探討城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋中采用光分布系統(tǒng)的策略

張世英

【摘要】 隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，原來分布在城市周邊的農(nóng)村也被納入新型城市的版圖中，成為現(xiàn)代化城市中的“都市村莊”，也就是所謂的城中村。城中村由于在地理位置以及租金方面具有很大的優(yōu)越性，因此吸引了我國大量的外來勞動(dòng)務(wù)工人員居住，長期以來人口密集，有眾多潛在的發(fā)展用戶。

【關(guān)鍵詞】 城中村 無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋 光分布系統(tǒng) 策略

與我國其它無線環(huán)境相比，狹長交錯(cuò)的街巷以及不規(guī)則的樓房建筑物分布，使城中村[1]的無線信號(hào)難以全面被覆蓋，而僅僅依靠傳統(tǒng)方式新建室外基站強(qiáng)化城中村信號(hào)覆蓋強(qiáng)度顯然難以滿足實(shí)際的需求，信號(hào)也無法無障礙穿過密集的城中建筑物，因此容易形成信號(hào)盲區(qū)及信號(hào)弱區(qū)，最終引起城中村用戶投訴.

一、城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的的技術(shù)難點(diǎn)分析

1.1城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的環(huán)境分析

首先城中村建筑物密度較大，由于城中村物建筑物之間間距非常小，而且以不規(guī)則形狀進(jìn)行分布排列，通常這種建筑物的排布形式被稱為“握手樓”或“一線天”。在城中村的建筑物之間分布有大量的倉庫以及混雜樓房等，整個(gè)城中村的無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋環(huán)境十分復(fù)雜。由于眾多的建筑物都是當(dāng)?shù)鼐用褡孕薪ㄔO(shè)，通常的高度為4層至6層，因此更高的建筑物樓層對城中村信號(hào)的傳輸造成了非常嚴(yán)重的影響；進(jìn)一步惡化了信號(hào)傳輸?shù)沫h(huán)境，從而對城中村的低層建筑物居民造成了信號(hào)盲區(qū)以及信號(hào)弱區(qū)。而且城中村的建設(shè)發(fā)展沒有經(jīng)過科學(xué)的規(guī)劃，因此道路分布彎曲狹長，且呈縱橫交錯(cuò)的分布形式。再加上城中村的房屋基本結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成大量信號(hào)傳輸被擋的情況，室內(nèi)信號(hào)傳輸效率更差。

1.2城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的網(wǎng)絡(luò)價(jià)值分析

城中村由于聚集了大量外來人員，不僅人口分布十分密集，而且話務(wù)密集度較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國某一城中村4個(gè)不同的室外基站平均時(shí)段的最高話務(wù)量高達(dá)18.26Erl。因此，從中可以看出，在城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋中，采用光分布系統(tǒng)進(jìn)行改造實(shí)施，具有很高的網(wǎng)絡(luò)價(jià)值。而且從研究過程中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前我國的城中村潛在網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量較多，城中村的實(shí)際地理環(huán)境決定了其網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳播與城市相比存在很大差異，因此城中村的信號(hào)傳播質(zhì)量較差，成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商在數(shù)據(jù)信號(hào)通信過程中面臨的主要技術(shù)問題。對此，有效改善城中村地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸質(zhì)量，成為每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運(yùn)營商吸引客戶的重要突破點(diǎn)。

1.3城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆需要解決的問題

除了上述問題之外，城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的技術(shù)難點(diǎn)還包括室外基站的選址十分困難，而且信號(hào)的覆蓋面積非常有限。一般而言，吸收話務(wù)以及解決信號(hào)覆蓋的問題是新建室外基站過程中常用的技術(shù)手段，但是由于在具體的基站建設(shè)選址過程中，會(huì)遭到城中村居民的強(qiáng)烈抵制，城中村室外基站建成之后不能針對整個(gè)城中村進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋，而只能對個(gè)別的區(qū)域進(jìn)行覆蓋。再者，施工過程難度很大、施工周期較長，傳統(tǒng)的密集城中區(qū)通常采用RRU+同軸室外分布系統(tǒng)模式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的覆蓋與傳輸。因此，在某種程度上加大了信號(hào)傳輸過程中的物質(zhì)損耗，而且大量的網(wǎng)絡(luò)通信電纜以及通信電線在密集的城中村進(jìn)行布設(shè)，提高了無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募夹g(shù)難度。在此過程中，復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)維護(hù)運(yùn)行十分困難，需要通過建立無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)施監(jiān)測系統(tǒng)，才能使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的運(yùn)行故障進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測，而且還需要投入大量的人工，因此維護(hù)成本較高。綜上這些城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋困難都為光分布系統(tǒng)的應(yīng)用造成了嚴(yán)重的影響。

