無線網室內外協同覆蓋應用研究

【摘要】 近年來，無線網室內深度覆蓋成為各運營商無線網絡從規模建設向精細建設轉型的重點，但在以住宅小區為代表的城區無線網深度建設場景中單純考慮室外覆蓋或室內覆蓋會使網絡覆蓋效果及投資收益大打折扣，本文在分析現網覆蓋方案的基礎上探討了室內外協同覆蓋方案在無線網深度覆蓋中的技術特點和應用要點，對各運營商在無線網深度覆蓋工程中的設備選型和覆蓋方案制定有一定的參考價值。

【關鍵詞】 WCDMA LTE 無線接入網 室內外協同覆蓋

隨著城市建設的快速發展，密集林立的高層建筑給無線網深度覆蓋帶來不少難題。就宏站覆蓋而言：在覆蓋方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收，造成了無線電波較大的傳輸衰耗，形成了室內區域移動信號的弱場強區甚至盲區；容量方面，建筑物諸如大型購物商場、會議中心，由于移動電話使用密度過大，局部網絡容量不能滿足用戶需求，無線信道發生擁塞現象；質量方面，建筑物高層空間極易存在無線頻率干擾，服務小區信號不穩定，出現“乒乓效應”，話音質量難以保證，并出現掉話現象。

就室內覆蓋而言：室內載頻利用率低、導頻污染嚴重、投資回報不理想，是運營商面臨的難題。但是，由于高價值商用客戶主要集中于室內，良好的室內覆蓋是吸引新客戶、留住老客戶的關鍵，是各運營商提升網絡品質、提升用戶感知、提升投資回報的關鍵。因此，以室內覆蓋為代表的城區深度覆蓋是各運營需關注的網絡建設重點，而在以寫字樓、住宅小區為代表的城區密集建筑物覆蓋是城區深度覆蓋的難點。建設中必須綜合考慮室內、室外的網絡覆蓋、網絡容量、相互干擾和切換等因素，制定覆蓋方案。

一、室內外協同覆蓋的總體原則

室內外協同覆蓋方案的制定是針對特定區域的，一般來源于路測、MR或投訴數據，需要有一定的覆蓋面積，一般以2-4個基站覆蓋面積為宜。

區域選定后，應首先對選定區域內樓宇規模、樣式、現網室內外覆蓋情況進行實地勘查、測試，按照：優先考慮室外宏站對目標區域進行整體覆蓋；再考慮對宏基站信號陰影區、遮擋區建設小區分布方式進行補充覆蓋；最后對區域內的地下停車場、電梯廳等室外信號盲區進行補盲覆蓋，即：“宏站覆蓋、小區協同、室內補盲”的室內外協同覆蓋建設思路。

在工程具體覆蓋中應注意：應適當對現網宏站覆蓋區域進行調整或扇區合并，減少路面小區重疊區；室外和樓宇低層應規劃為同一小區；靈活選取信源設備進行延伸覆蓋，精確控制覆蓋范圍；對于不必要建設室內分布系統的建筑物高層弱覆蓋樓層，可通過室外射燈天線解決；室內外小區信源、擾碼統一規劃、減少導頻污染，控制軟切換比例。

二、分區域覆蓋策略及覆蓋指標

1、樓宇平層覆蓋策略及指標

（1）樓宇平層應首先考慮在覆蓋區域周邊或內部建設宏站進行覆蓋，宏站建設困難的，可以考慮用單RRU拉遠或室外美化天線的方式進行覆蓋；（2）在上述方案無法實施的情況下可考慮使用射燈對打、射燈仰打、光纖分布系統等方式進行覆蓋。（3）樓內平層覆蓋指標要求一般為：WCDMA低速數據密集區域：≥-90dBm，Ec/Io≥-10dB；中高速數據密集區域：≥-85dBm，Ec/Io≥-10dB；LTE低速數據密集區域：≥-105dBm，RS-SINR≥3dB；中高速數據密集區域：≥-100dBm，RS-SINR≥5dB。

