WCDMA室內覆蓋規劃研究?填補建筑物內盲區

WCDMA室內覆蓋規劃建設原則

　　室內覆蓋是移動通信網絡在建筑物內部的延伸，是提高網絡覆蓋廣度和深度、吸收室內話務和提高通信質量的有效手段，同時也是提高網絡容量的有效解決方案。由于3G更側重于數據業務，而數據業務更多發生在室內，據國外運營商統計，3G系統室內話務量占總話務的70%左右。因此，室內覆蓋的好壞將直接影響到3G系統的網絡質量。

　　一般來說，在3G系統引入室內規劃有以下作用：首先，通過引入室內覆蓋克服建筑屏蔽，填補建筑物內的盲區，改善網絡指標，擴充網絡容量；其次，可以解決高層建筑導頻污染嚴重、信號干擾大的問題。另外，通過增強室內覆蓋，吸納話務量，可以增加話費收入，提高網絡的競爭力。

　　WCDMA系統與GSM在使用頻段、編碼技術等方面有所不同，故WCDMA室內覆蓋有一些新特點。WCDMA室內覆蓋需對覆蓋、容量、質量進行統一規劃，而GSM系統只需考慮室內場強信號水平滿足用戶接入電平要求，網絡質量可通過后期頻率規劃進行調整。由于各種業務鏈路損耗不同，WCDMA系統還要考慮用戶的業務需求，根據業務發展預測進行室內覆蓋規劃。在進行室內分布時，站點規劃與室外規劃要協調統一。另外，WCDMA室內覆蓋還要重點考慮和GSM系統、PHS系統及集群系統之間的相互干擾問題。

　　WCDMA室內覆蓋規劃需遵守以下幾個原則。第一是統一性原則。包括室內室外站點規劃、設計的統一，在建設室內覆蓋時要考慮室外信號的影響，同時也要考慮到室內覆蓋對室外干擾水平的提升。

　　第二是差異性原則。由于網絡建設受到投資的限制，不可能盲目地加大室內覆蓋，要以用戶滿意度為衡量標準，制定不同的質量目標。有的地方能夠接受覆蓋盲點的情況下，可以在建設策略和建設階段上進行調整。

　　第三是經濟性原則。對于一個特定的建筑物而言，室內覆蓋解決方案可能有多種選擇，不能單純地為了追求技術上的完善盲目擴大投資，但是也同樣不能為了節省投資而選擇并不適合的室內覆蓋方案。

　　室內覆蓋規劃解決方案

　　運營商可以針對不同的室內環境選擇不同的室內覆蓋解決方案。室內覆蓋解決方案主要由信號源和信號分布系統兩部分組成，信號源包括NodeB、MicroNodeB、射頻遠端(RRU)、直放站等設備。室內分布系統主要有無源分布、有源分布、光纖分布和泄漏電纜4種分布方式。

　　1.信號源

　　室內覆蓋信號源的選擇需要綜合考慮建筑物的覆蓋、容量和周圍網絡環境等關鍵因素。可供選取的信源一般包括：宏蜂窩基站、射頻拉遠基站(RRU)、微蜂窩基站和直放站等。但同時需要注意的是，室內覆蓋必須考慮到業主的要求和工程施工等方面的因素。

　　在室內信號較弱或為覆蓋盲區的環境中，如果覆蓋區域面積較小，有明顯的主控小區，可考慮采用直放站作為室內分布系統的信號引入。例如對于隧道、地鐵車站、地下商場、地下酒吧等餐飲娛樂場所及其他信號屏蔽嚴重的場所，可以考慮用室內直放站引入基站信號，但必須考慮基站的容量和直放站對室外覆蓋的干擾產生的容量下降等問題。

　　對于大型建筑，如星級賓館、寫字樓等，由于室內用戶集中，話務量較高，可以考慮通過建設微蜂窩室內分布系統來承擔室內部分話務量，改善用戶通信質量，同時避免由于室內用戶的高功率發射而引起室外網絡的容量下降。

　　對于話務容量需求量大的特大型場所，如商場、機場、展覽中心、會議中心等場所，宜采用宏蜂窩基站作為室內分布系統的信號源。

　　對于一些設計中線纜較長的場所，可以考慮采用射頻拉遠(RRU)設備來減少線纜的損耗，從而減少因線纜損耗而增加的干放，保證高質量的覆蓋效果。

　　2.室內分布系統

　　室內分布系統的基本方式有以下幾種。

　　一是無源分布方式，通過無源器件和天線、饋線將信號傳送和分配到室內所需環境，以實現良好的信號覆蓋。由于沒有有源設備的故障點，所以故障率低，可靠性高，幾乎不需要維護，且容易擴展。但信號在饋線及各器件中傳遞時產生的損耗無法得到補償，因此覆蓋范圍受信源輸出功率影響較大。信源輸出功率大時，無源系統可應用于大型室內覆蓋工程，如大型寫字樓、商場、會展中心等；信源功率較小時，無源系統僅應于小范圍區域覆蓋，如小的地下室、超市等。

　　二是有源分布方式，通過有源器件(有源集線器、有源放大器、有源功分器、有源天線等)和天饋線進行信號放大和分配。有源系統中的有源設備可以有效補償信號在傳輸中的損耗，從而延伸覆蓋范圍，受信號源輸出功率影響較小。有源系統可廣泛應用于各種大中型室內覆蓋系統工程。

