任永學(xué)

【摘 要】隨著移動(dòng)通信市場(chǎng)的開放，城市的無線覆蓋已經(jīng)基本達(dá)到了無縫隙，話音質(zhì)量也有了顯著的提高。但是由于城市大型建筑物結(jié)構(gòu)本身屏蔽的原因，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，仍然存在不少室內(nèi)移動(dòng)通信環(huán)境比較差的地方。隨著手機(jī)用戶群的急劇增加，如何迅速有效地解決室內(nèi)信號(hào)覆蓋差的問題，已經(jīng)成為通信公司改善建筑內(nèi)部無線信號(hào)質(zhì)量、增加網(wǎng)絡(luò)容量、提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)信譽(yù)的迫切要求。

【關(guān)鍵詞】分布覆蓋；設(shè)計(jì)

1.時(shí)代廣場(chǎng)建設(shè)分布覆蓋系統(tǒng)的必要性

1.1時(shí)代廣場(chǎng)的簡(jiǎn)介和信號(hào)覆蓋現(xiàn)狀

時(shí)代廣場(chǎng)是新近建成的一座集餐飲、娛樂、商場(chǎng)、寫字樓于一體的高級(jí)綜合性辦公樓，建筑面積160000平方米。位于黃金地段。它的西面為藝術(shù)中心；南面和五星酒店、博士專家樓、高檔市區(qū)隔街相對(duì)；東面是長(zhǎng)途客運(yùn)中心；北面是高檔寫字樓等多座高層建筑；東北方向不到1000米就是火車站；時(shí)代廣場(chǎng)門前是市區(qū)東西方向上的三大主要交通干道之一。

根據(jù)在時(shí)代廣場(chǎng)的實(shí)地調(diào)查和用戶投訴的情況可以發(fā)現(xiàn)，時(shí)代廣場(chǎng)室外，信號(hào)強(qiáng)、覆蓋良好，隨時(shí)可以進(jìn)行通話，沒有掉話現(xiàn)象，話音質(zhì)量良好；但在時(shí)代廣場(chǎng)室內(nèi)的大部分樓層沒有手機(jī)信號(hào)或者信號(hào)微弱，不能進(jìn)行正常通話，特別是地下建筑和電梯內(nèi)，全部是盲區(qū)；但是時(shí)代廣場(chǎng)樓層較高的部分手機(jī)表現(xiàn)為信號(hào)很好、電話振鈴，但無法接通，所以時(shí)代廣場(chǎng)的室內(nèi)移動(dòng)通信能力表現(xiàn)為除了個(gè)別地方可以通話外，基本不能正常通話。

1.2目前時(shí)代廣場(chǎng)信號(hào)覆蓋中存在的問題

時(shí)代廣場(chǎng)的框架式建筑結(jié)構(gòu)和鋼筋水泥的建筑材料決定了它對(duì)周圍基站信號(hào)有較大的屏蔽，室內(nèi)以輕鋼龍骨為主的隔斷墻也對(duì)電波有較大的衰耗，它們都影響到建筑物內(nèi)部的絕大部分區(qū)域移動(dòng)通信的效果。業(yè)主和入住商戶的投訴嚴(yán)重，要求快速解決問題。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)時(shí)代廣場(chǎng)的地下室和電梯內(nèi)由于鋼筋水泥的封閉環(huán)境，屬于完全盲區(qū)，建筑底層區(qū)域信號(hào)較弱，電話接打困難，高層部分則可以接收到相對(duì)較好的基站信號(hào)，但由于沒有主導(dǎo)小區(qū)，接受到的幾組電平值相差很小，重選切換頻繁，通話過程中質(zhì)量較差，經(jīng)常發(fā)生掉話，通過測(cè)試數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)時(shí)代廣場(chǎng)的室內(nèi)移動(dòng)通信困難主要表現(xiàn)為：

