解决住宅小区TD-LTE网络深度覆盖方案研究

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解决住宅小区TD-LTE网络深度覆盖方案研究
西南林业大学 王晓艳
昆明铁道职业技术学院 徐高魁
本文在分析当前我国住宅小区TD-LTE 网络覆盖存在的问题的基础上，提出了链路预算结果指导TD-LTE 网络深在住宅小区度覆盖方案的设计。

并依据我国住宅小区当前网络覆盖存在的问题的基础上，针对性的提出了普通住宅小区和高层住宅小区实现TD-LTE 网络深度覆盖的策略。

随着我国城市建设的速度不断加快，在各大、中、小型城市中的建筑物的密度越来越大。

对于大量使用移动通信设备的用户，由于在城市密集度较高的区域居住或者办公，导致其手机或者其他移动设备出现信号弱，甚至只出现移动设备无信号现象，从而直接影响了手机及移动设备用户的网络使用的体验感。

据相关统计数据表明，绝大数的通话及其他网络信号业务均发生在室内建筑内，其中半数以上的需求是来自普通住宅小区的。

但是，在实际应用过程中，由于TD-LTE 相关的业务对信号的质量要求较高。

故，当前急需解决住宅小区TD-LTE 网络深度覆盖的问题，从而提升用户使用的体验感，进而提升移动通信的竞争力。

1 当前住宅小区TD-LTE网络覆盖现状研究
1.1 不同类别小区的覆盖难点
根据我国住宅小区的特点，可以将其划分为低层住宅小区和高层住宅小区。

（1）低层住宅小区又可以分为老式居民小区和别墅等类型的住宅。

对于老式居民小区而言，其建筑均采用砖混结构，信号的在其中的传递过程中损耗较小。

而且，老式居民小区内的人群密度相对较低，不存在地下车库及电梯等信号盲区。

但是，TD-LTE 网络在老式居民小区覆盖的难点在于选址困难。

对于别墅等类型的高档底层住宅小区，用户对TD-LTE 网络的质量要求较高，鉴于此类小区人们对小区环境及相关环保要求，在此类小区内无法搭建基站。

对于高层住宅小区而言，一般指在20层以上的住宅小区。

在此类小区内，人口及建筑物的密度均相对较大，且小区建筑物均采用钢筋混凝土结构，信号在传递过程中的损耗较大。

除此之外，在此类小区内存在有大量地下车库、电梯等信号盲区。

而且，随着人们对辐射的恐惧感越来越大，在高层小区内搭建基站也相对困难。

1.2 TD-LTE网络覆盖特性研究
TD-LTE 网络覆盖具有灵活的特点，也就是说TD-LTE 可以根据现场的实际实际情况及不同的需求进行针对性的网络覆盖。

根据即将覆盖的小区的特点，基于链路预算分析确定其是否能够满足该小区的需求。

理论上，通过链路预算分析得出最大的路径损耗，在此基础上得出了TD-LTE 在该小区内的最大覆盖半径。

计算公式如下：
（1）
其中：对于中小型城市而言，
；对
于大城市而言，
；对于
的情况，取。

对于城市中心而言，取；对于城市而言，取
；对于
郊区而言，取
；对于农村而言，取。

此外，在式（1）中，hre 代表系统基站的有效高度；hte 代表用户移动天线的有效高度；d 代表系统基站与用户移动天线之间的水平距离。

由于在高层住宅小区中的信号传统建筑间的能量损耗较大，基于式（1）的计算可知，在TD-LTE 网络在普通住宅小区的覆盖半径在210米到260米之间，且基站与基站之间的距离在400米左右。

1.3 住宅小区覆盖方式概述
经统计数据表明，我国当前TD-LTE 网络覆盖主要包括以下三种策略，分别为：室内分布系统、室外分布系统以及室外基站覆盖。

各个覆盖方式的特性具体阐述如下：
（1）所谓室内分布系统是基于室内天线分布系统将基站系统的信号平等的分布于室内的各个角落中，进而确保用户能够在室内的各个角落都能体验到最佳的信号。

