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室内覆盖的优化

时间:2011-04-16

室内覆盖的优化

摘要:无线通信最重要的是给用户提供一个可靠的、完全无缝的覆盖网络,当移 动通信网络发展到一定的阶段,建筑物内部的信号覆盖,或称室内覆盖的优化就 是一个重要的服务内容。本文主要讨论室内覆盖优化的方法,并通过实际例子来 说明进行覆盖的内容和成效。 关键词:移动通信、网络覆盖、室内优化。 随着 GSM 网络的不断扩建,网络优化的重要性已经被运营商认识到,而室 内覆盖优化尤其是网络深度覆盖的重要内容, 本文着重讨论的就是在室内覆盖优 化设备大量应用的基础上,讨论如何使室内覆盖优化方案更合理,应用更科学, 并提出应用中的具体的事例及解决方法。 一、室内覆盖优化的设计 在讨论室内覆盖的优化之前,有必要讨论一下室内覆盖的设计,因为室内覆盖优 化的效果将会在很大程度上取决于它的前期设计。 那么如何进行前期设计呢?可 以从以下几点考虑: 1、因地制宜地选择室内分布方式 室内分布方式包括无源分布方式、 有源分布方式、 光纤分布方式及混合分布方式。 这几种分布方式各有其特点。

无源室内分布方式 采用基站作为信号源, 通过使用耦合器、 功分器等无源器件将信号进行合理分配, 再通过馈缆传输到各个天线点进行覆盖。主要特点有: * 系统成本较低 * 无需供电,可靠性高 * 交调和噪声性能良好 *

当覆盖的楼宇面积较大时将会受到功率的制约 * 馈缆对于不同频段的信号损耗差别很大,直接影响到系统对双频乃至 3G 频段的 兼容 有源室内分布方式 这里所说的有源分布方式是指在设计中根据信号的衰减程度增加干线放大器来 进行功率的补充。主要特点有: * 可覆盖较大规模的楼宇 * 可通过调整干放的增益来补充馈缆对不同频段信号损耗的差别,从而实现兼容 * 噪声的累积使系统的覆盖范围受到一定的限制 光纤室内分布方式 信号源与一个光远端机设备相连,通过光电转换,将射频信号转换为光信号,再 通过光纤传送和分配到各个分离较远的光远端机设备,然后转换回射频信号,进 行射频信号的分配和覆盖。主要特点有: * 信号传输距离远 * 覆盖场强均匀 * 布线灵活方便,易于施工 * 适用于大型或分散型室内环境 * 系统总体造价较高 在具体设计中我们主要根据楼宇的建筑面积、建筑物结构、建筑物功能、总体话 务量及话务分布来进行灵活地选择或组合。 2、通过测试、计算制定设计方案 在设计中,测试是很重要的一步。通过测试,我们可以了解建筑物的面积、结 构、内部装修材料的类型,并通过场强测试,找出信号差、盲区、切换频繁、掉

话高的地区,这都将有助于分析信号在传播中的分布情况,以及需重点覆盖的区 域。 下面是可供参考的经典室内场强分布公式和一些建筑物材料的损耗。 室内场强分布公式: PL(d)[dB]=PL(d0)[ dB]+10nsfLOG(d/d0)+FAF[dB] 式中参数含义为:

PL(d): 距天线 D 米处的场强值 PL(d0): 距天线 1 米处的路径衰减,典型值为 30 dB nsf :同层衰减指数 FAF :不同层路径损耗附加值

nsf :办公大楼 3.25 一般建筑 2.76 零售店 2.18

FAF : 办公大楼 穿过一层 12.9 穿过二层 18.7 穿过三层 24.4 穿过四层

27 建筑物材料的损耗:

钢筋混凝土墙(无玻璃) 30 dB 混凝土墙 10 dB (有玻璃)

砖墙 9 dB 玻璃 2 dB 3、设计中的一些技巧 在设计中还有一些技巧。例如:如果建筑物的内部比较规则,隔板材料对信号损 耗较小,那么为了减少成本, 使场强分布更均匀,我们可以采用隔层覆盖,即 在奇、偶层对称的位置布放天线点。 另外还可以根据前期一些测试结果,如室内用户群的特点、话务量和话务分布, 灵活地将楼宇进行分层、分扇区设计,对不同扇区给出不同的载频配置。但是在 设计中注意要“横切”,而不要“纵切”——即按楼层分扇区,不要在同一层内 分区,以免产生信号的频繁切换,给后期优化工作 带来很大的困难。 二、室内覆盖优化容易出现的问题 室内覆盖的优化相对于室外大站而言, 技术较新, 积累的经验较少, 因此在这里就近期优化工作中出现的问题加以讨论。 目前室内覆盖出现的问题主要有四个: 1、 由于前期设计问题或是后期楼宇内部的装修结构有所变化,使部分区域成为 盲区,或覆盖信号很差。 2、 相邻大站未做邻区关系或所做邻区关系不当,最终产生掉话。 3、 参数未做相应的调整。 4、 PATH BALANCE 异常的小区较多。

