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通信工程论文：LTE无线网络设计与多场景覆盖模式研究
来源：985论文网 添加时间：2020-05-29 14:55
摘要
随着中国科技的不断发展和进步，LTE无线网络的覆盖范围越来越广泛，对无线网络覆盖的技术需求也越来越高。 由于其自身的技术特点，LTE已成为移动互联网技术的核心部分，其技术处于不断发展和进步的状态，其应用范围也在不断扩大。 基于中国移动甘肃天水分公司一期LTE无线网络建设，总结设计了一套“调研，设计，仿真，部署”的LTE无线网络建设流程规范，对实际网络建设具有十分重要的指导意义。同时深入分析网络建设的基本选择，调查和测试方法，进而阐述LTE无线网络设计和多场景深度覆盖的重要性。然后，选取了三个重要场景，通过比较分析，给出了每个场景的深度覆盖解决方案。 最后，通过对三种场景的解决案例进行仿真分析，验证了解决方案的可行性。 进一步证实了“宏微合作，内外合作”是提高LTE无线网络质量，解决深度覆盖问题的重要手段。
关键词：LTE；无线网络；OFDM；宏基站；多场景覆盖
1 绪论
11 研究背景
如今，公共生活逐渐进入互联网时代，移动通信的用户逐渐成为移动互联网的用户，这不仅大大增加了互联网上移动数据的数量，也导致了LTE无线网络的广泛应用。 在商业方面，LTE产业链的发展与终端行业有着很大的联系。 据此可以得出LTE无线网络将成为未来通信领域的主导产业之一，相关单位也越来越重视LTE无线网络的发展和进步。
12 研究意义
目前LTE网络的建设日趋完善，网络的广覆盖已基本实现，随着一些重要场景数据业务需求的快速增长，如室内或繁华的街区等，深度覆盖不足的问题已开始明显显现，严重影响了用户感知，带来了较差的用户体验。因此，深度多场景覆盖的提升成为了接下来需要面临和亟待解决的重要难题。
2 LTE技术概述
21 LTE概述
211 LTE的主要性能目标
在飞速发展的社`会环境`下，为`了有效`提高系`统的并`发能力`，不断`扩大信`息覆盖`范围，`需要创`新空中`接口物`理层技`术和网`络架构`。LT`E的主`要功能`目标主`要包括`八个方`面：（`1）提`高通信`速率。`实际上`，上行`平均峰`值主要`是50`mbp`s，下`行峰值`速度可`以达到`100mbps（2）。无线网络的服务时间逐渐减少，不超过短消息包规定的范围。（3） 频谱工作效率大大提高；（4）设计必须严格遵守服务质量，以完善系统为主要实施手段，既能保证工作质量，又能大大提高效率；（5）部署不同系统时往往表现出灵活性。宽带系统主要支持对称和非对称频谱设备，在未来的应用中需要对系统进行合理的调整。（6） 根据不同区域的业务分组，使不同系统在这种结构下进行交换和分组；（7）在所有基站一致的前提下，提高小区边界的速度效率；（8） 始终坚持后向兼容的重点，支持3G与非3G业务操作系统的共同发展。在实际应用中，LTE比3G更具代表性，主要体现在以下几个方面：高数据速率、低延迟、光域覆盖、分组传输和后向兼容性。
212 LTE物理层协议
事实上，物理层技术主要包括基本传输技术、编码调制技术和多址技术、多输入多输出技术和帧结构技术。在这种LTE传输中使用的最重要的技术是OFDM调制技术。该技术的应用可以减少无线信道中多径时延扩展对时间色散的影响。LTE的主要编码方式是Turbo码，它可以与MIMO技术完美结合，解决微蜂窝、宏蜂窝和热点的不同需求。多输入多输出技术可以将传统通信系统中的多径传播因素转化为提高用户通信性能的因素。FDD模式主要用于类型1；TDD模式主要用于类型2。类型2的框架如图21所示。
图21 LTE物理层帧结构类型
22 LTE的关键技术
221 OFDM技术
在应用过程中，由于简单FDM需要保护频间宽带以提高频谱效率，因此需要有选择地去除频率，选择一些窄带进行传输。重叠和正交FDM不仅会降低频率效率，而且还会处理频率选择性干扰。如图22所示，正交频分复用技术可以在很大程度上节省频率资源。在LTE系统的应用中，下行采用FDM技术，上行采用链路采用单载波频分多址技术。
图22 传统频分复用和正交频分复用（OFDM）的区别
