精品案例通过劈裂天线+4T4R解决高容量实现成本节约Word文档下载推荐.docx

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【摘要】当今，运营商的网络频谱越发紧张，如何利用现有的资源提升网路容量已经成为所有运营商的重点任务。

在现有4G网络已无法满足用户容量需求的大前提下，采用双频4T4R（1.8G+2.1G）一体化RRU，结合定制的四端口劈裂天线，从而实现一个双频4T4R模块开通4个小区，该方案采用独有算法降低覆盖重叠区干扰，实现站址及频谱的充分利用，达到现网1.8倍的容量增益，能够有效缓解口碑场景的容量压力；

LTE多扇区是一个RF解决方案，通过扇区分裂技术，采用窄波束高增益天线提升网络覆盖；

通过小区分裂技术，增加小区数目从而增加网络空口容量。

【关键字】劈裂天线、4T4R、频谱效率、CQI

【业务类别】基础维护

一、问题描述

合肥工业大学翡翠湖校区

合肥工业大学翡翠湖校区是合肥工业大学四大校区之一，位于合肥经济技术开发区西南部的翡翠湖畔，为丹霞路、翡翠路、环湖路所环绕，占地1500亩，在校学生人数约为1.5万，校内有教学楼、图书馆、生活区和体育馆等。

大学城基站位于学校正中间且在教学楼顶上，由于学校内教学楼均未做室内覆盖，导致此基站长时间高负荷影响业务感知。

图1：

合肥工业大学翡翠湖校区平面图

图2：

合肥工业大学翡翠湖校区大学城基站位置图

表1：

大学城基站工参

二、分析过程

安徽电信定义4G网络扩容标准：

基于用户感知和业务模型，关联流量、用户数、资源利用率三个维度，且每周7天自忙时累计次数大于等于3次。

如下：

图3：

扩容标准

合肥工业大学翡翠湖校区

◆下行PRB利用率

大学城基站1.8G+2.1G共6个小区均在多个时间段小区下行PRB利用率均超过95%，站点忙时平均PRB利用率达到92.3%。

图4：

大学城下行PRB利用率

◆流量

大学城基站1.8G+2.1G共6个小区均在多个时间段小区流量大于6GB或8GB。

图5：

大学城流量

◆小区内平均用户数

大学城基站1.8G+2.1G共6个小区均在多个时间段小区内平均用户数大于40。

图6：

大学城小区内平均用户数

三、解决措施

3.1整体思路

在现有4G网络已无法满足用户容量需求的大前提下，采用双频4T4R（1.8G+2.1G）一体化RRU，结合定制的四端口劈裂天线，从而实现一个双频4T4R模块开通4个小区，该方案采用独有算法降低覆盖重叠区干扰，实现站址及频谱的充分利用，实现超现网2倍的容量增益，有效缓解口碑场景的容量压力。

