发展异构网以满足LTE网络覆盖及容量需求的研究

陈 沛，陈 晓

（1.上海邮电设计咨询研究院有限公司，上海 200092；2.宁波华讯通信服务有限公司，浙江 宁波 315040）

1 科学化的小基站布局，发展异构网

异构网的架构是跨形态的不同形态组合成的网络结构。一般在网络建设过程中指的是狭义上的异构网，在同一制式内的形态下形成一种网络结构。目前的主要设备形态包括Pico和Fento等，发射功率一般在几十毫瓦到几瓦。通常可以将异构网中的设备叫做小基站，可分为瓦级小基站和毫瓦级小基站。结合目前的商用程度，无线通信设备都可以提供瓦级小基站的产品，发射功率一般为5 W，发射功率软件可以调整，而毫瓦级小基站的成熟度不高。典型的异构网结构中，小基站可以通过盲点热区与室内覆盖的方式实现精准覆盖，提高用户体验性，在城市居民区、CBD及城中村环境中比较适用。

2 发展异构网满足不同建设阶段的需求

LTE网络建设早期，主要以覆盖为主要建设方向。此时异构网主要是针对覆盖盲点进行设计，从室外覆盖到室内覆盖，并对部分难以覆盖的建设系统进行补盲[1]。随着业务的发展以及用户量的增加，会在网络建设后期进行容量建设。此时异构网需要满足数据热点区域的扩容需求，对容量要求比较高的室内进行覆盖。分析目前我国各运营商的LTE网络建设可知，其室内覆盖效果较好，但部分区域仍存在覆盖盲点，特别是大型住宅小区，覆盖严重不足，高层住宅也存在覆盖深度问题。因此，需要采用室内外协同的规划方案，以宏基站覆盖为基础，通过优化网络的方式来解决覆盖盲区的问题[2]。

3 发展异构网解决覆盖盲区的问题

3.1 人口密集的市区与城中村的覆盖

对于密集的城市市区与城中村，需要将低矮建筑楼顶和路灯杆等资源进行合理运用，建设瓦级小基站与定向天线，对覆盖盲区进行补充，以实现全面覆盖[3]。

3.2 高层住宅小区的覆盖

高层住宅小区一般都是混凝土框架式建设方法，因此都存在框架式的结构，属于塔楼的形式[4]。该类建筑中，塔楼的高度一般都在12层到35层，如果超过35层就属于超高楼层。LTE网络覆盖建设中，需要考虑好小区的建筑目的，不同档次的小区建筑密度不一样。对于高档小区，其建筑密度比较低，普通小区则建筑密度比较高，且每一层的住户也比较多[5]。室外基站很难保证在高层住宅小区中进行网络覆盖，特别是对高层与底层的覆盖，一般需要采用室内外协同的覆盖方案。可在室外的路灯杆等布置瓦级小电站，以解决小区低层与中高层住宅的室内覆盖问题。对于室内的覆盖盲区，可以考虑采用室分系统进行解决[6]。

3.3 大型场馆与交通枢纽的覆盖

大型场馆与交通枢纽属于比较开阔的空间，人流量比较大，且容量要求也比较高，无法布置室内分布系统，因此可以考虑将小基站作为深度覆盖的补充手段，根据室外覆盖的需求选用瓦级小基站与毫瓦级小基站[7]。对于室内覆盖，可以选用毫瓦级的小基站。覆盖中的主要难点是干扰与协同的问题。LTE网络小基站的部署对宏微边界区域的原来信号覆盖有着重要影响。一般通过建筑物的阻挡和覆盖范围的调整等方式降低干扰影响。改善容量过程中，宏基站与小基站之间会存在同频干扰，不同发射功率的上行链路不平衡或者是复杂的移动性管理，导致小基站的部署存在较大问题。为了解决干扰与协调的问题，需要引入ICIC增强技术，其中包括了时域eICIC在宏基站与小基站中的部分保护时隙的预留。在宏基站发射准空子帧过程中，仅需要发送CRS与SI的相关信息，就能降低子帧对小基站的干扰，但是这种方式只能使用支持R10以上的终端，并且要求宏基站与小基站时间同步[8]。

3.4 异构网的发展应用

分析异构网的产品发展发现，国内异构网建设一般有三种应用方式。第一，将小基站作为宏基站的一种补充部署，以改善覆盖弱区和覆盖盲点，提高信号覆盖质量。第二，将小基站布置在LTE网络中，宏微边界区域在原有的宏基站信号覆盖上会存在一定影响，导致SINR降低，从而影响网络体验。目前还没有成熟商用宏微干扰协调技术，需要采用建筑物遮挡和调整覆盖范围的方式进行规避干扰[9]。第三，3GPP标准下，针对异构网的特性进行研究，有助于异构网组网的实现，也可以很好地解决小区重选与切换等移动性管理问题。小基站一般可以分为瓦级小基站和毫瓦级小基站，瓦级小基站的范围在1～10 W，主要设备形态为一体化小基站；毫瓦级小基站的范围在50～250 mW，主要设备形态为小型RRU。

4 结 论

国内三大运营商正在全面铺开LTE网络建设，在城区、城中村及住宅小区中广泛运用LTE异构网设备，有效解决了传统宏基站建设中网络覆盖不全面问题。