二、城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋中采用光分布系統(tǒng)的應(yīng)用原理

光分布系統(tǒng)[2]是由遠(yuǎn)端單元與擴(kuò)展單元、主單元所構(gòu)成，其主要的應(yīng)用技術(shù)原理就是通過主單元的近端設(shè)備將系統(tǒng)中輸入的不同頻段射頻信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換之后，再與數(shù)字模快進(jìn)行有效結(jié)合，從而分別經(jīng)過波分復(fù)用與電光轉(zhuǎn)換兩個(gè)環(huán)節(jié)，再將轉(zhuǎn)化之后的數(shù)字信號(hào)發(fā)送傳輸至系統(tǒng)擴(kuò)展單元的遠(yuǎn)端，遠(yuǎn)端擴(kuò)展單元會(huì)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)化作用以及濾波調(diào)節(jié)一系列環(huán)節(jié)將射頻信號(hào)輸出至天線口，從而實(shí)現(xiàn)城中村無線網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋。

三、城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋中采用光分布系統(tǒng)的策略

3.1采用光分布系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

從其實(shí)際的工作運(yùn)行原理看，光分布系統(tǒng)主要采用多網(wǎng)合一的技術(shù)模式以及一次性對多制式的網(wǎng)絡(luò)模式對城中村進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋，通過在系統(tǒng)的近端程序以及遠(yuǎn)端程序中接入不同的程序運(yùn)行頻段網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋。除此之外，光分布系統(tǒng)還可以對其中的應(yīng)急系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)指控。光分布系統(tǒng)的主要應(yīng)用技術(shù)優(yōu)勢是可以采用低功率的分配傳輸系統(tǒng)，因此信源的底噪抬升較低，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)模式相比，有更高的能效，系統(tǒng)通過在末端程序?qū)⑦\(yùn)行功率增大，進(jìn)一步采用系統(tǒng)軟件對實(shí)際的運(yùn)行功率進(jìn)行有效調(diào)節(jié)；另外，光分布系統(tǒng)采用扁平化設(shè)計(jì)的方式，因此可以對運(yùn)行功率進(jìn)行均勻分布，不僅設(shè)計(jì)過程較為簡單，而且系統(tǒng)的兼容性與擴(kuò)展性更高，通過星型組網(wǎng)的機(jī)構(gòu)方式，有效遠(yuǎn)離了系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際故障點(diǎn)。而且光分布系統(tǒng)還具有強(qiáng)大的帶外抑制能力，能有效抑制光分布系統(tǒng)中不同頻段之間的雜散，特別適合城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的共享、共建。

再者，光分布系統(tǒng)具有安裝十分方便和業(yè)主易于接受的特點(diǎn)，特別是系統(tǒng)的遠(yuǎn)端單元體積更小，通過利用遠(yuǎn)端供電方式，對數(shù)據(jù)信息傳輸過程中的電量進(jìn)行提供。基站建設(shè)的選點(diǎn)更加靈活和便捷，最大的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)是光分布系統(tǒng)的光纖和網(wǎng)線的布設(shè)與饋線相比更加科學(xué)、便捷，更容易與物業(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通。

另外，采用光分布系統(tǒng)進(jìn)行城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋具有完善的信息監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)可以對城中村的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測，包括對重要傳媒介質(zhì)以及分布天線的監(jiān)測等，不僅數(shù)據(jù)定位準(zhǔn)確，而且實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測極其靈活。特別是光分布系統(tǒng)的出口功率參數(shù)以及其他的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)可以通過系統(tǒng)后臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)管理員進(jìn)行直接管控與調(diào)整。因此，從這些不同的應(yīng)用技術(shù)優(yōu)點(diǎn)來看，采用光分布系統(tǒng)對城中村無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深度覆蓋具有良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2采用光分布系統(tǒng)的案例介紹

首先，本文所研究的城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋[3]中采用光分布系統(tǒng)技術(shù)分析是針對我國某地一個(gè)典型的城中村作為重點(diǎn)研究對象進(jìn)行理論與實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行分析。該城中村內(nèi)樓房建筑五十分密集，而且樓房多為4-7層，而樓間平均為 2米，據(jù)了解在該城中村的周圍環(huán)境中建設(shè)了眾多的基站，但是依然滿足該城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的需求，因此本文將對此采用光分布系統(tǒng)進(jìn)行分布試點(diǎn)進(jìn)行改造，并對所取得改造效果進(jìn)行分析。

