寬帶碼分多址室內覆蓋優化設計的策略*

湯紫雄

(1.福州大學物理與信息工程學院，福建 福州 350002;2.福州海峽職業技術學院計算機通信工程系，福建 福州 350014)

引言

在寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access，縮寫為WCDMA)通信中，越來越多的多媒體業務和數據業務發生在室內，70%的話務量在室內產生，如果網絡容量、網絡質量、網絡覆蓋不好，沒有足夠良好的室內覆蓋，會影響WCDMA網絡為用戶提供的服務，不利于WCDMA用戶群的消費體驗［1］.因此，WCDMA網絡需要安全可靠的室內無線覆蓋.

WCDMA的工作頻段(2GHz)比2G網絡使用的工作頻段(800～900MHz)高，由于建筑結構的原因，繞射能力較差，穿透損耗大，效果很差，造成信號強弱相差很大，僅靠室外宏站對室內進行覆蓋是不夠的，甚至部分區域無信號覆蓋，因此，建立WCDMA室內覆蓋系統是必須的.它可以解決無線覆蓋和話務吸收，保證大樓內良好的WCDMA網絡特性.另一方面，室內覆蓋系統無線信號易于控制，能夠減輕室外基站的壓力，分散話務量，降低室外基站的配置和數目.

1 WCDMA室內覆蓋優化應注意的問題和策略

WCDMA室內覆蓋系統設計方案中必須保證上下行增益平衡，并對上下行鏈路作出分析，避免開通后干擾基站.

1.1 WCDMA室內覆蓋規劃應注意的問題

1)根據測試評估以及周邊環境評估，規劃站點的覆蓋區域及覆蓋方式.打破傳統為了覆蓋而去做覆蓋的思路，綜合考慮現網信號情況以及站點環境結構，室內外協同覆蓋.

2)對于大網信號弱的小范圍覆蓋區，通過已獲取的附近室分站點兼顧覆蓋.不同頻率信號的穿透特性不同，經過相同阻擋時損耗也不相同.還可采用網絡優化和站址共享方式，以及采用新技術提高單個基站能力，從而降低基站數量用于WCDMA網絡建設的成本.

3)對于需要覆蓋又無法協調物業的室分站點，通過周邊已獲取的室分站或其他合適建筑的樓頂，規劃單扇區拉遠覆蓋，如物業死點單扇區等.

1.2 常見應用場景的室內覆蓋策略

1)地鐵應用場景站臺內無線信號非常純凈，當列車停站時會對信號造成比列車內更嚴重的衰減，站臺和隧道處于同一平層，站臺的寬度有限.解決方案:一般情況下站臺不需要單獨覆蓋，在某些特殊情況下，如站臺內有較大的阻擋，需要在站臺的適當位置另外放置全向或者定向天線.而地鐵隧道內無線信號均為盲區，容易對信號產生快衰落，車廂對無線信號會造成一定的屏蔽，車廂內話務量較多，可以采用泄漏電纜方式覆蓋.

2)大型場館應用場景在此類場景下，用戶的話務主要以事件觸發為主，所以容量估算時應預留足夠的余量，容量的估算一般以峰值話務量來設計.覆蓋時建議容量共享，基帶集中放置，根據話務遷移靈活調度基帶資源，忙時基帶資源集中擴容.另外，此類應用場景要求嚴密的安全性，設備部署時候也需注意.RRU可靠性高，可根據需求靈活部署在場館內，BBU可集中放置在場館外或者機房，便于維護人員自由進出維護;在運動員休息室和貴賓室采用普通全向吸頂天線覆蓋，而在穹頂安裝普通定向天線，覆蓋看臺.

3)辦公/寫字樓的場景此類場景，業務密集，話務量大，高端用戶多，話務在時間上呈現一定的規律性(工作日/白天)，高峰時段話務密度較大，數據業務多，樓層相似，設計時候需要保證覆蓋和容量，控制外泄和導頻污染.可以采用BBU+RRU+DAS的方案，將RRU放在覆蓋樓層中間，每通道覆蓋3～4層樓.業務量大的樓宇可以按樓層垂直劃分小區，電梯和低層共小區，窗邊可采用定向吸頂天線控制外泄，還可考慮采用室內外異頻方案解決導頻污染［2］.辦公/寫字樓覆蓋解決方案如圖1所示.

圖1 辦公/寫字樓覆蓋解決方案

2 WCDMA室內覆蓋系統優化設計策略

在優化設計WCDMA室內覆蓋系統時，需要分析市場發展的需求、用戶投訴以及公司其他員工建議等資料后，對有可能存在室內覆蓋弱點的區域進行初勘調查以最終確定工程建設的目標點，根據站點類型評估用戶數，進而估算話務容量，規劃最合適的系統容量，提高用戶感知度.根據覆蓋區域的高度、覆蓋區域總面積、覆蓋等級要求、話務量這些指標進行可行性分析，再根據不同的場景要求，結合容量、干擾、切換指標，選擇合適的信源和覆蓋系統，保證網絡質量.

