1、LTE 800M电梯、地下室场景深度覆盖方案研究移动网感知质量提升及优化创新劳动竞赛工程成员： 陆小峰 张义 申报单位：中国电信南通分公司创新类型: 移动网优化创新 申报日期： 2021年11月 摘 要中国电信4G网络经过4年建设，基站规模超过70万站，实现了城市、县城、重点乡镇、重要行政村的覆盖。但由于使用1.8GHz高频段，覆盖和穿透能力较800MHz频段差，即使基站规模接近CDMA网的23倍，在城区也很难像CDMA网络一样实现连续覆盖。由于城区无线环境复杂，随着基站的加密，4G网络的同频干扰更加严重，网络需要更加精细化的规划、优化，单靠增加基站密度，很难实现城区的4G网络连续覆盖。上述矛
2、盾可以通过800MHz频段的重耕完美解决，而启动LTE 800M全网重耕，并实现全网覆盖，打造一张低频LTE网络，可以使天翼4G覆盖到达1X水平，本文主要通过LTE800M居民区的电梯和地下室测试验证，对电梯/地下室独立信源方案、电梯/地下室共用信源方案两种方案，测试验证电梯及地下室的覆盖效果。关键字：4G、连续覆盖、800M、重耕、电梯/地下室目录一、工程概述3二、工程关键创新点3三、创新成果展示3四、成果简介44.1、测试场景说明44.2、试点方案介绍54.2.1、方案一：电梯、地下室独立信源方案54.2.2、方案二：电梯、地下室共用信源方案64.3、测试指标统计说明74.3.1、电梯、地
3、下室独立信源场景74.3.2、电梯、地下室共用信源场景94.4、覆盖方案比照10五、效益评估及成果价值12六、成果推广现状及推广前景126.1、推广现状126.2、总体愿景126.3、推广需求13一、工程概述随着建筑技术的开展、新型建筑材料的应用，各大城市的超高建筑日益增多，使得电梯和电下室信号覆盖变的更加困难，如何解决网络深度覆盖问题是最大的难点之一。800M由于低频频率特性，相比1.8G高频段而言损耗率较低，能够实现农村、偏远乡镇和密集城区等场景的4G网络覆盖。在根本实现城市城区及县城城区的广度覆盖根底上，优化网络技术选型，着重关注深度覆盖，提高用户感知，已经成为未来打造LTE精品网络的重
4、点，相比2G、3G网络更趋向于准确、精细、可开展的趋势，因此需要对不同覆盖场景进行分析，并选择最合理的覆盖技术和方式完成深度覆盖的广度和深度需求。目前正处于800M LTE建网初期，城区深度覆盖和网络规划优化经验匮乏，本文旨在对地下室和电梯进行800M深度覆盖的研究和验证，为后期800M LTE的全面建设提供经验和参考。二、工程关键创新点通过800MHz频段的重耕完美解决，而启动LTE 800M全网重耕，并实现全网覆盖，打造一张低频LTE网络，可以使天翼4G覆盖到达1X水平。创新点1：研究了800M分布系统应用，评估电梯/地下室独立信源方案、电梯/地下室共用信源方案两种方案覆盖效果；创新点2：
5、提出了800M建设优化白皮书，提出了合理功率设置、信源部署规划、天线数量选型等方案，为L800网络规划和建设提供珍贵经验；创新点3：达成了覆盖本钱精确预算，根据反复试验，总结出合理的器件使用量和工程量，防止了浪费材料和拖延工期。三、创新成果展示城区800M LTE网络将是VoLTE、NB-IoT业务的根底承载网，是载波聚合的有机组成局部，本文从电梯/地下室独立信源方案、电梯、地下室共用信源方案两种方案，对800M在地下室和电梯深度的覆盖进行研究和验证，提出了合理功率设置、信源部署规划、天线数量选型等方案，为规划和建设提供珍贵经验，在实现广度覆盖的根底上，进一步提升网络质量，实现深度覆盖质量提升
6、，打造800M精品网络形象。分场景讨论深度覆盖解决方案，合理利用技术手段和硬件资源，实现建设产出的最优回报，提升用户感知体验，增加了天翼品牌效益，确保电信LTE网络质量具有领先优势。四、成果简介4.1、测试场景说明经过800M试点工作会议讨论，根据电梯、地下室场景测试要求和居民区实际情况，最终选定中港翡翠城小区作为800M电梯、地下室场景测试区域。 中港翡翠城位于南通市开发区振兴东路300号通盛大道西侧，小区占地面积141571平方米，高层楼宇共15栋，其中楼高17层共9栋, 楼高30层共4栋, 楼高32层共2栋，7号楼为小区物业，楼高2层，地下室面积约为52800平方米。地下室天线图小区结构
7、图地下室结构图电梯结构图图4-1 港翡翠城小区场景图电梯、地下室测试场景根本信息介绍如下表：测试场景信源位置ENodeB ID扇区标识PCI方位角功率电梯中港翡翠城8幢2单元B1楼弱电间88188317404/20w/40w/60w地下室中港翡翠城8栋1单元B2F东侧墙壁8818551749536020w/40w/60w表4-1 电梯与地下室场景测试信息4.2、试点方案介绍4.2.1、方案一：电梯、地下室独立信源方案电梯、地下室独立信源方案是用两台RRU分别覆盖电梯和地下室，通过控制变量法进行测试验证电梯、地下室的覆盖效果，具体测试方案如下表：RRU功率地下室天线数量电梯数量20w242484
