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小灵通站点改造在4G覆盖中的应用
【摘 要】 随着老城区改造进程的加快,越来越多的老旧多层建筑被新建高层建筑取代,而新建高层建筑对基站信号的遮挡使得老城区弱覆盖区域不断增多.由于近几年民众对基站辐射问题的愈发敏感,老城区站址资源获取难度大,周期长,严重影响了运营商的网络部署进度和用户感知.为快速有效应对老城区弱覆盖问题,有必要积极探索创新4G 建设新模式.本文结合小灵通站点改造试点情况及网络建设优化经验,对小灵通站点改造在4G 覆盖中的应用作了简单分析并对小灵通站点改造应用场景提出了相关建议.
【关键词】 弱覆盖 小灵通站点 4G 覆盖
一、前言
经过运营商近几年4G 网络的规模建设,目前已基本完成4G 网络全覆盖,但因老城区改造进度不断加快,越来越多的老旧多层建筑被新建高层建筑取代,新建高层建筑对基站信号的遮挡使得老城区弱覆盖区域不断增多,而近年民众对基站辐射问题越来越敏感,站址获取的难度不断加大,周期不断加长；为快速有效解决老城区弱覆盖问题,有必要积极探索4G 建设新模式.
二、改造可行性分析
无线通信发展初期,运营商建设了大量的小灵通站点,主要有楼顶站和地面站两种形式,两种方式站点主要特点：
尽管小灵通业务早已停止服务,但由于种种原因目前老城区尚有大量小灵通站点尚未拆除,若小灵通站点资源能得到有效的利用,将极大缓解站址获取压力并提高网络建设效率.为探索小灵通站点改造的可行性,在某市老城区选择了两处小灵通站点进行试点.
2.1 某电信实业招待所小灵通站点
该小灵通站点位于电信实业招待所六楼楼顶,小灵通天线安装在楼面抱杆上,本次拆除原小灵通天线,在原抱杆上安装微基站设备及外置定向板状天线,如图1 所示.电源配套方面,微基站支持交流供电,本次可直接利旧原小灵通220V 交流电.传输配套方面,原小灵通站点通过双绞线进行传输,本次部署4G 需布放光缆.
改造完毕部署4G 网络后测试结果如下：
改造前后对比测试结果表明,在完成小灵通站点改造部署4G 网络后各项指标均有显著提升,下行速率提升了20% ～ 40%.
2.2 某商业老街小灵通站点
该小灵通站点位于某商业老街路口,小灵通天线安装在地面水泥杆上.该商业老街周围站点均被建筑物阻挡导致部分弱覆盖,虽然对周边站点进行了优化,但优化后该区域信号强度仍仅为-100dBm 左右,无法有效解决弱覆盖问题,商业老街周边均为老式多层建筑,无法获取合适站址资源.经现场勘测发现,路口西南侧有一小灵通站点已停用但设备尚未拆除,本次拆除水泥杆上原有小灵通天线,在原水泥杆上采用抱箍方式安装两根抱杆.考虑到该点位于商业街区域,无法对水泥杆采取进一步加固措施,同时为确保站点的美观性,本次选用小巧美观的内置天线微基站设备,两个抱杆上各安装一台,如图2 所示.电源配套方面,本次直接使用原小灵通220V 交流电.传输配套方面,本次需布放光缆.4G 网络部署后测试结果如下：
改造前后对比测试结果表明,在完成小灵通站点改造部署4G 网络后,弱覆盖路段各项指标均有显著改善,下载速率也有明显提升.上述改造安全证明了小灵通改造在技术和施工工艺上均切实可行,且能较大程度地改善网络覆盖质量.
