摘" 要：近年来随着城市化进程加快，高层楼宇深度覆盖需求愈发强烈。对当前高层居民小区的主流覆盖方式进行了研究，主要以楼顶对打、楼顶宏站、周边宏站作为覆盖解决方案。但是由于高层楼宇分布密集、室内结构复杂，室内局部区域存在明显的弱覆盖，因此报告出当前主流方式覆盖能力不足的现状。同时对高层居民区物业进行了调查走访，楼顶天线施工受到阻碍较小，但地面天线施工会破坏路面、绿化带，因此地面施工阻碍较大，进一步导致局部区域的弱覆盖。基于以上问题，文章针对不同类型的居民区楼宇，结合3种传统覆盖方案与5种新型覆盖方案，进行覆盖方案组合应用，有效解决高层楼宇深度覆盖不足的问题。
关键词：高层楼宇；深度覆盖；覆盖方案组合
中图分类号：TN929.5" " 文献标识码：A" 文章编号：2096-4706（2024）09-0008-07
Exploration and Practice for High Buildings Deep Coverage Scheme
FENG Huiqiong1， WU Xiaokai1， ZHAO Guohua1， ZHAO Zhilin2， XIE Dong3
（1.Taiyuan Branch of China Mobile Communications Group Shanxi Co.， Ltd.， Taiyuan" 030000， China; 2.Huawei Technology Co.， Ltd.， Shenzhen" 518129， China; 3.Nanjing Ruiqing Technology Co.， Ltd.， Nanjing" 211300， China）
Abstract： In recent years， with the acceleration of urbanization， the demand of deep coverage for high building is increasing. This paper researches the mainstream coverage modes of high building areas， and the coverage solutions are mainly on rooftop spotlight， rooftop macro-site， and surrounding macro-site. However， high buildings are densely distributed， indoor structures are complex， and there is significant weak coverage in the local indoor areas. Therefore， the coverage capability of the current mainstream mode is insufficient. At the same time， the investigation and visit of the high buildings property shows that the construction of antennas on the roof of the building is less hindered， but the construction of antennas on the ground will damage the road surface and green belt. Therefore， it is difficult to carry out the construction of antennas on the ground， which further leads to weak coverage in some areas of high buildings. Based on the above problems， this paper combines 3 traditional coverage solutions and 5 new coverage solutions for different types of buildings to conduct the combined application of the coverage solutions， and effectively solves the problem of poor deep coverage of high buildings.
Keywords： high building; deep coverage; combination of coverage solution
0" 引" 言
