要害詞：室內(nèi)覆蓋 微蜂窩 頻點(diǎn)分配 傳播模型 參數(shù)設(shè)置

王學(xué)軍 Wang Xuejun

摘要 分析討論了微蜂窩解決高樓、地鐵等室內(nèi)覆蓋的一般方法，以及在解決室內(nèi)覆蓋時(shí)需注重的事項(xiàng)。

要害詞 室內(nèi)覆蓋 微蜂窩 頻點(diǎn)分配 傳播模型 參數(shù)設(shè)置

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地高樓聳立，賓館和大型購(gòu)物商場(chǎng)、超市不斷興建，同時(shí)許多大城市開(kāi)始規(guī)劃建設(shè)地下交通系統(tǒng)。由于這些場(chǎng)所都采用鋼筋框架結(jié)構(gòu)和新型墻體材料建造，對(duì)無(wú)線電波有較強(qiáng)的屏蔽和吸收效果，造成GSM無(wú)線信號(hào)較大的傳輸衰耗，在室內(nèi)形成了移動(dòng)信號(hào)的弱場(chǎng)強(qiáng)區(qū)甚至盲區(qū)，移動(dòng)用戶單向通話或通話時(shí)續(xù)時(shí)斷，甚至?xí)霈F(xiàn)不在服務(wù)區(qū)的現(xiàn)象。然而，這些場(chǎng)所正是移動(dòng)用戶較為集中的地方，非凡是綜合商務(wù)樓。用戶在這些地方無(wú)法使用移動(dòng)終端，直接造成移動(dòng)運(yùn)營(yíng)公司的業(yè)務(wù)損失，更嚴(yán)重的還會(huì)造成移動(dòng)用戶的流失。因此解決室內(nèi)覆蓋問(wèn)題對(duì)運(yùn)營(yíng)商和移動(dòng)用戶都是意義重大的事情。

解決室內(nèi)覆蓋的基本方法主要以下兩點(diǎn)：一是信源基站的接入方式，主要有微蜂窩直接接入、基站直接接入和直放站接入�選取四周基站小區(qū)的信號(hào)；二是在室內(nèi)布置天饋系統(tǒng)，如采用分布式天線系統(tǒng)（光纖或同軸），覆蓋建筑物內(nèi)的各個(gè)區(qū)域， 充分吸收話務(wù)。本文主要討論微蜂窩在室內(nèi)覆蓋中的應(yīng)用。

2. 利用微蜂窩解決室內(nèi)覆蓋

與宏蜂窩相比，微蜂窩主要特征為：

1．更小的發(fā)射功率和蜂窩覆蓋范圍，發(fā)射功率在1W~2W左右，小區(qū)半徑100m～300m。

2．一般安裝在建筑物上（墻面或柱面），無(wú)線傳播基本上為視距傳播，小區(qū)邊界受建筑物影響很大。

3．答應(yīng)更高的頻率復(fù)用，能提供300Erl/km² (>15000用戶/km² )。

4．體積小、安裝方便靈活。

目前許多GSM設(shè)備供給商在提供各類宏基站的同時(shí)，也提供微蜂窩基站。一般一個(gè)微蜂窩基站內(nèi)有1~2個(gè)TRX，提供大約3~9Erl的容量。如中興通訊的ZXG10�MB，體積小，重量輕（25kg），最大發(fā)射功率2W（33dBm），可依據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)輸出功率；接收機(jī)靈敏度為108dBm，單機(jī)柜1~2TRX, 三個(gè)機(jī)柜級(jí)聯(lián)可組成6TRX全同步小區(qū)；可內(nèi)置天線也可外接天線，提供E1和HDSL兩種接口方式；自然風(fēng)冷，單人作業(yè)，隨意安裝。因此，ZXG10-MB在市場(chǎng)上獲得了極好的應(yīng)用。