对于前三个问题,可以通过组织大规模的测试,为每一个覆盖地点建立测试档案 库。了解楼宇的覆盖情况、邻区关系和是否有同、邻频,并根据测试结果调整相 应的参数。 三、室内覆盖优化问题的处理方法 下面以北京的海龙大厦为例,说明一下对这类问题的处理方法。 海龙大厦地处中关村,是一个以计算机、通信业为主的综合性写字楼。大厦共 21 层,地上 18 层,地下 3 层。大厦 1 层~5 层为卖场,6 层~18 层为写字楼,地 下 3 层为皆为停车场。在前期设计中,使用的是无源室内分布方式,为了功率平 衡和充分吸收话务,本楼在设计中采用了将大楼分成两扇区,给予不同扇区不同 载频配置的方法。扇区 2624 覆盖 10~18 层,扇区 2625 覆盖 B3~9 层。在 CQT 人员实地拨打测试中,发现了如下问题: 地点 一层东侧卖场 二~五层东、南侧卖场 电梯厅内 测试结果 微蜂窝信号弱,手机占用大站信 号,切换频繁 无覆盖

在详细研究了它的设计图后,发现出现上述问题的主要原因是因为覆盖不全,需 要在恰当的地方进行补点。 经过讨论决定在 1 层东南侧补二个点, 层~5 层南侧 2 各补一个天线点,B3~18 层的电梯厅内各补两个天线点,以保证电梯内的正常覆 盖。 基于这种思路,分别在原来的系统设计上增补了耦合器、功分器和天线点。 在调整覆盖的同时,分析统计数据发现海龙 2625 小区拥塞很高,急需扩容。下 面是扩容、整覆盖前的统计:
site_name HaiLongDaShaM-19 HaiLongDaShaM-19 cell_name 4140-2624 4140-2625 SDCCH 拥塞 0 0 TCH 拥塞 0.5181 52.792 erl/chan 0.434184 0.951973 Date_ 01-8-8 01-8-8

结合考虑增补天线点后吸收的话务量, 因此决定将海龙大厦由 S2/S4 扩为 S4/S6。

下面是扩容、调整覆盖后的统计:

site_name

cell_name

SDCCH 拥塞

TCH 拥 塞 0 0

erl/chan

Date_

HaiLongDaShaM-19: HaiLongDaShaM-19:

4140-2624 4140-2625

0 82.96361

0.080984 0.188229

01-8-10 01-8-10

由统计可以看出,扩容和覆盖调整以后,每信道话务量有很大程度的缓解,但是 2625 小区的 SDCCH 的拥塞有所增加。 分析原因发现海龙大厦的所有邻区和本小 区都处于不同 LAC 区,海龙大厦处于 4140LAC,它的邻区在 4122LAC 上。查 看了一下 2625 小区的 SD 分配,为 48 个时隙。经讨论认为这样分配信道使用效 率不高, 于是将 SD 分配改为 24 个时隙, 并修改了 CELL-RESELECT-HYSTERESIS 参数,设置为最大 14dB。 调整后继续观察统计,得到修改参数后统计结果:
SDCCH 拥 塞 0 0

site_name

cell_name

TCH 拥塞

erl/chan

Date_

HaiLongDaShaM-19: HaiLongDaShaM-19:

4140-2624 4140-2625

0 0.1331

0.114548 0.574803

01-8-11 01-8-11

调整后发现 TCH 又有一些拥塞,考虑到 2625 小区覆盖的地区主要是卖场,对通 话的需求更高一些,因此我们保留 2624 小区的 GPRS 时隙,将 2625 小区的三个 GPRS 时隙该为话音时隙,调整后 TCH 拥塞为 0,如下表:

site_name HaiLongDaShaM-19: HaiLongDaShaM-19:

cell_name 4140-2624 4140-2625

SDCCH 拥塞 TCH 拥塞 0 0 0 0

erl/chan 0.037463 0.398112

date_ 01-8-12 01-8-12

由上表可以看出调整后拥塞得到很大的缓解。 对于第四个问题,即:PATH BALANCE 异常。我们首先要了解上下行链路功率 预算的意义和出现上、下行链路不均衡的原因。 上下行链路功率平衡预算通过调整基站的发射功率, 使得覆盖区边界上的点下行 接收信号扣除损耗及系统裕量后大于手机接收灵敏度, 而该点上行信号到达基站 后扣除损耗及系统裕量大于基站接收灵敏度。 目的是保证设计系统满足覆盖要求。 降低因为上下行链路不平衡引起的单向通话、提高有效的无线接通率。 经过分析发现出现上述问题的原因为: 1、 若基站的发射部件有问题或馈缆进水时,会使下行损耗增大,导致上、下行不平 衡; 2、 若基站的接收部件(如接收矩阵模块等)出现问题时,会使上行损耗增大,也会 导致上、下行不均衡。 3、 另外对于使用了有源器件的室内覆盖系统,噪声也是影响系统覆盖的重要因素。 若系统中采用了放大器, 则该放大器的噪声系数即加入整个系统。 对于基站来说, 引入该放大器后将导致系统噪声电平提高,为减少噪声对系统的影响,可将上行 增益下降,此时到达 BTS 的噪声电平可维持原有水平,但放大器覆盖的用户到达 BTS 的信号会比无源系统用户信号弱,信噪比也相应下降,若为保证信噪比不变, 则必须提高放大器边缘的覆盖强度, 这样就会使覆盖变小, 若在设计中考虑不周, 也会导致上下行链路的不平衡。 另外安装工艺若不合格, 也会使系统阻抗不匹配, 回波加大,能量损耗增加,影响覆盖范围。 因此在出现了这个问题后,可以这样解决: 1、首先排除基站硬件故障,可根据统计查看发射或接收部件及馈缆。 2、协助直放站厂家调整干放的增益。在调整时应注意基于上面所陈述的原因, 当调整单个放大器的增益时,不仅会影响本放大器连接天线点所覆盖的范围,而 且会影响其他干放覆盖的范围,所以在调整时应密切关注统计;另外将上行干放 增益调得太大,也会导致上行噪声电平过高,从而影响正常通话。


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