困难、工程安全性低、风荷大、环境适应性低、需特殊加固处理等问题，可以在各种室外覆盖场景中使用，用于对容量要求较高的城区和密集城区的室外覆盖。

3小基站产品应用场景分析

3.1无法获取站址

室外灯杆站可扩展站点资源，实现快速建站。在室外道路沿线，物业协调困难，宏站站址无法获取，无法实现道路连续覆盖，造成沿线商务区或小区室内覆盖不足。可采用利旧刀片RRU+伪装天线上挂路灯杆的方法实现道路连续覆盖。通过一体化小基站（集成基带、射频和天线）上挂市政路灯杆的方法实现临街商务区和居民区的室内覆盖。按照RSRP（参考信号接收功率）＞-105dBm的边缘覆盖要求，天线增益为15dBi，挂高12m，采用2×20W进行仿真，覆盖距离约为500m，功分两扇区后，覆盖距离收约缩19%，约为400m。

3.2局部小范围覆盖弱区

在城市繁华商业区密集分布着许多低层商铺，商铺内信号被附近高楼阻挡，局部区域存在覆盖不足问题；在高楼区，建筑物高低参差不齐，落差大，道路上的信号被严重遮挡。针对此类情况，可利旧小灵通、市政灯杆等站址，部署功率较低的小基站进行LTE异构网络深度覆盖。

案例：在某地部署小基站，改造后室外巷道弱覆盖明显改善，下行平均吞吐量由48.7Mbit/s改善为57.6Mbit/s，提升18%。

3.3楼宇内深度覆盖问题

2G与4G按照1：1建站后，重要楼宇室内深度覆盖不足。可采用在距离宏站大于200m，距离目标覆盖建筑30～60m范围内部署室外2×5W小基站进行室内深度覆盖，覆盖方式可采用射灯天线从高往低覆盖。

案例：某高档住宅区占地面积1.767km2，是当地最大的房地产开发片区，小区高层建筑分布东部、西部、北部区域，南部区域基本为多层。该小区楼层密集，面积大，回迁房及商品房兼有，且小区竣工多年，为成熟小区，用户数量较多。楼宇密集部分覆盖信号较弱，用户反馈室内无4G信号。现场测试发现小区内高层遮挡严重，室内覆盖普遍较弱，加上小区面积大，与宏站距离较远，协商建站困难。

针对居民楼内的数据业务量高、覆盖不足情况，将小基站安装在楼顶，采用楼间对打方案进行部署，保证覆盖区域内无死角覆盖。在17楼安装3个小基站，采用小基站加增益为15dB的射灯天线进行试验，方位角分别为45°、115°、225°。试验结果表明，小基站可以覆盖天线正对方向的一栋楼，如果楼层错层建设，可以覆盖两栋楼；下载速率可以在10Mbit/s以上，能保证用户的正常使用。

3.4小基站使用建议

在建站初期，应遵循“宏站为主、小基站为辅”的建设原则，小基站定位于局部小范围的补盲、难以获取站址区域及室内深度覆盖等方面的补充手段。由于小基站覆盖范围小、容量低，不适合成片组网，过多引入会使网络规划和优化面临较大困难，因此主要作为覆盖建设的补充手段，解决局部覆盖问题。通过合理的PCI（外设部件互连）规划及eICIC（增强的小区间干扰协调）等技术，尽量避免与周边宏站的相互干扰，对于局部干扰较大区域可考虑采用2.1G异频组网，降低同频干扰。基于小基站的定位及特点，在进行小基站建设时，配套建设应相匹配，避免超配。除根据需求使用PoE（以太网供电）远供，原则上小基站不进行电源保证配置。

4结语

综上所述，小基站是运营商控制、低功耗接入节点的总称，其合理部署能够作为宏基站的覆盖的有效补充和延伸，但是若部署不当，也会使得LTE网络覆盖性能指标下降等问题。因此，在LTE网络建设中，要结合不同场景，对其小基站部署进行合理的规划，选择最优的LTE网络覆盖方案进行建设。

参考文献：

[1]LTE小基站建设策略探讨[J].苏雄生.电信快报.2014（10）

[2]LTE网络中部署小基站覆盖问题研究[J].吴伟，李虓江，刘宇.移动通信.2015（19）