222 链路自适技术
该系统能够适应和克服电流不稳定信号引起的各种情况。本文将能够适应本系统传输环境的技术称为链路自适应技术。在这种环境下，该技术中的典型技术有:一是自适应调制编码技术，又称AMC技术；二是混合自动重传技术。三是功率控制技术；第四，信道选择性调度技术。
ACM技术也可以作为自适应控制编码。该技术主要用于物理层的链路适配技术。在发射功率稳定的环境下，通过科学合理地调整无线链路的传输方式，可以改变编码速度，从而不断提高信道链的整体传输水平，是该技术的重要机制。如果信道受到干扰，它会主动采取其他调整方式和编码速度。当信道条件较好时，会采用较低的编码速度和调制方式。利用ACM调整技术，将数据传输速度调整到与信道变化趋势一致，实现无线信道传输容量的最大利用。系统采用自适应调制编码技术，因此，在实际应用中，不必对系统中一些不同的循环数据，MCS格式和编码方案格式进行不同的编码效率和调整顺序。如果信道环境不稳定，为了适应信道变化的影响，系统必须选择不同的MCS方案。最后，通过仿真技术的实现，对实际评估模型和假设的LTE系统进行了整体分析。同时主要针对用户设备的典型带宽分配，相对频率和均匀频率比不会取得显著效果。
223 LTE 系统中常用的干扰协调技术
ICIC称为小区间干扰协调，它要求综合分析小区间内和小区间负载条件的输入间隔之间的小区间干扰协调。 由于各种干扰情况会以同一频率发生，在ICIC的具体使用中，干扰对各种业务信息的损害是其主要影响。 具体分频图见表23。 从图中可以看出。 23，每个单元可设为中心频段，也称单元边缘区和集成电路频段。 两个相邻小区的载波频带不相交，但集成电路的使用方式相同。
图23 ICIC 频率划分图
对于本区是否禁止使用相邻区域的OC频带，可以有两种方法：
图24 ICIC FFR示意图
第一在该区域增加禁止在周边区域使用的OC频段，这也是频率再利用的一部分。 因为这个区域边缘的用户不会使用与附近区域用户相同的频段，所以可以减少边缘频段的干扰。 即便如此，频谱利用率仍然不高。 具体原理图如图所示。
第二，如果附近区域的OC频段被占用在这个区域的中心，这个频段也称为软频率管理。 这样就可以实现这个区域边缘的用户与相邻区域中心的用户占用相同的频带，从而有助于减少相邻区域引起的信号干扰。 具体原理图如图25所示。 常用的还有CCLR，super cell等干扰协调技术，由于对本文的相关设计和应用影响不大，因此不做过多介绍。
图25 FFR示意图
224 MIMO多天线技术
MIMO系统主要是基于通信智能技术开发的。MIMO的典型特点是利用各种天线来接收和发送信号，从而科学合理地处理高容量率传输与频率资源之间的问题。然而，该系统对一般通信网络的中间效应是非常不利的。在MIMO系统中，数据通过不同的信道传输。一般来说，MIMO技术主要包括复制、分集传输、波束等形式。该技术的主要特点是采用单一信息传输通道和多通道数据传输流，从整体上提高了传输效率。
3 LTE无线网络设计
31 覆盖目标
根据具体工程实践总结，LTE的覆盖目标概括为以下三个方面：
（1） 主要以政务中心、商务中心、高校和科技园区为核心区域，不断覆盖。
（2） 选择室外连续覆盖区域作为配电系统布局的重要场景。其主要目的是防止房间变电站独立分布在室外。
（3） 为天水至宝兰高铁等重大项目的技术试验提供支持和协助。一般来说，无线网络设计主要选择高铁、高速公路、高层建筑等特殊区域，这对设计的车站数量提出了更高的技术要求。
本文首先简要介绍了项目背景，即甘肃天水地区LTE网络设计与建设项目。
天水市地处甘肃省东南部，具体位置为东经104°35′～106°44′，北纬34°05′～35°10′之间，市区的平均海拔为1100米，横跨长江和黄河两大流域。该地区的山脉纵横交错，西北部地势高，东南部地势低。主要有两种地貌特征:北部为黄土丘陵沟壑区，植被稀疏，人口密集。植被主要是苹果、小麦和玉米等作物，没有大面积的森林覆盖。东南部由关山和秦岭组成。人口稀少，山脉陡峭。其中大多数被茂密的森林覆盖。主要旅游区集中在这个地区。天水市有两个区、五个县，人口320万，城市人口120万。如图31所示，图中突出显示了旅游景点。
图31 天水市地图
