大型住宅类小区4G网络室外覆盖方案的探究

大型住宅类小区 4G网络室外覆盖方案的探究

夏兵峰

上海东洲罗顿通信股份有限公司 上海 200000

摘要：在新时期环境下，我国建筑行业发展十分迅速，越来越多的大型住宅类小区得到了建设。而在大型住宅类的小区中，网络通讯工程建设至关重要，且由于大型住宅类的小区具有结构复杂和信号覆盖难等特点，在4G技术普及背景下，如何实现大型住宅类小区4G网络室外覆盖是网络通讯工程建设中的重点。下面，文章就主要针对大型住宅类小区4G网络室外覆盖方案进行探究，希望对相关工作建设提供参考。

关键词：大型住宅类小区；4G网络；室内外覆盖；覆盖方案

引言：网络通讯在人们生活中发挥着重要的作用，且4G网络技术已经渗透到了人们生活中的方方面面，而随着大型住宅类小区的逐渐增多，如何实现大型住宅类小区4G网络室外覆盖成为了其工程建设的重点和难点部分。在诸多大型住宅类小区内，4G网络室外覆盖都普遍存在很多不足，这对其小区功能性造成了很大的影响，因此这就需要针对大型住宅类小区4G网络覆盖存在的不足和网络现状，积极进行相关覆盖方案的研究，这也是大型住宅类小区建设中需要重点关注的内容。

1项目概述

本次LTE新建一期项目有经开区绿地滨湖国际花都一、二、三、四期、观澜学府、庐阳区和昌都汇华郡20个站点组成。该批项目主要是联通4G网络新建一期工程，主要集中住宅小区的4G信号覆盖。

2住宅小区覆盖存在的不足及网络现状

该项目主要集中在住宅小区，小区内信号普遍存在的问题是；1）小区的高层信号比较杂乱，没有主导频点，通话时断断续续，存在兵乓切换的情况；2）住宅小区的中层，小区外围楼宇的信号比较好，但小区内部受到外围楼宇的阻挡，信号经过外围楼宇后穿透力比较差，导致小区内部楼宇的中层信号比较差；3）住宅小区的底层和地下室，由于受到的遮挡比较严重，信号到底层时，信号非常差，甚至有地下室和部分区域出现信号盲区；4）现在小区内住户对电磁辐射比较敏感，居民反对在楼宇内和房顶安装吸顶天线和对数周期天线。协调难度大。

在小区开通4G网络前，现场测试，下载仅仅有十几兆的网速，远没有达到4G网络的标准，在理论上要求4G网络下载能够实现100兆的网速。在目前小区内，接收信号的主要来源是周边基站，楼内的4G信号一般超过-115dBm，则语音的需求也无法满足，且在电梯的地下部分往往没有4G信号存在，也不能满足语音的需求。

3大型住宅类小区4G网络室外覆盖方案（室内外协同的）

3.1整体思路

按照覆盖技术的实际特点、小区场景的具体情况、网络设备的类型等，对小区室内采取网络覆盖的模式有很多种，具体如下图1。

图1 室内场景的覆盖方式

在对居民小区的场景进行覆盖方式的选择中，主要从四个维度实施评估，主要涉及到系统、建设、运维和技术等评估维度。在本项目场景的覆盖方式选种，优先采取室内的蜂窝、传统同轴的电缆分布式系统、光纤的分布系统和微蜂窝等形式，但因为物业点的现场条件受到限制，若采取上述单一的覆盖方式可能不能确保网络信号具有良好质量，则此项目就采取室内外的协同方案，确保居民小区的室内信号也具备良好的覆盖度^[2]。

3.2方案设计

3.2.1对室内站的覆盖手段选择的考虑

在对室内站的覆盖手段选择中，优先采取传统同轴的电缆分布式系统。在此覆盖手段中，按照建设的方式不同性，可以分作单路和双路同轴的电缆分布式系统，且两者存在不同的技术特点。对于单路同轴的电缆分布式系统来说，它呈现显著特点与优势，如网络性能十分稳定、技术较为成熟、成本投入较低、建设较为便捷、网络的运维方便、网络系统的演进和升级性能强等特点；对于双路同轴的电缆分布式系统来说，对TD-LTE（4G网络一种模式）MIMO的特性得到实现，若载波配置以及部署环境相同的话，其峰值的速率达到约2倍单路同轴的电缆分布式系统，且小区平均的吞吐量约是1.5倍单路同轴的电缆分布式系统。对室内站的覆盖手段选择中，一般采取单路同轴的电缆分布式系统，若所在的小区每天的网络流量超过900MB的话，就采取双路同轴的电缆分布式系统较为合适^[3]。

