WCDMA網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化

張 帆,郭 煜（陜西郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,咸陽,712000）

WCDMA網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化

張 帆,郭 煜
（陜西郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,咸陽,712000）

室內(nèi)覆蓋是為了進(jìn)一步保證移動(dòng)通信服務(wù)質(zhì)量，本文以一個(gè)WCDMA網(wǎng)絡(luò)工程為例，介紹室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和方案，最后通過測試數(shù)據(jù)分析得到了一定優(yōu)化效果。

WCDMA；室內(nèi)覆蓋；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0 引言

隨著市區(qū)基站密度加大，優(yōu)化工作的深入，用戶已不滿足于只有室外覆蓋良好的移動(dòng)通信服務(wù)，同時(shí)也要求網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商能提供室內(nèi)覆蓋良好的服務(wù)。對于3G系統(tǒng)而言，由于室內(nèi)業(yè)務(wù)量占總業(yè)務(wù)量的比重更大，因而室內(nèi)覆蓋的重要性就更為顯現(xiàn)出來。

1 影響室內(nèi)覆蓋的因素

1.1 覆蓋方面的需要

由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了無線電波較大的傳播損耗，在建筑物的內(nèi)部形成了移動(dòng)信號(hào)的弱覆蓋區(qū)甚至盲區(qū)。

1.2 容量方面的需要

一些大型建筑物或者人流量較大的區(qū)域，如大型商場、會(huì)議中心、展覽中心等區(qū)域，由于移動(dòng)電話使用密度很大，局部網(wǎng)絡(luò)容量不能滿足用戶需求特別是WCDMA網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，無線信道容易發(fā)生擁塞。

1.3 質(zhì)量方面的需要

建筑物的高層部分，由于基站信號(hào)不容易受到遮擋，存在著大量電平較高且相差不大的室外信號(hào)，出現(xiàn)頻繁的切換請求，導(dǎo)致所謂的“乒乓效應(yīng)”。

2 WCDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案

（1）設(shè)計(jì)覆蓋方案的確定

解決方案一：宏基站+光線直放站的形式+干放+天饋系統(tǒng)的方式，此類方式優(yōu)點(diǎn)：組網(wǎng)方便快捷，宏基站容量調(diào)節(jié)的范圍較大擴(kuò)容方便，通話質(zhì)量較好，維護(hù)方便。

解決方案二：微蜂窩+干放+天饋系統(tǒng)的方式，此類方式優(yōu)點(diǎn)：組網(wǎng)方便快捷，通話質(zhì)量很好，維護(hù)方便，但是擴(kuò)容不方便。

由于本次覆蓋區(qū)域面積大，用戶多的特點(diǎn)，公司為了降低工程投資成本，以及考慮到覆蓋后對整體網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的影響，因此本次工程擬采用信源采用第二種方案。

（2）信源及設(shè)備選型

由于本次覆蓋區(qū)域面積大，用戶多的特點(diǎn)，為了降低工程投資成本，以及考慮到覆蓋后對整體網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的影響，因此信源采用O4型微蜂窩，安裝于1F弱電井。對增益、噪聲系數(shù)、帶外雜散、帶內(nèi)波動(dòng)等指標(biāo)參數(shù)有較高的要求。

考慮WCDMA網(wǎng)絡(luò)要求，此次選用的主要器件材料均須符合國家的要求，因此選用的主要器件材料為寬頻腔體合路器、耦合器、功率分配器、室內(nèi)天線等，頻段在0.8-2.5G，無源器件選用功率容量為200W的腔體功分器及腔體耦合器，饋線選用1/2″射頻同軸電纜和7/8″射頻同軸電纜。室內(nèi)樓層重發(fā)天線采用全向吸頂天線(增益：低頻2dBi/高頻5dBi)，電梯井道內(nèi)采用定向壁掛天線(增益：低頻90°7dBi/高頻75°8dBi)。在微蜂窩功率不足時(shí)，將采用干線放大器來彌補(bǔ)。

（3）覆蓋方式

天線點(diǎn)的選擇：為避免出現(xiàn)弱覆蓋區(qū)，天線點(diǎn)的選擇除保證主要區(qū)域的覆蓋外，還充分考慮到了樓梯、廁所等死角、邊角區(qū)域的覆蓋。并且，為了保證進(jìn)出電梯時(shí)切換的成功率，電梯廳也予以重點(diǎn)考慮。

功率分配：原則上，按照平面層重發(fā)天線的天線口功率在5~9dBm之間來設(shè)計(jì)。總體上采用“多天線、小功率”的設(shè)計(jì)思路，以求對覆蓋區(qū)的均勻覆蓋，但天線口功率也與天線的覆蓋要求有關(guān)，當(dāng)某個(gè)天線要求覆蓋較大區(qū)域時(shí)，則對應(yīng)的天線口功率也較高；反之則天線口功率較低。高層部分：為了壓制室外信號(hào)，其信號(hào)覆蓋場強(qiáng)要比低層部分的稍強(qiáng)，因而天線口功率稍高；為了避免信號(hào)的泄露，低層天線和靠窗的天線輸入信號(hào)相對較小，而且在邊緣區(qū)域，天線盡量靠里側(cè)安裝，或者采用定向吸頂天線；電梯覆蓋采用寬頻的定向壁掛天線，天線口功率較高，以保證信號(hào)均勻、可靠的覆蓋。

