典型區域UMTS無線網絡多種覆蓋方案分析

下一頁 1 2 3 4 

　　 

一個成功的UMTS網絡規劃可實現多重目標，即無線網絡提供的服務質量可以達到規劃時的目標，業務按預期的服務質量和容量展開，同時可以做到優化網絡投資，使網絡收益最大化，盡快收回投資。

作為網絡設計的前期準備工作，網絡規劃越細致、越完善，投資估算將更符合未來的網絡實際，網絡設計的基礎將更扎實。

對于作為網絡規劃難點和重點的無線網絡覆蓋，選擇不同的覆蓋策略，會導致截然不同的網絡投資、覆蓋效果、工程難度和網絡質量。因此，UMTS網絡規劃必須因地制宜，在合理的網絡覆蓋策略指導下進行。本文將就典型區域的無線網絡覆蓋方案進行分析和探討，給出相關的建議。

一、建設初期無線網絡覆蓋的兩種解決方案

在無線網絡建設初期存在兩種不同類型的網絡覆蓋方案，一類為室內+室外的解決方案，一類為純室外的解決方案。

室內+室外的解決方案采用較大的宏蜂窩站間距，宏蜂窩主要解決室外覆蓋，重要商業樓宇由室內覆蓋方案解決。這類方案的好處在于，較大的室外站間距可以帶來室外宏蜂窩下行干擾水平的顯著降低，干擾降低，即意味著每基站容量得到提高，每基站的容量可以得到充分的挖掘，直接部署室內解決方案可帶來室內深層次覆蓋水平的顯著改善；這類方案的缺點在于，如果一期工程直接部署室內覆蓋，可能導致施工難度加大，工程量增加，不部署室內解決方案，可能存在室內深層次覆蓋較差的問題。

純室外的解決方案采用較小的室外站間距，通過室外宏蜂窩穿透的方式，對室內提供深層次覆蓋。這類方案的好處是網絡發展到一定階段之前，無需部署室內解決方案，可以推遲室內解決方案的部署，相應減少室內覆蓋的工程量，降低室內覆蓋工程難度。這種方案也存在較大的缺點，小的站間距意味著網絡需要建設大量的基站，造價高，即使采用較小的室外站間距，對于大的購物中心、商場或寫字樓等進深較大的樓宇，室外宏蜂窩無法穿透多道的混凝土墻，室內深層次覆蓋無法得到顯著的改善，室外較小的站間距，帶來下行較強的干擾，每基站容量大幅降低，無線信號的漫射特性可能帶來大量的導頻污染等問題，同時隨著室內高速數據用戶的增加，基站的發射功率加大，導致室外干擾水平迅速上升，下行容量迅速耗盡的問題，網絡容量發展到一定階段，隨著室內高速數據用戶的增加，仍然需部署室內覆蓋方案，以吸收室內的話務量。

網絡覆蓋策略決定后面臨的下一問題是如何合理分配有限的網絡投資。在網絡建設前期，業務多集中于市區、郊區，因此集中投資，建好城、郊區的無線網絡，是樹立良好的服務形象的關鍵，而針對農村幅員遼闊、面積大、網絡初始話務量不高的特點，應盡量采用經濟的覆蓋手段，在滿足一定覆蓋水平的基礎上，壓縮投資，以控制全網的整體投資，達到降低成本、建設精品網絡的目的。下面將對典型區域的覆蓋方案進行分析討論。

一個成功的UMTS網絡規劃可實現多重目標，即無線網絡提供的服務質量可以達到規劃時的目標，業務按預期的服務質量和容量展開，同時可以做到優化網絡投資，使網絡收益最大化，盡快收回投資。作為網絡設計的前期準備工作，網絡規劃越細致、越完善，投資估算將更符合未來的網絡實際，網絡設計的基礎將更扎實。

對于作為網絡規劃難點和重點的無線網絡覆蓋，選擇不同的覆蓋策略，會導致截然不同的網絡投資、覆蓋效果、工程難度和網絡質量。因此，UMTS網絡規劃必須因地制宜，在合理的網絡覆蓋策略指導下進行。本文將就典型區域的無線網絡覆蓋方案進行分析和探討，給出相關的建議。

二、重點樓宇的覆蓋方案分析

1.樓宇覆蓋應考慮的主要問題

現有的無線設計軟件主要是為室外基站規劃設計開發的，它所能設計的室內覆蓋是基于室外基站的信號，通過考慮地貌特征和建筑物穿透損耗要求，對建筑物室內覆蓋性能進行預測，這些工具都不能直接用來設計覆蓋完全依賴室內信號的系統，因此室內覆蓋系統的解決方案主要依賴經驗。

市區的大型寫字樓的結構復雜，高端用戶量大，網絡性能直接影響網絡的品牌效應，良好的室內覆蓋不可避免的將依賴于室內覆蓋系統，在密集市區，市區的室外宏蜂窩覆蓋策略主要考慮對于大面積的居民樓及一般商業樓的覆蓋，此時20dB和15dB的穿透損耗余量可以分別滿足密集市區和市區居民樓及一般商業樓的室內覆蓋要求，在一般市區和郊區，由于成本的限制，不會考慮太多的室內覆蓋系統，這些地形雖然不會有大量高層樓宇，室內覆蓋主要來源于室外宏蜂窩基站的穿透損耗余量來達到室內覆蓋。

設定正確的穿透損耗值是控制網絡投資成本的一個很重要的手段，密集市區，市區的大型商場，地下停車場，VIP工作場所，政府機關大樓等重要建筑物，取高穿透損耗方式并非覆蓋首選，建議直接考慮部署室內覆蓋網絡，并且應與大網建設同步進行,才能為客戶提供高質量的服務，這是擴大營運收入的重要途經，也是提升網絡品牌效應的一個很重要的手段。

