LTE小区室外覆盖建设指导意见
一、概述
LTE用户主要集中在室内,对于室外宏站深度覆盖不足的有价值住宅小区,有必要加强小区室内覆盖。考虑到传统室分仅在楼道公共区域布点或建设困难,无法有效覆盖房间内用
户,因此,建议采取室外覆盖室内的方式解决住宅小区深度覆盖问题。
二、小区覆盖建设方案建议
2.1小区场景分类及解决方案建议
住宅小区根据楼宇建筑特点一般可以分为四类场景,如下:
(1)低层住宅小区:此类住宅小区一般建设时期较早,楼宇多为6~8层建筑,楼体穿透损 耗较小,楼宇结构以板楼为主,主要靠室外宏站覆盖,考虑宏站间距与遮挡采用室
外分布系统或微基站进行局部补盲;
(2)中高层住宅小区:此类住宅小区的楼宇多为10~20层,楼体穿透损耗较大,楼宇结构 有板楼和塔楼两种,建议采用室外分布系统与室外宏站相结合的方案;
(3)高层及超高层住宅楼:此类住宅小区的楼宇多为20层以上,楼体穿透损耗较大,楼 宇结构以塔楼为主,室外宏站一般很难有效覆盖高层,可考虑上下分层组网,低层
仍以宏站覆盖为主,室外采用地面或低矮楼宇架设美化天线上仰角(覆盖低层)+楼顶天线高层互打(覆盖中高层)+挂墙天线的覆盖方式,需慎重选取天线类型,严格控制覆盖范围,;
(4)高低层混合型住宅小区:此类住宅小区由低层楼宇和高层楼宇组成,楼体穿透损耗 较大,建议结合楼宇分布特点灵活采用室外分布系统或室外引出覆盖方案。
2.2信源配置建议
LTE小区室外覆盖信源建议采用BBU+RRU、RRU拉远或微基站,频段优选支持1.8GHz,在干扰无法协调时考虑采用2.1GHz。具体应用及配置建议如下:
信源类型 | 应用场景 | nTnR及发射功率 | PCI配置 | 设备安装位置 | 天线 | 传输要求 |
BBU+RRU | 应用在弱覆盖 楼宇较多或结 构较复杂楼宇 | 2T2R ,20W*2 | RRU优选 同PCI(如 RRU数量 | BBU安装 于竖井或 机 房,RRU | 外接天线 | 只需在BBU 侧新建 IPRAN 传 |
信源类型 | 应用场景 | nTnR及发 射功率 | PCI配置 | 设备安装位置 | 天线 | 传输要求 |
| 的住宅小区,兼 顾小区道路覆 盖 | | 过多,则结 合楼于分 布均匀设 置不同PCI 覆盖范 围) | 安装于楼 顶或靠近 楼顶竖井 或灯杆上 | | 输,RRU与 BBU间光缆 直连 |
RRU拉远 | 应用在弱覆盖 小区周边具备 高度、位置合适 的现网室分楼 | 2T2R ,20W*2 | 宏站拉远 时RRU优 选配 | RRU安装 于楼顶或 靠近 楼顶 竖井 | 外接天线 | 需新建RRU 与BBU间直连光缆, IPRAN传输 在上联站解 决 |
宇或宏站,且可 满足覆盖要求 的场景 | ||||||
微基站 | 应用在楼宇低 层局部弱覆盖 或个别楼宇弱 覆盖及道路局 部弱覆盖区域 | 2T2R,5W*2 | 异PCI | 楼顶或灯 杆上 | 内置 | 每处均需新建IPRAN传 输 |
说明:应用微基站时,建议挂高控制在5-20米,道路场景覆盖距离150m左右,楼宇场景弱覆盖要求楼体穿透损耗较小(信号仅考虑穿透一堵墙)。
2.3室外对室内覆盖能力分析针对室外分布系统安装于楼顶或外墙互打方案进行覆盖预测。 ⑴设定居民区为整齐排列的板状楼宇,纵深10-15m,楼高分别为18米、30米、45米、60米,楼间距分别为30米、50米、80米;
⑵采用双极化射灯天线,水平和垂直波束宽度为30度,天线增益为14.5dBi,射灯天线安装在小区内部楼宇楼顶或外墙,天线对打覆盖对面楼宇;
(3)通过不同的下倾角设置,计算一面双极化天线在不同楼间距,估算对住宅楼全楼的覆盖情况。
场景和实际测试数据进行修正):
COST231-Hata模型参数 | 数值 |
K1 | 46.3 |
K2 | 33.9 |
K3 | 13.82 |
K4 | 44.9 |
K5 | 6.55 |
f (频段) | 1800 |
d (距离km) | 0.05 |
H (天线挂高m) | 30 |
路径损耗计算 | 数值 |
Lu1=K1 + K2log(f)-K3log(H) | 136.239922 |
