4G网络深度覆盖规划体系及解决方案研究.docx

中国移动通信集团设计院第20届新技术论坛论文集四网协同发展4G网络深度覆盖规划体系及解决方案研究汤利民，徐德平，程日涛，张炎炎，焦燕鸿，王韬院本部无线所摘要：首先介绍了当前4G网络的基本能力及深度覆盖需求，提出了4G网络深度覆盖规划体系，随后对 当前深度覆盖的解决方案进行了分析，提出了应用建议。 关键词：深度覆盖，需求评估，规划指标，小基站功能增加(如CoMP等)。l概述网络优化手段(天线优化、功率优化、移动中国移动4G网络经过前期工程的规模建设，性管理参数调整等)。 已经实现了对城区区域的连续覆盖，对于后续工程24G网络深度覆盖规划体系建设，集团公司提出了“面向市场需求，以更科学的布局、更高效的建设、更低的成本”，“做广、做21 46网络深度覆盖定义 深、做厚4G网络，打造精品网络，确保4G领先优4G深度覆盖是指在宏蜂窝基站实现室外及室 势”的总体策略。 内区域浅层覆盖的基础上，利用小基站、室内覆盖数据业务使用户使用手机的时间及空间均大幅 系统等方式实现局部区域的覆盖，满足覆盖区域内 度延展，一方面社交、购物、新闻、理财等都在不 的深度覆盖需求。 断增加人们对手机的依赖，现网50的用户每天使4G深度覆盖典型网络架构是异构网络(HetNet)， 用手机的时间超2 h；与此同时，使用手机的时间碎 异构网络是指在宏蜂窝覆盖范围内部署低功率节点， 片化趋势使用户上网已经不再局限于家庭和办公 实现“多样化的设备形态、差异化的覆盖方案、多频 室，如图1所示。这些都成为衡量“随时随地提供 段组网方式”等分层立体网络，如图2所示。 良好的用户数据业务体验4G网络性能的重要标准，22深度覆盖规划特点 而“做深”是保证网络覆盖的必然要求。 深度覆盖规划的特性与传统宏蜂窝规划技术有“做深”的主要方法包括以下几方面。明显的差异性，总体上看存在需求识别准确性要求站址密度增加及站址调整(更贴近目标覆盖区)高，规划及优化景区精确性要求高，建设方式适应宏基站增加及调整：性和针对性要求高的特点。小基站(small cell)增加；(1)需求识别室内覆盖系统增加。宏蜂窝规划以行政区域为基础，基于市场需求采用更低的频段覆盖能力更强的RAT。确定广域覆盖区域及目标。可超前、引导式部署。深射1 用户使用手机的时间及空间特t243中国移动通信集冈设计院第20届新技术论坛论文集室内深度场景，利通过小基站实现热点覆盖系统的均衡内深度覆图2异构网络结构度覆盖规划以广域覆盖网络为基础，基于弱覆盖、CRE、负荷均衡、ABS等。 业务热点覆盖信息，结合市场需求确定局部深度覆(4)工程建设 盖目标。主要由运营及优化需求驱动部署。宏蜂窝规划采用机房及配套+宏蜂窝天面的典(2)网络结构及站址规划型建设方式，配套条件要求高，工程实施难度大， 宏蜂窝规划为水平蜂窝结构，可通过规划软件成本高，周期长。深度覆盖基站集成化、一体化、统一规划。站址规划遵循分场景指标体系，按蜂窝隐蔽化、小型化。配套条件要求相对较低，工程易 网络结构要求及份场景站间距要求规则部署，易于实施、成本低、周期短。工具化实现。23深度覆盖规划指标深度覆盖规划多点独立部署或小范围区域连续 深度覆盖的主要目的是扩展覆盖范围，提升无 部署，与宏蜂窝形成分层网结构。难以通过软件及 覆盖gil覆盖区域的覆盖能力，保证网络基本性能要 进行统一规划。站址规划中需根据场景特性采用模 求，基本原则是根据不同场景差异、实际用户需求、 测手段预估覆盖效果，规则性差，难以工具化实现。 实现方式、兼顾建设代价和难度等因素，合理、适(3)频率及参数规划度制定分场景规划指标。 宏蜂窝采用同频组网，在特殊的干扰规避场景(1)局部区域覆盖采用异频站点。总体上基于同层宏蜂窝的参数规划 建议与大网指标一致(RSRP=113 dBm、RS 体系，包括邻区、TA、移动性管理参数等。