3.2.1光分布系統(tǒng)信源改造分析

在信源分析過程中應(yīng)該對信源的扇區(qū)進(jìn)行科學(xué)確定，為了避免該城中村增設(shè)新的小區(qū)而引起網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)切換問題，本研究方案中通化采用光分布系統(tǒng)對該城中村中無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋區(qū)域的PN碼具體分布情況進(jìn)行詳細(xì)分析監(jiān)測，然后在數(shù)據(jù)分析監(jiān)測的基礎(chǔ)上，對該無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋區(qū)的基站扇區(qū)號(hào)進(jìn)行科學(xué)確定，并對該覆蓋區(qū)的基站扇區(qū)信號(hào)進(jìn)行直接耦合。室外基站可以同光分布系統(tǒng)的主單元共用網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，從而可以節(jié)省大量的經(jīng)濟(jì)投資。

3.2.2光分布系統(tǒng)容量核算

經(jīng)過現(xiàn)場勘查，該項(xiàng)目涉及建筑物232幢，改造區(qū)覆蓋面積約為0.3 km2。根據(jù)2015年該市城中村人口密度17489人/km2計(jì)算，該工程需要覆蓋的人口數(shù)量約為5 360人，則忙時(shí)城中村分布系統(tǒng)話務(wù)量為26.8Erl。改造區(qū)附近的中心基站站型為S222，配置201、283雙頻點(diǎn)，至少能夠提供36.76Erl的話務(wù)能力。從該基站進(jìn)行信源引入，暫無需擴(kuò)容。

3.2.3光分布系統(tǒng)場強(qiáng)改造分析

通過上述分析過程可以得知，傳統(tǒng)的分布方案與現(xiàn)代化的光分布系統(tǒng)方案相比，更加注重對城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋盲區(qū)以及薄弱區(qū)的深度覆蓋，每個(gè)天線出口的輸出功率更多地綜合考慮了城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的實(shí)際需求，因此并未特意設(shè)計(jì)使功率輸出均勻。

3.2.4泄漏，干擾及切換分析

城中村建筑物雜亂，容易產(chǎn)生乒乓切換和孤島效應(yīng)。在該項(xiàng)目中，光分布系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)際上是對宏站主覆蓋區(qū)下陰影小區(qū)的補(bǔ)盲，沒有增加扇區(qū)之間的額外切換邊界。切換帶也盡量避開人流密集的村干道和主要通道，嚴(yán)格控制定向天線掛高和照射方向，把切換帶設(shè)置在人流量稀少的小巷中。

3.2.5改造后測試效果分析

采用光分布系統(tǒng)之后，改造區(qū)的覆蓋指標(biāo)有了明顯改善，整體網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)也有較大提升。全網(wǎng)覆蓋率指標(biāo)提升了6.45%，RX 指標(biāo)更是提高了46.19%。EV-DO性能改善明顯，特別是Total C/I指標(biāo)大幅度提升了16.6%，用戶感知提升明顯。上表是項(xiàng)目實(shí)施前后各主要指標(biāo)的對比。

四、 結(jié)束語

綜上所述，本文通過技術(shù)難點(diǎn)分析以及光分布系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)分析，從而采用光分布系統(tǒng)對城中村無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的技術(shù)方案與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋技術(shù)相比，克服了傳統(tǒng)技術(shù)方案中的系統(tǒng)分布饋線多以及系統(tǒng)運(yùn)行故障大、系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)器件無法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控等弊端，本文所研究的光分布系統(tǒng)具有利用率較高以及延伸性強(qiáng)和系統(tǒng)可以在城中村進(jìn)行深度網(wǎng)絡(luò)覆蓋補(bǔ)盲，特別是使城中村三層樓以下的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)深度覆蓋差等問題得到了有效解決。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]鐘期洪，楊太星，劉己未.光纖-五類線分布系統(tǒng)在城中村深度覆蓋優(yōu)化的應(yīng)用[J].移動(dòng)通信，2012，16：5-9.

[2]張立謙.GSM特殊場景覆蓋解決方案——城中村深度覆蓋解決方案[J].中國新通信，2012，23：92-94.

[3]胡澤妍，張力方.光纖分布系統(tǒng)在深度覆蓋場景的研究與應(yīng)用[J].移動(dòng)通信，2015，22：3-8.