（4）邊緣場強(qiáng)設(shè)定

考慮到綜合樓的弱信號(hào)區(qū)（如：地下車庫，衛(wèi)生間，樓道死角等），覆蓋這部分區(qū)域只為消除盲區(qū)、弱信號(hào)區(qū)，因此這部分區(qū)域BCCH信道邊緣場強(qiáng)設(shè)定為：≥-85dBm；其余部分區(qū)域需將BCCH信道邊緣場強(qiáng)設(shè)定為：≥-75dBm。

3 方案分析

3.1 覆蓋區(qū)域話務(wù)量預(yù)測分析

該綜合樓大部分區(qū)域的用途為辦公，這里按高峰時(shí)期每人占用20平方米來計(jì)算，則共有2100人。為了保證用戶的正常通話不造成通話堵塞或掉話，同時(shí)考慮到控制投資成本，我們進(jìn)行了話務(wù)量的估算。WCDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中把每個(gè)用戶的話務(wù)量定義為峰值小時(shí)期間的某一個(gè)給定用戶進(jìn)行通話的平均概率，單位為愛爾蘭。本次網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用的值為0.02愛爾蘭/用戶，中國聯(lián)通GSM手機(jī)持有率以30%來計(jì)算，覆蓋區(qū)內(nèi)話務(wù)量需求為：2100×0.3×0.02＝12.6Erl

12.6 愛爾蘭的話務(wù)量在呼損率為2%的情況下需要20個(gè)信道來支持，因此，本室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用O4型微蜂窩做信源，能滿足覆蓋區(qū)域的話務(wù)量要求。

3.2 覆蓋區(qū)域邊緣場強(qiáng)預(yù)測分析

室內(nèi)全向吸頂天線輸入信號(hào)均大于5dBm，最遠(yuǎn)覆蓋距離均在12米以內(nèi)，以自由空間傳播損耗公式來計(jì)算：

可得12m外，自由空間傳播損耗為：

Ld=92.4+20 lg 0.012 (km)+20 lg 0.9(GHz)=53(dB)（2）

把吸頂天線的增益以2dB來計(jì)算，可得距天線12m處，信號(hào)在自由空間傳播后強(qiáng)度變?yōu)椋?/p>

根據(jù)以上情況，取在實(shí)際空間中的傳播損耗修正值為30dB，則E的真實(shí)值應(yīng)大于

在本設(shè)計(jì)方案中，單個(gè)吸頂天線的最遠(yuǎn)覆蓋距離均在12米以內(nèi)，故開通后在整個(gè)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的覆蓋區(qū)內(nèi)，信號(hào)場強(qiáng)可以滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 模擬測試

現(xiàn)場信號(hào)發(fā)生器輸出功率為+6dBm，輸出頻率設(shè)定為900MHz，除掉饋線損耗、插損，到達(dá)天線口功率為+5dBm，頻譜儀接收含天線增益（2dB），如換算為手機(jī)天線應(yīng)減掉2dB。測試地點(diǎn)選擇為1F。測試結(jié)果表示鏈路損耗值是從重發(fā)天線至手機(jī)接收天線之間的損耗值，即包含發(fā)射點(diǎn)的天線增益，但不包含接收點(diǎn)的天線增益。模擬測試結(jié)果說明，在天線口功率為5dBm時(shí)，辦公室內(nèi)最遠(yuǎn)處的信號(hào)接收場強(qiáng)能夠達(dá)到-72dBm，因而方案中天線口功率為5~9dBm，這樣就能夠滿足覆蓋要求。

4 WCDMA室內(nèi)覆蓋指標(biāo)測試驗(yàn)證

4.1 開通前后路測分析如圖1,2

圖1 開通前測試結(jié)果

圖2 開通后測試結(jié)果

根據(jù)路測的數(shù)據(jù)，開通前的RX平均值為-85.83dBm，有77.95%的區(qū)域RX值低于-80dBm，測試過程中發(fā)生了5次掉話。開通后的RX平均值為-57.08dBm，在所有測試區(qū)域RX值均高于-80dBm，無掉話發(fā)生。因而本室內(nèi)分布系統(tǒng)滿足了覆蓋要求。

4.2 開通前后CQT測試分析，如下表1

表1 開通前/后CQT測試

共8個(gè)測試點(diǎn)，開通前的CQT主觀評價(jià)，有4處為“通話斷續(xù)”，3處為“有雜音”，1處為盲區(qū)。而開通后，所有測試點(diǎn)均為“清晰”，可見室內(nèi)分布系統(tǒng)開通后，已經(jīng)從根本上改善了用戶的使用環(huán)境，達(dá)到了覆蓋的目的。

Design and Optimization Of Indoor Coverage System in WCDMA Network

ZhangFan，Guo Yu
(ShaanXi Post and Telecommunication College,XianYang,712000,China)

Indoor coverage is to more ensure the quality of mobile communication sevice.WCDMA network is taken as an example in the paper，the design ilea and plan of indoor coverage are introduced,the optimization efficet is got though the anlysis of test datas at last.

WCDMA；indoorcoverage；system design

TN929.533

A

張帆(1981- ),女,山東青島人,講師,碩士，研究方向：移動(dòng)通信