深度SINR=3 dB、下行边缘用户速率1 Mbits)，局部区 覆盖规划目前建议与宏蜂窝异频组网式。基于分层域覆盖指标见表1所列。 网的参数规划体系，包括邻区、TA、移动性管理(2)特定楼宇覆盖参数等。包括室外覆盖室内、室内覆盖2种解决方式。此外深度覆盖基站需增加特殊功能，女N(F)elCIC、室外覆盖室内方式规划指标建议见表2所列。表1局部区域覆盖指标覆盖指标(95概率)业务速率指标(50负载)(Mbits)RSRP门限RSSINR门限F频段D频段类型穿透损耗(dBm)(dB)子帧配置(1：33：9：2)子帧配置( ：310：2：2)小区平均速率边缘用户速率小区平均速率边缘用户速率F频段D频段(下行上行)(下行上行)(下,17上行)(下t7上行) 主城区 高一100-98-31l2I0128112 130128 主城区低一103一10l-3ll2IO128ll2130128一般城区一103一lOl-3112I0128112130128县城一105一103-3112IO128112130128表2特定楼宇覆盖指标(室外覆盖室内方式)覆盖指标(xx概率)业务速率指标(50负载)(Mbits)RSRP门限RSSINR门限小区平均速率边缘用户速率(dBm)(dB)(下行上行)(下行上行)1133lI0128(注：覆盖概率需结合物业类型、建筑结构等因素确定，具体门限结合后续测试数据确定。在异频组网场景可适当提高RSSINR门限 后续根据测试验证数据调整。)244中国移动通信集团设计院第20届新技术论坛论文集四网协同发展表3特定楼宇覆盖指标(室内覆盖方式)覆盖指标覆盖类型覆盖区域RSRP门限(dBm)RSSINR门限(dB)一般要求105 6室内覆盖系统营业厅(旗舰店)、会议室、重要办公区等业务需一95 9求高的区域室内覆盖方式指标见表3所列。型、结构、与基站的相对位置等综合考虑)、选取典 24深度覆盖需求评估型楼层(建议8层以下建筑物选择中间层，816层建 网络覆盖要解决“点、线、面”的问题。宏基筑物选择低层和高层，17层以上建筑物选择低、中、 站重点解决“面”和“线”。深度覆盖主要解决“点” 高层)方式进行室内遍历验收，统计所有测试样本， 覆盖的问题，面向目标包括局部区域及特定楼宇的确定测试指标。室内验收方式验收效率低、实施难 覆盖；局部区域覆盖针对局部区域的室内、室外深度大，准确度相对较高，尤其对于建筑物结构复杂、度覆盖，如居民区、金融街区域等，以及针对局部 建筑物高度较高(8层以上)的场景准确度更高。 街道、线路的深度覆盖，如步行街、商业街、重点 室内验收方式适合于室内覆盖方式的场景及室外覆 胡同等；特定楼宇覆盖针对特定物业点的深度覆盖，盖室内建设方式中建筑物结构复杂、建筑物高度较 如居民楼、写字楼等室内区域。高(8层以上)的场景。如图3所示，深度覆盖需求评估第一步需要进行(2)室外等效验收 价值评估(区域属性、区域用户及业务价值等)结合室外等效验收通过在室外区域遍历物业点周边 区域需求评估手段，初步判断需要重点进行深度覆盖 区域，根据测试的RSRP、RSSINR、业务速率指标， 的目标。第二步通过精确覆盖分析获取精细的深度覆进行室外到室内的折算(待后期测试验证确定)判 盖位置，并为规划和建设方案提供初步的数据参考。 断覆盖效果。室外等效验收方式具有验收效率高、 25深度覆盖验收思路 实施难度低的有点，同时准确度相对较低，尤其是深度覆盖室外区域的验收可以采用与常规宏基 对于建筑物结构复杂、建筑物高度较高(8层以上) 站系统类似的验收方式，以DT结合步行室外遍历 的场景。建议在建筑物结构简单、高度较低(8层 测试方式，获取深度覆盖区域总体的的RSRP、 以下)的场景及因物业协调困难无法进入室内区域 RSSINR、业务速率指标，评估深度覆盖质量。 进行测试的场景使用。