室内分布系统主要应用于一些封闭性较好的场所，包括电梯、地下车库等地点。

然而，在实际应用中只能将室内天线放置于弱电井内。

但是，对于一部分建筑物而言由于其对信号的穿透损耗非常大，使得室内分布系统无法实现深度覆盖。

此外，室内分布系统的运行成本相对较大。

（2）所谓室外分布系统指的是在住宅小区中的路灯杆、仿真植物等物品上放置外观较好的天线，从而实现对周边建筑物的信号覆盖。

（3）所谓室外基站覆盖指的是，基于建筑周边的基站或者射频拉远基站、对现有基站角度的调整等措施实现对周边建筑的信号覆盖。

值得注意的，室外基站覆盖方案受距离的制约因素很大。

2 TD-LTE在住宅小区深度覆盖所需依据的原则
任何工作的开展不仅需要强硬的技术做支撑，还需要有效、可行的管理方法做引导。

TD-LTE 网络在住宅小区的深度覆盖同样需要有效、可行的原则做管理支撑，使得上层操作人员充分认识到TD-LTE 网络在住宅小区深度覆盖的重要性以及从各个方面保证TD-LTE 网络深度覆盖住宅小区的执行效率。

（1）首先，TD-LTE 网络在住宅小区实现深度覆盖需保证具有一定的科学性，即该项方案在适合该小区的特点，能够充分发挥其深度覆盖的优势特性。

任何事物只有从科学的角度出发才能够从根本上解决问题。

TD-LTE 网络的深度覆盖也不例外，需要从与TD-LTE 网络的相关内容、技术指标以及具体功能进行全面的了解和分析，使得所TD-LTE 网路能够充分发挥其深度覆盖的要求和目的。

只有在科学的指导原则下，并在现有技术水平和操作水平的直接实施上，保证深度覆盖的方案能够保证TD-LTE 网络科学、高效的完成其使命和任务。

（2）其次，TD-LTE 网络在住宅小区实行深度覆盖需保证该方案具有一定实用性。

由于TD-LTE 网络的种类众多，其与其相关的信息和内容也非常多。

为了与这一现实情况进行匹配，需要从根本
基金项目：教育厅基金（05000/516044）资助。

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意义上深度覆盖方案能够在TD-LTE网络中切实可行基础上，保证其具有一定的实用性。

鉴于上述因素，就需保证在深度覆盖方案应用于TD-LTE网络技术中时剔除一些不必要的环节和内容，避免这些不必要的环节和内容制约深度覆盖方案在TD-LTE网络中应用和推广。

故，与深度覆盖相关的内容及技术必须保证其能够进行简化处理，从而降低操作人员的实施难度，提高操作人员的效率，保证TD-LTE网络在深度覆盖操作中在规定的时间内完成任务，以现有的技术水平创造最大化的收益和效果。

3 住宅小区TD-LTE网络深度覆盖策略及实例说明
3.1 普通住宅小区TD-LTE网络深度覆盖策略
为了解决普通住宅小区低层信号差、高层信号弱的目的，本文从两个方面提出了深度覆盖策略。

（1）针对别墅类的低层住宅小区，可以在小区内以前的位置搭建BBU+RRU的分布式宏基站。

但是，在实际规划中需综合考虑TD-LTE的覆盖半径及容量的大小，并通过走访合理布置基站的位置，使得各个基站的之间的距离保持在300米到400米之间，避免基站之间的相互干扰或信号较弱的问题出现。