（1）建筑中出現(xiàn)信號(hào)覆蓋的盲區(qū)，主要是建筑內(nèi)部的電梯轎箱、地下停車場(chǎng)、設(shè)備樓層和1、2層部分區(qū)域。造成盲區(qū)的原因主要是由于建筑結(jié)構(gòu)為鋼筋水泥澆注而成，穿透損耗極大，或者是由于周圍其他高大建筑物對(duì)本建筑造成的陰影效應(yīng)，使得這部分地方根本沒有信號(hào)覆蓋，基站信號(hào)到達(dá)地下時(shí)的電平值小于手機(jī)接收的靈敏度，屬于信號(hào)盲區(qū)，所以無法接入網(wǎng)絡(luò)。

（2）建筑中出現(xiàn)“乒乓效應(yīng)”區(qū)域。它的高層部分基本都能接收到基站信號(hào)，不僅數(shù)量多，電平值高而且大小十分接近，造成手機(jī)在這些地方，沒有主導(dǎo)小區(qū)，在能夠選擇的小區(qū)間頻繁地重選、切換，無法進(jìn)行正常的發(fā)起、維持呼叫。這主要是因?yàn)殡S著建筑物樓層高度的升高，周圍有遮擋的建筑物也在逐漸減少，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的樓層高度后，周圍對(duì)其有屏蔽作用的建筑物基本不存在了，到達(dá)建筑高層的信號(hào)主要為周圍相鄰的基站的直射信號(hào)。由于相鄰基站站距比較接近，到達(dá)時(shí)代廣場(chǎng)高層的信號(hào)在自由空間傳播時(shí)的損耗基本相同，造成其高層部分信號(hào)數(shù)量多、場(chǎng)強(qiáng)值大，沒有主導(dǎo)小區(qū)、手機(jī)頻繁重選切換的現(xiàn)象。

（3）時(shí)代廣場(chǎng)外墻體為鋼筋水泥澆注而成，室外基站信號(hào)在進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，穿透損耗很大，因而建筑的低層部分信號(hào)覆蓋很弱，而且不均勻，覆蓋這些區(qū)域的信號(hào)主要是周圍基站的繞射和反射信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過長(zhǎng)距離空中傳播后有很大的損耗，到達(dá)這些區(qū)域時(shí)的電平已經(jīng)十分微弱，基本接近或者超出手機(jī)的靈敏度極限，因而發(fā)起呼叫十分困難。

2.具體的設(shè)計(jì)方案和步驟

2.1基站設(shè)備的選型

室內(nèi)分布覆蓋系統(tǒng)最為重要是信號(hào)源的選取，信號(hào)源的性能決定了整個(gè)分布覆蓋系統(tǒng)的性能，是整個(gè)系統(tǒng)的根本。本方案設(shè)計(jì)中使用宏蜂窩作為信號(hào)源，既可以保證有持續(xù)穩(wěn)定的信號(hào)輸出，又可以在話務(wù)量增長(zhǎng)的同時(shí)，成倍的增加系統(tǒng)容量，是覆蓋時(shí)代廣場(chǎng)室內(nèi)比較理想的方案。

由于覆蓋面積比較大，單純使用宏蜂窩配合無源系統(tǒng)不可能完全覆蓋建筑內(nèi)的每個(gè)地方，因而在關(guān)鍵的部分干線上需要使用放大器。放大器產(chǎn)生的噪聲對(duì)基站的影響，在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.2基站容量配置分析

時(shí)代廣場(chǎng)是一座高級(jí)綜合性寫字辦公樓，大廈內(nèi)日常辦公約5000多人，每日流動(dòng)人員數(shù)量約為1000人，現(xiàn)以已經(jīng)開通的同地區(qū)同類型的其他高層建筑的室內(nèi)用戶和話務(wù)統(tǒng)計(jì)平均數(shù)對(duì)照計(jì)算，時(shí)代廣場(chǎng)的覆蓋范圍內(nèi)有70%的手機(jī)擁有率，忙時(shí)40%的手機(jī)撥打率，得知忙時(shí)時(shí)代廣場(chǎng)內(nèi)移動(dòng)用戶手機(jī)共計(jì)為（5000+1000）×70%×40%=1680部。按照通常情況：