8、0w2424860w24248表4-2 独立信源方案图4-2地下室天线布点平面图图4-3天线连接线路图图4-4电梯连接线路图4.2.2、方案二：电梯、地下室共用信源方案电梯、地下室共用信源方案是用一台RRU同时覆盖电梯和地下室，通过控制变量法进行测试验证电梯及地下室的覆盖效果，具体测试方案如下表：RRU功率地下室天线数量电梯数量20w446840w446860w4468表4-3 控制变量验证测试方案图4-5 地下室、电梯连接线路图4.3、测试指标统计说明根据试点方案对电梯及地下室不同场景进行了详细摸查测试，将测试数据指标进行如下统计：4.3.1、电梯、地下室独立信源场景功率RSRP均值dBmS
9、INR(dB)下载速率(M/S)RSRP=-105的比例SINR=3的比例整体覆盖率RSRP-105&SINR320w-87.1120.2412.3584.51%90.72%83.72%40w-86.4522.2013.5690.03%96.79%88.70%60w-85.7025.6516.7490.17%99.72%89.17%表4-4 天线地下室指标统计表功率RSRP均值dBmSINR(dB)下载速率(M/S)RSRP=-105的比例SINR=3的比例整体覆盖率RSRP-105&SINR320w-77.7724.7012.7799.45%99.74%99.23%40w-75.5625.7
10、312.9899.60%99.83%99.36%60w-74.8326.2013.3299.61%99.87%99.51%表4-5 天线地下室指标统计表总结：当地下室采用2天线覆盖时，RRU功率在20w、40w、60w情况下，地下室覆盖率均未到达90%，未能满足覆盖要求；当地下室采用4天线覆盖时，RRU功率在20w、40w、60w情况下，地下室覆盖率均在99%以上，覆盖面积可达5至6万平方米。根据电梯测试指标显示，单RRU能完全覆盖2、4、8部电梯，电梯覆盖设计以多天线，小功率布防为主，信号强度与RRU输出功率成正比。此方案适用于高端居民区，有投诉，对电梯、地下室有高质量覆盖需求的小区。由于场
11、景受限，无法通过测试验证单RRU覆盖地下室最大面积及最大电梯数，所以，根据现有测试结果，进行自由空间损耗估算，来估算单RRU最大覆盖能力。自由空间损耗描述了电磁波在空气中传播时候的能量损耗，电磁波在穿透任何介质的时候都会有损耗。 根据电磁波自由空间传播损耗公式：空间损耗Ls=20lgF+20lgD+32.5；以上公式中D为传播距离，单位：Km；F为电磁波频率，单位：MHZ;F取值:825-880MHz(取875MHz)代入上式可得:LSdB=91.4+20lgD根据经验值，地下室的非承重墙以及室内其他损耗大约为15dB-25dB左右，这里取20dB，多路径衰落余量约10dB。 接收功率=天线口
12、功率(RS功率)-空间损耗-墙体遮挡损耗-多路径损耗实测数据天线覆盖最远距离与链路估算天线最远覆盖距离比照以总功率20w为例， 最小接收功率为-105dBm：RS计算公式：RSpower=10lg(W/子载波数目)+10lg(1+PB)其中：W为每通道发射功率，单位：mw；PB为1，带宽5M。测试结果估算结果天线数量1212天线口RS功率17dBm14dBm17dBm14dBm覆盖最远距离96m70m101m74m表4-6 测试与估算结果备注：由于4天线与单天线、2天线墙体穿透损耗不一致，所以不予比照。通过测试结果与估算结果比照，可以认定估算结果根本符合实际，可以进行覆盖估算。根据1.8g室分
13、覆盖原那么，天线口RS功率设置为-15dBm，覆盖边缘场强为-105dBm，那么天线最远覆盖距离：-105dBm=-15dBm-91.4+20lgD-20dB-10dB可得D25m 为了防止边缘覆盖缺乏，产生乒乓切换，所以天线间距设置为30m。经过工程链路预算，在总功率为20w的情况下，单RRU最多可带90-100个天线，这里我们取96个天线，天线间距为30m，以此地下室建筑结构为准，南北方向布4排天线，覆盖距离为430=120m，东西方向布24排天线，覆盖距离为2430=720m，由此可以得出单RRU最大覆盖地下室面积为8.64万平方米左右。电梯以19层为例包含地下两层，每隔4层15m在电梯
