提升县级市无线覆盖技术研究

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LTE网络具有峰值速率高、低时延、高清的语音质量等优势,随着我国经济的飞速发展,LTE网络的应用更加普及,用户规模日益增大。而良好的覆盖环境,是决定市场发展,用户感知的重要因素。我国LTE网络覆盖在城市场景中已经能够满足用户的日常需求,但县城区域LTE网络覆盖相比城市场景存在基站间距离大,连续覆盖不足的状况。弱覆盖区域的用户更容易出现掉话,语音通话不清晰,上网速率慢等问题,严重影响用户感知。而我省县城场景面临基站投资有限、用户分布稀疏、施工建设难度大等诸多困难,无法通过小规模的基站建设达到快速提升覆盖的目的;同时由于县城未配备网络优化人员和测试设备,无法完成大规模的道路测试和天馈调整工作,常用提升覆盖的手段在县城场景无法广泛应用。因此,如何快速、有效的提升县城整体覆盖是本文的主要研究内容。本文首先从LTE网络基础相关知识入手,对多址接入、MIMO、AMC链路自适应等主要的关键技术进行相关研究。明确了影响TD-LTE网络的最大覆盖能力的因素,分析了TD-LTE网络信号从发射端到接收端过程中存在的各种增益及损耗,找出可行性方法用来提升接收端功率,以确保满足接收端的性能要求。明确了覆盖水平的评估标准,根据MR覆盖率来评估单站和整体网络的覆盖效果。对弱覆盖区域的定位方法进行了详细说明,介绍了CQT/ATU等现场测试的方法及优缺点。对于单站或投诉区域网络覆盖的问题定位,通过现场测试的方法判断弱覆盖区域更为准确和有效;对于整体网络覆盖的问题定位,通过多轮的测试则会消耗大量的时间和人力成本,因此采用MR与地理栅格相结合的方法更为合理。通过基于MR数据的地理化栅格,可在地图上直观呈现弱覆盖区域,作为分析和输出解决方案的辅助手段。最后,从提升单站覆盖能力的角度出发,提出了解决县城场景连续覆盖不足的几种方法:(1)RS功率挖掘是一种较为常用且有效的提升覆盖的方法,通过增强发射端参考信号功率达到提升下行覆盖的效果。(2)双流合并通过将双流改为单流的方式,同样可以产生发射功率加倍,增强覆盖的效果。但受制于天线类型,适用于容量需求较小,但覆盖需求较大的场景。(3)无损天线权值的修改,使得天线主瓣和旁瓣的波束一致性更好,波束权值损耗更低,可以达到实际天线增益提高的效果。(4)扇区软劈裂是通过6扇区权值的设置,将三个扇区的覆盖角度变成六个扇区的覆盖角度,这样大大增加了其覆盖的面积,并且无需硬件的安装,可以快速有效的提升覆盖能力,适用于在基站其他方向有覆盖需求的扩容小区。本文通过单点验证和区域验证,对以上四种方法的原理、提升效果、适用条件及容易出现的负面影响进行了总结归纳。这些方法的实施,使本市县城的覆盖水平有了明显得提升,同时吸收了更多的用户,带来了经济效益。
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