按照信號來源,室內(nèi)覆蓋解決方案可劃分為宏蜂窩基站、微蜂窩基站、射頻拉遠(yuǎn)基站和直放站等。
目前,國內(nèi)2G網(wǎng)絡(luò)使用最多的室內(nèi)覆蓋方法是宏蜂窩基站加定向天線,該方法主要用于建筑物密封性較差或者建筑物較稀的地方,實現(xiàn)方式是將天線直接對準(zhǔn)目標(biāo)建筑物覆蓋,并采用窄水平半功率角寬垂直波瓣的天線和適當(dāng)?shù)奶炀€輸出功率,優(yōu)點是室外宏蜂窩基站可以同時提供覆蓋區(qū)域內(nèi)的室內(nèi)覆蓋,網(wǎng)絡(luò)資源可以同時為室內(nèi)和室外的用戶服務(wù);缺點也是顯而易見的,該方法不能確保建筑物內(nèi)部的完全覆蓋,也不能提高頻率復(fù)用度。
在3G網(wǎng)絡(luò)中,宏蜂窩方式的使用可能會減少。如前所述,3G網(wǎng)絡(luò)中相當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)量產(chǎn)生于室內(nèi),而作為3G特色的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求的接收機(jī)靈敏度要高于話音業(yè)務(wù),如果仍然使用室外宏基站來確保室內(nèi)的覆蓋質(zhì)量,則必然會減小室外基站的站距,從而增加室外站的數(shù)量;另外,由于高層有比較嚴(yán)重的導(dǎo)頻污染,如果高大建筑物的高層部分由室外宏基站提供服務(wù),那么用戶將接收到來自于周圍基站設(shè)備產(chǎn)生的多個強(qiáng)干擾,此時,用戶如果想通話,則終端需要更大的功率,也就意味著將會產(chǎn)生更多的干擾,從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)通信質(zhì)量下降。
但是,某些特定環(huán)境確實需要通過室外基站來實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋。香港的SUNDAY在3G室內(nèi)覆蓋方面遇到的問題比較有代表性。香港高樓林立(每平方公里平均630棟高樓,平均樓高45米),與業(yè)主談判難度大,周期長,租賃成本高。作為香港最小的移動運營商之一,SUNDAY根本無力在大部分高樓里建設(shè)室內(nèi)分布覆蓋系統(tǒng)。因此,在保證重點建筑室內(nèi)覆蓋的基礎(chǔ)上,SUNDAY在絕大多數(shù)情況下都是采用室外基站+定向天線的方式來實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的。其中:
(1)高層室內(nèi)覆蓋往往是通過上傾扇區(qū)和更寬的垂直面波束的小天線來實現(xiàn)的。
(2)底層室內(nèi)覆蓋則往往是利用小天線低下傾的方式來完成的。
作為一種不得已的做法,室外基站加定向天線的室內(nèi)覆蓋效果并不理想,這種方式不能完全解決信號盲區(qū)、弱區(qū)的問題,更重要的是,它會給后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作帶來很大的壓力。因此在國內(nèi),另外三種方式很可能會在3G室內(nèi)覆蓋方面獲得更加廣泛的應(yīng)用,下面分別進(jìn)行闡述。
(1)微蜂窩加室內(nèi)信號分布方式。該方式采用獨立的基站系統(tǒng),可以獨立承載話務(wù)量,并能分擔(dān)宏小區(qū)話務(wù)。該方式雖然需要傳輸和供電設(shè)備,但是實施簡單,無需機(jī)房資源,更重要的是能夠提供更多的網(wǎng)絡(luò)資源,可以靈活結(jié)合具體室內(nèi)分布系統(tǒng)來實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋。因此,該方式通常應(yīng)用于面積比較大或者人流量比較大、話務(wù)量比較高的室內(nèi)覆蓋。該方式也是目前SKT主要的室內(nèi)覆蓋解決方案之一。
(2)射頻拉遠(yuǎn)基站采用室內(nèi)/室外混合覆蓋。該方式的優(yōu)點在于建設(shè)成本低,室外基站的基帶部分可以同時處理室內(nèi)和室外的話務(wù)量,無需嚴(yán)格的機(jī)房和建站條件,同時可靈活地結(jié)合具體的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng),并且配置和實施十分靈活。缺點在于要仔細(xì)核算基站的基帶所能承載的處理能力,同時遠(yuǎn)端無線接入設(shè)備需要獨立的傳輸和供電設(shè)備。
SKT正在積極嘗試該方法。SKT通過采用相當(dāng)數(shù)量的基站耦合方式,利用光纖加干放拉遠(yuǎn)解決室內(nèi)覆蓋,在全國共部署600多個點,效果很好。
(3)直放站加室內(nèi)信號分布方式。該方式實施簡單,但因為沒有提供新的網(wǎng)絡(luò)資源,該方式適用于話務(wù)量較低的建筑。同時,它還需要保證直放站接收和發(fā)射天線之間的隔離度。對于地下室、停車場等強(qiáng)調(diào)覆蓋而非容量的建筑,直放站是不錯的選擇。
從國內(nèi)部分移動運營商的建設(shè)方案可以看出,直放站將成為解決室內(nèi)覆蓋的重要手段之一:對于無法利用室外基站信號達(dá)到良好室內(nèi)覆蓋的有價值的公共場所,直放站的使用比例一般會在50%以上,很多地市甚至計劃全部采用直放站的方式來解決室內(nèi)覆蓋。
