移動通信網絡的深層覆蓋解決方案

【文章摘要】

隨著城市建設的日新月異，城市的深層無線覆蓋變得越來越復雜。本文對各種方法在網絡的深層覆蓋、廣域覆蓋及業務覆蓋的使用性進行分析，并對相應的方法從投資回報比、實施難度、技術實現細節等進行分析，給出移動運營商可以參考的分析研究報告。

【關鍵詞】

深層覆蓋；無線網絡規劃

1 深層覆蓋的必要性

隨著移動通信網絡的建設和發展，網絡的容量和覆蓋日趨完善，網絡運營商間的競爭和用戶對服務的要求對網絡的質量提出了更高的要求。而隨著城市建設的不斷發展，建筑物越來越密集，大型樓宇越來越多，城市的不斷拓展使很多原來的郊區已經變成市區。在這樣復雜多變的情況下，一般來說室外覆蓋已趨完美，但城市的樓宇室內覆蓋，特殊結構的建筑物，如城中密集建筑的房屋群、間距小的建筑小區，特殊建筑結構的新型建筑物等，的覆蓋逐漸成為下一步網絡建設的焦點。

2 城市中的深層覆蓋

2.1 深層覆蓋的多種解決方案

對于專門的室內覆蓋方案來說，最重要的是確定信號源的類型和可行的實施方案，而這兩點往往又需結合不同建筑物的特點和運營商的要求來確定，從某種意義上來說具有一定的獨立性。針對不同的城市環境、建筑布局、現網布局，目前解決城市覆蓋主要有五種方案。

2.1.1同軸電纜分布系統

對于話務量較大的樓宇、覆蓋區域離信源基站較近的點、狹窄街道等可以通過同軸分布系統進行覆蓋。

2.1.2光纖分布系統

中繼端機通過直接耦合或通過天線接收基站信號，經放大后轉換成光信號，經過光纖傳輸后送到覆蓋端機；同時，覆蓋端機的光接收器將光信號轉換為射頻信號，放大后經發射天線至用戶手機。

對于距離信源基站距離較遠，走線方便的地點，適用于此類系統。此類傳輸距離遠，布線方便，性能和傳輸質量好，而且不受視距傳輸的條件限制，但造價較高。

2.1.3移頻直放分布系統

對于距離信源基站距離略遠、走線不便的地點，并且適用于此類系統。對于覆蓋區域內零散分布的多個覆蓋問題點，使用此類系統可以在控制投資的前提下達到較好的覆蓋效果。但由于移頻的信號處理產生一定的延時，信源小區的覆蓋與目標區域不可有重疊，否則將由于延時產生碼間干擾。

2.1.4基站+無線直放站

此種方案同樣適合覆蓋地點較為分散的地點，施工特點與移頻直放站相同，但與耦合型移頻直放系統相比，源信號純凈度一般較差，易對源小區及附近小區產生上、下行干擾，影響網絡性能。

2.1.5室外基站

如果個別高層建筑，道路相對寬闊的城中村等建筑去。由于各種原因而沒有采用室內覆蓋系統，但是又需要有比較好的室內覆蓋，這時可以考慮利用室外宏蜂窩對其進行適當的覆蓋。

2.2 新型城市深層覆蓋解決方案

對于市區的一些重點建筑，大多具有分布密集、縱深大、樓層高、用戶集中的特點，對于這些建筑，采用宏蜂窩專用于室內覆蓋只能達到淺層的覆蓋效果，無法滿足深度覆蓋的要求，這是因為室內過多的穿透損耗將迫使上、下行都以更大的功率進行發射，過多不必要的大功率發射意味著干擾的增加，對于3G系統或者未來的4G系統其后果猶為嚴重，如網絡整體容量的降低，無線質量的惡化等，因此，從技術角度來看這種方案無法獲得最佳效果，從投資角度來看，過多的室外宏蜂窩應用于室內覆蓋也不經濟，這會相應的增加室外布置的宏蜂窩的數量和由此帶來的相關投資。因此，綜上所述，考慮到用戶感受和網絡質量等多種因素，對于市區重點建筑的室內覆蓋必須采用專門的室內覆蓋解決方案，而一些傳統的普通建筑則可根據運營商的實際要求考慮采用靈活的室內覆蓋方案。

