郑州联通采用新型龙伯透镜天线解决八里庙社区高负荷

一、龙伯透镜天线介绍

勃透镜，也叫龙伯透镜或伦伯透镜，英文名Luneburg lens。这种透镜的模型，最早是1944年由美国数学家鲁道夫•卡尔•卢纳伯格（Rudolf Karl Lüneburg）提出的。

龙勃透镜比较特殊，它是一个完整球形的透镜，如下图所示：

龙伯透镜天线原理：利用多层介质球体的折射特性，将单个天线单元的低增益、宽波束的电磁波信号汇集成高增益、窄波束的电磁波信号，该工作原理与光学透镜聚焦原理相似，其优点主要有以下几点：

1、焦点、圆心、平面波方向在一条直线上（窄波束高增益）
2、不同位置波束形状相同，更加容易实现多波束。
3、无极化特性，满足单极化、双极化±45/HV、圆极化
4、波束陡降，多波束时波束之间的干扰较小，交叠带窄，大容量场景扩容能力优秀
5、相同增益，垂直波宽约是板状天线的3-4倍，有效提升覆盖深度

二、八里庙情况简介

郑州八里庙社区位于商都路中州大道交叉口东北方向，包括5号院、2号院、3号院、6号院等，其中5号院、2号院投诉量一直较多且程持续上升趋势。实际现场测试发现，2号院和5号院内楼宇主要为多层安置区住宅，楼间距小，小区面积大，部分区域存在深度弱覆盖问题，且不少用户投诉晚间上网信号满格但网速慢。

究其原因，八里庙社区多层楼宇密集且面积大，物业协调困难，基站建设难以进入小区。兼且北南西三面均有高层楼宇阻挡，现网原主覆盖基站十里铺宏图街西北因续约不成功拆除，造成用户感知差，长期投诉。

三、提出解决方案

为解决八里庙区域投诉问题，需要从覆盖和容量两方面同时下手，我们最初制定了两个方案作为参考，方案1的思路路是通过多站联合覆盖并分担负荷改善八里庙网络情况。方案2的思路是通过单个优势位置站点配合使用龙伯天线解决投诉问题。

方案1、多站联合覆盖

方案1，需增加5个基站，分散分布于八里庙2号院5号院周边（八里庙社区物业明确拒绝基站入内），且京珠连霍交叉口以西基站位置过高，覆盖过远，对于联合覆盖方案弊大于利，必须拆除。

方案2，需在京珠连霍交叉口以西基站上改造扩容增加龙伯天线。

对比两种方案，龙伯天线方案有明显的优势：1）八里庙周边谈签非常困难，可用站点位置均不利于覆盖；龙伯天线方案2可以使用现有站点位置，无需谈签。2）龙伯天线具有较好的波束陡降，多波束时波束之间的干扰较小，交叠带窄，大容量场景扩容能力优秀。此点大大优于多站点联合方案1，对于提升信号质量，变相增大容量具有十分巨大的意义。3）龙伯天线覆盖性能较好，相同增益，垂直波宽约是板状天线的3-4倍，有效提升覆盖深度。

综合评估后，我们选择龙伯天线方案进行实施。

具体方案：中南海知音5号楼27层楼顶85米高有4G基站“京珠连霍交叉口西北”原本为4扇区，向八里庙覆盖2个扇区，方向角为30度，330度，下倾角均为20+10。使用4波束龙伯天线替代板状天线，由2个小区增加至4个小区，四个小区方向角为45、15、345、315度，机械下倾角15度。

四、具体实施

方案确定之后，东北专项优化网格与郑东区域综合支撑网格密切配合，迅速安排施工人员，于7月2日中午完成方案实施。

本次改造扩容，实施过程中龙伯天线多频多端口共接收2个L1800、2个L2100小区，同时为了降低小区间干扰，提升信号质量，2100M频段和1800M频段小区间隔配置，辐射方向顺序如下所示。

四、实验效果

· 信号覆盖

龙伯天线部署后，区域内整体覆盖和质量均有改善，部分弱覆盖区域改善明显。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。

· 负荷分担

试验前，1、4小区PRB利用率峰值均为91%，试验后1、5、7小区的PRB利用率峰值在忙时仍然较高（晚7点至凌晨1点达到93%左右），本地小区4因为主覆盖范围迁移至西北方向道路和部分十里铺东区，PRB利用率降低至40%。

八里庙方向覆盖小区PRB利用率仍然较高，说明PRB忙时容量仍然不足，需要继续进行容量提升和网络优化。

周边基站负荷同时得到了有效的缓解：十里铺宏图街一二扇区的PRB利用率分别从78.82%、47.62%降低至68.50%、29.69%，通泰路商鼎路二扇区从74.94%降至37.22%，降幅较大，吸热效果明显。

· 流量

京珠连霍交叉口以西4G基站，本地小区1和本地小区4（试验前向北覆盖的两个扇区）覆盖八里庙社区的扇区全天流量均值在龙伯天线试验前7月2日24小时）为516.1GB，试验后7月9日12点向前24小时流量为807.25GB，环比增长56%，深度覆盖和吸热效果明显。

· 平均在线用户数

峰值在线用户总数由7月2日忙时平均用户数试验前的475，下降至455，基本持平。

京珠连霍交叉口以西4G本地小区4前后对比PRB利用率大于90%的时间比例明显降低，同时单小区用户数峰值由350左右降低至160左右，负荷分担的效果明显。

· 投诉

八里庙社区自从5月底开始，投诉量急剧攀升，每日投诉量均值2例，至6月25日第一次扩容扇区，到7月3日第二轮扩容+龙珀天线试验为止，日均投诉量归零。通过回访，多个用户反应，网络问题已有较大改善，比较满意；但希望继续进行扩容，提高单用户网速，争取达到人均1080P视频流畅播放的水平。

通过采用龙伯透镜天线对八里庙社区2号院、5号院覆盖，很好的解决了深度覆盖问题，极大地分担了4G业务流量，通过用户回访和投诉数据统计对比，热点投诉区域八里庙的网络问题得到了极大地改善，后期将对八里庙区域继续进行深度优化，继续扩大基站容量。同时，该方案展现出节省站点资源，增强深度覆盖，极大提升容量的等优点，其经验将被继续应用于其他合适场景，为解决热点投诉问题继续提供可靠参考。联通公司致力于保障用户语音和上网感知体验良好，一直在百倍用心，期待您十分满意。

作者：郑州网优中心、郑东综合支撑网格 邬辰鸣、程丽君、冀鹏飞