WCDMA室內(nèi)覆蓋規(guī)劃研究?填補(bǔ)建筑物內(nèi)盲區(qū)

WCDMA室內(nèi)覆蓋規(guī)劃建設(shè)原則

　　室內(nèi)覆蓋是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在建筑物內(nèi)部的延伸，是提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣度和深度、吸收室內(nèi)話務(wù)和提高通信質(zhì)量的有效手段，同時(shí)也是提高網(wǎng)絡(luò)容量的有效解決方案。由于3G更側(cè)重于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更多發(fā)生在室內(nèi)，據(jù)國(guó)外運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)計(jì)，3G系統(tǒng)室內(nèi)話務(wù)量占總話務(wù)的70%左右。因此，室內(nèi)覆蓋的好壞將直接影響到3G系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

　　一般來說，在3G系統(tǒng)引入室內(nèi)規(guī)劃有以下作用：首先，通過引入室內(nèi)覆蓋克服建筑屏蔽，填補(bǔ)建筑物內(nèi)的盲區(qū)，改善網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)，擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)容量；其次，可以解決高層建筑導(dǎo)頻污染嚴(yán)重、信號(hào)干擾大的問題。另外，通過增強(qiáng)室內(nèi)覆蓋，吸納話務(wù)量，可以增加話費(fèi)收入，提高網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　WCDMA系統(tǒng)與GSM在使用頻段、編碼技術(shù)等方面有所不同，故WCDMA室內(nèi)覆蓋有一些新特點(diǎn)。WCDMA室內(nèi)覆蓋需對(duì)覆蓋、容量、質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，而GSM系統(tǒng)只需考慮室內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)水平滿足用戶接入電平要求，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量可通過后期頻率規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整。由于各種業(yè)務(wù)鏈路損耗不同，WCDMA系統(tǒng)還要考慮用戶的業(yè)務(wù)需求，根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)測(cè)進(jìn)行室內(nèi)覆蓋規(guī)劃。在進(jìn)行室內(nèi)分布時(shí)，站點(diǎn)規(guī)劃與室外規(guī)劃要協(xié)調(diào)統(tǒng)一。另外，WCDMA室內(nèi)覆蓋還要重點(diǎn)考慮和GSM系統(tǒng)、PHS系統(tǒng)及集群系統(tǒng)之間的相互干擾問題。

　　WCDMA室內(nèi)覆蓋規(guī)劃需遵守以下幾個(gè)原則。第一是統(tǒng)一性原則。包括室內(nèi)室外站點(diǎn)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的統(tǒng)一，在建設(shè)室內(nèi)覆蓋時(shí)要考慮室外信號(hào)的影響，同時(shí)也要考慮到室內(nèi)覆蓋對(duì)室外干擾水平的提升。

　　第二是差異性原則。由于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)受到投資的限制，不可能盲目地加大室內(nèi)覆蓋，要以用戶滿意度為衡量標(biāo)準(zhǔn)，制定不同的質(zhì)量目標(biāo)。有的地方能夠接受覆蓋盲點(diǎn)的情況下，可以在建設(shè)策略和建設(shè)階段上進(jìn)行調(diào)整。

　　第三是經(jīng)濟(jì)性原則。對(duì)于一個(gè)特定的建筑物而言，室內(nèi)覆蓋解決方案可能有多種選擇，不能單純地為了追求技術(shù)上的完善盲目擴(kuò)大投資，但是也同樣不能為了節(jié)省投資而選擇并不適合的室內(nèi)覆蓋方案。

　　室內(nèi)覆蓋規(guī)劃解決方案

　　運(yùn)營(yíng)商可以針對(duì)不同的室內(nèi)環(huán)境選擇不同的室內(nèi)覆蓋解決方案。室內(nèi)覆蓋解決方案主要由信號(hào)源和信號(hào)分布系統(tǒng)兩部分組成，信號(hào)源包括NodeB、MicroNodeB、射頻遠(yuǎn)端(RRU)、直放站等設(shè)備。室內(nèi)分布系統(tǒng)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(hào)源