最大的地方通信运营商，中国移动天水公司拥有移动用户170万户，城区50万户，2个G，3G基站共3212个，月数据流量达到2415万GB，根据中国移动集团公司4G网络建设计划，2014年底达到县城区域覆盖，2015年底基本完成农村区域覆盖。本文主要以天水移动4G I为背景进行项目研究：通过新建，共建等完成城区4G网络覆盖，完成天水师范学院，甘肃工业职业终结学院等5所高校的电影覆盖。
32 LTE宏基站的设置原则
移动通信网络基站设置作为一项投资较高的建设项目，具有不重复，不变化的特点，因此必须一次设计，一次建设，通过参数调整等优化，确保新建网络能够满足覆盖要求，这就需要在网络设计中，在准确把握各项网络参数的基础上，进行整体分析和考虑。具体来说，对于每个基站，要综合参考经度，纬度，海拔高度和周边地理特征。特别是要提前考虑近五年市政建设的规划布局，防止后期动迁，加高，加点。单个基站的变化就是整个网络结构的变化。根据时间情况，在LTE设计中需要做好这些工作:充分分析当前网络数据流量和客户分布情况；再次调查了解当地地形特征，主要包括植被覆盖度，地面形态，湖泊等。了解重点区域的建筑结构和位置分布，如大型居民区，政府单位和大学等。接下来，可以根据以下几个方面来进行洪积展的选择和各种参数的配置。
321 需要满足无线覆盖及信道容量的目标
4G网络的建设，首要目标是为客户提供高速数据流量服务，因此整个网络必须满足两个要求:一是实现无缝连片覆盖，确保目标区域内所有客户终端都能接入无线网络。中国移动在LTE网络一期建设中主要选择了2600MHz所在的D频段，频率高，穿透能力弱。因此，基本确定单基站的网络覆盖半径只有500M，这是LTE网络设计建设的难点和重点。二是确定通道容量。由于LTE是一个动态网络，网络的信道环境和链路质量对信道的整体容量有着非常重要的影响。同时，波束分集等关键技术以及其他同频小区干扰对容量影响明显。
322 确定基站规划基本原则
在实际工程实践中，基站通用选址原则对具体工作的指导非常关键，可以减少各种工艺环节，缩短选址时间，甚至避免选择不合适的基站。 具体来说，我们需要注意以下几点:
（1）根据实际情况，当网络设计不会受到相关因素的影响时，可以选择合适的基站地址。 在实际情况中，应尽量考虑利用现有的2G，3G网络基站，争取共享其他运营商的基站，从而在一定程度上减少投资资金，最大限度地缩短建设时间。
（2）在一些用户比较密集的地区，应采取措施有效利用一些高层建筑的高度和位置，来划分整个城区的网络结构。
（3）对于城市和其他山区的城区，在规划过程中，应避开相对较高的山峰和丘陵，以避免严重干扰，有效降低建设成本，这对于天水市这样深陷山沟的农村地区尤为重要。
（4）坚持避免将用户密集区域设置在城市居住区边缘，有效选择一个主要覆盖区域作为覆盖区域，这在大型城市居住区非常重要。 在无法解决的情况下，考虑采用室内分布系统来解决覆盖问题。
323 尽可能消除无线环境对网络通信质量产生的不良影响
在网络规划区域内，各天线的高度应尽可能选择在同一高度范围内，并要求避免天线的安装位置不宜过高，天线覆盖的主要方向不宜安装障碍物。 确定基站位置时应避免以下几点:
（1）在全网规划中，新选定的站点通常应设在车辆容易到达，无污染，无微波无线电干扰，周边居民易于协调的区域，以便于施工。
（2）由于森林在无线网络信号的传播中有明显的衰落迹象。 因此，在选择基站建设地点时，应尽量选择较远的区域。
（3）在一些需要重点覆盖的景点，垂直的山峰和平静的湖泊容易发射和衍射无线网络信号。 因此，在规划网络基站站点时，应尽量避免不良影响。
33 LTE无线网络设计方法
331 LTE无线网络设计流程
LTE无线网络设计流程主要是:根据业务需求，对当前网络运行状况的分析，网络建设投资金额的确定，在地图上初步确定设计方案（选择谷歌地图主要是为了方便直观）。 然后，要对前期建设方案中的所有基站台站进行分析，将所有信息落实到位。 接下来，根据实际情况选择比较详细的参数信息，通过软件仿真查看虚拟网络信号覆盖情况。 如果在仿真中出现无线网络信号覆盖不理想的情况，就需要找出真正的原因。 本项目实施过程中主要涉及:专用仿真软件，勘测工具和信号检测设备等，特别是网络设计对实现各种无线网络的连接起着重要作用。 其主要工作原理是勘察设计人员对每个基站进行全方位的检查，然后实现科学合理的布点。 在整个过程中，应以各基站建设方案的现场协调为基础。 图32显示了LTE无线网络设计流程：
