LTE分布系统天线解决方案

叶辉

【摘要】 随着移动通信建设步伐的不断加快，移动用户的飞速增加，在大中城市的室外地区已经基本可以做到无缝覆盖。为了提高网络质量、提高用户满意度、增加话务量，室内覆盖越来越成为网络优化的重点。特别是随着移动通信的普及，移动用户在室内使用手机的机会日益增加，迫切要求提供更好的室内移动通信环境。本文围绕分布系统园区覆盖、街道站覆盖、楼面覆盖和室内覆盖方式介绍，根据各场景特点，针对性介绍不同场景下的天线解决方案，可有效解决深度覆盖问题，实现网络精准覆盖。

【关键词】 LTE 分场景覆盖 天线解决方案

一、引言

分布系统覆盖主要是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案。近几年在全国各地的移动通信运营商中得到了广泛应用。其原理是利用室内外天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。室内覆盖系统的建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域；室内覆盖，尤其是无线信号的室内覆盖，是移动通信网络的重要组成部分。建设分布系统对于提高移动通信网络服务质量具有重要意义。

由于分布系统建设环境的多样化和复杂性，寻求性能更优、效果更佳的无线通信网络分布系统天线解决方案尤为重要，按照图1室内外协同规划的总体思路，本文围绕园区覆盖、街道站覆盖、楼面覆盖和室内覆盖几种场景解决方案进行介绍，重点解决室内覆盖中的电梯、停车场、纵深较深区域的覆盖难点问题。

二、LTE分布系统天线解决方案

2.1园区覆盖

园区覆盖，主要指分布系统室外小区站点建设，对住宅小区室外及多层楼宇室内的覆盖。其天馈解决方案产品形态主要为路灯型天线、草坪灯型天线、广告牌型天线、射灯型天线等。

传统无源方案存在的不足，主要表现在馈线及无源器件隐藏于地下管道，不仅破坏了园区的绿化，易出现水浸的隐患，故障率高且较难排查整改。目前主流天线厂家可提供有源一体化分布系统天线，可通过光纤接入，可有效降低物业协调难度，降低故障率以及运营成本。产品示意如图3所示。

2.2街道站覆盖

建筑物越来越密集，特别是高层建筑逐年增加，周边宏站对道覆盖出现盲区、弱覆盖问题，无主导小区，频繁切换，出现掉话、通话质量差等问题。部分道路周边的高话务量酒店、娱乐场所和商店，客户追求楼宇美观，不允许进行室内室分系统覆盖。

在宏基站覆盖无法满足目标区域覆盖、室内无法建设分布系统的条件下，可利用街道路灯杆、监控杆等公共资源建设街道站，依据覆盖需求，街道站应用场景如图4所示。

街道站天馈解决方案优选低增益、小尺寸天线，天线一般采用12dBi以下，尺寸小、安装方便；小圆柱一般为两扇区，直径16厘米，双向覆盖；小集束一般为三扇区，直径20厘米，三扇区覆盖。具体应用形式如图5所示：

2.3楼面覆盖

随着国家城镇化进程的推进，城区高档写字楼、住宅越来越向高层化发展，高层楼宇的特点是楼层高、楼体水平宽度较小、楼体纵深较大，常规室外宏站以及室外分布系统覆盖无法满足室内信号覆盖要求，体现在宏站覆盖深度不足，分布系统覆盖高度及深度均不足的问题。

针对高层建筑楼层高、楼体水平宽度较小、楼体纵深较大的模型特点，对应需要有较高增益、水平及垂直波辦宽度收敛的产品，可实现区域精准覆盖、信号电平值有效提升。常规及矩形波束天线其覆盖效果如图6所示：

目前主流天线厂家可提供15dBi矩形波束天线（水平面及垂直面均为32度），大张角天线（水平面32度，垂直面65度），例如一栋25层（高度75米左右），楼体水平宽度为40m，楼间距在40米左右时，可以采用楼体对打的方式，一副天线可以解决一整栋栋宇的覆盖。

2.4室内分布系统覆盖

2.4.1室内空旷区域覆盖

室内覆盖中，全向吸顶天线在室分系统中大量使用，其性能直接影响室分系统效率、通信质量和网络投资。传统室分全向吸顶天线的高频段信号向正下方聚集，存在信号分布不均匀，特别是边缘覆盖不足的问题。

新型增强型吸顶天线方案优化了高频振子结构及边界条件，增强边缘增益，将平均场强提高3dB左右。

图7为新型增强型及传统吸顶天线方向图的对比，新型吸顶天线适合室内空旷场景，如地下停车场、大型商场、场馆、办公等空旷区域的覆盖。其覆盖效果对比结果如表1和2所示：

2.4.2电梯覆盖

电梯覆盖对效果的好坏直接影响客户感知，优质的覆盖效果及方案可有效提升客户满意度。

传统的电梯覆盖方案为在电梯井道布放对数周期天线，平均每3-4层布放一个对数周期天线及定向耦合器。

新型的电梯覆盖方案则更简单，仅需要在电梯井的底部或顶部安装一个电梯专用高增益天线即可。天线贴近信源安装，电缆损耗很小，且施工、维护方便，故障点少。最重要的是在性能更优良的同时，更大大减少了建设投资成本。新型电梯覆盖方案与传统电梯覆盖方案对比如图8，新型电梯天线覆盖效果图如图9所示。

以浙江宁波江东启航家园电梯（23F）专用覆盖天线为例，与传统的电梯覆盖方案进行投资成本对比如图10，投资成本可下降80%。

四、结束语

本文从移动网络的室内分布系统建设的必要性，对于提高服务水平和质量，提高运营商的形象和增加语音及数据收入具有越来越重要的意义。因此改善移动通信室内覆盖问题具有多重意义，一方面可以扩大信号的覆盖面积，减少盲区、增加业务量；另一方面可以提高接通率、切换成功率；再者可以提高移动企业的形象，提高网络竞争力，为用户提供更优质的服务。但同时由于室内分布系统建设环境的多样性和复杂性，为达到效果好、成本低，以室内外协同规划的总体思路，重点阐述了园区覆盖、街道站覆盖、楼面覆盖和室内覆盖几种场景解决方案，重点介绍了室内覆盖中的电梯、停车场、纵深较深区域的深度覆盖解决方案。针对本文中阐述的分场景覆盖方案，以期对相关工作有一定帮助。

参 考 文 献

[1]陆健贤.移动通信分布系统原理与工程设计[M].北京：机械工业出版，2003.

[2]戴源. TD-LTE无线网络规划与设计[M].北京：人民邮电出版社，2012.

[3]韩斌杰.GSM原理及其网络优化[M].北京：机械工业出版社，2009.