2、地下停車場、電梯覆蓋策略及指標

地下停車場、電梯建議使用室內分布方式進行覆蓋：（1）地下停車場可靈活采用新型室分或板狀等覆蓋延伸型天線進行覆蓋，在保證室內覆蓋質量的前提下有效提高天線的覆蓋范圍；（2）電梯可靈活采用采用板狀天線下打、平打或光線分布系統隨動覆蓋等多種方式進行覆蓋，覆蓋指標要求一般為：95%區域的WCDMA邊緣場強達到-95dBm，LTE達到-110dBm。（3）切換無掉話。

3、室外天線使用原則

一般，室外天線安裝在樓宇之間或樓宇附近的燈桿、樓宇外墻或配樓天面等處，來實現對樓宇內部的深度覆蓋。（1）室外天線使用建議。室外天線的覆蓋區域需限制在可控的范圍內，一般使用室外天線需要考慮天線口功率、天線增益、天線水平波束寬度、天線垂直波束寬度、天線的掛高、天線俯仰角、天線安裝位置與覆蓋目標建筑之間的距離、樓宇環境對室外天線覆蓋和大網的阻隔等因素，從而確定天線能夠覆蓋的高度、寬度或樓層數。（2）天線覆蓋范圍估算。針對高層投訴弱覆蓋的天線選型需著重考慮覆蓋效果、天線的安裝可實施性等，所以一般從垂直半功率角、天線增益、天線的美化程度等方面考慮，特別是垂直半功率角，以便天線選型。

室外天線覆蓋范圍可依照下述公式估算，天線覆蓋示意圖如圖1所示：

Hmax（m）=D*TAN（（a+0.5*b）*pi/180）+G；

Hmid（m）=D*TAN（a*pi/180）+G；

Hmin（m）=D*TAN（（-0.5*b+a）*pi/180）+G；

三、各類樓宇室內外協同覆蓋方案

（1）高層小區。①場景特點：高層小區一般由十幾或幾十棟高度不等的高層樓宇組成，帶有電梯和地下停車場。其場景特點為樓層高度不一、戶型復雜多樣，樓間距大，室內信號衰減嚴重，室外信號遮擋嚴重，用戶多而密集，語音及數據業務需求均較大。②覆蓋建議：由于高層住宅戶型房間較多、縱深較大，因此傳統在在入戶走廊架設室內天線的覆蓋方式，無法保證住戶所有房間的信號覆蓋，由于用戶主要駐留在客廳、臥室等靠窗房間，因此采用室外覆蓋室內的天線建設方式能更有效的滿足用戶無線覆蓋需求。采用室外天線對靠窗房間覆蓋后，再樓宇內對電梯廳、電梯、地下室等室內信號弱、盲區域進行補充覆蓋即可滿足全部區域的覆蓋需求。覆蓋方案制定中，需根據小區樓宇類型適時選取覆蓋方案：“板式”高層優先選取把室外射燈放置于各樓宇樓頂和一樓門廳處“對打”進行立體覆蓋，“點式”高層或室外覆蓋天線點位難以選取的樓宇，需采用新型吸頂天線或板狀天線保證室內覆蓋效果。（2）多層小區。①場景特點：多層小區一般位于老城區或市郊，小區內樓宇分布較密集、規劃較有規律；樓層數低，通常不超過7層；一般無電梯、地下停車場；話務量不高，但用戶較多。②覆蓋建議：多層小區一般采用室外宏基站進行覆蓋，但受限于建設條件和新增高層建筑遮擋，部分多層小區也會發生弱覆蓋情況，針對弱覆蓋多層小區也適合采取室內外協同覆蓋的覆蓋策略，從而在保證覆蓋效果的前提下有效減低建設成本。覆蓋方案制定中，一般對于6層以下的多層小區，可采用路燈天線或廣告牌天線進行覆蓋；對于7-8層的多層小區，可采用射燈天線和立體路燈天線進行覆蓋。（3）別墅群。①場景特點：別墅群建筑一般排列比照規則，建筑密度低，單棟建筑規模小，樓距一般20米以上，樓層高度低，一般4層以下，多為磚混結構板樓。②覆蓋建議：別墅無線覆蓋一般采用宏基站或一體化微站進行覆蓋，對于宏站覆蓋受限的區域，如：下沉式地下室/停車場，也可采用小區分布或光線分布系統進行覆蓋。（4）電梯、地下停車場。①電梯。一般采用天線主瓣方向朝向電梯井道或朝向電梯廳，傳統方式覆蓋；亦可采用光纖分布系統將天線布放在電梯轎廂頂，隨動方式進行覆蓋；切換區域應選擇在電梯廳。②地下停車場。地下停車場屬覆蓋類場景，一般采用傳統室內分布方式進行覆蓋，通過新型室內吸頂天線及板狀天線等適當的天線選型可有效提升室內覆蓋的覆蓋范圍。