图32 LTE无线网络设计流程图
332 基站勘察
在不断发展的社会环境中，经过科学合理的局部规划，才能确定整个项目的建设方案。在项目建设过程中，主要包括对每个基站的具体位置和实际配置的调查。此外，还有一些数据需要设计者去网站进行映射，然后最终得到结果。
在基站测量过程中，容易出现以下两种基本情况:基站已经在测量现场开通。这个基站项目的基本属性主要是联合建设新的基站。该基站在应用过程中的共同特点是:对于已经开通的2G和3G系统基站，不仅要记录基站的经度、纬度和天气情况，还要确定整个基站上方是否有安装新天线的位置。这主要是因为很多天线通常是在2G/3G系统的应用过程中设计的。因此，应特别考虑信号干扰和地面称重等一系列主要问题。如果没有天线安装位置，需要重新调查选择合理的新地址，更换双频和三频天线，以尽量减少天线数量，促进基站项目的顺利开展。为了调查新选择的基站，通常这种基站是在网络基站不能满足覆盖要求时建立的，所以我们应该关注这种基站。但是，在测量基站时，我们不仅要了解基站的基本情况，还要根据基站的具体情况制定有效的措施。
333 网络仿真
对中国移动来说，LTE网络是在之前安排的3G网络即TD-SCDMA的基础上的平滑过渡和扩展发展。传输网络和核心网络等设备将一起使用。在网络设计技术不断发展的背景下，将网络仿真与时分同步码分多址技术进行比较，对网络部署影响最大的主要方面是:如何避免由于采用同频组网而导致相邻两个小区之间的干扰；使用多输入多输出多天线、服务调度和上面介绍的其他技术；使用正交频分复用技术，小区都是正交信号，没有干扰问题。这就决定了在仿真设计的过程中，虽然过程上没有太大的差异，但在具体的参数选择和设置上还是有很多的差异。因此，在进行网络仿真之前，应该首先选择最合适的仿真软件，以保证所有基站的数据尽可能得到最好的整体。在本项目的实践中，我们选择使用中国移动设计院开发的ANpop，在网络覆盖区域导入地理信息系统三维地图，设置无线传输网络参数后，可以根据LTE网络的传输模型模拟信号的覆盖范围和容量，从而判断网络设计是否满足要求。
经过大量的工程实践，我们总结出了一套重要的网络仿真项目的仿真程序，为以后的工作打下了良好的基础。这些程序足够合理，是决定模拟结果的关键。具体来说，它们可以清楚地显示在下图中。
图33 仿真流程图
综上所述，我们必须牢牢把握以下几个重要步骤:在ANpop中建立网络项目，选择最合理的保存路径； 要准确导入三维地图。 随着城市建设的发展，在选择三维地图时，应尽量选择精度较高，最近更新的图纸。 只有这样，网络模拟才能更接近实际结果。 确定，选择和调整传播模型。 如果传播模型在应用过程中不适应相关规划区域的无线网络环境，将导致仿真结果出现严重误差，这就需要对网络参数进行详细的实际调查和整理，设置自然情况子区域； 软件涉及参数设置。 例如设置MIMO天线，LTE标准差，穿透损耗，传播损耗等； 要实现相邻小区和频率的规划，对于同频网的LTE网络来说，这一步非常重要，要充分应用上面介绍的几种干扰协调技术。 进行了两个仿真步骤:公共信道覆盖仿真和蒙特卡罗仿真，这是整个仿真中的关键步骤。 输出仿真结果并生成分析报告； 分析仿真结果，根据具体标准确定设计是否符合实际要求，下面具体实例分析。
34具体实例分析
这里具体选择天水市LTE网络规划设计中的部分基站区域进行分析说明，首先从两个具体事例说起。
（1）证实需要部署的基站——双桥籍河大桥北基站
在网络规划建设的初期，由于当地网络覆盖质量较差、用户投诉较多，所以计划在该位置通过新建的方式建设一座4G基站。在这里我们首先考察未添加该基站时的网络覆盖情况，如图34所示。
图34 添加双桥籍河大桥北基站仿真RSRP效果图
从图中可以清楚地看到，覆盖区域不完善，弱覆盖区域太多，网络质量不能满足验收要求。然后添加基站，设置各种参数后，再次进行仿真，仿真结果如图34所示。
从仿真结果可以看出，增加双桥急河桥北基站后，周边覆盖有所改善。建议考虑提高基站高度，以进一步提高覆盖范围，因此得出结论，需要在该区域新建基站。
