３Ｇ移動通信網絡中室內信號覆蓋解決方案

丁清泉

摘要：室內覆蓋作為3G網絡建設的重要組成部分,雖然已經有為數不少的3G室內覆蓋試點工程在不同城市完成了施工和測試,但是室內覆蓋環境普遍較為復雜,不同試點工程的測試目標和工作重點也不盡相同,為了給后期的3G網絡建設提供一個有實際參考價值的規劃原則,結合我們在2G網絡室內分布系統建設方面的豐富經驗和3G系統自身的特點,我們制定了一套3G(以WCDMA為主)室內覆蓋分布系統建設的規劃原則。

關鍵詞：3G；網絡；信號覆蓋

WODMA系統需要提供給用戶豐富的業務類型(如可視電話、多媒體、高速率下載等)，高速率意味著高容量的無線網絡，也意味著更高的服務質量和服務水平，這又直接和網絡建設的投入相關聯。由于不同的用戶群需要的服務不一樣，因此在網絡規劃初期就有必要按業務需求合理分配資源，以節省投資，并能加快網絡建設速度。所以在WODMA網絡建設方案實施前，需要對覆蓋目標做詳細的規劃標準和所需要的服務等級，結合實際工程經驗，一個合理的3G室內覆蓋工程需要重點考慮以下幾個因素：

1 目標覆蓋區覆蓋等級

按照不同區域對業務需求不同，根據需要提供的服務等級和規劃目標可將目標覆蓋區分為：重要區域(384kbit/s高速數據密集區域)：要求CS12.2K、0S64K、PS384K等業務的連續覆蓋; 次重要區域(144kbit/s低速數據密集區域)：要求CS12.2K、0864K、PSl28K等業務的連續覆蓋;一般區域(64kbit/s語音電話、可視電話密集區，數據業務低發區)：要求312.2K、0S64K等業務的連續覆蓋，可以考慮補充PS64K業務; 非重點考慮的區域(有普通語音電話需求，數據業務低發區):保證CS12.2K業務。

用信號強度和信號質量區分不同目標覆蓋區覆蓋等級是一種較為簡單有效的策略，這也是目前普遍采用的設計指標標準：

重要區域:邊緣導頻功率≥-85dBm，Ec/Io≥-8dB;

次重要區域:邊緣導頻功率≥-90dBm，Ec/Io≥-10dB;

一般區域:邊緣導頻功率≥-95dBm，Ec/10≥-12d8;

非重點區:邊緣導頻功率≥-1 00dBm，Ec/1o≥-15dB。

2 信源的選擇

由于實際WODMA網絡中可能同時提供CSl 2.2kbit/s、OS64kbit/3、PS64kbit/3、PSl 28kbit/s、PSl 44kbit/s及PS384kbit/s業務，每種業務占用不同的網絡資源，對信號質量的要求也不一樣，要構建一個合理的滿足話務需求的無線網絡，就需要對業務需求做仔細考察。

從外場測試結果看，WODMA系統的容量較OSM系統大很多，考慮在建網初期網絡用戶較少，網絡的廣泛覆蓋是網絡建設的關鍵，在此前提下可以多使用直放站代替基站作為信源，這樣不僅能加快網絡建設速度，還可以有效轉移大型宏基站的多余資源，能夠降低初期建設投資;待日后話務量漸漲的情況下再將其更換為基站。

對于業務需求大、有條件建設專用機房的目標覆蓋區，可優先考慮采用室內宏基站;對于建設條件有限(如沒有專門的機房)的場合，則優先考慮使用微蜂窩。

信號源的選取，我們需要綜合考慮話務量、覆蓋面積、建筑結構、信號源方式等因素的影響，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。

3 頻率規劃

WODMA系統中每個載頻內的所有用戶共享頻率、時間和功率資源，用特征碼(擾碼和信道碼)對信號作統計處理來區分信道，也即所說的碼分多址技術。

雖然WODMA系統無需進行復雜的頻率規劃，信道間的隔離完全由特征碼的統計特性的正交性來實現。但特征碼的正交性并不理想，造成系統的信道隔離不如FDMA和TDMA好，而且使用的信道越多，其他信道信號對本信道的干擾就越強。如果功率配置、覆蓋范圍設置不合理，經常會出現導頻污染現象。