2.1 干擾的考慮

WCDMA室外基站有可能對室內分布系統形成干擾，干擾主要體現為導頻污染.一般情況下樓層越高導頻污染越嚴重.因此，需要在準備做室內分布系統的建筑物內，對室外基站的導頻信號進行測試，記錄室外導頻的擾碼、強度以及在樓層內的分布等.室內小區的導頻信號強度應該比來自室外小區的最強導頻信號高一定的設計余量.應選用具有足夠隔離度的合路設備或增加濾波器以減少干擾.

2.2 室內覆蓋頻率的選擇

在WCDMA室內覆蓋頻率的組網選擇上，有同頻和異頻兩種方案.

同頻方案中室內室外系統采用同一頻率，可以節省頻譜資源，室內室外無硬切換，一般為軟切換，切換成功率高.缺點是由于室內室外系統采用同一頻率，兩者之間的互相干擾難以避免，容量變小.

異頻方案是室內室外系統采用不同頻率，它的優點是異頻方案組網室內系統和室外系統采用不同的頻率，組網更簡單，提供更大的容量，可以很好地解決室內信號外泄對室外小區的干擾和室外信號對室內的干擾，只需要控制好出入口切換即可，適用于封閉性比較好的建筑.它的缺點是異頻組網占用更多的頻譜資源，受室外信號分布影響，需要改動相關的的室外小區的頻間切換參數，可能影響室外小區(大網)的異頻組網策略或2/3G策略［3］.

異頻組網可以很好地解決室內外干擾問題，但是異頻組網會帶來進出室內的頻間硬切換，需采用合適的組網方案，實現室內外平滑過渡.異頻組網設計時，盡可能不改動室外基站的參數，特別是頻間切換參數，保證大網的已有優化成果不受影響.

異頻組網主要有三種實施方案:全異頻組網、底層同頻高層異頻、一層同頻全樓異平頻.為實現室內外平滑過渡，必須根據每種場景的建筑特點以及室內外信號分布情況，采取合理的組網方案并設計相關切換參數.

上面三種組網方案中，低層同頻高層異頻方案，不管電梯采用的是高層信號還是低層信號覆蓋，總有部分樓層會發生進出電梯的頻間切換，因電梯開關門瞬間的頻間硬切換將導致大量掉話，同時該方案的工程可實施性不高，所以該方案不宜采用.對于一層同頻全樓異頻的方案，是指將一樓出入口和地下車庫出口等室內外過渡區域采用同頻組網，同時全樓采用異頻組網.針對過渡區域引入過渡小區來解決室內外的切換問題.所謂過渡小區，是指在室內異頻組網的情況下，在室內引入一個與室外同頻的小區，通過該小區實現室內外的平滑過渡.

室內室外在不考慮手機對異頻硬切換支持的好壞情況下，室內采用異頻可以簡化規劃，避免干擾，應該說是優于同頻方案，但是實際上，各款手機對異頻硬切換支持的情況有好有壞，所以建議室內規劃策略是先采用同頻，如果發現室內系統有很強的信號泄漏到室外，再改成異頻.在室內室外異頻的情況之下，干擾易于控制，規劃也簡單.

2.3 切換問題的分析

根據站點結構合理規劃信源分區方式和組網連接，避免過多切換，并縮小切換區.一步規劃，分步擴容，保證系統靈活擴容，滿足不同網絡發展期擴容需求，降低擴容成本.

1)出入口切換 控制切換帶門外5～7m左右，避免切換區落到馬路上，可以在出入口位置安置小天線，配置合理的鄰區優先級，保證進出大門與室外小區正常切換，控制切換區域，同時防止信號泄漏到室外造成干擾.

2)電梯切換設計由于電梯門關閉的時候，對電梯外的信號有大約35dB的瞬間信號衰減，場強衰減，切換區域要控制在電梯外及電梯未關門前.為保證電梯內外切換成功率，建議采用軟切換，硬切換成功率不能保證，不建議進出電梯時發生頻間硬切換.需要提高電梯內覆蓋強度，使電梯門打開時，電梯內小區和平層小區的信號在電梯內相當，或者前者強于后者，以保證電梯門關閉瞬間的切換成功率.

3)窗邊切換在樓宇的高層靠近窗戶的區域，容易受到室外干擾導致斷線、掉話等問題.需要保證室內覆蓋場強，切換區要控制在窗口1m處.目前主要有調整宏站的覆蓋、增強室內信號強度、異頻等方式來優化和解決.室內用戶盡量不切換到室外，室內外協同規劃，合理配置鄰區，室內異頻.

3 結束語

WCDMA室內覆蓋需要根據實際情況分析，同時在方案中充分考慮未來擴容需求，結合中遠期主網絡的規劃，在保證硬件不變的情況下平滑擴容演進，規劃室內覆蓋工程的建設.同頻異頻組網方案需要根據不同場景的容量、切換的成功率、室內室外干擾等多方面進行考慮，采取不同的方案.

［1］蘇華鴻.WCDMA室內信號覆蓋系統及其可靠性分析［J］.郵電設計技術，2010，(2):7－10.

［2］李德屹，郭景贊.典型場景下WCDMA室內分布系統的設計［J］.郵電設計技術，2010，(10):43－46.

［3］徐彬.WCDMA室內系統建設思路［J］.電信工程技術與標準化，2006，(9):69－73.