此外，从图中还可以发现，天光厂基站周围立即出现一个弱覆盖区。初步判断是基站参数设置或天线俯仰角设置不够合理。因此，应检查天光工厂的基站状态、参数设置和天空覆盖。同时发现现有基站的参数问题，需要同步调整。
图35 未添加天水市国安局仿真RSRP效果图
（2）证实需要换点的基站——天水市国安局基站
与上例采用同样的方法，首先根据现有网络参数、仿真得出未添加国安局基站的覆盖仿真图，如图35所示。
接下来添加国安局基站，进行仿真分析。如图36右上方RSRP 变化情况，可以看出该基站的添加无法有效改善该地区网络的覆盖情况，所以不建议建设本基站。
接下来分析“天水市国安局基站”无法提升网络覆盖的原因，为了直观起见、这里采用 Google Earth 对周边环境进行展现，如图37所示，可以明显地看出来、周边建筑物普遍较高，所以国安局楼上布置基站的话对覆盖改善十分有限，所以需要更换站址。
图36 添加天水市国安局仿真RSRP效果图
图37 天水国安局站点在Google Earth中呈现
（3）成功布置案例展示——秦安县城
最后，作为本文的重要研究成功之一的秦安县城区域内的4G基站布置情况进行简单展现，如图38所示。 经过实际部署后对主干道路、重点楼宇进行了拉网测试，发现覆盖情况符合设计要求，这就更进一步证明了本文总结的设计流程、参数获取与设置防范是切实可行的，能够运用在具体的LTE网络建设规划过程中来。
4 LTE无线网络多场景覆盖模式解决方案
41 LTE无线网络多场景覆盖的重要性及解决思路
现阶段随着各种智能终端的层出不穷，LTE无线网络的深度覆盖便不仅仅局限于传统的语音覆盖，而是向数据业务方向转变，智能化、流畅化已然成为LTE无线网络的现实需求。目前虽已实现了LTE网络的连续覆盖，但是在一些如商务楼宇云集的核心商圈、居民楼密集的住宅区域等场景下依然存在信号覆盖弱、甚至无信号的情况，这些区域特点显著：用户相对集中，业务需求量大，对容量提出较高要求；楼层高，楼宇密，楼间遮挡造成阴影盲区，对覆盖造成很大影响。
纵观整个LTE网络都是以宏站建设为基础，来快速解决连续覆盖道路、楼宇外部等的浅层覆盖问题。而对于覆盖盲区和弱覆盖区域，仅仅通过调整宏站的工参已经无法满足覆盖要求，因此采取“宏微协同、室内外协同”的措施就显得尤为重要。
所谓“宏微协同、室内外协同”如图41所示，就是对于室外区域，除正常进行宏站建设之外，还采用灯杆站、微站等一体化小基站的建设方式，对弱覆盖区域、热点区域近距离灵活部署，有针对性的解决深度覆盖问题，同时降低对宏站的依赖，从而做到宏微协同。对于有核心价值的、业务需求较高的室内区域，可以一方面采用室外微站向室内辐射对打的方式进行网络覆盖，另一方面采用外表美观、性能良好、维护便捷的新型室分如 LampSite 等进行室内覆盖，从而做到室内外协同。
42 LTE无线网络其覆盖的特征
LTE其覆盖的特征主要涵盖下面六个方面：
（1）LTE所覆盖的目标他的业务为一定速率的数据信息业务于TDSCDMA其R4的业务之中，他的电路域的CS64kbit/s为4G特色的业务特点，他的覆盖能力为最低的，他的运营商通常是以该CS 64kbit/s的业务来当做连续覆盖的目标业务。在LTE之中，电路域这个业务是不存在的，只是存在PS域方面的业务。在PS的数据速率方面存在一定的差异，那么在他覆盖方面的能力同样会存在一定差异，该覆盖规划在进行的时候，一定要首先来确定出边缘的用户他们的数据速率方面的目标，就像是500kbit/s与1Mbit/s等。不一样的目标其数据速率解调的门限也是不一样的，这就使得其所覆盖的半径也是不一样。
（2）用户所分配RB的资源数目将会对覆盖于TDSCDMA系统之中产生一定的影响作用，在系统的载波带宽方面得到了相关的固定，其基站侧的接收机中所造成的噪声也会相对来说比较固定，且其用户所分配到码道数以及时隙数这样的系统资源方面的大小并不会对覆盖造成直接的影响。
下行的方向，RB所分配的个数对于覆盖作用相对来说比较小。其主要的缘故为：①因为下行其发射的功率为于整全部系统带宽的100个RB上面均匀分布的。对于单个用户基站等效的发射功率会伴随用户所占用到RB个数增大而增加，使得下行的覆盖得到提高；②用户所占用到RB的个数增大，导致基站的接收机其噪声会伴随着频带的带宽增大进而增大，会使得下行的覆盖收缩起来。