微蜂窩作為宏蜂窩的補(bǔ)充和延伸，應(yīng)用在兩方面：一是提高覆蓋率，應(yīng)用于一些宏蜂窩很難覆蓋到的盲點(diǎn)地區(qū)，如地鐵、地下室；二是提高容量，主要應(yīng)用在高話務(wù)量地區(qū)，如繁華的商業(yè)街、購(gòu)物中心、體育場(chǎng)等。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，微蜂窩一般與宏蜂窩構(gòu)成多層網(wǎng)結(jié)構(gòu)。宏蜂窩進(jìn)行大面積的覆蓋，象一把大傘罩在上層，微蜂窩則一小片一小片在‘傘’的保護(hù)下覆蓋熱點(diǎn)區(qū)域，構(gòu)成多層網(wǎng)的下層。具體應(yīng)用到室內(nèi)覆蓋，主要有三種用法：

1. 微蜂窩置于室外，選用90°定向天線正對(duì)需要覆蓋的大樓，利用直射信號(hào)覆蓋大樓，但一般效果不好。這種使用情形較少，使用時(shí)主要是兼顧大樓旁邊的街道，充分利用大樓的反射信號(hào)提供對(duì)街道的覆蓋。

2. 微蜂窩置于室內(nèi)，利用內(nèi)置天線覆蓋室內(nèi)的一定區(qū)域，一般用于臨時(shí)話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域，如展覽會(huì)館、體育會(huì)館。充分發(fā)揮了微蜂窩安裝簡(jiǎn)便，吸收大話務(wù)的特性。

3. 微蜂窩置于室內(nèi)，與分布式天線系統(tǒng)聯(lián)系在一起，可很好地滿足高樓、地鐵、隧道等覆蓋要求。這種應(yīng)用情況非常普遍，非凡在北京、上海等特大城市。因?yàn)樵诖笮徒ㄖ飪?nèi)，墻壁阻擋使得一個(gè)固定點(diǎn)的天線很難形成有效的覆蓋，而分布式天線可以克服這些不足，并且其場(chǎng)強(qiáng)覆蓋均勻，對(duì)人體輻射小。分布天線包括泄漏電纜、同軸饋電式分布天線、光纖式分布天線等幾種，這里暫不作討論。圖1為微蜂窩+分布式天線系統(tǒng)的一個(gè)典型室內(nèi)覆蓋示意圖。

   
   

圖1 室內(nèi)覆蓋分布系統(tǒng)示意圖

微蜂窩一般都采用市電供電，輔助以蓄電池供電，但時(shí)間不長(zhǎng)。另外微蜂窩適應(yīng)環(huán)境的范圍比較寬，采用自然風(fēng)冷，所以在選擇微蜂窩的安裝地址時(shí)，應(yīng)安裝在市電供電良好、通風(fēng)干燥的地方。同時(shí)為方便維護(hù)，站址應(yīng)選擇在交通方便、維護(hù)人員輕易活動(dòng)的地方。

2. 頻點(diǎn)分配

   目前中國(guó)的頻率資源分配基本是在900M頻段上，中國(guó)移動(dòng)用于GSM網(wǎng)頻帶為14M，中國(guó)聯(lián)通為6M，另外中國(guó)移動(dòng)在1800M頻段上還有10M。相比于中國(guó)移動(dòng)用戶的增長(zhǎng)，如何在有限的頻率資源下，規(guī)劃微蜂窩的頻點(diǎn)呢？一般來(lái)講有兩種做法，一種是為微蜂窩獨(dú)立分配1M帶寬（5個(gè)頻點(diǎn)），可減少頻率規(guī)劃的復(fù)雜性，易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容，非凡適用于大量微蜂窩連續(xù)覆蓋的情況；另一種是微蜂窩的頻點(diǎn)不單獨(dú)劃分，直接復(fù)用宏蜂窩的頻點(diǎn)（包括BCCH、TCH），主要用于微蜂窩數(shù)量較少或孤立的場(chǎng)合。實(shí)際規(guī)劃中往往采用第一種方法。

3. 微蜂窩傳播模型確定

   
   

