典型区域UMTS无线网络的多种覆盖方案分析

来源：作者：出处：巧巧读书 2007-10-28 进入讨论组

2.采用异频方式覆盖建筑物室内方案

以上分析了室内/室外同频的方案，如果采用异频方式覆盖建筑物室内，室内/室外通过不同的频率提供较好的隔离，但是使用异频，意味着室内和室外的切换将是硬切换，在WCDMA中，很难在室内系统中采用异频，主要的困难就是硬切换，硬切换的边界难以控制，常可能造成乒乓切换的区域，而需要专用室内覆盖的大楼一般坐落在核心商务区，周边的室外小区密集，很难控制硬切换的边界，在硬切换区域很难避免小区的重叠，不需测量的盲切换成功率难以保障，必需采用压缩模式测量，确保切换高成功率，激活压缩模式测量目标小区，终端需要较高的发射功率，以补偿由于采用较短的扩频码带来的处理增益下降，而且，目标小区的清单越长，测量需要的时间就会更多，需要提前激活压缩模式，或采用更高的压缩比，同时使室内和室外系统容量有较大损失，而要减少容量损失，就需很好的控制硬切换边界，减少目标小区及测量次数，而提高硬切换成功率又是以良好的测量为前提的，同时切换边界在实际网络当中很难控制，这是异频方式难以克服的困难。

建立室内覆盖系统主要有以下三种方案可供选择。

（1）直放站

直放站是能够在上下行双向接收、放大和发射空间辐射（无线引入方式）或电缆及光缆传导（有线引入方式）的RF信号的设备，在室外站存在富余容量的情况下，可以通过直放站将室外信号引入室内的覆盖盲区，即直放站的施主天线直接从附近的室外宏蜂窝基站提取信号（在无线引入方式中为了保证信号强度，一般要求施主天线与施主基站天线之间保证视通），经放大后，通过室内天线将其扩展至室内盲区。

直放站安装简便灵活、见效快、周期短、成本也较低，较适合于低话务量、中小型建筑的室内覆盖，虽然此方案中的室内容量来自于室外覆盖基站，不能提高系统容量，但通过调配（均衡）话务容量，尤其是通过提高下行链路功率的使用效率（减少了穿透损耗），还是在一定程度上提高了系统的下行容量，在WCDMA系统中容量为下行受限。其前提是要确保直放站方案设计合理，整体网络进行了合理优化。

采用直放站后的网络性能与直放站自身性能指标密切相关，主要包括底部噪声、收发隔离度、线形度、带内平坦度、上下行增益平衡等参数，均需满足相关技术规范的要求。此外，在直放站实施过程中，必需注意以下几方面的问题：

功放是直放站的核心部件，放大器的非线性将造成交调严重、WCDMA导频信号混乱、通信质量恶化，直放站选型时应注意选择采用超线性功放的机型；

市内由于基站密度较大，为防止同时接入几个施主基站，应优先采用光纤接入式直放站或移频直放站；

如果采用同频无线直放站，应确保施主基站信号强度清晰、稳定（RSCP一般应在–70~–80dBm，Ec/Io达到–7~–9dB），避免将其它较强的基站信号引入室内；

控制反向噪声：控制进入直放站的噪声功率及调整增益，保证底部噪声不对基站形成干扰。

由于直放站借用施主基站容量，因而带直放站的基站容量将不同于正常基站容量的计算，直放站覆盖区没有上行宏分集增益，下行又无多徑分集增益，解调信号需要更高的能量，也就是说，带直放站的母站容量会低于正常基站。

如果不熟悉CDMA系统特性，没有丰富的CDMA网络设计和优化经验，在WCDMA网络中也很难实现直放站应用的优化，甚至严重影响网络性能。例如一个常见的误区就是试图靠抬高直放站的发射功率去压制其它信号，从而引起导频污染，带来“乒乓效应”。