四、信源和容量設計

3G、4G室分信源均建議采用BBU+RRU分布式基站。

（1）3G室分信源選取建議。建議采用高配置分布式基站或RRU拉遠做信源；不建議使用直放站；同時需考慮分區和鄰區關系，控制扇區個數，減少軟切換比例，在滿足容量的情況下，盡量采用RRU小區合并的方式減少小區個數。（2）4 G室分信源選取建議。建議采用BBU+RRU或RRU拉遠；數據需求不高的區域使用單通道設備進行覆蓋部署，數據熱點采用雙通道設備進行覆蓋部署。

五、網絡質量控制

（1）底噪抬升指標.原則上有源設備、RRU共小區等引起的靜態底噪抬升應小于3dB。（2）室內分布系統的室外泄漏。室內外協同方案制定中必須嚴格控制室內分布系統的室外泄漏。室內覆蓋信號應盡可能少地泄漏到室外，一般室外10米處，LTE應滿足RSRP≤-115dBm或室內小區外泄的RSRP比室外主小區RSRP低10dB；室內分布系統泄漏到室外的WCDMA導頻信號RSCP低于-90dBm，或者小于室外主導頻RSCP 10dB以上；室內分布系統泄漏到室外的GSM信號強度低于-90dBm，或者小于室外主服務小區信號強度10dB以上。（3）室外滲透指標。對于建設室內分布系統的場所，應盡可能通過室外網絡的優化調整，降低室外網絡在室分場所內的滲透信號強度。一般在室內分布系統覆蓋的區域內，LTE室外信號導頻RSRP應低于-115dBm，或者小于室內主導頻RSRP 10dB以上；WCDMA室外信號導頻RSCP應低于-90dBm，或者小于室內主導頻RSCP 10dB以上。否則需要通過室外網絡優化或加強室內分布系統信號強度的方式進行調整改進。

六、總結

無線網室內外協同覆蓋建設是在住宅小區或寫字樓等建筑物密度較高的區域，通過規劃室外基站建設或優化無效的前提下，為減少單純室內覆蓋建設投資過大、建設復雜等情況而使用的室內外協同覆蓋策略。室內外協同覆蓋采用室內外一張網的建設思路，室內外共同分擔目標區域的覆蓋和容量，共同優化目標區域的弱覆蓋和干擾，共同規劃室內外頻點和擾碼規劃，從而達到3G/4G無線網絡覆蓋、容量、質量和效益的平衡。

參 考 文 獻

[1] 高澤華等. 室內分布系統規劃與設計. 人民郵電出版社. 2013年

[2] 方深媛. WCDMA室內無線環境分析及覆蓋方案研究. 電子工業出版社 2010年

[3] 河南省信息咨詢設計研究有限公司. 室內覆蓋分場景建設指導意見. 2013年