張 帆,郭 煜（陜西郵電職業(yè)技術(shù)學院,咸陽,712000）

WCDMA網(wǎng)絡室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設計及優(yōu)化

張 帆,郭 煜
（陜西郵電職業(yè)技術(shù)學院,咸陽,712000）

室內(nèi)覆蓋是為了進一步保證移動通信服務質(zhì)量，本文以一個WCDMA網(wǎng)絡工程為例，介紹室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設計思想和方案，最后通過測試數(shù)據(jù)分析得到了一定優(yōu)化效果。

WCDMA；室內(nèi)覆蓋；系統(tǒng)設計

0 引言

隨著市區(qū)基站密度加大，優(yōu)化工作的深入，用戶已不滿足于只有室外覆蓋良好的移動通信服務，同時也要求網(wǎng)絡運營商能提供室內(nèi)覆蓋良好的服務。對于3G系統(tǒng)而言，由于室內(nèi)業(yè)務量占總業(yè)務量的比重更大，因而室內(nèi)覆蓋的重要性就更為顯現(xiàn)出來。

1 影響室內(nèi)覆蓋的因素

1.1 覆蓋方面的需要

由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了無線電波較大的傳播損耗，在建筑物的內(nèi)部形成了移動信號的弱覆蓋區(qū)甚至盲區(qū)。

1.2 容量方面的需要

一些大型建筑物或者人流量較大的區(qū)域，如大型商場、會議中心、展覽中心等區(qū)域，由于移動電話使用密度很大，局部網(wǎng)絡容量不能滿足用戶需求特別是WCDMA網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)業(yè)務，無線信道容易發(fā)生擁塞。

1.3 質(zhì)量方面的需要

建筑物的高層部分，由于基站信號不容易受到遮擋，存在著大量電平較高且相差不大的室外信號，出現(xiàn)頻繁的切換請求，導致所謂的“乒乓效應”。

2 WCDMA網(wǎng)絡設計方案

（1）設計覆蓋方案的確定

解決方案一：宏基站+光線直放站的形式+干放+天饋系統(tǒng)的方式，此類方式優(yōu)點：組網(wǎng)方便快捷，宏基站容量調(diào)節(jié)的范圍較大擴容方便，通話質(zhì)量較好，維護方便。

解決方案二：微蜂窩+干放+天饋系統(tǒng)的方式，此類方式優(yōu)點：組網(wǎng)方便快捷，通話質(zhì)量很好，維護方便，但是擴容不方便。

由于本次覆蓋區(qū)域面積大，用戶多的特點，公司為了降低工程投資成本，以及考慮到覆蓋后對整體網(wǎng)絡指標的影響，因此本次工程擬采用信源采用第二種方案。

（2）信源及設備選型

由于本次覆蓋區(qū)域面積大，用戶多的特點，為了降低工程投資成本，以及考慮到覆蓋后對整體網(wǎng)絡指標的影響，因此信源采用O4型微蜂窩，安裝于1F弱電井。對增益、噪聲系數(shù)、帶外雜散、帶內(nèi)波動等指標參數(shù)有較高的要求。

考慮WCDMA網(wǎng)絡要求，此次選用的主要器件材料均須符合國家的要求，因此選用的主要器件材料為寬頻腔體合路器、耦合器、功率分配器、室內(nèi)天線等，頻段在0.8-2.5G，無源器件選用功率容量為200W的腔體功分器及腔體耦合器，饋線選用1/2″射頻同軸電纜和7/8″射頻同軸電纜。室內(nèi)樓層重發(fā)天線采用全向吸頂天線(增益：低頻2dBi/高頻5dBi)，電梯井道內(nèi)采用定向壁掛天線(增益：低頻90°7dBi/高頻75°8dBi)。在微蜂窩功率不足時，將采用干線放大器來彌補。

（3）覆蓋方式

天線點的選擇：為避免出現(xiàn)弱覆蓋區(qū)，天線點的選擇除保證主要區(qū)域的覆蓋外，還充分考慮到了樓梯、廁所等死角、邊角區(qū)域的覆蓋。并且，為了保證進出電梯時切換的成功率，電梯廳也予以重點考慮。

功率分配：原則上，按照平面層重發(fā)天線的天線口功率在5~9dBm之間來設計。總體上采用“多天線、小功率”的設計思路，以求對覆蓋區(qū)的均勻覆蓋，但天線口功率也與天線的覆蓋要求有關(guān)，當某個天線要求覆蓋較大區(qū)域時，則對應的天線口功率也較高；反之則天線口功率較低。高層部分：為了壓制室外信號，其信號覆蓋場強要比低層部分的稍強，因而天線口功率稍高；為了避免信號的泄露，低層天線和靠窗的天線輸入信號相對較小，而且在邊緣區(qū)域，天線盡量靠里側(cè)安裝，或者采用定向吸頂天線；電梯覆蓋采用寬頻的定向壁掛天線，天線口功率較高，以保證信號均勻、可靠的覆蓋。