導頻污染是WCDMA系統獨有的特性，是影響網絡性能的一項重要因素。導頻污染增加了網絡的干擾，同時使得切換算法無法有效地工作，必須嚴格加以控制。

在室內覆蓋工程中，因為有建筑物的屏蔽、阻擋作用，室外宏基站對室內信號的干擾一般較小，所以在大部分場合都可以盡量采用室內、室外同頻信號的策略，以節省有限的頻率資源但是在有較大業務需求而無線環境本來就復雜的區域(如密集城區的高層型建筑物內)，室內、室外采用異頻策略就能很好的解決增加容量和控制干擾的目的。

4 合理的切換區

WODMA系統由于軟切換的引入，對抗了陰影衰落，引入了軟切換增益，擴大了小區的覆蓋范圍，同時減少對于其它小區的干擾，并通過分集改善性能;但是軟切換也帶來了硬件的額外開銷，基站一般需要多預留30%的信道單元。

在室內分布系統建設中，室內系統會引入了新的信源，這樣肯定要在目標覆蓋區邊緣形成新的切換區。因為無線信號傳播特性和實際環境有很大影響，工程開通后實際的切換區可能會較大，這樣就需要通過大量的測試及優化工作，如果采用室內、室外同頻策略，需要將軟切換區控制在我們需要的合理范圍內；如果采用室內、室外異頻策略，則更需要仔細設計切換區，既要保證有足夠的切換區間供系統完成硬切換，還不能讓切換區過大以避免頻繁的硬切換。

5 天線的布放及功率分配

因為3G室內覆蓋區域基本都需要保證CS64K業務的連續覆蓋，設計的分布系統中室內全向天線的有效覆蓋半徑建議控制在8-12m范圍內。

另外，WCDMA系統是白干擾系統，理論分析UE發射功率的動態變化量會造成小區內的干擾，其原因是在室內WODMA覆蓋系統中，如果手機接收的信號強度足夠強，由于功率控制會使手機的發射功率達到最低，如果這個時候用戶的發射功率達到最低而用戶還是離天線越來越近，那么就會對其它手機造成干擾，使其它手機不得不抬高發射功率。

經測試，普通全向吸頂天線空間耦合損耗大約為25-30dB，為了保證MOL≥65dB，則從基站到天線入口的鏈路損耗需要35dB以上，即天線入口導頻功率應不大于33-35=-2dBm。考慮到樓內天線安裝高度普遍在2.2m以上，而用戶實際持手機高度不會超過2m，所以建議實際天線入口導頻功率不超過3dBm，以控制天線的最大覆蓋半徑不至于太小。

6 干擾

在3G室內分布系統建設中，因為要盡量共用室內分布系統，各系統的有源設備在發射有用信號的同時，在它的工作頻帶外還會產生雜散、諧波、互調等無用信號，這些信號落到其他系統的工作頻帶內，就會對其他系統形成干擾。

通過理論分析，對于整個系統的各種干擾信號的抑制，只能通過多頻合路器的通道隔離度來實現。在無源器件的使用上，需要嚴格選取。

總結

從測試結果看，改造后的工程基本能夠達到3G信號覆蓋標準的要求。但在3G工程改造中還應注意以下兩點:首先由于原GSM室內分布系統普遍采用大功率、少天線的設計思路(這種設計方式在20網絡中基本都可以達到設計要求，并且能大幅度降低工程成本，因此被廣泛采用)，但該類設計易造成室內信號功率分配不均;其次2G室內分布系統基本沒有采用分區覆蓋的方式，如果3G系統室內采用2小區以上配置，將很難設置切換區; 因此在原有室內分布系統基礎上增加天線數量、更改天線位置等簡單改造既不能明顯改善原2G系統的覆蓋質量，而且改造工程的施工難度較大，耗費更多;建議這類工程采用全部改造方式(即拆除原系統新建)。