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WCDMA室内覆盖系统设计初探
2007年11月8日 09:54    中国联通网站    评论()    

    摘要目前,国外的3G运营商充分认识到室内分布系统的重要性,纷纷投入了大量的人力物力进行室内覆盖的研究和建设。由于我国还没有真正意义上的3G商用网络,因此在3G室内覆盖方面尚处于探索阶段。文章根据从事移动通信规划的经验,对基于WCDMA的3G室内覆盖的主要问题进行了分析,包括信源的选择、分布系统的设计以及多系统共用等。

    0、引言

    与目前2G网络主要业务量来自于室外的情况不同,3G网络的主要业务量来自于室内。根据香港SUNDAY对业务数据的采集结果可知,3G业务的室内发话量占总发话量的一半以上。NTTDoCoMo的3G商用网络用户分布统计数据显示,大约70%的业务量来自于室内。

    室内恰恰是网络覆盖的薄弱环节,仅仅依靠室外宏蜂窝基站的覆盖已无法满足容量及通信质量的要求。建设室内覆盖能有效解决室内的覆盖、容量和质量问题,同时也是运营商提升品牌,争夺用户的主要手段。

    1、信号源的选择

    移动信源主要包括基站信源和直放站信源两类。基站信源包括宏基站、微蜂窝、射频拉远以及微微蜂窝等。直放站信源包括无线直放站和光纤直放站。一般建筑物的常用信源主要是微蜂窝、射频拉远、直放站,特殊情况下也有采用宏基站、微微蜂窝、微微射频拉远。

    选择移动信源主要从业务量方面考虑:a)对于仅仅以覆盖为目的、业务需求较低(语音业务量低于10Erl)的建筑原则上选用直放站信源方式。b)对于存在中等业务需求(语音话务量高于10Erl低于30Erl)的建筑选用微蜂窝或射频拉远。c)对于业务量热点的超大型建筑物(如机场、会展中心、超过50层的商业楼宇等)选用宏蜂窝信源或宏蜂窝+射频拉远的方式。d)对于业务量热点的局部区域覆盖(如业务需求稳定而业主要求苛刻)可采用室内型微微蜂窝或微微射频拉远。

    与室内分布系统信号源选择密切相关的是确定信号源接入方式。室内分布系统应通过一个特定的接口取得信号,信源接入主要有直接接入和耦合接入两种方式,耦合接入又可分为直接耦合接入和空间耦合接入两种。室内分布系统接入方式选取情况见表1。

    表1  信号源接入方式比较

    2、WCDMA室内分布系统设计

    2.1WCDMA室内分布系统建设流程

    WCDMA室内分布系统建设流程如图1所示。

    图1  WCDMA室内分布系统建设流程

    通过专项规划确定WCDMA室内覆盖区域和业务之后,应勘察所需覆盖的建筑物,得到建筑物平面图。获得建筑物相关信息和人员分布情况,考察天线布放位置及电缆布放,寻找信号源放置的最佳位置。在详细设计前,收集周围小区的信息,选择信号源和分布系统。共分布系统还需要勘查该站点各楼层的GSM天线布置情况,包括:a)各楼层的天线数量、天线安装位置和每个天线口的功率设计指标。b)分布系统的详细网络拓扑图以及各段馈缆的长度、直径和衰耗。c)接头、功分器、耦合器的安装位置和衰耗。根据这些资料进行共分布系统改造设计。

    在现场往往还需要用测试手机进行路径损耗测试,以确定是否需要添加新的覆盖区域和天线。测量和验证最小耦合损耗(MCL),即考虑手机在位于离天线最近时的路径损耗。测试呼叫阻塞率、成功率、掉话率、切换成功率等指标,在一定的服务等级和容量要求的条件下,预测室内传播模型。最后画系统连接图,进行参数设计,给出解决方案。采用不断建设、不断优化的方式得到高质量的室内系统。

    2.2室内分布系统方案设计中遵循的原则

    1)多天线小功率设计原则

    在室内分布系统方案设计中,考虑到室内环境的特殊性(如隔墙损耗)、减少信号外泄、降低室外信号对室内的影响三方面因素,也为了保证系统均匀、有效覆盖,可根据模拟测试结果,采用多天线小功率原则,合理布放天线,保证室内分布效果。

    2)MCL原则

    MCL定义为基站与手机之间的最小耦合损耗。MCL=手机到天线的自由空间损耗+天线到基站接收机的天馈系统损耗。

    通常在取值1m时手机到天线的最小空间损耗为38.4dB。

    天馈系统损耗主要包括馈线传输损耗、器件分配损耗等。

    考虑到基站噪声系数,WCDMA基站底噪声为-105.1dBm,用户设备(UE)的最小发射功率为-50dBm,那么,当MCL小于-50-(-105.1)=55.1dB时,由于快速功率控制机制已经无法让UE降低功率,这时UE的业务将抬高基站的底噪,以降低基站的灵敏度。基站噪声分析见表2。

    表2  WCDMA基站噪声分析

    3)天线布放密度原则

    一般情况下,如果已有2G分布系统,则可以根据频段损耗的差别对3G信号进行预测。

    在某地选取典型建筑物进行WCDMA覆盖能力测试,不同性质区域WCDMA的典型天线覆盖半径如下(取边缘Ec>-90dBm):天线口导频功率0dBm~5dBm时,典型地下停车场天线覆盖半径为15m;酒店的天线可覆盖前后左右4个房间(4个房间对门);有货架的超市覆盖半径为12m;利用壁挂天线(增益6dBi)水平方向覆盖电梯井和电梯厅,可以覆盖3层(上下各1层);板状天线(增益11dBi)垂直向下覆盖电梯,主瓣可覆盖4层,后瓣可覆盖1层。

    3、WCDMA与其他系统共存需求

[1]  [2]  编 辑:张翀
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