　　三是光纖分布方式，采用光纖作為傳輸介質，由覆蓋端機(主單元、接口單元)、遠端覆蓋單元、天線、光分/合路器件組成。由于光纖損耗小，適合于長距離傳輸。該系統廣泛應用于大型寫字樓、酒店、地下隧道、居民樓等室內覆蓋系統的建設。

　　四是泄漏電纜分布方式。信號源通過泄漏電纜傳輸信號，并通過電纜外導體的一系列開口，在外導體上產生表面電流，從而在電纜開口處橫截面上形成電磁場，這些開口就相當于一系列的天線，起到信號的發射和接收作用。它適用于公路隧道、過江隧道、地鐵、地下長廊等地形。

　　3.信源和室內分布系統的綜合選取

　　對于信源與分布系統的選取，我們需綜合考慮話務量、覆蓋面積、建筑結構、信源方式等其他因素的影響，最終采用既可達到所需的覆蓋要求又可合理控制成本的分布系統。現就一般情況總結如下。

　　(1)微型建筑物(6000m2以下)

　　對于微型建筑物，如餐飲娛樂、地下停車場等，一般采用小功率直放站＋無源分布系統。

　　(2)小型建筑物(6000m2～12000m2)

　　對于小型建筑物，如大型超市、小型辦公樓、小型醫院等，可分為兩種情況：如建筑物內部建筑結構單一，對射頻信號的傳輸衰減較小，則宜采用中功率直放站或微蜂窩＋無源分布系統；如建筑物內部建筑結構復雜，對射頻信號的傳輸衰減較大，則根據實際需要可采用小功率直放站＋有源分布系統。

　　(3)中型建筑物(12000m2～60000m2)

　　對于中型建筑物，如大型寫字樓、中型酒店、大型醫院、機場等，一般采用微蜂窩+有源分布系統，需根據實際的話務量選取合適的信源。

　　(4)大型建筑物(60000m2以上)

　　對于大型建筑物，需根據實際情況采用不同的分布系統類型，包括有源分布系統和光纖分布系統。如大型酒店和綜合性樓宇，由于樓層較高宜采用微蜂窩或宏蜂窩＋有源分布系統；大型會展中心由于樓層面積較大，宜采用微蜂窩或宏蜂窩＋光纖分布系統。

　　(5)特型建筑物

　　對于超高型電梯宜采用定向天線分布或泄漏電纜分布系統。

　　對于公路隧道，信源采用直放站，長度在1km以下的宜采用射頻分布系統；長度在1km以上的宜采用光纖分布系統。

　　對于鐵路隧道，信源采用直放站，長度在200m以下的宜采用射頻分布系統；長度在200m以上的宜采用泄漏電纜分布系統。

　　對于城市地鐵，信源采用蜂窩與直放站結合的方式，分布系統需結合有源分布系統和泄漏電纜分布系統進行覆蓋，如地鐵隧道和站臺采用泄漏電纜分布系統，地鐵入口采用天線分布系統。

　　4.有源設備及無源器件的綜合選取

　　●干線放大器的選取

　　在室內有源分布系統中選取干線放大器時，需要遵循如下原則：

　　(1)根據ALC功率選取合適的干線放大器在進行有源分布系統建設中，需根據建設規模和建設成本確定干線放大器的最大輸出功率，中小規模的選取2W(ALC功率)的干線放大器；大規模的選取5W、10W(ALC功率)的干線放大器。

　　(2)根據上下行增益選取合適的干線放大器干線放大器的最大增益應在35dB～40dB范圍內，并且上下行增益需保持一致。

　　(3)根據噪聲系數選取合適的干線放大器在有源分布系統中，需考慮干線放大器上行噪聲對信源的影響，選取的干線放大器的噪聲系數需滿足：上行噪聲系數≤4dB，下行噪聲系數≤6dB。

　　●無源器件的選取

　　無源器件主要由耦合器、功率分配器、合路器、室內天線、饋線等無源器件及電纜和天線組成。如果無源器件兼容3G系統，無源器件的工作頻率范圍必須滿足889MHz～2170MHz，否則需更換。考慮到WLAN系統的合路，故建議更換時采用的無源器件最好滿足工作頻率范圍為885MHz～2500MHz。同時，在進行無源器件更換時還需注意其他技術參數，最好與更換前保持一致，如天線的增益、功分器耦合器的插損等。

　　5.天線的分布及端口功率的分配

　　●根據建筑物的結構選取天線的分布密度

　　建筑物內部結構簡單且地域空曠，如地下室、停車場、機場、大型超市，可采用分布密度較小的天線進行覆蓋；建筑物內部結構復雜且隔墻較多，如卡拉OK包廂、密集型寫字樓，可采用分布密度較大的天線進行覆蓋。

　　由于第三代移動通信區別于2G的主要功能還在于3G能提供多樣的數據業務，同時根據經驗統計，數據業務發生在室內的概率大于室外，這就需要3G的室內覆蓋建設更加完備和完善。本文從WCDMA室內覆蓋系統區別于2G的特點展開，說明了WCDMA室內覆蓋建設的基本依據，并且根據工程實踐經驗，總結了不同場景下的室內覆蓋建設方案和建設原則，可以給工程建設帶來一定的借鑒意義。