上行的方向，其所分配到的RB数目对于覆盖方面的作用十分大。因为用户其最大上行的发射功率为稳定不动的，其不会伴随着对用户上行所分配到RB的数目多少来发生改变：用户所占用到上行RB的数目增加，导致基站的接收机其噪声会伴随着频带的带宽增大从而增加，会使得上行的覆盖收缩。
（3）多样调制编码的方法对于覆盖造成的影响更为复杂的在TDSCDMA R4与HSDPA之中，缺乏64QAM高阶调制的方法，其编码率也只有1/2与1/3等较少数的编码方法。和TDSCDMA来比较。LTE之中增上64QAM高阶调制的方法，并且其编码率变得更为丰富。在用户分配RB的个数是固定的时候，其所调制的等级愈低，则编码的速率愈低，SINR解调的门限愈低，则覆盖愈大。
（4）天线的类型对于覆盖影响更为复杂的MIMO以及波束的赋行等多种天线技术为TD-LTE系统中关键的技术。在传输分集基础之上MIMO天线的方法对系统供给了在发射分集基础上下行覆盖的增益。
（5）系统帧的结构设计支持覆盖限制较大的时分双工系统，覆盖半径主要受上行和下行导频时隙之间保护间隔的GP长度限制。在常规时隙配置下，TD的帧结构。SCDMA系统的理论最大覆盖半径约为11公里，可以以牺牲部分业务的时隙容量为代价获得更大的小区半径。
43 LTE无线网络多场景深度覆盖解决方法
431 高密度住宅小区
业务特点方面，高密度住宅小区的功能单一，人口密度高，流动人员少，数据业务以休闲娱乐为主。该场景具有明显的潮汐效应，工作时段的业务量一般低于非工作时段的业务量，周末或节假日偶尔会出现业务量突发的情况，容易出现网络拥塞问题。与普通住宅小区对比，高密度住宅小区的楼层高、楼宇多、用户密度大、容积率高，只通过室外宏基站兼顾覆盖的方式通常无法满足用户需求，尤其是语音业务，一旦出现掉话或者通话质量下降，便很容易引起用户的投诉，严重影响运营商的品牌形象。结构特点方面，高密度住宅小区多为高层小区、多层混合小区和复合型小区，这类场景的结构特征随建筑特征的不同而不同，有些住宅小区楼体不通透，内部隔断多，墙体也较厚，穿透损耗非常严重。
站址及天面选取方面，由于近年来居民对电磁辐射的抵触心理非常严重，对小区及周边的站址非常敏感，就给基站站址及天面的选择增加了难度 ；同时，由于很多小区基础设施已经实施完毕，居民已经入住，在小区内进行基站施工和传输布线等难度也非常高。如果继续建设宏基站进行覆盖，不但实施难度大，覆盖效果也不理想，因此对于这种场景，可采用室外微基站的建设方式，室外微基站安装方便，部署灵活，隐蔽性好，可通过设置天线工参，实现对住宅小区楼宇内部的定向穿透覆盖，进而解决深度覆盖问题 ；对于地下停车场或小区电梯部分，可采用无源室内分布系统或室内微基站解决。
432 高流量商务区
所谓高流量商务区，就是用户人群分布集中，且多为商务人士，职业定位相对高端，对语音业务和数据业务需求较高，需要较高的数据业务体验速率、较低的时延 ；语音通话要求清晰、流畅。通常此场景的语音话务量和数据业务量要高于周边其他普通场景。高流量商务区多为高档写字楼、酒店，该场景的建筑结构特点是楼层较高（有些楼宇甚至为地区标志性建筑），隔断较多，通常为钢筋混凝土结构加玻璃外墙，办公区房间大小不等，电梯较多，兼有地下室。对于大型商业场馆虽然层高不高，但是结构复杂，平层占地面积较大，隔断少，室内空旷封闭，建筑内空间跨度大。
上述场景由于楼体自身结构原因，以及楼宇建筑位置排布问题，建筑物内存在较明显的弱覆盖区域，同时电梯、地下停车场等区域一般为覆盖盲区。针对于这种场景的无线网络建设应采取如下方式：用户集中、业务量需求大的室内区域采用新型有源室内分布系统解决深度覆盖，如LampSite等；室外周边区域采用一体化微基站覆盖手段实现街道、底商等的覆盖，用于吸收热点区域的业务量，为宏基站分担业务；用户稀疏、业务需求一般的地下停车场、电梯等采用无源室分系统这种广覆盖、低容量的方式解决信号盲区问题。
433 高校