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

　　在室內(nèi)信號(hào)較弱或?yàn)楦采w盲區(qū)的環(huán)境中，如果覆蓋區(qū)域面積較小，有明顯的主控小區(qū)，可考慮采用直放站作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)引入。例如對(duì)于隧道、地鐵車站、地下商場(chǎng)、地下酒吧等餐飲娛樂場(chǎng)所及其他信號(hào)屏蔽嚴(yán)重的場(chǎng)所，可以考慮用室內(nèi)直放站引入基站信號(hào)，但必須考慮基站的容量和直放站對(duì)室外覆蓋的干擾產(chǎn)生的容量下降等問題。

　　對(duì)于大型建筑，如星級(jí)賓館、寫字樓等，由于室內(nèi)用戶集中，話務(wù)量較高，可以考慮通過建設(shè)微蜂窩室內(nèi)分布系統(tǒng)來承擔(dān)室內(nèi)部分話務(wù)量，改善用戶通信質(zhì)量，同時(shí)避免由于室內(nèi)用戶的高功率發(fā)射而引起室外網(wǎng)絡(luò)的容量下降。

　　對(duì)于話務(wù)容量需求量大的特大型場(chǎng)所，如商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、展覽中心、會(huì)議中心等場(chǎng)所，宜采用宏蜂窩基站作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)源。

　　對(duì)于一些設(shè)計(jì)中線纜較長(zhǎng)的場(chǎng)所，可以考慮采用射頻拉遠(yuǎn)(RRU)設(shè)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(zhì)量的覆蓋效果。

　　2.室內(nèi)分布系統(tǒng)

　　室內(nèi)分布系統(tǒng)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(hào)傳送和分配到室內(nèi)所需環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)良好的信號(hào)覆蓋。由于沒有有源設(shè)備的故障點(diǎn)，所以故障率低，可靠性高，幾乎不需要維護(hù)，且容易擴(kuò)展。但信號(hào)在饋線及各器件中傳遞時(shí)產(chǎn)生的損耗無法得到補(bǔ)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(shí)，無源系統(tǒng)可應(yīng)用于大型室內(nèi)覆蓋工程，如大型寫字樓、商場(chǎng)、會(huì)展中心等；信源功率較小時(shí)，無源系統(tǒng)僅應(yīng)于小范圍區(qū)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(jìn)行信號(hào)放大和分配。有源系統(tǒng)中的有源設(shè)備可以有效補(bǔ)償信號(hào)在傳輸中的損耗，從而延伸覆蓋范圍，受信號(hào)源輸出功率影響較小。有源系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于各種大中型室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)工程。

　　三是光纖分布方式，采用光纖作為傳輸介質(zhì)，由覆蓋端機(jī)(主單元、接口單元)、遠(yuǎn)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(zhǎng)距離傳輸。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于大型寫字樓、酒店、地下隧道、居民樓等室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的建設(shè)。

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

　　3.信源和室內(nèi)分布系統(tǒng)的綜合選取

　　對(duì)于信源與分布系統(tǒng)的選取，我們需綜合考慮話務(wù)量、覆蓋面積、建筑結(jié)構(gòu)、信源方式等其他因素的影響，最終采用既可達(dá)到所需的覆蓋要求又可合理控制成本的分布系統(tǒng)。現(xiàn)就一般情況總結(jié)如下。

　　(1)微型建筑物(6000m2以下)

　　對(duì)于微型建筑物，如餐飲娛樂、地下停車場(chǎng)等，一般采用小功率直放站＋無源分布系統(tǒng)。

　　(2)小型建筑物(6000m2～12000m2)