大型写字楼的地下停车场覆盖是使用直放站的良好场地，地下系统有天然的隔离，不需考虑信号外泄问题，而且没有容量要求，其覆盖又是保证重点区域质量的必要组成部分。

（2）射频拉远

射频拉远作为室内覆盖系统的信号源是常用的解决方案，在市区中心使用较多，同时解决覆盖和容量问题，适用于中等覆盖范围及话务量的建筑物，这类建筑物的容量要求已不是直放站所能提供的，需要提供容量的解决方案。

使用射频拉远的前提是所要覆盖的建筑物周围宏基站有富余容量，而且需要专用光纤联结拉远模块和基站其它模块。在密集市区，尤其老城区，部署光纤往往成为制约该方案的瓶颈所在。另外，拉远模块体积小，部署安装简便，不需要专用机房，再配合室内信号分布系统不仅可以解决室内覆盖，而且可以提供相当的容量增益。

（3）采用室内基站

采用室内基站作为室内覆盖系统的信号源，适用于覆盖范围较大且话务量相对高的建筑物内，或在商业密集区的建筑物，周围宏蜂窝站没有富余容量的情况下，室内基站作为可选的解决方案，同时解决覆盖和容量问题。与前面方案相比，在室内部署基站（配合信号分布系统）不仅可以解决室内覆盖，而且可以提供显著的容量增益，尤其适用于话务量集中的高档写字楼、大型商场等环境，当然其投资也相对较高。

在实际使用中，对高层建筑部署单独的室内覆盖系统，即室内基站加信号分布系统。室内分布系统可使室内基站的容量均匀分布各个区域而达到良好的覆盖范围。

3.关于楼宇覆盖的建议

如前所述，室内覆盖与室外覆盖最好采用同一载波，在建筑物的进出通道处以软切换的方式实现移动用户呼叫的连续性，减少掉话的发生，同时利用建筑物自身的隔离特性，做好覆盖控制，减少软切换区。反之，如果室内采用异频覆盖，不仅占用一个5MHZ载波，而且硬切换的成功率也将大大低于软切换。

综上所述，移动通信室内覆盖的问题从广义上讲，不仅仅是对室内信号盲区的改善，同时也包括对室内移动通信话音质量、网络质量、系统容量的改善。室内覆盖的侧重点是商业价值高的重要楼宇，它们又因用途及设计的不同结构上差异很大。

三、居民小区的覆盖方案分析

居民小区是国内城市环境一大特点，主要表现为集中，密集，高层，集群，尤其是近年新建小区。老式居民小区密集程度不高，楼层较矮，室外宏基站能提供良好的室内覆盖，不具备特殊性，因而不在此特别讨论。这类环境的覆盖既是重点，又是难点，在此对其解决方案做一些讨论。

密集型居民小区楼层较高，且高度差不多，楼宇排列往往自成体系呈封闭式或半封闭式，居民小区的覆盖要以室外宏基站为主，如对每一栋楼做室内覆盖，成本显然太高，然而小区的结构使得室外基站天线不论朝着那一个方向打，都可能会有盲区死角，需要在网络设计时特别考虑，这类小区地理环境相对独立，周边大都无密集商业区，也就是说，周边室外宏站扇区往往会有富余容量，较好的解决方案是根据实测室内盲区大小的具体情况，选用直放站或射频拉远来做补充覆盖。

四、隧道的覆盖方案分析

无论隧道长短，其共同特点是：

·隧道两端各有一段引路，市区隧道进出口往往是多条道路的汇聚点，除隧道进出口外，隧道能做到很好的隔离，不用担心与外面宏基站间的相互干扰；

·多数隧道是直通隧道或少而缓慢的弯道；

·隧道双方向完全隔离，即两个行车方向是两个隔离的连体隧道；

·话务要求较低，手机用户具有中等的移动速度，平均每小时40公里左右，最高不超过每小时80公里；

·一般隧道内具备一定的传输配套设施。

隧道本身具有良好的隔离作用，在设计该室内系统的覆盖时，可不考虑与宏基站的覆盖重叠而导致的相互干扰问题，通过室外宏蜂窝的穿透实现对隧道内的覆盖显然不可行，因此必须设计一个特殊的室内覆盖系统。

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