目前，大学生手机网络的使用呈现“普及率高、依赖程度高”的两高态势，所以高校也是亟需解决深度覆盖的一个重要场景。高校的用户群体类型单一，共性鲜明，大学生使用最多的数据业务是社交类和娱乐类，手机网络游戏、手机视频、手机网络新闻等手机互联网娱乐已成为大学生活的重要组成部分。高校场景的数据业务需求非常高，且潮汐现象非常明显，数据业务白天主要集中在教学区域，晚上则主要集中在宿舍区域。
高校类似一个综合性的小社区，它包含多种功能性的建筑，有室内区域和室外区域，所以对高校进行覆盖，最重要的就是做好室内外宏微协同覆盖。室外区域面积大，比较开阔，穿透损耗低，通过室外宏基站和室外微站的建设基本能满足覆盖需求。室内区域就相对复杂一些，考虑到容量和施工协调难度，通常采用
新型室分的建设方式，如LampSite等，同时辅以室外站向室内对打辐射的方式进行深度覆盖，如BOOK RRU等。
44 解决案例及仿真分析
441 高密度住宅小区
选取天水某住宅集中区域为案例，该区域以居民住宅小区为主。图42为该住宅区的三维地图，可以看出建筑层数均为十层左右，楼宇为多行排列形式，居住密度较高。
图42 天水某住宅集中区三维地图
如图43的仿真结果所示，该区域有部分住宅小区的RSRP已低于-115dBm，可见住宅楼内部存在深度覆盖不足的现象，如不改善，将引发住户的投诉。
图43 天水某住宅集中区建设BOOK RRU前仿真图
考虑到物业协调难度和民扰问题，本次采用相对隐蔽的BOOK RRU，隐藏于弱覆盖区域居民楼单元门上或草坪中，通过对打辐射方式来解决住宅内部深度覆盖问题。仿真结果如图44所示，弱覆盖区域住宅的RSRP明显有所改善，可全部提升至-115dBm以上。
图44 天水某住宅集中区建设BOOK RRU后仿真图
422 高流量商务区
选取天水某核心商圈为案例，该区域以高端商务写字楼为主。图45为该商圈的三维地图，可以看出建筑层数均为二、三十层左右，楼宇分布相对密集。
图45 天水某核心商圈三维地图
对于这种高流量商务区，如果单靠周围的宏站建设是无法解决楼宇内部信号覆盖问题的。如图46的仿真结果所示，该区域部分商务楼宇的RSRP在-115dBm以下，可见该商务楼宇内部深度覆盖不足，严重影响了用户感知。
图46 天水某核心商圈建设LampSite前仿真图
考虑到传统室分会破坏楼体装修，协调实施难度大，本次采用新型室分LampSite对多个弱覆盖楼宇进行室内无线网络覆盖，解决高端商务楼宇内部的深度覆盖问题。仿真结果如图47所示，弱覆盖区域商务楼宇住宅的RSRP明显有所改善，可全部提升至-115dBm以上。
图47 天水某核心商圈建设LampSite后仿真图
443 高校
选取天水某高校为案例，图48为该高校的三维地图，选取的为教学楼区域，可以看出该区域相对开阔，建筑楼宇均为十层以下的低矮建筑。
图48 天水某高校三维地图
如图49的仿真结果所示，该区域部分教学楼 RSRP 低于-115dBm，可见此高校存在教学楼内部深度覆盖不足的现象，如不改善，会给对手机依赖度极高的学生用户带来较差的体验。
图49 天水某高校LampSite+BOOK RRU联合部署前仿真图
考虑到容量和施工协调难度，本次在室外采用BOOK RRU向室内对打辐射的方式，室内采用新型室分LampSite建设方式，对弱覆盖楼宇内部进行无线网络覆盖，通过室内外协同来解决住宅内部深度覆盖问题。仿真结果如图410所示，弱覆盖区域教学楼RSRP明显有所改善，可全部提升至-115dBm以上。
图410 天水某高校LampSite+BOOK RRU联合部署后仿真图
由上述3个案例可以看出，对于天水这种宏站覆盖已经基本完善的城市，还是存在很明显的室内深度覆盖不足问题，通过部署微站和新型室分，可以大大弥补宏站的不足，有效的改善LTE无线网络覆盖效果。
5 结束语
随着用户对数据业务的依赖性越来越强，对数据业务连续使用性要求越来越高，进行LTE无线网络多场景深度覆盖就成为了运营商重点关注的问题，而微站和新型室分的得体应用恰好解决了这一难题。微站和新型室分成为基础宏站和传统室分建设的有效补充手段，通过这种宏微协同、室内外协同的方式进行LTE无线网络建设，为提升用户感知，增强用户粘度给予了重要保障。本文的研究成果主要体现在以下几个方面：首先对影响LTE网络覆盖性能的主要因素进行了深入的研究，并借助各个公式对各个因素之间的关系进行了阐述；其次总结了网络规划设计的一般流程，形成了一套行之有效的方法；最后，进一步通过工程实例验证提出的各类方法流程，确保可信性。尤其是在仿真环节，进一步提出了LTE无线覆盖和容量规划的具体方法和措施，从而为LTE的网络规划设计与建设施工打下了良好的基础。
