一、龍伯透鏡天線介紹
勃透鏡,也叫龍伯透鏡或倫伯透鏡,英文名Luneburg lens。這種透鏡的模型,最早是1944年由美國數學家魯道夫•卡爾•盧納伯格(Rudolf Karl Lüneburg)提出的。
龍勃透鏡比較特殊,它是一個完整球形的透鏡,如下圖所示:
龍伯透鏡天線原理:利用多層介質球體的折射特性,將單個天線單元的低增益、寬波束的電磁波信號匯集成高增益、窄波束的電磁波信號,該工作原理與光學透鏡聚焦原理相似,其優點主要有以下幾點:
1、焦點、圓心、平面波方向在一條直線上(窄波束高增益)2、不同位置波束形狀相同,更加容易實現多波束。
3、無極化特性,滿足單極化、雙極化±45/HV、圓極化
4、波束陡降,多波束時波束之間的干擾較小,交疊帶窄,大容量場景擴容能力優秀
5、相同增益,垂直波寬約是板狀天線的3-4倍,有效提升覆蓋深度
二、八里廟情況簡介
鄭州八里廟社區位于商都路中州大道交叉口東北方向,包括5號院、2號院、3號院、6號院等,其中5號院、2號院投訴量一直較多且程持續上升趨勢。實際現場測試發現,2號院和5號院內樓宇主要為多層安置區住宅,樓間距小,小區面積大,部分區域存在深度弱覆蓋問題,且不少用戶投訴晚間上網信號滿格但網速慢。
究其原因,八里廟社區多層樓宇密集且面積大,物業協調困難,基站建設難以進入小區。兼且北南西三面均有高層樓宇阻擋,現網原主覆蓋基站十里鋪宏圖街西北因續約不成功拆除,造成用戶感知差,長期投訴。
三、提出解決方案
為解決八里廟區域投訴問題,需要從覆蓋和容量兩方面同時下手,我們最初制定了兩個方案作為參考,方案1的思路路是通過多站聯合覆蓋并分擔負荷改善八里廟網絡情況。方案2的思路是通過單個優勢位置站點配合使用龍伯天線解決投訴問題。
方案1、多站聯合覆蓋
方案1,需增加5個基站,分散分布于八里廟2號院5號院周邊(八里廟社區物業明確拒絕基站入內),且京珠連霍交叉口以西基站位置過高,覆蓋過遠,對于聯合覆蓋方案弊大于利,必須拆除。
方案2,需在京珠連霍交叉口以西基站上改造擴容增加龍伯天線。
對比兩種方案,龍伯天線方案有明顯的優勢:1)八里廟周邊談簽非常困難,可用站點位置均不利于覆蓋;龍伯天線方案2可以使用現有站點位置,無需談簽。2)龍伯天線具有較好的波束陡降,多波束時波束之間的干擾較小,交疊帶窄,大容量場景擴容能力優秀。此點大大優于多站點聯合方案1,對于提升信號質量,變相增大容量具有十分巨大的意義。3)龍伯天線覆蓋性能較好,相同增益,垂直波寬約是板狀天線的3-4倍,有效提升覆蓋深度。
綜合評估后,我們選擇龍伯天線方案進行實施。
具體方案:中南海知音5號樓27層樓頂85米高有4G基站“京珠連霍交叉口西北”原本為4扇區,向八里廟覆蓋2個扇區,方向角為30度,330度,下傾角均為20+10。使用4波束龍伯天線替代板狀天線,由2個小區增加至4個小區,四個小區方向角為45、15、345、315度,機械下傾角15度。
四、具體實施
方案確定之后,東北專項優化網格與鄭東區域綜合支撐網格密切配合,迅速安排施工人員,于7月2日中午完成方案實施。
本次改造擴容,實施過程中龍伯天線多頻多端口共接收2個L1800、2個L2100小區,同時為了降低小區間干擾,提升信號質量,2100M頻段和1800M頻段小區間隔配置,輻射方向順序如下所示。
四、實驗效果
· 信號覆蓋
龍伯天線部署后,區域內整體覆蓋和質量均有改善,部分弱覆蓋區域改善明顯。RSRP由部署前的-89dBm提升至-85 dBm,SINR由部署前的8.7db提升至9.6 db。
· 負荷分擔
試驗前,1、4小區PRB利用率峰值均為91%,試驗后1、5、7小區的PRB利用率峰值在忙時仍然較高(晚7點至凌晨1點達到93%左右),本地小區4因為主覆蓋范圍遷移至西北方向道路和部分十里鋪東區,PRB利用率降低至40%。
八里廟方向覆蓋小區PRB利用率仍然較高,說明PRB忙時容量仍然不足,需要繼續進行容量提升和網絡優化。
周邊基站負荷同時得到了有效的緩解:十里鋪宏圖街一二扇區的PRB利用率分別從78.82%、47.62%降低至68.50%、29.69%,通泰路商鼎路二扇區從74.94%降至37.22%,降幅較大,吸熱效果明顯。
· 流量
京珠連霍交叉口以西4G基站,本地小區1和本地小區4(試驗前向北覆蓋的兩個扇區)覆蓋八里廟社區的扇區全天流量均值在龍伯天線試驗前7月2日24小時)為516.1GB,試驗后7月9日12點向前24小時流量為807.25GB,環比增長56%,深度覆蓋和吸熱效果明顯。
· 平均在線用戶數
峰值在線用戶總數由7月2日忙時平均用戶數試驗前的475,下降至455,基本持平。
京珠連霍交叉口以西4G本地小區4前后對比PRB利用率大于90%的時間比例明顯降低,同時單小區用戶數峰值由350左右降低至160左右,負荷分擔的效果明顯。
· 投訴
八里廟社區自從5月底開始,投訴量急劇攀升,每日投訴量均值2例,至6月25日第一次擴容扇區,到7月3日第二輪擴容+龍珀天線試驗為止,日均投訴量歸零。通過回訪,多個用戶反應,網絡問題已有較大改善,比較滿意;但希望繼續進行擴容,提高單用戶網速,爭取達到人均1080P視頻流暢播放的水平。
通過采用龍伯透鏡天線對八里廟社區2號院、5號院覆蓋,很好的解決了深度覆蓋問題,極大地分擔了4G業務流量,通過用戶回訪和投訴數據統計對比,熱點投訴區域八里廟的網絡問題得到了極大地改善,后期將對八里廟區域繼續進行深度優化,繼續擴大基站容量。同時,該方案展現出節省站點資源,增強深度覆蓋,極大提升容量的等優點,其經驗將被繼續應用于其他合適場景,為解決熱點投訴問題繼續提供可靠參考。聯通公司致力于保障用戶語音和上網感知體驗良好,一直在百倍用心,期待您十分滿意。
作者:鄭州網優中心、鄭東綜合支撐網格 鄔辰鳴、程麗君、冀鵬飛