深度覆盖室内区域的验收可以采用室内验收和34G网络深度覆盖解决方案室外等效验收2种方式(其中室外等效验收方式只适用于室外覆盖室内建设方式)。31设备直接覆盖方案及适用场景 (1)室内验收深度覆盖可采用设备直接覆盖和设备+分布系室内验收通过选取典型建筑物(根据建筑物类芝二二j亟垂亟)芝二二二亟垂亟叵)统2种方式。l市场价高价值区域数据+I值评估价值排序(注)高价值用户数据LTEMR数据现区域需2G3G MR数据深度-J可能弱覆盖点场深度 求评估覆盖(优先级中)验覆盖 LTE用户倒流话统地图证方案建议LTE路测数据入V客观弱覆盖点精确覆(优先级高)LTE用户覆盖投诉盖分析2G3G用户覆盖投诉图3深度覆盖需求发现机制245四网协同发展中国移动通信集团设计院第20届新技术论坛论文集设备直接覆盖方式除传统的宏基站外，还存在布式RRU设备、微放器等室内布放方式。 微基站、皮基站、飞基站等多种设备形态，用于改总体上，分布系统对于中大型建筑物的深度覆 善深度覆盖、增加网络容量、提升用户感知。主设盖是不可替代的手段，可以实现较好的深度覆盖效 备类型及适用场景见表4所列。果，但存在建设成本高，建设难度大等缺点，因此 32分布系统类解决方案及适用场景总体上应优先选择室外覆盖室内的方式降低深度覆在传统同轴电缆分布系统的基础上，4G网络深盖网络建设成本，分布系统类型及适用场景见表5 度覆盖可以使用光纤分布系统、变频分布系统、分所列。表4主设备类型及适用场景设备分类应用场景无线网建设要求传输和配套建设要求Ir接口需提供GbitS带宽承载分布式微站设备较大范围补盲或补热；RRU支持F、D频段；基带BBU需连接百兆级S1X2接口；具备机房条件：BBU与RRU分布式：RRU安装在抱杆或挂墙，ACDC供电：需要使用小区合并或协同技术内置或者外接小型化天线BBU需要机房一体化微站使用在小范围补盲或补 BBU与RRU一体化：一体化微站仅需要SlX2接口，无需Ir 热，具备几十兆传输带宽(S1X2接一体化微站，RRU支持D频接【_l； f)，但难以提供Gbit以上传输带宽段或F频段；一体化微站设备无需机房，ACDC供电；(Ir)场景；内置或者外接小型化天线；通常安装抱杆或者挂墙；一体化relay同以上使用场景，且使relay需要同时配置回传天线relay不需要传输用在SlX2传输提供困难情况下和接入天线基带和射频分布式，需要通过BBU需机房：分布式皮站设备见32节内容光纤和网线构建分布系统；通过POE或者POE+方式为RRu端供电：BBU需要外接GPSRRU挂墙或者吊顶安装室内需要覆盖的目标面积在几百平米 BBU与RRU一体化：需要宽带接入，无需Ir接口： 一体化皮站设备以内，用户数较多，如沿街商铺、营内置或者外接小型化天线；无需机房，AC供电；、世厅、开阔单间。GPS和1588v2同步通常挂墙或者吊顶安装基带和射频分布式，需要通过BBU需机房：分布式飞站设备见32节内容光纤和网线构建分布系统；POE或者POE+方式为RRU端供电：BBU需要外接GPSRRU挂墙或者吊顶安装BBU与RRU一体化；需要宽带接入，无需Ir接口；室内需要覆盖的目标面积小于100 m2，一体化飞站设备内置或者外接小天线；无需机房，AC供电；用户数较少的家庭、小公司等场景空口同步方式、1588v2同步等通常挂墙或者吊顶安装接收天线与转发设备需保证一无需机房，AC供电；微放器(满格宝)见32节内容定隔离距离通常挂墙或者吊顶安装表5分布系统类型及适用场景建设方式传输介质主要应用场景主要厂家工程配套建设要求5 000m2以上的中、大型场景室内因馈线施工复杂度高，工程 同轴电缆分布覆盖京信、国人、三维、虹信、裕建设量最大电缆源大通、三元达、华脉、永鼎、系统隧道覆盖中兴、深圳云海、鑫众等需要进行BBU+RRU安装及相关无线配套建设5 000 