在建设中，对一定数量无源器件安装，主要有功分器、天线、合路器、馈线和耦合器等，让信号在建筑物内所有角落实现均匀分布。在对其安装期间，尽可能选用天线的入户安装方式，若不能采取此类方式，就在走廊内部房间门口的位置以全向吸顶的天线实施安装。鉴于隔墙往往产生的损耗比较大，对同轴电缆以分布式方案单一采取的话，不能达到对室内环境信号有效覆盖的效果。建设期间，若区域是半开放的环境，则网络覆盖半径保持10-16m范围要求；若平是封闭性环境，则覆盖半径保持6-10m的范围要求。

3.2.2对室外站的覆盖手段选择的考虑

尽可能采取微蜂窝的方式对室外站实施网络覆盖，其微蜂窝的基站具有较为紧凑的结构，且也支持对天线进行一体化的安装以及交直流的供电；面对室外对室内实施网络覆盖情况时，此微蜂窝的基站覆盖和容量往往更加匹配和符合此场景的需求，且需要投入的成本也比较低。对于微蜂窝的基站来说，主要可以可以分作分布式和一体化的两种微站类型，其中在分布式的微站在中，主要由BBU（基带的处理单元）和微RRU（射频拉远的模块）构成，对小区合并能够提供支持，而后者实现了对小区的合并是不支持的

^[4]。

在具体的建设活动中，需要按照网络覆盖目标具体要求与情况，来对微蜂窝的基站形式以及天线覆盖的方案实施科学选取。

对10层和超过10层楼层的高层小区类型，若内部存在密集型高楼，就一般采取微RRU、美化天线、小区合并覆盖的方式；若内部是稀疏的高楼情况，就要按照实情做好对微RRU以及一体化的微站科学选取。在楼宇的外立面位置，建议进行定向天线的安装，采取平层对打的方式对楼宇对面的楼层实现有效覆盖效果；且对较低层的建筑楼顶位置，还可以进行定向天线的安装，采取低站高打的方式对楼宇对面的楼层实现有效覆盖效果。

对高层小区内10层下的楼层、别墅区、多层的小区、低矮的住宅区等类型，按照实际情况可采取微RRU、灯杆伪装或者美化天线、小区合并覆盖的模式。同时，基于安全性的电磁辐射以及满足业主的要求，可对草坪灯的位置实施较低美化天线的安装处理，从而自下向上实现对建筑的有效覆盖；若小区内的楼宇间安全性条件有限，不能实现美化天线合理安装，就要对其安装于外立面，采取平层对打的方式达到对楼宇对面楼层有效的覆盖目的，如下图2 (a)，且还可在较高层的建筑楼顶位置，对定向天线实施安装处理，采取高站低打、自上向下实施覆盖，如下图2 (b)，此美化天线可以采取射灯式或者广告牌式的类型^[5]。

图2 微蜂窝的覆盖方式

3.2.3对室内外的协同方案制定

对室内外的协同方案制定中，需要做好覆盖范围的明确，一般对室内站采取传统同轴的电缆分布式系统实施覆盖；对室外站区域，采取微蜂窝的基站方式实施覆盖处理，涉及到建筑内部区域、建筑室外的园区和小区内的走道等。明确覆盖的范围，能够对方案制定提供指导，促进对小区达到全方位和深度的覆盖目的。

在频段选择方面，往往室外覆盖中选取TD LTE频段(2300-2320 MHz)，对室内采取FDD-LTE（频率为1755-1765MHz）。如果覆盖目标是较封闭的场景状态，信号的泄漏可以实现良好的控制，对室外的覆盖就可以考虑和室内都采取TD LTE频段实施组网，这样就能够确保室内外的协同信号具有很好覆盖的效果。（这个说的是移动吧？？？？？？？？？ FDE三个频段）（是）

在切换设置方面，涉及到对室内小区和室外小区的切换处理。在对小区的出入口区域实施控制中，因为楼宇窗户部位较为靠外，往往室内小区的信号并不能实现对其位置的有效覆盖，在对此问题处理中可以对室内以及室外的小区邻区加强关系；在处于较封闭性场景条件才，可以让室内外的信源小区保持一致性，尽可能实现对切换的降低。在对电梯小区实施划分中，对电梯以及低楼层可以划分为同一小区实施信号的覆盖，平层间实施切换中可尽量于电梯厅位置实施设置。地下的停车场区域也具有特殊性，汽车通过其进出口时往往具有较快车速，要对切换带实施合理性设置，若其进出口区域存在较大的弯道状况，对天线就尽可能采取小板状的类型，使其向外覆盖，且在弯道的附近实施安装，来达到室内外的信号有效衔接目的；若地下室的进出口比较直，可以以吸顶天线等实施覆盖^[6]。