需要指出的是,直放站干擾是困擾我國移動運營商的主要問題之一,從某種意義上說,直放站是一把雙刃劍。但是,從SKT使用的案例中我們可以看到,如果使用的方法科學(xué),直放站對基站的影響并不是很大。一般情況下,SKT使用小功率的直放站實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋,而對于大功率的射頻直放站、光纖直放站,SKT認(rèn)為并不適用于室內(nèi)覆蓋。在實際的網(wǎng)絡(luò)部署中,SKT在全國范圍內(nèi)的直放站超過10萬個,其中光纖直放站約5000個,大部分用于室外覆蓋,僅80個用于室內(nèi),其中大部分還是針對不能安裝基站的大型住宅區(qū);射頻直放站約10萬個,99%為500mW的小型自適應(yīng)小功率直放站,主要用于地下停車場、咖啡廳、辦公室、小商鋪以及臺球廳等覆蓋面積比較小的場所。SKT還經(jīng)常使用手掌大小的增益為0dB的直放站,用于解決某些公寓區(qū)中單家庭的服務(wù)質(zhì)量不良的問題。
綜上所述,室內(nèi)分布系統(tǒng)的信源選擇需要綜合考慮建筑物的覆蓋、容量和周圍網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等關(guān)鍵因素,一般應(yīng)該遵循如下原則:
◆對于低話務(wù)密度、小規(guī)模覆蓋且較為封閉的場景,優(yōu)先選用直放站作為信號源,這樣可以充分利用室外宏基站的容量。
◆對于中等話務(wù)密度和中等覆蓋規(guī)模的場景,優(yōu)先選用微蜂窩作為信號源。
◆對于高話務(wù)密度和大覆蓋規(guī)模的場景,優(yōu)先選用射頻拉遠(yuǎn)模塊作為信號源。
3、3G室內(nèi)分布系統(tǒng)的射頻信號傳輸介質(zhì)選擇
對于已有2G室內(nèi)分布系統(tǒng)的建筑,2G和3G共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的比例一般將會在70%以上,某些地市甚至將會超過90%。2G和3G共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的最大優(yōu)勢,就在于可以減少網(wǎng)絡(luò)的重復(fù)建設(shè)投資和多次工程帶來的不便和危險。根據(jù)筆者測算,近兩年建設(shè)的分布系統(tǒng),共用分布系統(tǒng)需更換的設(shè)備的投一般不高于20%,節(jié)省下來的投資相當(dāng)可觀。
此外,在2G室內(nèi)覆蓋的區(qū)域應(yīng)盡量減少與GSM間的系統(tǒng)切換,這就要求3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋要做到與原有的2G網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋相同。最經(jīng)濟(jì)實用的方法是采用共用室內(nèi)分布系統(tǒng)。
下面將就多系統(tǒng)如何共用室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行闡述。3G室內(nèi)分布系統(tǒng)按射頻信號傳輸介質(zhì)來劃分,可分為同軸電纜分布、光纖分布和泄漏電纜分布等方式。根據(jù)中繼方式的不同,可分為無源分布系統(tǒng)和有源分布系統(tǒng)。針對不同的建筑物,應(yīng)選擇不同的解決方案。同軸電纜分布的優(yōu)點是成本低,設(shè)計方案靈活,易于維護(hù),可兼容多種移動通信系統(tǒng),缺點是覆蓋范圍受同軸電纜傳輸損耗的限制。光纖分布的優(yōu)點是傳輸損耗低,易于設(shè)計和安裝,可兼容多種移動通信系統(tǒng),缺點是遠(yuǎn)端模塊需要供電。泄漏電纜分布的優(yōu)點是信號強(qiáng)度均勻,缺點則是安裝要求十分嚴(yán)格,每隔1米就要求裝一個掛鉤,懸掛起來時電纜不能貼著墻面,而且至少要與墻面保持2厘米的距離,這不但會影響環(huán)境的美觀,而且價格是普通電纜的2倍。這些分布方式的系統(tǒng)組成可以是某種單一的傳輸介質(zhì),也可以是多種介質(zhì)的靈活組合。這些組成方式也就是室內(nèi)分布系統(tǒng)的功率分配方式的表現(xiàn)形式。
(1)根據(jù)覆蓋面積選取合適的分布系統(tǒng)
例如,對于覆蓋面積較大、需布放較多天線的場景,可根據(jù)實際情況選用有源分布系統(tǒng)或光纖分布系統(tǒng)。
(2)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)選取合適的分布系統(tǒng)
例如,對于建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、墻體屏蔽較小、樓層較低但建筑物較為分散的場景優(yōu)先選用光纖分布系統(tǒng);而對于建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)狹長的特別區(qū)域,可選用泄漏電纜分布系統(tǒng)。
(3)根據(jù)信源方式選取合適的分布系統(tǒng)
對于信源方式為小功率直放站或微/宏蜂窩的場景,優(yōu)先選用有源分布系統(tǒng);對于信源方式為中功率直放站和大功率直放站的場景,優(yōu)先選用無源分布系統(tǒng)。
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