参考文献
[1]窦中兆,雷湘WCDMA系统原理与无线网络优化[M]清华大学出版社,2009
[2]黎连业无线网络及其应用技术[M]清华大学出版社,2004
[3]黄标,彭木根无线网络规划与优化导论[M]北京邮电大学出版社,2011
[4]王璞银川电信LTE无线网络规划与覆盖优化[D]2016
[5]钱梦聃南京电信LTE系统无线网络规划[D]2016
[6]王浩TD-LTE网络优化研究[D]2016
[7]杜思伟,杨润安,王宇鸣LTE 230 MHz电力无线专网的手持信号测试仪设计[C]//2018电力行业信息化年会0
[8]毛彬LTE无线网络的室内覆盖建设方案研究[J]数字通信世界,2018(3)
[9]杨和良探究TD-LTE无线网络规划技术[J]数码世界,2018(9)
[10]李厚锴TD-LTE承载地铁信号无线网络规划方案[J]铁路通信信号工程技术,2017,14(6)
[11]刘学明探讨基于多网络环境的LTE网络规划设计[J]通讯世界,2017(8):62-63
[12]杨永辉密集旅游观光区TD-LTE网络深度覆盖规划方法[J]信息通信,2018(1):219-221
[13]田桂宾,姬刚,石朗昱TD-LTE无线网络广覆盖技术研究[J]邮电设计技术,2016(3):46-49
[14]袁帅LTE网络多场景深度覆盖解决方案[J]数字通信世界,2019,000(001):116-117,98
[15]张阳TD-LTE无线网络覆盖相关问题探讨[J]军民两用技术与产品,2014(13)
[16]Jia Y , Shi-Long C , Xue G LTE wireless private network planning in electric power system[C]// 2016 2nd IEEE International Conference on Computer and Communications (ICCC) IEEE, 2016
[17]Jia Y U , Xue G , Rui L Research on LTE Wireless Network Optimization in Electric Power System[J] Electric Power Information and Communication Technology, 2017
[18]Yahya A LTE-A Cellular Networks: Multi-hop Relay for Coverage, Capacity and Performance Enhancement[M] Springer Publishing Company, Incorporated, 2016
[19]Nguyen A , Komarov M , Moltchanov D Coverage and Network Requirements of a “Big Data” Flash Crowd Monitoring System Using Users’ Devices[C]// International Conference on Next Generation Wired/wireless Networking Springer International Publishing, 2016
[20]Sharsheer M , Barakat B , Arshad K Coverage and capacity Self-Optimisation in LTE-Advanced using Active Antenna Systems[C]// IEEE Wireless Communications & Networking Conference Workshops IEEE, 2016
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