14、井道内安装一面板状定向天线覆盖井道，每部电梯布5个天线，此小区每栋楼2个单元，每个单元2部电梯，每栋楼4部电梯，考虑到单元与单元间的距离、楼与楼之间的距离馈线损耗，经过工程链路预算，在总功率为20w的情况下，单RRU最多可带50-60个天线，可以得出单RRU最大覆盖电梯数量为10-12部左右。4.3.2、电梯、地下室共用信源场景功率RSRP均值dBmSINR(dB)下载速率(M/S)RSRP=-105的比例SINR=3的比例整体覆盖率RSRP-105&SINR320w-79.7625.0014.1999.54%99.26%99.14%40w-77.2626.4217.0199.63%99.99
15、%99.63%60w-75.7429.1015.6799.87%100.00%99.87%表4-7 地下室指标统计表总结：根据测试结果显示，在电梯、地下室共用信源情况下，RRU功率为20w、40w时，单RRU可覆盖5至6万平方米的地下室及6部电梯；RRU功率为60w时，单RRU可覆盖5至6万平方米的地下室及7部电梯。此方案适用于无投诉，对电梯、地下室覆盖质量有一定需求的小区。4.4、覆盖方案比照1、电梯/地下室独立信源方案、电梯/地下室共用信源方案两种方案的电梯覆盖数量、地下室覆盖面积总结如下表：场景地下室()电梯(部)电梯、地下室独立信源8.64万12电梯、地下室共用信源5.76万6表4-8
16、 覆盖方案比照2、地下室天线点位设计、天线间距、天线口功率测试总结覆盖地下室覆盖采用全向吸顶天线，当地下室采用2天线覆盖时，天线间距为75m；当地下室采用4天线覆盖时，天线南北方向间距为75m，东西方向间距为148m；电梯采用对数周期天线进行覆盖，天线间距为12m。RRU参数规格介绍如下表：频段功率带宽PAPBRS功率DL：870-880MHzUL：825-835MHz2*20w/2*40w/2*60w5M-3121dBm/24dBm/26dBm表4-9 RRU参数规格表图4-6 地下室2天线点位图图4-7 地下室4天线点位图电梯、地下室独立信源地下室天线口功率如下表：RRU输出功率单天线口功
17、率dBm2天线口功率dBm4天线口功率dBmANT1ANT2ANT3ANT420w38.735.426.827.226.827.240w41.738.429.830.229.830.260w43.540.231.632.031.632.0表4-10 地下室独立信源天线口功率备注：采用4天线覆盖时，由于ANT1与ANT2、ANT3与ANT4连接馈线长度相差6m，天线口功率相差0.4dB电梯、地下室共用信源地下室天线口功率如下表：RRU输出功率单天线口功率dBm2天线口功率dBm4天线dBmANT1ANT2ANT3ANT420w36.730.124.725.124.725.140w39.733.1
18、27.728.127.728.160w41.534.929.529.929.529.9表4-11 共用信源地下室天线口功率备注：采用4天线覆盖时，由于ANT1与ANT2、ANT3与ANT4连接馈线长度相差6m，所以天线口功率相差0.4dB。3、整体覆盖方案推荐度总结如下表：方案电梯覆盖数地下室覆盖面积造价估算适用场景推荐度电梯、地下室独立信源12部8.64万7.47万高端居民区，有投诉，对电梯、地下室有高质量覆盖需求电梯、地下室共用信源6部5.76万4.8万无投诉，对电梯、地下室覆盖质量有一定需求表4-12 整体覆盖方案比照推荐五、效益评估及成果价值通过800MHz频段的重耕完美解决，而启动L
19、TE 800M全网重耕，并实现全网覆盖，打造一张低频LTE网络，可以使天翼4G覆盖到达1X水平。合理的功率设置、信源部署规划、天线数量选型等方案，为规划和建设铺平道路，防止了器件的浪费，加速了800M建设工作。六、成果推广现状及推广前景6.1、推广现状对800M在地下室和电梯深度的覆盖进行研究和验证，提出了合理功率设置、信源部署规划、天线数量选型等方案，使南通800M建设工作顺利完成。城区800M LTE网络将是VoLTE、NB-IoT业务的根底承载网，是载波聚合的有机组成局部。在实际部署中，采用800M LTE与CDMA网共站址部署，同时启用覆盖增强技术；推动CDMA频率释放，800M LT
20、E从3M起步重耕；从one LTE出发，800M LTE与1.8G LTE共BBU，以更好地实现长期演进，同时通过多频多端口天线以解决天面资源紧张的问题6.2、总体愿景城区800M LTE网络将是VoLTE、NB-IoT业务的根底承载网，是载波聚合的有机组成局部，本文从电梯/地下室独立信源方案、电梯、地下室共用信源方案两种方案，对800M在地下室和电梯深度的覆盖进行研究和验证，为规划和建设提供珍贵经验，提升用户感知体验，增加了天翼品牌效益，确保电信LTE网络质量具有领先优势。6.3、推广需求由于800M LTE极强的穿透性，它不仅可以弥补LTE信号在农村遥远地区的覆盖，未来在城市LTE信号覆盖上，也将带来极大的改善，这对于正在积极向NBIoT领域进军的中国电信无疑又添了一分胜算。后续各地市均可借鉴建设。