　　對(duì)于小型建筑物，如大型超市、小型辦公樓、小型醫(yī)院等，可分為兩種情況：如建筑物內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)單一，對(duì)射頻信號(hào)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(tǒng)；如建筑物內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)射頻信號(hào)的傳輸衰減較大，則根據(jù)實(shí)際需要可采用小功率直放站＋有源分布系統(tǒng)。

　　(3)中型建筑物(12000m2～60000m2)

　　對(duì)于中型建筑物，如大型寫字樓、中型酒店、大型醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)等，一般采用微蜂窩+有源分布系統(tǒng)，需根據(jù)實(shí)際的話務(wù)量選取合適的信源。

　　(4)大型建筑物(60000m2以上)

　　對(duì)于大型建筑物，需根據(jù)實(shí)際情況采用不同的分布系統(tǒng)類型，包括有源分布系統(tǒng)和光纖分布系統(tǒng)。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(tǒng)；大型會(huì)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(tǒng)。

　　(5)特型建筑物

　　對(duì)于超高型電梯宜采用定向天線分布或泄漏電纜分布系統(tǒng)。

　　對(duì)于公路隧道，信源采用直放站，長(zhǎng)度在1km以下的宜采用射頻分布系統(tǒng)；長(zhǎng)度在1km以上的宜采用光纖分布系統(tǒng)。

　　對(duì)于鐵路隧道，信源采用直放站，長(zhǎng)度在200m以下的宜采用射頻分布系統(tǒng)；長(zhǎng)度在200m以上的宜采用泄漏電纜分布系統(tǒng)。

　　對(duì)于城市地鐵，信源采用蜂窩與直放站結(jié)合的方式，分布系統(tǒng)需結(jié)合有源分布系統(tǒng)和泄漏電纜分布系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋，如地鐵隧道和站臺(tái)采用泄漏電纜分布系統(tǒng)，地鐵入口采用天線分布系統(tǒng)。

　　4.有源設(shè)備及無源器件的綜合選取

　　●干線放大器的選取

　　在室內(nèi)有源分布系統(tǒng)中選取干線放大器時(shí)，需要遵循如下原則：

　　(1)根據(jù)ALC功率選取合適的干線放大器在進(jìn)行有源分布系統(tǒng)建設(shè)中，需根據(jù)建設(shè)規(guī)模和建設(shè)成本確定干線放大器的最大輸出功率，中小規(guī)模的選取2W(ALC功率)的干線放大器；大規(guī)模的選取5W、10W(ALC功率)的干線放大器。

　　(2)根據(jù)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(yīng)在35dB～40dB范圍內(nèi)，并且上下行增益需保持一致。

　　(3)根據(jù)噪聲系數(shù)選取合適的干線放大器在有源分布系統(tǒng)中，需考慮干線放大器上行噪聲對(duì)信源的影響，選取的干線放大器的噪聲系數(shù)需滿足：上行噪聲系數(shù)≤4dB，下行噪聲系數(shù)≤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(nèi)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(tǒng)，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(tǒng)的合路，故建議更換時(shí)采用的無源器件最好滿足工作頻率范圍為885MHz～2500MHz。同時(shí)，在進(jìn)行無源器件更換時(shí)還需注意其他技術(shù)參數(shù)，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(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)選取天線的分布密度

　　建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且地域空曠，如地下室、停車場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、大型超市，可采用分布密度較小的天線進(jìn)行覆蓋；建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)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(jìn)行覆蓋。

　　由于第三代移動(dòng)通信區(qū)別于2G的主要功能還在于3G能提供多樣的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，同時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)的概率大于室外，這就需要3G的室內(nèi)覆蓋建設(shè)更加完備和完善。本文從WCDMA室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)區(qū)別于2G的特點(diǎn)展開，說明了WCDMA室內(nèi)覆蓋建設(shè)的基本依據(jù)，并且根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了不同場(chǎng)景下的室內(nèi)覆蓋建設(shè)方案和建設(shè)原則，可以給工程建設(shè)帶來一定的借鑒意義。