室內設計的主要目標是在滿足服務質量的前提下，提供最好的室內覆蓋和最高的容量，按照CDMA設計原則，主服務小區的Ec/Io、軟切換／更軟切換的比率、BLER和服務可靠度仍然是衡量室內覆蓋質量的準則。

室內信號只有兩種來源：室外信號的穿透和專用的室內覆蓋系統，前者被稱為無源方式部署，后者則被稱為有源方式部署，在這兩種部署方式中，室內的覆蓋和容量都與建筑物的穿透損耗有密切關系。

2.室內/室外同頻的方案

通過室外信號穿透來解決室內覆蓋的方式比較簡單和經濟，為了保證室內覆蓋的可靠性，室外信號要留出充足的余量，同時高的余量會導致室外的整體干擾水平的提高，由于無法很好預測信號的傳播，室內可能會出現多路信號，無法保證室內各處都始終維持一個主服務信號，導致服務水平降低。除了覆蓋質量，通過室外穿透解決室內覆蓋時，容量也取決于室外小區，室內移動臺要消耗更多的室外下行功率來克服穿透損耗和增加的干擾，減少了室外小區的容量，室內覆蓋越深，要求的穿透損耗余量越多，對室外小區的容量的影響也就越大。

通過室內覆蓋系統解決室內覆蓋的方案相對復雜，此時，室內有發射信號源，這些信號源可以是室內天線、泄漏電纜等，設計的關鍵是要考慮室內／室外的隔離度，室內外系統采用同一頻率時，建筑物的穿透損耗為有射頻源部署方案提供了一定的天然隔離度，但是網絡設計依舊要遵循CDMA系統的設計原則，最大限度地減少室內系統和室外網絡的覆蓋重疊，盡可能地提高容量，類似于GSM系統所采用的分層式的網絡部署方案是不能應用于WCDMA網絡的，這種分層式的網絡部署方案中室內/室外覆蓋完全重疊，極大程度地降低了室內系統所能提供的容量，室內/室外覆蓋的重疊程度可由軟切換來衡量，軟切換是由室內的Ec/Io值和室外的Ec/Io值決定的，兩者在該建筑物內的值就決定了室內系統和室外站之間的軟切換率，Ec/Io的計算方法如下：

室內小區Ec/Io = 室內小區的導頻功率/(室內小區的總功率 + 來自室外的總功率)

室外小區Ec/Io = 室外小區的導頻功率/(室內小區的總功率 + 來自室外的總功率)

軟切換率是衡量WCDMA室內系統最重要的指標之一，過多的軟切換占用系統資源，降低容量，為了減少室內/室外覆蓋的重疊，必須優化該建筑物周圍的室外小區，盡可能地降低室外信號穿透到室內的強度；另一方面，室內系統采用低功率的天線，降低室內信號泄漏到室外的強度，這是基于CDMA技術的系統特有的一個問題，其他的技術如GSM，總會為窄帶室內系統分配與室外網絡不同的頻率，不需要考慮這一問題。

在同頻情況下，一般建筑物室內設計的目標是在滿足室內覆蓋與容量要求的情況下盡可能地減少室內信號的外泄，大型開闊式建筑物的室內覆蓋有不同的設計考慮，室內容量要求高，室內環境的幾何范圍使得不同多徑信號之間的時延小于1 chip，多徑分集效應較室外差，用戶移動速度較慢，小于5公里/秒，交織的效果也較差，Eb/No的要求會相應升高，采用多個低增益小覆蓋天線還是采用稍高增益覆蓋較大的天線應視具體情況而定，也可以利用向內輻射的多個定向天線覆蓋同一區域，在各路信號中插入人工時延，它有利于改善手機接受多徑信號間的不相關性，提供更明顯的分集增益，使覆蓋性能更可靠，因為在空間某點經不同天線傳輸的信號具有不同的時延性，在同一點內同時衰落幾乎不存在。

室內天線可以采用全向天線(安裝在屋頂)或定向天線(主要安裝在墻壁)，天線的尺寸根據實際情況有不同的要求，增益一般在2-7dBi之間，在選擇天線安裝的位置時應盡可能避免與其他電子設備靠近，以防止干擾，同時應盡量將天線安裝于距通話手機大于一米的位置，避免由于通話用戶距離天線過近導致手機發射功率到達基站過大對基站造成的阻塞，另外應將天線放置在較高的，無阻擋物或離墻壁，柱子等阻擋物足夠遠的區域，盡可能創造一個視距傳播環境。

建筑物自身穿透損耗帶來的天然隔離是非常重要的設計考慮，良好的隔離使我們在設計該室內系統的覆蓋時不用過多考慮與室外宏基站的相互干擾與切換問題。

從容量角度而言，良好的隔離作用增加了單小區室內用戶容量，下面是單小區極點容量的理論公式

從公式可以發現，對于室內系統而言，處理增益和話音激活因子與室外系統一樣，Eb/No的要求與室外一般會有差別，另一主要區別在于不同的扇區化增益SG/K和鄰小區干擾指標f，當穿透損耗無限大時，扇區容量實現最大，這是由于室內扇區的覆蓋近似是一個沒有任何外來干擾的“孤站“覆蓋,因此來自外小區干擾指標 f=0，扇區化增益SG/K=1，此時的極點容量等于：

足夠大的穿透損耗要求將來自室外宏基站的干擾降至可忽略不計，這類場景僅有大型地下商城或地鐵系統可適合，一般樓宇穿透損耗有限，室外宏基站的干擾使容量下降。

原文轉自：http://www.kjueaiud.com