對于專門的室內覆蓋方案來說，最重要的是確定信號源的類型和可行的實施方案，而這兩點往往又需結合不同建筑物的特點和運營商的要求來確定，從某種意義上來說具有一定的獨立性。為了能對室內覆蓋有一個總體的認識，以下根據話務量要求和建筑物的類型概括出幾種可行的方案供參考。

2.2.1大規模商業建筑的覆蓋方案

這類建筑多指高層樓宇、寫字樓、豪華酒店、機場、大型體育場館等城市重點建筑，一般話務集中，覆蓋面積廣，在初期網絡建設時就需重點考慮。由于話務量比較高，因此應選用主遠單元基站作為信號源，它們最大的特點是靈活的配置和較高的遠端輸出功率，由于MU與RRU間采用光纖連接，因此避免了傳送路徑上的饋線損耗。

2.2.2中等規模的建筑的覆蓋方案

這種建筑一般指政府的辦工大樓、商場、超市、會議中心等建筑，這些建筑覆蓋面積中等，話務適中，在網絡建設初期可根據實際要求和投資情況酌情考慮。對于信號源的選取，話務高的情形選擇主遠單元基站，而小容量的區域選用微蜂窩。建設方案上建議以無源分布系統為主，干線的天饋系統采用7/8”饋纜，支線采用1/2”超柔饋纜。

2.2.3小規模建筑的覆蓋方案

這種建筑多指地下保齡球館、餐廳、酒吧、地下停車廠等建筑，一般覆蓋面積小，話務偏低，可考慮采用小發射功率的主遠單元和微蜂窩基站進行覆蓋，適合定點的話務吸收，能夠滿足走道、包間等不同場景的覆蓋需求。

（1）居民區覆蓋

居民區的覆蓋目前已成為當前網絡建設的一個難點，由于這些新興的居民區大多規模較大，建筑物呈規則縱向或橫向排列，周邊的服務小區很難實現深入的覆蓋，因此有效的解決方法是在小區內建站，而事實上由于當前居民區的居民對大型通信設備比較敏感，較難接受大型設備在小區內布置的事實。為了在3G建網時能有效解決上述問題，建議采用主遠單元基站為居民區解決方案。

（2）公路、鐵路沿線

主干國道、高速公路及干線鐵路沿線的覆蓋是運營商解決郊區覆蓋需重點關注的區域，這些區域共同的特點是話務基本按沿線分布，話務量較低，一般考慮以實施帶狀的沿線覆蓋為主，并適當兼顧周邊鄉鎮的覆蓋。由于上述區域建設目標明確，以覆蓋為主，往往采用容易安裝、成本低、維護簡單且布網快速的產品，因此在方案上建議采用主遠單元基站并結合高增益天線進行定點覆蓋，配置上多以兩扇區為主，對于路線曲折的線路，RRU可適當置遠以實現定點覆蓋。

（3）隧道的覆蓋

隧道的覆蓋一直是城市覆蓋的難點和重點?？梢圆捎眯孤╇娎|、分布天線系統、無源系統或混合方案等多種覆蓋方案。可以利用宏蜂窩或主遠單元基站提供信號源。對于較短的隧道，主要利用直放站放大信號，并利用定向天線覆蓋隧道，以節省成本。

（4）大型體育場館的覆蓋

大型場館內的無線信號分布最好采用光纖分布方案，不僅可以實現較遠距離的覆蓋，而且比較容易實現多系統的共用。在天線選型方面可根據天線的安裝位置來選取合適的天線類型，既要滿足充分的覆蓋，又要將干擾控制在可接受的范圍內。

中心賽場采用一個扇區進行覆蓋，天線放置在比較低的位置，主要覆蓋中心賽場周邊的教練席和運動員休息區。根據容量需求將觀眾席分成幾個區域分別采用一個小區進行覆蓋，每個小區可采用1-3個載頻。體育場出入口處的覆蓋與相鄰觀眾席的覆蓋盡量采用同一小區。這樣在觀眾大量流出或流入時，小區內的總容量不會有特別大的變化，從而更好的節省無線資源。

3 結束語

無線網絡設計強調的是依靠一個有經驗的無線工程師在熟悉了當地的環境、詳細的了解現有網絡的情況后加上自己的經驗精心規劃設計。應綜合考慮投資預算、網絡性能、TCO成本、站址獲取情況、建設周期以及潛在擴容成本等因素，實現精品網絡的規劃。

【作者簡介】

陳小兵，（1983—），男，四川人，同濟大學軟件學院碩士研究生。