图7：

LTE扇区分裂

LTE多扇区可以分裂为4、5、6扇区甚至更多扇区，是一种有效提升网络覆盖和容量的扩容解决方案之一。

覆盖增益：

劈裂天线的天线增益（约19.5dBi）明显大于普通3扇区天线增益（18dBi），从而能够获得一定的覆盖增益。

图8：

劈裂天线增益

容量增益：

从小区数来看，LTE多扇区相比普通3扇区增加了小区数目，如6扇区相比3扇区增加了一倍的小区数目，空口资源加倍，从而能够获得容量增益。

图9：

2T6S解决方案示意图

3.2方案部署场景

2T6S选站原则如下：

1忙时平均PRB利用率≥70%，且用户体验速率≤5Mbps（具体参考各局点扩容标准）。

2站点容量长期受到压抑。

3交叠区用户比例（劈裂后新增交叠区用户与整个区域所有用户的比例）≤20%。

4左右劈裂波束用户分布尽量均衡，左波束占整体比例[0.3,0.7]。

5劈裂前扇区间方位角的夹角≥90度。

6尽量避开特殊场景（如高铁、高速公路）。

图10：

2T6S部署场景说明

3.3设备组网改造

硬件上，采用3个宽频4T4RRRU（RRU5501）替换原先2T4R单频1.8G部署2T6S。

具体硬件方案为2块基带板（UBBPd6）+3个宽频4T4RRRU模块+3个4端口劈裂天线。

图11：

改造前组网拓扑图

图12：

单扇区改造后网络拓扑图

3.4合肥工业大学翡翠湖校区改造结果

3.4.1性能效果评估

对比扇区劈裂方案实施前后,频谱效率提升明显，在PRB利用率70%（高校扩容门限）时候提升至1.8倍；

小区吞吐量提升幅度38.1%；

小区用户数提升幅度11.5%；

用户平均吞吐率提升幅度15.1%；

CQI均值由9.9降低至9.5，下降幅度4.0%，属于正常情况。

结论：

合肥工业大学翡翠湖校区场景，容量及用户感知均有提升，适合应用劈裂天线+4T4R方案。

注：

劈裂前后性能指标时间段为20190520-20190526，20190613-20190619。

v频谱效率

下行PRB利用率70%时，改造后流量提升至1.8倍，如下图所示：

图13：

下行PRB利用率VS流量关系图

v用户数VS流量

劈裂前后在用户数小于200时，对应流量未发生明显变化。

在用户数大于200时，劈裂后的流量逐渐升高，当用户数达到680（用户较集中区域）时，对应流量从400Gb提升到480Gb，提升幅度20%。

如下图所示：

图14：

用户数VS流量

v体验速率VS流量

用户感知速率有轻微提升，在体验速率5000kbps时，劈裂前后流量由350Gb提升到440Gb,提升幅度25.71%。

图15：

体验速率VS流量

v日均单站下行吞吐量

劈裂前后日均单站下行吞吐量由478GB上升到659.9GB，提升幅度38.1%，如下图所示：

图16：

日均单站下行吞吐量图

v日均单站平均用户数

劈裂前后日均单站用户数由5384上升到6004，提升幅度11.5%。

图17：

日均单站平均用户数图

v用户平均下行吞吐率

劈裂前后用户平均下行吞吐率由11.27mbps上升到12.98mbps，提升幅度15.1%。

图18：

用户平均下行吞吐率图

vCQI均值

由于同方向扇区数增加，劈裂前后CQI均值分别为9.9和9.5，下降幅度4.0%，如下图所示：

图19：

CQI均值图

3.4.2室外路测评估

3.4.2.1L1.8GDT闲时锁频测试

RSRP劈裂前后平均分别为-78.85dBm和-77.56dBm，增益1.29dB，提升幅度1.64%。

SINR劈裂前后分别为15.09dBm与14.54dBm，增益-0.55，降低幅度3.64%。

表2：

L1.8GDT锁频测试指标

场景

ServingRSRP（dBm）

ServingSINR（dB）

DT-1.8G-劈裂前

-78.85

15.09

DT-1.8G-劈裂后

-77.56

14.54

增益平均值

↑1.29

↓0.55

增益百分比

↑1.64%

↓3.64%

劈裂前（1.8G-RSRP）

劈裂后（1.8G-RSRP）

劈裂前（1.8G-SINR）

劈裂后（1.8G-SINR）

图20：

RSRP/SINR

3.4.2.2L2.1GDT闲时锁频测试

RSRP劈裂前后平均分别为-77.76dBm和-76.95dBm，增益0.81dB，提升幅度1.04%。

SINR劈裂前后分别为17.63dBm与16.95dBm，增益-0.68，降低幅度3.86%。

表3：

L2.1GDT锁频测试指标

DT-2.1G-劈裂前

-77.76

17.63

DT-2.1G-劈裂后

-76.95

16.95

↑0.81

↓0.68

↑1.04%

↓3.86%

劈裂前（2.1G-RSRP）

劈裂后（2.1G-RSRP）

劈裂前（2.1G-SINR）

劈裂后（2.1G-SINR）

图21：

四、经验总结

LTE多扇区解决方案主要应用于容量提升场景、同时可兼顾提升覆盖，推荐应用场景：

以容量需求为主的复杂密集城区（CDU），容量长期压抑、深度覆盖有提升需求的密集城区及普通城区。

“劈裂天线+4T4R”相对于传统的“新建站”，极大提升了频谱效率（测试效果达到180%），同时提升了用户感知，并且降低了施工难度，缩减了施工成本。

LTE多扇区提升容量方案有如下优势：

⏹不需要新增站址、不需要新增频谱

⏹站点改造周期短、硬件投资成本低

⏹频谱效率提升明显，相对于改造前达到1.8倍

采用高性能的劈裂天线，提升覆盖半径或深度覆盖，显著提升上下行空口容量，且经过试点验证，其网络KPI影响可控。