当前无线通信的业务主要发生在室内场景。根据3G/4G/5G历史数据统计，室内覆盖区域面积约占整个移动通信覆盖区域总面积的20%，但是产生的业务量约占整体业务量的70% [1]。因此4/5G的室内深度覆盖好坏将是城市精品网络建设的关键点。
一般常城市常两种场景，分别为高楼场景和广场场景，其中高楼场景，要求无线信号有较好的覆盖，所以使用垂直面覆盖比较宽的波束，提升垂直覆盖范围。广场场景，要求无线信号范围内都有较好的接入信号，所以近点使用宽覆盖保证接入，远点使用窄波束，提升系统容量。一般高楼场景分为：高层楼宇场景、中层楼宇场景和低层楼宇场景；广场场景分为：聚集场景和空旷场景。高层楼宇为80米以上，中层楼宇为80～25米，低层楼宇为25米以下，根据典型场景的业务类别不一样，所涉及的波束权值、天线子波配置、水平波瓣宽度、宏站间距等[2]。本文主要针对解决高层楼宇场景。
对于楼栋较少的居民区以宏站覆盖为主；对于楼栋较多的高层居民，即使小区内部建设宏站，也容易因为楼栋密集和楼宇遮挡从而无法全覆盖。因此，高层居民区通常采用室分对打天线设置在高层楼宇顶部和底部对楼宇针对覆盖，但是底部天线部署受到物业阻碍严重，导致高层楼宇的部分楼层覆盖效果不佳。
1" 无线传播模型与天线覆盖能力分析
表1为通用对打天线（大张角天线、矩形波束天线）对应不同楼间距的有效覆盖高度和宽度。在实际方案制定过程中，可以通过现场勘察数据选择不同的天线[3]。
现有高层居民区，信号在穿过一栋砖混+玻璃墙和一栋砖混内墙之后，信号普遍已减弱至-100 dBm以下，楼间对打的天线背面房间出现弱覆盖比例较高[4]。因此在高层楼宇方案制定中，单纯的对打天线无法彻底解决楼宇深度覆盖问题，需要将不同天线方案进行组合覆盖以达到深覆盖的要求。
2" 传统覆盖方案局限性分析
1）楼顶对打局限性：仅能覆盖高层楼宇上15层、传统射灯天线垂直波瓣覆盖能力较差，兼顾垂直覆盖设计复杂：水平8波束在兼顾高楼覆盖场景下，需要减少水平波束，用于垂直覆盖，重新设计水平波束的个数、波束宽度、覆盖功率[5]。且E频段穿透能力相对弱。高层楼宇MR大数据统计：楼顶对打覆盖的高层楼宇（32层为例）覆盖率为88%，上15层的平均覆盖率92.17%，下15层平均覆盖率仅为85.42%。
2）楼顶宏站局限性：利用无线信号的穿透和绕射能力，使得室外站信号经过一定衰减后传播至室内，当室外站足够密、信号足够强时可实现一定程度的室内覆盖[6]，但是塔下黑、越区覆盖严重，距宏站较远的楼宇覆盖弱。
3）周边宏站局限性：传统宏站覆盖室内方案对于30米以上建筑的高层部分无法实现有效覆盖[7]，且无法对特定楼宇针对性覆盖。
3" 新型覆盖方案探索
传统的覆盖方案可在一定程度上解决居民区弱覆盖，但是局限性也很明显，在写字楼和居民小区等高层楼宇场景下，由于高层无线信号的传播方式更加复杂，高层建筑周边基站的信号通过直射、折射、绕射等方式进入室内，会对本就深度覆盖不足的高层室内叠加干扰[8]。本文针对各自的局限性探索出五种新型覆盖解决方案（如图1所示）：
1）针对传统楼顶对打垂直/水平波瓣能力较差的局限性，应对方案为部署新型楼宇天线。
2）针对传统楼顶对打E频段穿透能力较弱的局限性，应对方案为频段选型（FDD900/1800）。
3）针对传统楼顶对打仅能覆盖高层楼宇上15层的局限性，应对方案为部署灯箱基站。
4）针对传统楼顶宏站塔下黑、越区覆盖的局限性，应对方案为部署楼顶斜抱杆宏站。
5）针对传统周边宏站无法对特定楼宇覆盖的局限性，应对方案为部署EasyMacro。
1）新型楼宇天线。该方案优势：水平及垂直覆盖面大、更高的天线增益，更加适合间距较小、20层以上的高层。
2）频段选型（FDD900/FDD1800）。与原有TDD小区合路至同一天线，该方案优势：900/1 800 MHz可弥补E频段在室内的弱覆盖区域。
3）灯箱基站。该方案优势：良好的隐蔽性，可同步开展社区信息宣传，入场施工沟通容易；能安装在较合理的位置，对楼宇覆盖效果理想。
4）楼顶斜抱杆宏站。该方案优势：楼顶物业协调难度小、穿透性强；越区覆盖、塔下黑现象可控。
5）EasyMacro。该方案优势：补充覆盖边缘区域，物业协调难度小、施工难度小、穿透性强；EasyMacro垂直/水平波束可调且支持FD1800与5G。
4" 多种覆盖方案组合实践
实际居民区场景中，由于楼宇排列、楼间距、造型等特征，网络覆盖场景多种多样，如酒店、小区、购物中心等。这些场景本身特征不同，对4/5G业务需求也不同，因此不同场景4/5G网络规划设计存在差异性。从这些覆盖场景的空间特性上来讲，可以分垂直和水平两个空间维度[9]，因此单一方案无法满足室内深度覆盖需求。现基于现有3种传统覆盖方案结合5种新型覆盖，根据现场情况组合应用，如表2所示。
4.1" 楼顶斜抱杆宏站+EasyMacro方案举例
