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摘 要：随着4G用户数的逐渐增加，农村特别是封闭山区场景下4G网络覆盖能力不足的缺点逐渐显露，本文通过对实际网络建设优化工作中微站应用的试点与分析，总结了合理使用微站解决封闭山区覆盖空洞的建设方式及微站的主要应用场景，为后期的网络建设优化工作提供了有效的参考。
关键字：微站 山区空洞覆盖
0.前言
我国是一个多山的国家,山地面积占国家总面积的三分之一左右，目前有相当一部分人口居住在山区之中，同时山区对于军事方面具有重要意义，因此山区的无线通信变得尤其重要。但受自然条件的影响,山区地形变化起伏大，树木繁茂且地理环境复杂，对无线信号遮挡严重，移动通信建设、维护优化难度大，难以形成有效的连续覆盖，用户感知很差，且对居民的经济、生活带来诸多不便。如何解决山区尤其是封闭山区的连续覆盖问题，是当前运营商网络覆盖的一大挑战。
1．微站设备介绍
1、微站设备简介：
微站定位于宏站的补充，采用分布式多点位方式，以特定物业点为覆盖目标，单载波功率小于普通宏站，轻便而且布放简单，隐蔽性强，天线可根据实际情况集成内置或者外接，用以解决宏站的弱覆盖和容量不足问题。
现以ZTE 8912微站为例，该微站采用一体化设计，支持自带天线，体积小，集成度高，大容量和低功耗。
2、微站在山区覆盖中的优势：
（1）功率大、性能好：2*5W发射功率，贴近天线安装，进一步改善网络覆盖。
（2）集成天线、轻便、易安装：支持自带天线、真正的一体化基站、重量轻、已安装。
（3）绿色环保：采用高效功放技术，DPD+Doherty技术大幅提高功放效率，降低设备功耗。
（4）全IP架构，接口丰富：提供FE/GE接口方式和支持IP、微波和卫星等多种传输模式。
（5）宏站基站基本上是圆形覆盖，微站造价相对便宜，可以多个微站组织成多种覆盖形式。如“一”字型排开，可以覆盖十几至几十公里的路段。也可以组织成“L”型、“N”型和“M”型覆盖，特别适合于山区组网。
（6）微基站拥有完备的站点配套方案、“0”站址配电防护方案、全天候的站址条件、无需租站，能够达到最优化的站点资源配置。
2.场景验证
现以某市境内山区为例，该区属于山区地形，山区有军事训练基地，现新增用户较多，但是部队驻扎在山坳区域，树木较多且地理环境复杂，信号遮挡严重，用户感知很差。
1、覆盖环境：
一般在室外覆盖中信号弱覆盖或者空洞区域主要通过新建基站（宏站，直放站，微站等）方式解决。现根据用户投诉情况，选取用户最严重的区域进行现场试点解决。目前主要有以下几种解决方案
（1）宏站：
宏站由于设备功率大，覆盖距离相对较远，但宏站对塔桅等相关配套要求高，建设成本大。
（2）直放站：
直放站相比于宏站，建设方式比较灵活，但其本身不具备容量，无法增加系统容量，仅单纯增加周边宏站的覆盖面积。
（3）微站：
微站发身功率为5W，设备体积小，安装妙，如果安装位置理想，覆盖范围可达200m-300m左右。
2、用户需求分析：
根据现场勘查的情况，该区域4G用户约200人。
由于电信FDD-LTE基站均采用15M带宽，LTE宏站每扇区最大可接入用户数为1200个，直放站是宏站的信号中继，其最大用户数与宏站相同，微站接入用户数在600个左右。
3、用户感知：
15M带宽下宏站、直放站、微站的峰值下载速率均为100Mbps，上传峰值速率50Mbps，可以满足用户需求。
4、建设成本：
（1）宏站：一个3扇区的宏站设备材料成本在8W元左右、施工费用在6000元，如果需要新建铁塔，铁塔费用在20W元左右，总体费用更高。
（2）直放站：由于省公司目前没有招标采购LTE直放站，根据厂家提供的数据，直放站设备单价在2W元左右，天线在1300元左右，施工费用在5000元左右，总费用在26300元左右，但直放站新建需要新建铁塔和抱杆，总费用更高。
（3）微站：一个微站的价格在3W元左右，由于施工简单，不要新建铁塔和抱杆施工费用在1000元左右，总费用在3.1万左右。
5、方案分析
（1）该区域位于山区山坳范围，距离最近的基站铁塔在900m左右，一般LTE宏站在农村区域覆盖范围在800m左右，但是由于部队驻扎的区域四面环山且周边树木茂密，对信号遮挡严重，如果选用最近基站铁塔新建LTE扇区，难以覆盖到部队区域。
（2）如果在部队区域新建铁塔建设LTE宏站，首先由于地形原因没有合适的地点，其次建设周期很长，投入大，难以达到迅速解决覆盖，满足用户需求的效果。
（3）若采用直放站，因直放站不具备容量，无法提升系统容量，同时直放站下挂过多时对信源基站的底噪有抬升（大约在3db）,会使得信源基站的覆盖半径收缩，在与宏站RRU重叠覆盖区域存在速率不稳、传输时延。
6、方案实施
综合考虑建设成本、用户感知、快速部署等因素，采用现场电线杆上安装微站进行定向覆盖方式，迅速解决问题。
7、现场测试情况：
（1）天线正向覆盖情况：
根据现场测试数据分析，由于安装位置理想，微站的水平波瓣宽度在65度，垂直波瓣28度，业务态拉远测试该微站正向最远可以覆盖300m左右（RSRP：-105dbm）,边缘速率20Mbps左右，可以覆盖营区大部分范围，可以满足用户需求。
（2）天线背向覆盖情况：
由于微站自带天线，且具有方向性，天线背面，距离微站30m距离的室内测试RSRP在-106dbm左右，下载速率在5Mbps,弱于正向覆盖的边缘速率，但相比3G上网速率依然有很大改善。
8、测试下载速率：
经现场测试，在微站站点下测试，RSRP：-68dbm，SINR：23dbm，下载速率达到99Mbps左右，边缘速率约依然达到25Mbps左右。
3． 应用建议
微站不仅可有效解决封闭山区的网络覆盖问题，也适用于以下几种场景；
（1）住宅区的深度补充覆盖
住宅小区存在集中和密集情况，宏基站的定向辐射方式很难解决室内覆盖问题，居民物权意识和环保意识增强，宏站建设难度大。可采用微站对小区深度覆盖进行补充。
（2）室内外卖场覆盖
主要针对部分存在于几个宏站切换区，内部间隔较多，室内损耗较大的卖场。
（3）商业街巷覆盖
主要针对城市中心狭窄的街道、周围高层建筑区域、步行街附近，高流量区域、缺少传输资源区域。
4．结语
通过合理使用微站设备，可有效进行解决山区尤其是封闭山区覆盖盲点问题，且微站设备安装灵活，对机房配套要求较低，利于快速完成网络部署，同时有效节约配套投资及铁塔租金成本，降低建设成本。此外，微站还可有效解决住宅小区、室内卖场、狭窄街道的深度覆盖不足问题，是网络连续覆盖的有效补充建设手段，可充分应用在各场景网络建设中，提升建设效率。
参考文献
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[4] 佚名. 中兴通讯一体化微基站[J]. 通信世界, 2002(15):55-55.
论文作者:高琳辉, 王福生
论文发表刊物:《科技新时代》2018年5期
论文发表时间:2018/7/18
标签：基站论文; 山区论文; 速率论文; 区域论文; 天线论文; 铁塔论文; 用户论文; 《科技新时代》2018年5期论文;