m2以上的中、大型居民小因光缆五类线施工容易，1区、城中村室外小区分布京信、国人、三维、虹信、裕程建设量较小光纤分布系统光纤、五类线源大通、三元达、华脉、永鼎、馈线分布系统不具备施工条件的中兴、深圳云海、鑫众等需要进行BBU+RRU安装及中、大型室内分布场景相关无线配套建设在MIMO改造中无需布放馈原馈线分布系统室分系统，容量需深圳云海、中兴、国人、西瑞线施工复杂度低，工程建设量低 变频分布系统电缆求高，但无法进行双路分布系统改克斯、广东泰阳、上海鑫众、广造的场景东神创、上海欣民需要进行BBU+RRU安装及相关无线配套建设只需要考虑4G系统部署，容量需因光缆五类线施工容易，工分布式皮站设求较高的中、大型室内分布场景；程建设量较小 备、分布式飞站光纤、五类线华为、爱立信设备局部小范围进行覆盖和容量补充需要进行BBU安装及相关无的场景线配套建设因采用无线回传，且体积小微放器无线地下室、沿街底商、居民家庭等特研究院主导巧，无需建设相关配套 (满格宝)点室内区域的小范围覆盖仅需要提供本地交流电源246中国移动通信集团设计院第20届新技术论坛论文集四网协同发展同轴电缆分布系统易受到分布系统器件、线缆 作为判决标准)的移动性管理可以改进上行链路性 及天线的质量及施工的影响。同轴电缆的价格比价 能，但会增加小区边界的非宏基站用户下行干扰。 格较光纤、网线高，长远看建设成本会高于光纤R10中重点关注的干扰问题是上述的(a)和(d)。 五类线分布系统，因此建设时可考虑和光纤分布系 可选的解决方案包括eICIC和CoMP技术。在 统的成本和建设难度对比，择优部署。单路同轴分R8、R9异频组网(不同层间)，CA情况下采用正 布系统可通过耦合信源加入2G3G4GwLAN多个 交载波调度，非CA情况下采用频域、时域错开机 系统，对于演进需求较为明显的、普通密度业务区 制等，相关协议规范还在研究中。 域，可优先考虑采用双支路同轴分布系统。42层间移动性管理光纤分布系统主要是由分布系统厂家提供有源 层间移动性管理是异构网的另一个关键技术问 设备组成，监控能力弱，故障隐患高，存在长期使题，如按照话务下沉原则，应该让用户优先驻留在 用后质量下降的问题。下带业务量较大或使用数量低层小区内，对于中高速移动性的用户，应优先驻 较多时会引入上行干扰，应严格控制使用范围并适 留在高层小区以减少重选及切换频度，降低网络信 度限制使用数量。光纤分布系统支持多种制式，但令负荷。 在安装后扩展难度较大，必须逐一更换远端。因此在小区重选机制方面，TDLTE规范提供了基于 在建设时必须明确近期具备演进需求或扩容需求的RSRP和RSRQ双重条件用于控制启动测量门限，当 点应慎重使用此类产品。远端为有源设备，可独立SrxlevSIntraSearchP且SqualSIntraSearchQ，UE供电或通过五类线供电，不建议应用在取电供电困可以不进行频内测量，否则进行频内测量。对于异难、封闭、潮湿的场景。构网场景，提供了小区优先级作为频间测量触发条 变频分布系统需要对每个天线替换为带有有源件，即如果频间或RAT间的重选优先级高于服务小 变频设备的天线，因此建设投资较大，同时由于引区优先级，则执行测量。在此基础上，根据SIB3 入了较多有源设备提高了运营维护难度。变频分布 中定义的threshServingLowQ，下列情况下向高优先系统有源天线需要供电，因此对于取电困难或环境级的频问小区执行重选。潮湿的场景不建议使用。EUTRAN和UTRAN FDD高优先级小区满足SqualThreshX或HighQ；4深度覆盖组网的技术问题及研究方向(g)UTRAN TDD、GERAN等高优先级小区满足41干扰规避SrxlevThreshX且HighP；异构网的干扰特性与常规蜂窝结构不同，在同 在当前小区已经驻留l S以上。 层干扰基础上增加了层间干扰，异构网干扰可以区 下列