（4）邊緣場強設定

考慮到綜合樓的弱信號區(qū)（如：地下車庫，衛(wèi)生間，樓道死角等），覆蓋這部分區(qū)域只為消除盲區(qū)、弱信號區(qū)，因此這部分區(qū)域BCCH信道邊緣場強設定為：≥-85dBm；其余部分區(qū)域需將BCCH信道邊緣場強設定為：≥-75dBm。

3 方案分析

3.1 覆蓋區(qū)域話務量預測分析

該綜合樓大部分區(qū)域的用途為辦公，這里按高峰時期每人占用20平方米來計算，則共有2100人。為了保證用戶的正常通話不造成通話堵塞或掉話，同時考慮到控制投資成本，我們進行了話務量的估算。WCDMA網(wǎng)絡設計中把每個用戶的話務量定義為峰值小時期間的某一個給定用戶進行通話的平均概率，單位為愛爾蘭。本次網(wǎng)絡設計采用的值為0.02愛爾蘭/用戶，中國聯(lián)通GSM手機持有率以30%來計算，覆蓋區(qū)內(nèi)話務量需求為：2100×0.3×0.02＝12.6Erl

12.6 愛爾蘭的話務量在呼損率為2%的情況下需要20個信道來支持，因此，本室內(nèi)分布系統(tǒng)設計時采用O4型微蜂窩做信源，能滿足覆蓋區(qū)域的話務量要求。

3.2 覆蓋區(qū)域邊緣場強預測分析

室內(nèi)全向吸頂天線輸入信號均大于5dBm，最遠覆蓋距離均在12米以內(nèi)，以自由空間傳播損耗公式來計算：

可得12m外，自由空間傳播損耗為：

Ld=92.4+20 lg 0.012 (km)+20 lg 0.9(GHz)=53(dB)（2）

把吸頂天線的增益以2dB來計算，可得距天線12m處，信號在自由空間傳播后強度變?yōu)椋?/p>

根據(jù)以上情況，取在實際空間中的傳播損耗修正值為30dB，則E的真實值應大于

在本設計方案中，單個吸頂天線的最遠覆蓋距離均在12米以內(nèi)，故開通后在整個室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的覆蓋區(qū)內(nèi)，信號場強可以滿足設計要求。

3.3 模擬測試

現(xiàn)場信號發(fā)生器輸出功率為+6dBm，輸出頻率設定為900MHz，除掉饋線損耗、插損，到達天線口功率為+5dBm，頻譜儀接收含天線增益（2dB），如換算為手機天線應減掉2dB。測試地點選擇為1F。測試結(jié)果表示鏈路損耗值是從重發(fā)天線至手機接收天線之間的損耗值，即包含發(fā)射點的天線增益，但不包含接收點的天線增益。模擬測試結(jié)果說明，在天線口功率為5dBm時，辦公室內(nèi)最遠處的信號接收場強能夠達到-72dBm，因而方案中天線口功率為5~9dBm，這樣就能夠滿足覆蓋要求。

4 WCDMA室內(nèi)覆蓋指標測試驗證

4.1 開通前后路測分析如圖1,2

圖1 開通前測試結(jié)果

圖2 開通后測試結(jié)果

根據(jù)路測的數(shù)據(jù)，開通前的RX平均值為-85.83dBm，有77.95%的區(qū)域RX值低于-80dBm，測試過程中發(fā)生了5次掉話。開通后的RX平均值為-57.08dBm，在所有測試區(qū)域RX值均高于-80dBm，無掉話發(fā)生。因而本室內(nèi)分布系統(tǒng)滿足了覆蓋要求。

4.2 開通前后CQT測試分析，如下表1

表1 開通前/后CQT測試

共8個測試點，開通前的CQT主觀評價，有4處為“通話斷續(xù)”，3處為“有雜音”，1處為盲區(qū)。而開通后，所有測試點均為“清晰”，可見室內(nèi)分布系統(tǒng)開通后，已經(jīng)從根本上改善了用戶的使用環(huán)境，達到了覆蓋的目的。

Design and Optimization Of Indoor Coverage System in WCDMA Network

ZhangFan，Guo Yu
(ShaanXi Post and Telecommunication College,XianYang,712000,China)

Indoor coverage is to more ensure the quality of mobile communication sevice.WCDMA network is taken as an example in the paper，the design ilea and plan of indoor coverage are introduced,the optimization efficet is got though the anlysis of test datas at last.

WCDMA；indoorcoverage；system design

TN929.533

A

張帆(1981- ),女,山東青島人,講師,碩士，研究方向：移動通信