大家都知道傳播模型的準(zhǔn)確與否對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的好壞影響極大，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃得不好，即使基站性能很好，網(wǎng)絡(luò)整體質(zhì)量也大打折扣。微蜂窩的小區(qū)半徑都在1km以下，常用的奧村模型(Okumura-Hata)、COST231模型以及通用模型全部用于宏蜂窩，其適用條件都是小區(qū)半徑在1km以上。 在1km以下，基站四周的建筑物和街道走向嚴(yán)重地影響了基站到移動(dòng)臺(tái)間的傳播損耗，以上傳播模型都不適用。具體到室內(nèi)，建筑物的布置、材料結(jié)構(gòu)和建筑物的類型極強(qiáng)地影響了無(wú)線信號(hào)在建筑物內(nèi)的傳播，室內(nèi)覆蓋更加難以猜測(cè)。一般在對(duì)微蜂窩的室內(nèi)覆蓋猜測(cè)中，主要選用對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型和衰減因子模型。而衰減因子模型靈活性更強(qiáng)，考慮了多樓層影響，更加貼近實(shí)際測(cè)量值（偏差4dB）。

傳播模型一般都是在大量具體的測(cè)試數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)公式。由于經(jīng)驗(yàn)傳播模型的傳播環(huán)境與實(shí)際使用的傳播環(huán)境不一定相似，因此，實(shí)際在進(jìn)行覆蓋猜測(cè)時(shí)，都在將要建設(shè)GSM網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)進(jìn)行典型環(huán)境的電波傳播測(cè)試，并利用測(cè)試數(shù)據(jù)修正傳播模型，以提高傳播猜測(cè)的準(zhǔn)確性。

實(shí)際微蜂窩不論位于室內(nèi)還是室外，都不可能單獨(dú)使用，總是與宏蜂窩一道構(gòu)成多層網(wǎng)。為保證微蜂窩盡可能多地吸收話務(wù)，同時(shí)要保證在小區(qū)邊界通話的連續(xù)性，必須設(shè)置好小區(qū)參數(shù)和相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)。首先為保證微蜂窩吸收一定的話務(wù)量，減少宏蜂窩的負(fù)荷，一般通過(guò)小區(qū)選擇和小區(qū)重選參數(shù)進(jìn)行控制。具體來(lái)講，通過(guò)設(shè)置CBA、CBQ參數(shù)保證微蜂窩層具有更高優(yōu)先級(jí)，同時(shí)對(duì)小區(qū)重選偏置CRO、懲罰時(shí)間PT進(jìn)行合理的設(shè)置，保證手機(jī)在空閑狀態(tài)下一直駐留在微蜂窩層，發(fā)起呼叫時(shí)，首先在微蜂窩層建立連接。這里還要注重小區(qū)重選滯后CRH參數(shù)設(shè)置，防止在小區(qū)邊界頻繁重選。另一個(gè)問(wèn)題是保證手機(jī)在專用模式下（通話狀態(tài)）行為正常，這主要涉及到微蜂窩�宏蜂窩、宏蜂窩�微蜂窩、微蜂窩�微蜂窩之間的切換。具體參數(shù)主要有切換優(yōu)先級(jí)(H.O PRiority)的設(shè)置、層間切換遲滯、HO_MARGIN參數(shù)以及接收電平、接收質(zhì)量、業(yè)務(wù)量等切換門限參數(shù)。設(shè)備廠商一般都提供獨(dú)立的微蜂窩切換算法，有常規(guī)的切換算法和非凡切換算法如快速移動(dòng)用戶的切換算法等。

隨著我國(guó)移動(dòng)通信市場(chǎng)的快速成長(zhǎng)，室外基本上已形成連續(xù)覆蓋且覆蓋效果較好。對(duì)于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)公司來(lái)說(shuō)，接下來(lái)主要是完善室內(nèi)覆蓋和當(dāng)前復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化工作。微蜂窩因選址靈活、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便，必將得到更廣泛的應(yīng)用，非凡是結(jié)合分布天線系統(tǒng)的應(yīng)用，將成為解決室內(nèi)覆蓋的最佳手段。

王學(xué)軍 中興通訊移動(dòng)事業(yè)部市場(chǎng)技術(shù)支持主任工程師。