每移動(dòng)用戶的忙時(shí)話務(wù)量為0.02Erl；話音信道（TCH）呼損為2%；則大廈內(nèi)忙時(shí)的總話務(wù)量為1680×0.02Erl=33.6Erl。由于分布覆蓋系統(tǒng)采取分層結(jié)構(gòu)，為使系統(tǒng)資源充分利用，可使兩個(gè)天線子系統(tǒng)話務(wù)量負(fù)荷基本相同，那么每個(gè)子系統(tǒng)話務(wù)量為：33.6/2=16.8 Erl按2%的擁塞率，根據(jù)愛爾蘭B表計(jì)算得話音信道數(shù)量為25個(gè)；SDCCH信道話務(wù)量為：16.8 Erl*28%=4.704 Erl；控制信道（SDCCH）呼損為0.1%。

根據(jù)愛爾蘭B表計(jì)算得SDCCH信道數(shù)量為2個(gè)（由于下層小區(qū)與相鄰基站的切換和重選次數(shù)較上層小區(qū)相對(duì)較多，所以在開通時(shí)根據(jù)實(shí)際的話務(wù)情況可以適當(dāng)增加1個(gè)SDCCH信道）；每個(gè)小區(qū)BCCH信道1個(gè)。

由以上可以得到覆蓋系統(tǒng)中的每個(gè)部分需要的信道數(shù)量為：25+2+1=28個(gè)。

每載頻8信道，可得分層小區(qū)的每部分需要載頻28/8=3.5，約為4載頻；整個(gè)分布覆蓋系統(tǒng)的宏蜂窩配置為上層小區(qū)CELL-A為4個(gè)載頻、下層小區(qū)CELL-B為4載頻，共計(jì)8個(gè)載頻；使用機(jī)柜一個(gè)。

2.3基站傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

室內(nèi)分布覆蓋系統(tǒng)所需要的傳輸電路一般可以由以下兩種方式實(shí)現(xiàn)：

（1）HDSL市話專線是目前實(shí)現(xiàn)傳輸非常經(jīng)濟(jì)的方式，以前使用情況比較普遍。它的路由是從BSC端口開始經(jīng)配線架跳接到光端機(jī)，經(jīng)過光纜到達(dá)光纜中心，由光纜中心的HDSL專用設(shè)備轉(zhuǎn)換后，通過專用電纜到達(dá)測(cè)量室，再由市話電纜到達(dá)目標(biāo)建筑物，由于市話電纜幾乎遍布城市的每個(gè)角落，所以HDSL專線電路可以幾乎到達(dá)城市的任何一個(gè)建筑物。

（2）微波（或者紅外線）可以實(shí)現(xiàn)光纜不能到達(dá)的特殊區(qū)域的傳輸電路，用戶可以自行設(shè)計(jì)路由，而且實(shí)現(xiàn)起來方便快捷，能在目標(biāo)建筑物和相鄰基站之間迅速建立傳輸通道，解決光纜傳輸?shù)摹白詈笠还飭栴}”，是目前廣泛使用在建筑物間的傳輸電路的方式之一，性能比較穩(wěn)定，調(diào)整余量也比較多。

3.時(shí)代廣場(chǎng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)總結(jié)與展望

室內(nèi)分布覆蓋系統(tǒng)是目前解決室內(nèi)移動(dòng)通信覆蓋的有效手段，可以應(yīng)用于不同的目標(biāo)建筑物。既可以充分吸收熱點(diǎn)區(qū)域的話務(wù)量，又能夠提高移動(dòng)公司的服務(wù)水平、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，因而得到普遍應(yīng)用。目前，隨著我國3G移動(dòng)通信步伐的加快，第三代移動(dòng)通信對(duì)室內(nèi)移動(dòng)通信的覆蓋又賦予了新的涵義，3G移動(dòng)通信有著其特定的技術(shù)指標(biāo)，通信運(yùn)營商對(duì)此還需未雨綢繆，早作打算。