在外泄控制方面，对室内的覆盖中，要按照多天线和小功率等设计原则实现对泄漏的电平精确控制的目的；在对室外的覆盖处理中，要尽量对楼体本身的阻挡作用进行利用，来对天线安装的位置科学和准确布置，并和定向天线具有的方向角以及下倾角结合，从而对小区的信号泄漏达到调控目的。

3.2.4建设的具体方案

在本项目覆盖的区域内，存在复杂的建筑格局，房屋的内部隔断也比较多，且楼宇十分密集，这使小区的地下室、别墅区和电梯等存在覆盖的不足情况。

针对地下室的部分，其主要用于停车位功能发挥，一些楼宇的地下室存在2层，采取单路同轴的电缆分布式系统实施覆盖；对地下室的停车位和车道位置，采取壁挂天线方式实施覆盖，要求天线覆盖的密度和侧面距离20m、和正面距离40 m；对地下室区域车道的出入口和小区机房的位置，采取全向吸顶的天线实施覆盖处理；因为别墅区存在较大面积，且业主的别墅区不允许进行美化天线的安装，则别墅区采取微RRU、射灯天线对高层覆盖，采取微RRU、路灯天线对底层覆盖，其中将射灯天线在楼顶安装，将路灯天线在别墅区的通道口位置安装；对楼宇高层区域，主要采取微RRU、壁挂天线实施覆盖，对低层区域采取微RRU、路灯天线实施覆盖。在此方案内，按照安装的不同环境损耗实情，设置壁挂天线的功率输出在10-15dBm的范围，而吸顶天线的功率输出在2-12dBm范围，且射灯天线以及路灯天线的功率输出在15-20dBm范围。

3.3覆盖后效果测试

该项目没有进行室内外的协同覆盖处理前，其4G信号的强度处于-100到-120dBm范围，存在较为明显的弱覆盖情况。通过完成室内外的协同覆盖后，地下室的区域具有-75dBm的平均RSRP值（参考信号接收功率），而楼宇内部信号电平在-70dBm左右。

此室内外的协同方案以及所用相关设备都较为成熟，该项目近一年的运行期间，具有稳定的系统性能，且没有发生故障

^[7]。

室内的施工位置主要在停车场、楼宇过道；对室外的覆盖采取美化的方案，具有很好的伪装效果，在方案的实施时也没有对业主产生扰动。

对室内环境同轴电缆的分布式系统采取无源的器件，其监控能力满足要求，且室外区域微蜂窝的基站具有监控能力也比较好，此工程方案复杂性比较低，日常的维护比较便捷。

此方案内的RRU采取的是先进产品类型，其它的路灯美化式天线、吸顶天线和板状天线等都是室内覆盖的常用品，具有较高成熟度，且整体方案具有良好的多制式性能以及网络演进和扩容能力。因此，此室内外的协同方案可以有效实现覆盖需求的满足。

结束语

综上所述，文章以某大型住宅类小区为例，面对现阶段大型住宅类小区4G网络室外覆盖中存在的不足和网络现状进行分析，进而从室内站的覆盖手段选择、室外站的覆盖手段选择、室内外的协同方案等方面综合考虑，并针对建设的具体方案和效果实施阐述，表明此方案就有很好有效性，希望对相关工程建设具有参考价值。

参考文献：

[1]张继东, 蔡文科. 多层居民小区4G LTE网络覆盖系统及其实现方案[J]. 江苏通信, 2018, 34(06):29-31.

[2]冯国刚. 基于不同应用场景的4G网络深度覆盖方式研究[J]. 信息与电脑(理论版), 2020, v.32;No.444(02):174-175+178.

[3]崔波,李木荣,彭湘衡,杨一帆.居民小区场景4G网络室内外协同覆盖方式研究[J].电信工程技术与标准化,2016,29(04):70-74.

[4]侯兴华, 赵承祖, 梁娟. 大张角射灯天线对高层居民小区4G深度覆盖提升研究[J]. 数字通信世界, 2020, No.184(04):62-63.

[5]崔波, 姚键, 彭湘衡,等. 4G网络MiANT新型室内覆盖技术应用研究[J]. 广东通信技术, 2017, 37(2):20-20.

[6]覃德林. 4G室内分布小区调度算法优化方案的分析[J]. 中国新通信, 2017, 000(020):62-63.

[7]温庆华, 黄沛江, 王斌. 基于大数据的4G网络多小区联合优化算法[J]. 中国新通信, 2018, 20(001):63-64.