三、优势及挑战分析
通过试点可看出,小灵通站点改造工作主要是天面改造,电源配套可利旧,传输需新布放光缆,在当前天面资源成为4G 部署的主要制约因素的情况下,充分利用小灵通站址资源,有利于运营商快速部署4G.相比传统基站建设模式,小灵通站点改造有如下优势：1、降低站址协调成本.相比于传统基站站址资源从无到有的协调过程,小灵通基站改造协调工作量小且难度较低,尤其是水泥杆站点,无需协调坷直接实施改造,大幅节约了协调费用,缩短了建设工期.2、降低市电引入成本.小灵通站点均有220V 交流电源引入,4G 微基站设备可直接利用,节约了市电引入成本.3、降低塔桅建设成本.小灵通站点改造仅需对原有小灵通基站的抱杆进行更换或加固,无需新建塔桅,降低了塔桅建设成本.
尽管小灵通站点改造给4G 网络部署带来了极大的便利性和经济性,但这种方式也存在一定的挑战及局限性：1、光缆布放存在挑战.对水泥杆形式站点来说,由于在城区很难通过架空方式布放光缆,光缆如何布放至小灵通基站所在水泥杆将成为改造工程的最主要挑战.2、改造局限性.小灵通抱杆高度普遍较低,水泥杆形式站点挂高更是低于10米,覆盖范围较小；楼顶小灵通站点抱杆长度本身较低,在楼面较宽场景下改造后的覆盖效果将大打折扣.因此,通过小灵通改造部署4G 存在一定的局限性,并非所有弱覆盖场景均可通过小灵通站点改造得到有效解决.
四、改造方案及应用场景建议
通过上述分析可以看出,小灵通站点改造在技术和工程上均切实可行,改造实施过程方便快捷,利于运营商快速部署4G 网络.但现网小灵通站点条件差异较大,小灵通改造也有一定的局限性,在实际工程实施时,还应根据周边网络环境特点并结合小灵通站点自身条件合理选择改造方案,确保网络覆盖效果最优.
4.1 改造方案建议
1、楼顶抱杆站改造方案.对于原小灵通抱杆情况良好的站点,如原抱杆具备加固条件,对原抱杆进行加固改造后安装普通定向天线及RRU 设备；不具备加固条件时,安装体积相对较小的微基站设备.对小灵通抱杆已腐蚀生锈站点,应更换抱杆并进行加固处理后再部署4G,在替换后的抱杆上新加天线支架用以安装定向天线；为确保抱杆承重安全,可在原主抱杆上新增三方斜撑用以加固,RRU 设备可安装在支撑杆上,减少天线支架受力,同时增加抱杆底部自重,提升抱杆安全性.安装方式如下图所示：
2、地面水泥杆站改造方案.地面水泥杆站大多位于密集市区,难以进行加固处理,应先对原水泥抱杆承重能力进行测算,在测算结果满足安全承重要求前提下,可拆除原小灵通天线,在水泥杆上安装抱杆并安装微基站设备.
3、电源配套改造方案.采用微基站设备部署4G 时,可直接利旧原小灵通交流电；若采用“RRU+ 板状天线”形式部署4G,需在利旧原交流电基础上新增一体化电源柜或交直流转换模块为RRU 设备供电.
4.2 应用场景建议
由于小灵通改造的局限性,在实际工程建设和优化工作中,应针对具体的网络覆盖问题分析是否可以采用小灵通站点改造方式解决.小灵通站点改造主要适用于如下场景：1、广度覆盖.建筑物高度满足要求的楼顶小灵通基站,改造后使用“普通定向天线+RRU”方式部署4G,可作为常规基站实现网络广度覆盖.2、网络补盲.楼顶小灵通站点一般挂高较高,经改造后适用于大多数情况下的网络补盲；地面小灵通站点受限于水泥杆高度,改造后一般采用微基站方式部署4G,主要适用于城市支路、街巷等线性场景下的网络补盲.3、热点补充.楼顶小灵通站点和地面小灵通站点进行改造后,均可适用用于商业步行街、美食街等人流密集露天场所的热点补充覆盖.
结语：在当前老城区站址资源获取越来越困难的情况下,小灵通站点改造尽管存在一定的局限性,但其建设周期短,建设成本低,有利于运营商针对老城区快速部署4G 网络,为解决老城区的网络弱覆盖及深度覆盖不足问题提供了一种较为灵巧和便利的方案,在网络建设中具有重要的参考意
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