Lu2=K4 - K5log(d) | 53.4217465 |
Lu=Lu1+Lu2log(d) | 66.7366276 |
aHm=-4.97(密集城区) | -4.97 |
cm=3(密集城区) | 3 |
pathloss=Lu-aHm+cm | 89.7066276 |
接收电平计算 | 数值 |
Tx天线增益(dBi) | 14.5 |
RS功率(dBm,考虑天线个数与损耗需要适当修 | 15.2 |
正)室外接收电平(至楼宇外墙) | -60.0066276 |
参数及计算数值如下(实际路损建议根据覆盖
|
测算结果如下:
(1)水平覆盖楼宇宽度:
覆盖楼宇长度(水平波瓣30°,增益为14.5dBi):根据楼间距计算一面双极化天
线的覆盖长度,再根据楼宇实际长度预估需要安装的天线数量,可考虑30%的旁瓣覆盖余量(楼间距较大时信号衰减严重,不建议考虑旁瓣覆盖)
住宅楼水平覆盖情况 | 30M楼间距 | 50M楼间距 | 80M楼间距 |
水平覆盖长度(不考虑旁瓣时) | 16m | 27m | 43m |
水平覆盖长度(考虑旁瓣时) | 21m | 35m | |
室外接收电平(至楼宇外墙) | -48dBm | -60dBm | -71dBm |
室内接收电平(穿透损耗25dB) | -73dBm | -85dBm | -96dBm |
信号穿透楼宇能力(楼宇厚度) | W 30m | / | / |
>同理,换成一面双极化板状天线时,覆盖楼宇长度(水平波瓣60°,增益为11dBi):
根据楼间距计算一面双极化天线的覆盖长度,再根据楼宇实际长度预估需要安装的
天线数量(水平宽波瓣天线增益较低,楼间距较大时信号衰减严重,不建议采用)
住宅楼水平覆盖情况 | 30m楼间距 | 50m楼间距 | 80m楼间距 |
水平覆盖长度(不考虑旁瓣时) | 34m | 58m | |
室外接收电平(至楼宇外墙) | -52dBm | -64dBm | -74dBm |
室外接收电平(穿透损耗25dB) | -77dBm | -89dBm | -99dBm |
信号穿透楼宇能力(楼宇厚度) | W 20m | / | / |
(2)垂直覆盖楼宇高度:
> 6层住宅楼:优先建议宏站覆盖,由于遮挡宏站无法深度覆盖的楼宇可考虑室外分
布系统或小区拉远,楼间距30m时,下倾角15°可满足整栋楼的覆盖;楼间距大于 30米时,为控制
主瓣覆盖范围避免信号外泄,建议下倾角最小值不得低于15°
6层住宅楼(18m) 住宅楼垂直覆盖情况 | 30m楼间距 |
上-3dB点 | 18m (F6) |
主瓣 | 10m (F3) |
下-3dB点 | 1m (F1) |
> | 10层住宅楼:楼间距50m时,下倾角15°可满足整栋楼的覆盖;楼间距大于50 |
米时,为控制主瓣覆盖范围避免信号外泄,建议下倾角最小值不得低于15°
10层住宅楼(30m) 住宅楼垂直覆盖情况 | 30m楼间距 | 50m楼间距 |
上-3dB点 | 22m (F7) | 30m (F10) |
主瓣 | 13m (F4) | 17m (F6) |
下-3dB点 | 0m (F1) | 1m (F1) |
> 15层住宅楼:楼间距80m时,下倾角15°可满足整栋楼的覆盖,但信号衰减较严
15层住宅楼(45m)住宅楼垂直覆盖 情况 |
角,可以覆盖 F1-F10) | 30m楼间距 | 50m楼间距 | 50m楼间距 | 80m楼间距 | ||
上-3dB点 | 31m (F10) | 45m (F15) | 34m (F11) | 45m (F15) | 45m (F15) | ||
主瓣 | 20m (F7) | 37m (F12) | 20m (F6) | 31m (F10) | 24m (F8) | ||
下-3dB点 | 2m (Fl) | 20m (F7) | 0m (Fl) | 16m (F6) | 0m (F1) |
20层住宅楼:楼顶或外墙挂设天线主要覆盖中低层,利用上旁瓣补充高层完成整栋楼宇的覆盖