结合以往经验，在此类小区天线一般均架设于楼房的顶层，且其倾角保持在一定范围内，从而实现对整个小区的全覆盖。

（2）针对小区面积较大的住宅小区可以采用在射频拉远或者微基站的基础上搭建室外分布式系统，实现室外覆盖室内的目的。

此外，为了减小天线的损耗，采用多天线、低功率的原则布置天线。

保证在每栋建筑物中均能看到天线。

3.2 高层住宅小区TD-LTE网络深度覆盖策略
针对在高层住宅小区内，随着楼层的增加其信号质量在不断减小，本文提出如下深度覆盖策略。

（1）在高层住宅小区内也能够搭建BBU+RRU的分布式宏基站，与普通住宅小区不同的是：高层住宅小区通常采用室外射灯天线以及其他天线实现建筑物与建筑物之间的覆盖。

此外，在高层住宅小区中采用楼间对打方式实现网络信号的深度覆盖。

值得注意的是，此种方案需要在建筑物的顶部或者中间位置安装射灯天线，需要事先与协商。

（2）对于高层住宅小区中六层以下的住户通常是在RRU或微基站的基础上安装室外分布式系统，而对于六层以上的住户采用室外分布式系统或者RRU覆盖即可。

通过以上操作可以满足高层住宅小区内不同楼层住户的需求。

4 总结
本文在对我国当前住宅小区（普通住宅小区和高层住宅小区）TD-LTE网络覆盖现状分析的基础上，提出了在某小区进行网络覆盖前通过链路预算得出TD-LTE网络覆盖的半径与容量的数值，进而指导TD-LTE在住宅小区内覆盖方案。

然后，文章结合当前我国住宅小区网络覆盖存在的问题，有针对性的提出了普通住宅小区和高层住宅小区实现TD-LTE网络深度覆盖的策略，为提升用户的网络体验感和无线通信的竞争力奠定了基础。

作者简介：
王晓艳（1982—），女，山西运城人，西南林业大学讲师，硕士研究生，研究方向为移动通信。

徐高魁（1982—），男，山西运城人，昆明铁道职业技术学院讲师，硕士研究生，研究方向为移动通信。

（上接第193页）
微电网系统需要解决的重要问题。

微电网的系统功率经过快速的扰动，会产生母线电压突变现象，具体体现在母线电压的变速速率比较大。

因此，在补偿下垂曲线的洗漱室，应将系统的具体要求作为考虑前提，把下垂曲线的系数和余下的储能装置容量、母线电压的变化率等不同物理量相关联，从而按照物理量变化的情况对下垂曲线的系数进行动态调整，实现下垂控制得到改进的目的。

五、同步的并网控制
在将微电网从孤岛运行的模式切换到并网的运行模式时，应尽快做到静态开关两边的相位、频率、电压幅值大体一致，也就是大电网和微电网实现同步运行，使并网产生的冲击减少。

应借助微电网的模式控制切换器来测量静态开关两边电压的信号，多相角差、频率差、电压幅值差进行计算并微调，然后按照相位控制、频率控制、电网电压做到平滑地将微电网从孤岛运行的模式切换到并网运行的模式。

从孤岛到并网的模式控制切换过程中，通过控制相位、频率、电压来得到对应电压幅值与频率初值改变量，在经过下垂曲线的平移获得最终幅值、频率、电压等参考值。

进行并网之前，应先控制电压与频率，然后控制香味，让PCC两侧的电压幅值差与相位差逐渐缩小到符合并网运行的范围之中，然后将断路器闭合，达到从孤岛运行模式切换至并网运行模式的目标。

六、具体仿真
微电网具体的仿真过程如下：第一，在一秒之前，微电网处于孤岛运行的模式；第二，当处在一秒的时候，微电网的负荷突变，有功负荷从五十千瓦增长至六十千瓦，无功负荷从10kvar增长到13kvar；第三，当处在一秒半的时候，将频率与电压的控制模块启动，在1.6秒时再将相位控制的模块启动，这时大电网和微电网处于预同步控制的阶段，一旦符合并网的条件则对微电网进行并网。

第四，当处在三秒的时候，将PCC开关断开，微电网从并网运行的模式成功切换至孤岛运行的模式，如图1
所示。

图1 微电网仿真
七、结语
总而言之，研究基于改进下垂控制的微电网运行控制具有十分重要的意义。

通过下垂控制的改进，让微电网在稳定运行时，令不同微电源能够对相同电压幅值进行输出，使得微电源分配无功负荷的精度得到提高，从而增强微电网系统运行的稳定性，让微电网系统得以安全运行。

作者简介：薛婵（1994—），女，辽宁兴城人，硕士，毕业于沈阳化工大学，研究方向：微电网控制研究。