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浅谈GSM网络基础上的WCDMA室内网络规划
2007年11月9日 11:03    中国联通网站    评论()    
作 者:邮电设计技术 何锐

    前言

    完整的网络覆盖是一个高质量移动蜂窝网络工作的必要条件,也是吸引用户的必要因素。所以运营商在建设WCDMA网络时,首先考虑的是给用户提供一个完善覆盖的无线网络。初期要实现城市、县城、风景名胜区、发达乡镇、重要交通干线的良好覆盖,然后逐步完善网络覆盖,解决室内覆盖问题。从电信运营的战略角度看,室内覆盖系统对于运营商提高服务水平、增强竞争实力、树立企业形象,具有不可低估的作用。

    目前,室内天线分布系统(DAS) 在GSM系统中已经得到广泛使用。所以3G建网就可以利用现有的2G室内天线分布系统进行改造从而提供2G和3G的服务。如果没有现成的室内天线分布系统或者现有的系统不支持3G(如Insite、光纤等),那就需要新建。在本文中,假定可以利用2G的室内天线分布系统来建设3G的室内覆盖。当然,对于新建的室内天线分布系统也可以采用同样的方法。

    1  WCDMA室内规划思路

    室外和室内基站的网络建设和覆盖有着很大的不同。通常需要重点考虑以下几点。

    1.1 上行所需要的Eb/No值不同

    在室内天线分布系统中,如果采用上行的空间分集,将需要多一倍的设备投入(如馈线、功分器、天线等),这将使室内天线分布系统的造价增加一倍。因此,几乎没有室内分布系统采用上行的分集接收。因为没有上行接收分集,所以将影响手机所需要的上行Eb/No值(解扩频后信号的Eb/No),进而对上行小区容量有稍微的降低。而对于室外基站,由于有上行分集接收而没有下行分集接收(下行分集接收的仿真结果是4~4.5 dB的增益),因此所需要的下行Eb/No比上行的Eb/No大。

    Eb/No主要取决于手机所使用的业务、比特率、多径的衰落信道、天线的分集接收、移动用户的运动速度等因素。因为在室内的小区没有天线的分集接收,并且用户的移动速度比较慢,因此可以考虑使用以表1所示的Eb/No仿真值(可根据实际的室内覆盖系统进行调整)进行网络规划。

    1.2 正交系数要比室外型高

    正交系数取决于不同码信道之间的关联程度,它决定了由于下行多径传输的正交性。正交系数高可以增加下行容量。如果正交系数为100%,那就意味着信号之间没有相关性,并且不会互相干扰。然而在实际网络中不是这样的(由于多径传播)。根据仿真结果,室内小区正交系数的默认值为80%~90%。

    1.3 噪声电平快速增加时天线的最小偶合损耗增加

    最小耦合损耗(MCL) 定义了基站和手机的发射部分、接收部分之间最小的耦合损耗。MCL可以认为是手机在离天线最近时候的路径损耗。由于功率控制可以使手机的发射功率达到最低。如果这个时候用户的发射功率达到最低,而用户还是离天线越来越近,那么就会对其他手机造成干扰,使其他手机不得不提高发射功率。

    在室内,如果一个天线有最小路径损耗,则会使整个室内系统的噪声提高(影响整个覆盖区域和所有的链路)。所以,必须通过详细的规划来减少MCL的影响。由MCL而产生的干扰类型有两种:

    a) 室内小区上行拥塞。用户从运营商A(室外宏蜂窝)接近运营商B(室内基站)的基站,会引起室内小区的拥塞。因为该用户处于运营商A室外宏蜂窝小区的边缘,手机处于满发射功率状态。

    b) 下行死区。运营商B的室内基站的高发射功率会造成运营商A(宏蜂窝)在某一区域有过多的干扰,从而在这些区域引起运营商A拥塞。

    由手机最小发射功率引起的噪声取决于UE和基站之间的最小路径损耗,因此应当考虑馈线和设备的损耗。假设最小耦合损耗为45 dB,可提高噪声约9 dB。这意味着基站端所需要的功率升高9 dB,或者保证服务的最小比特率的降低。当MCL高于65 dB,由UE最小发射功率所引起的噪声电平的升高将忽略不计。

    1.4 室内扇区的邻区干扰比较小

    邻区干扰比可以用来表示小区之间的交叠程度。为了保证切换的安全顺利,小区之间有些许交叠是需要的,但是过多的交叠覆盖应当避免。室内小区隔离度一般都比较好,这是由于邻区对本小区的干扰被大楼的墙所阻挡。如果室内只有单个扇区,或者不同室内覆盖小区之间有足够的隔离度(小区之间没有空旷的空间),室内扇区的邻区干扰比将比较小,一般在0.3~0.5之间。如果网络规划得当,邻区干扰比可以得到明显改善。

    2  WCDMA室内规划流程

    WCDMA的室内规划主要分为规划阶段和验证、优化阶段。规划阶段主要包括室内规划目标、GSM-WCDMA 室内共站点的分析、基站勘察、参数规划4个步骤。本文重点讨论规划阶段的工作。

    2.1 室内规划目标

    这个阶段的主要工作是确认以下相关事宜:规划的目标、所需要的服务等级、报告的规范、验收的标准和流程、责任小组和联系人、时间安排。

    而这其中最重要的内容就是制定规划的目标。规划目标一般可以从这几个方面来考虑:该大楼中所需要的最大比特率和所需要的覆盖,手机用户的数量和分布,室内系统所要覆盖的区域,呼叫阻塞率(呼叫成功率),掉话率,软切换开销,对于每个业务的切换成功率,平均上下行的负载,频率规划的策略等。这样就完成了最初的准备工作。

    2.2 GSM-WCDMA 室内共站点的分析

    这一阶段是整个规划能否成功的关键,也是整个规划工作的最大难点。通常,会从两个方面来着手分析。一是对现有2G系统的分析,主要包括最小和最大的路径损耗、基站的输出功率、所使用的设备等;二就是对WCDMA 容量和覆盖的计算。

    对2G室内系统的分析一般可以利用基于现有2G室内分布系统的文档,按照验收资料、链路预算和GSM的规划标准等内容来进行。如果现有2G的规划文件不是很清楚,则应当重新测量现有系统的覆盖情况,要对GSM室内系统的每个覆盖地点进行覆盖的验证,同时标明有问题的地点。这其中需要注意以下几点。

    a) 2G 基站的输出功率考虑馈线接到3G基站的介入点的功率。如果3G基站接在2G的耦合器后,就不必考虑耦合器的损耗。

[1]  [2]  [3]  编 辑:张翀
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