20层住宅楼 (60m)住宅楼 垂直覆盖情况 | 30m楼间距 | 30m楼间距 | 50m楼间距 | 50m楼间距 | 80m楼间距 | 80m楼间距 |
上-3dB点 | 39m (F13) | 60m (F20) | 42m (F14) | 60m (F20) | 50m (F17) | 60m (F20) |
主瓣 | 24m (F8) | 52m (F17) | 25m (F8) | 47m (F16) | 28m (F9) | 39m (F13) |
下-3dB点 | 0m (F1) | 35m (F14) | 0m (F1) | 31m (F11) | 0m (F1) | 14m (F5) |
2.4小区覆盖方案建议总结
(1)信源类型有BBU+RRU、RRU拉远和微基站三种,应根据实际场景灵活采用小区室外分布、室分引出、宏站 RRU拉远、微基站或多种组合方式;
(2)对于10层以下的楼宇,建议在楼顶安装天线,下倾角不宜低于15°,可对全楼进行覆盖; (3)对于10-20层的楼宇,垂直覆盖建议在楼顶安装天线,利用上波瓣覆盖高层,在15°基础上适当下调下倾角,补充低层楼宇的覆盖;
(4)对于高于20层的超高楼宇,垂直覆盖建议安装两层天线,在楼体外墙挂设天线覆盖中高层+地面天线上仰覆盖低层或在低层楼宇顶上架设天线上仰;
(5)覆盖目标楼体宽度建议大于天线水平覆盖范围,避免在小区外侧靠近主路的楼宇安装天线点信号以防止信号外泄;
(6)板楼间距在50米内的,根据楼宇水平宽度,建议优选双极化板状天线;板楼间距大于 50米的,建议优选高增益的双极化射灯天线;塔楼建议优选双极化射灯天线;
(7)楼间距在30米内时,对楼宇厚度在30米内的,建议采取楼宇单面天线对打方式覆盖,降低工程造价;楼间距超过30米时,建议采取楼宇双面天线对打方式覆盖;
(8)天线点安装高度不高于覆盖目标楼宇的高度,采用大下倾角避免信号外泄
(9) 宜在小区相对中心位置选择合适楼宇或灯杆架设天线点,尽量避免在楼间穿馈线,在
满足覆盖要求下,因地制宜尽量减少架设天线楼宇或灯杆,降低工程建设难度和造价;
(10)覆盖情况计算结果为主瓣最佳覆盖范围,实际安装时可考虑旁瓣覆盖补充部分信号,或采用分层覆盖方案,但随楼间距与楼高的增大电平强度存在不同程度衰减。为保证信号覆盖强度,建议单个RRU采用功分方式外接不超过2付双极化天线。
2.5典型场景方案举例
(1)低层、中高层小区天线安装点示意图如下注:此场景下如靠近道路侧高层楼宇距离宏站300米以内,建议取消在道路侧高层楼宇设置天线点。
平面图立面图
(2)高层及超高层小区天线安装点示意图如下:
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平面图 | 立面图 |
(3)高低层混合型小区天线安装点示意图如
下:
附录:天线选型
天线电气指标如下:
指标 | 京信双极化射灯 | 虹信双极化射灯 | 单极化射灯 | 单极化板状天线 | 双极化板状天线 |
工作频率(MHZ) | 1710~2690 | 1710~2700 | 820-960/1710-2500 | 1710~2690 | 1710~2690 |
增益(dBi) | 14.0 | 14.5 | 8/10 | 8/11 | 8/11 |
水平波瓣宽度(° ) | 32±4 | 32±4 | 65°〜 | 60° | 30° ~60° |
垂直波瓣宽度(° ) | 30±4 | 34±4 | 75。58。59° 〜 | 10° ~30° | 10° ~30° |
极化方式 | ±45。交叉极化 | ±45。交叉极化 | 68垂直极花〜 | 垂直极化 | ±45。交叉极化 |
隔离度(dB) | 三26 | 三23 | 不涉及 | | |
前后比(dB) | 三23 | 三23 | 18~22dB | | |
接口形式 | 7/16DIN -Female | N -Female | N-Female | | |
功率容量(W) | 200W | 200W | 50W | 100W | 100W |
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