方案：利用楼顶斜抱杆宏站穿透性强的优势，在高层居民区的中央楼宇的楼顶建设楼顶斜抱杆宏站，同时利用EasyMacro波瓣灵活调整的特性，对楼顶斜抱杆宏站覆盖不到的边缘楼宇补充EasyMacro，提升边缘楼宇的深度覆盖，示例如图2所示。
效果：邮电双东小区在楼顶新建斜抱杆宏站解决深度覆盖不足，在较远楼宇处增加EasyMacro天线补充深度覆盖。方案执行后，整体覆盖率由85.26%提升至97.18%，用户家中整体覆盖提升约13 dB。
楼顶斜抱杆宏站+EasyMacro覆盖属于实践⑦⑧组合方案，适用场景：楼宇楼层20层以上；小区楼宇15栋左右；楼间距50米以内；周边宏站200米内无宏站；造价高。
4.2" 楼顶宏站+楼底对打（E频段）方案举例
方案：利用宏站穿透性强的优势，在高层居民区的中央楼宇楼顶建设宏站；同时在楼底增加对打天线，补充楼宇低楼层的深度覆盖，方案示例如图4所示。
效果：星河湾三号园小区宏站+楼底对打开通
后，低层楼宇的室内覆盖率由87.59%提升到93.23%，整体MR覆盖率由89.43%提升到97.76%。
宏站+楼底对打（E频段）覆盖属于太原移动实践②④组合方案，适用场景：楼宇楼层20层以上；小区楼宇10栋左右；楼间距50米以内；周边宏站200米内无宏站；造价中等。
4.3" 楼顶对打（E频段）+楼底灯箱基站方案举例
方案：楼顶建设射灯对打天线覆盖楼宇高楼层，楼底增设灯箱基站覆盖楼宇低楼层，方案示例如图6所示。
效果：丽泽佳苑楼顶对打（E频段）+楼底灯箱基站开通后小区室内覆盖率由85.52%提升至100%，平均电平由-92.19 dBm提升至-72.64 dBm，如图7所示。
楼顶对打（E频段）+楼底灯箱属于实践①⑥组合方案，适用场景：楼宇楼层20层以上；小区楼宇不限；楼间距50米以内；周边宏站200米内无宏站；造价高。
4.4" FDD900频段选型设备+新型楼宇天线方案举例
方案：新型楼宇天线提供更宽的垂直/水平波瓣，相比传统对打射灯覆盖面积更广。同时叠加FDD900频段弥补新型楼宇天线穿透力方面的不足，方案示例如图8所示。
效果：华润昆仑御43层超高层，FDD900频段选型设备+新型楼宇天线开通后，室内覆盖率由80.33%提升至93.75%，如图9所示。
FDD900频段选型设备+新型楼宇天线属于实践④⑤组合方案，适用场景：楼宇楼层20层以上；小区楼宇不限；楼间距50米以内；周边宏站200米内无宏站；造价低。
5" 多种覆盖方案组合推广
实际居民区场景中，单一方案无法满足室内深度覆盖需求。因此基于现有3种传统覆盖方案，结合5种新型覆盖补充解决方案，探索出51种组合方案，实现不同居民区场景的优质网络全覆盖。
1）中高层居民区（15层以上）楼宇，场景特点为高层楼宇楼层较高、穿透覆盖难度大，如果楼顶和楼底可实施、物业好协调。推荐使用的组合方案如表3所示。
2）中高层居民区（15层以上）楼宇，场景特点为高层楼宇楼层较高、穿透覆盖难度大，如果楼顶可实施、楼底不好实施，或物业难协调。推荐使用的组合方案如表4所示。
3）低层居民区（15层以下）楼宇，场景特点为采用砖墙结构、内部建筑结构相对简单、穿透覆盖难度小，如果楼顶和楼底可实施、物业好协调。推荐使用的组合方案如表5所示。
4）低层居民区（15层以下）楼宇，场景特点为采用砖墙结构、内部建筑结构相对简单、穿透覆盖难度小，如果楼顶可实施、楼底实施难度大、物业难协调。推荐使用的组合方案如表6所示。
5）别墅区/低层特殊造型楼宇，场景特点为楼层较低、建筑密度较高、间距极小，室内空间一般较大、穿透覆盖难度大，楼顶有造型或归私人所有、楼顶无法实施，如果楼底可实施，而且物业好协调。推荐使用的方案如表7所示。
6）别墅区/低层特殊造型楼宇，场景特点为楼层较低、建筑密度较高、间距极小，室内空间一般较大、穿透覆盖难度大，楼顶有造型或归私人所有、楼顶无法实施，如果楼底无法实施。推荐使用的方案如表8所示。
7）城中村居民区，场景特点中村建筑密度高、间距极小，“握手楼”普遍，楼内还存在“楼中楼”“墙中墙”“房中房”等复杂建筑结构，该类场景协调弹性较大。推荐使用的组合方案如表9所示。
6" 结" 论
本文组合了传统与新型高层楼宇的覆盖方式，对居民住宅小区的覆盖方案分场景进行分析，为室内覆盖建设提供了一些参考。后续在持续进行建设的同时，仍然需要对业务需求、施工难度、投资效益等综合分析。通过小区周边的宏基站，小区内新建灯箱站、楼底射灯，楼顶安装新型楼宇天线、EasyMacro、对打射灯、斜抱杆宏站等各种方式的组合应用，实现对居民住宅小区多层次立体覆盖。
参考文献：
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作者简介：冯慧琼（1982.11—），男，汉族，山西大同人，中级，硕士，研究方向：移动通信。
