CDMA高层覆盖与深层覆盖

1、CDM高层覆盖与深层覆盖随着CDMA网络由建设阶段转向维护和优化阶段，网络优化工作在日常工作 中变得越来越重要。同时，城市建设与开展不断加快，越来越多的高楼大厦、居 民小区等建筑群拔地而起， 因此，解决高层覆盖和深层覆盖已经成为城市无线网 络优化中的一项重要的内容。1、问题的提出在市区，基站的密度较大， 室外路面的覆盖一般都没有什么问题， 但是仅看 路测的结果不能发现问题。 相关的统计结果分析显示： 移动用户的室内通话行为 越来越 多，约占整个通话的 60%，但是在一些高层建筑和一些建筑比拟密集的 居民小区内，覆盖情况不是很好。在高层建筑中，由于能收到多个基站的信号， 而且这些信 号的导频强度

2、差不多，因而容易形成导频污染。在测试的时候会发 现，虽然 的接收电平很好，但是 EC/IO 很差。在通话时， 的误帧率和发 射功率很高， 频繁切换，造成话音质量差、掉话等问题。由于 发射功率增 大，也抬高了基站的反响噪声，造成基站覆盖范围收缩，系统容量降低。在一些 建筑比拟密集的多层 六层居民小区，离基站相对较远，同时又受到周边楼宇 的遮挡，虽然在小区的室外根本能够正常通话， 但是到达室内后， 信号衰减非常 大，尤其是在 1 楼到 3 楼 以及地下储藏室，这就形成了覆盖弱点。2、高层建筑内覆盖的解决方案目前，在我们的日常优化工作中， 主要通过以下两种方法解决高层内部覆盖：第一种是在周边建设基站

3、，同时使用特殊天线；另一种就是建设室内分布系统。2.1 建设基站在一些高楼比拟密集、话务量比拟高的地方，建设基站是解决高层内部覆盖 比拟好的方法。在这种情况下，基站的选址应该仔细慎重，切不可选在很高的楼 上,否那么 会造成越区覆盖，对其他基站造成干扰。最好选在9层左右的建筑上。 对于无线覆盖，我们要考虑两个方面，既要保证地面的覆盖，又要解决高层的覆 盖。如何来解 决这个问题？可以对信号进行空中分层，即利用功分器，将前向信 号分成两路，分别接到两个天线上，一面天线覆盖高层，另一面天线覆盖地面， 再利用合路器，将 从两面天线上接收的信号合成一路信号， 如图1和图2所示:图1楼群覆盖示意图图2 信号

4、功分、合路示意图在图2中，功分器有两个作用，一是将前向链路的发射信号分成两路， 起到 功率分配的作用，同时将反向的接收信号合成一路， 起到功率合成的作用。天线 1覆盖建 筑的上层局部，天线2覆盖建筑的底层和路面。根据楼层的高度，合 理调整天线1俯仰角，如果楼层较高，天线调成上仰角。如果基站离这些楼群比 较近，通过调整 天线仰角还是不能够完全覆盖，这时，可以用特殊的天线来解 决。一般来说，普通的天线水平波瓣比拟宽，垂直波瓣比拟窄。天线的增益与波 瓣成反比例，高增益的 天线波瓣比拟窄，低增益的天线波瓣比拟宽。在相同增 益的情况下，水平波瓣比拟宽的天线，垂直波瓣比拟窄。在这种情况下，选用垂 直波瓣较

5、宽，水平波瓣现对较 窄的天线；在不需要覆盖很远的情况下，适当降 低天线的增益，提高垂直波瓣的宽度。天线的增益、水平方向波瓣、垂直方向波 瓣这三个方面是相互制约的，根据实 际情况，选择适合的天线，有时候能起到 事半功倍的效果。2.2建设室内分布系统由于周边的环境不同，有时室外基站无法解决建筑内部的覆盖， 这时，只能 通过建设室内分布系统来解决。室内分布系统一般分为两个局部：信源局部 直 放站、微蜂窝、室内布线及相关设备干线放大器、功分器、耦合器、吸顶天线、 馈线等。1信号源的选择室内分布系统常用的信源主要是直放站、 微蜂窝。直放站是将源扇区信号经 过传输媒介进行前反向放大，直放站分为无线直放站和

6、光纤直放站。 图3是无线 直放站的原理图。图3 无线直放站原理图无线直放站具有体积小、安装方便灵活等优点，但是也有容易自激、上行容易对施主基站产生干扰等缺点，在使用无线直放站的时候应该注意以下方面。首先，要注意施主天线的选择与安装。常用的施主天线是抛物面天线和八目 天线，在安装条件许可的情况下优先选用抛物面， 抛物面具有天线方向性强、隔 离度好的 特点。但是在市区，由于受安装条件的限制，有时只能选用八目天线。 施主天线的安装位置的选择非常重要，施主天线处接收功率应该大于-80dBm施 主扇区EC/IO >-7dB。特别要注意，施主天线切不可安装在很高的楼顶，在市区， 由于基站密度很大，在

7、很高的楼顶可以收到很多扇区的信号，导频污染很严重。 如果将施主天线安装在很高的楼顶， 会将楼顶的导频污染扩大到室内。根据我们 的经验，一般将施主天线安装在 4到6层楼的楼顶。其次，应注意施主天线与室内重发天线之间的隔离度。 收发天线隔离度不够, 整机增益偏大时，输出信号经延时反应到入端，致使直放站输出信号发生严重失 真产生 自激。CDMA!号自激的频谱如图4所示，发生自激后CDMA!号波形质 量变差，严重影响通话质量，产生掉话现象。严重时会造成大片区域无法通话。 可以从 以下几方面来解决自激问题：防止室内信号泄漏到室外；增加施主天线 与室内重发天线间的隔离度；在保证室内覆盖的前提下尽量减小直放

8、站的前反向 增益。图4 CDMA信号自激频谱图光纤直放站与无线直放站的最大区别在于施主基站信号的传输方式。无线直放站通过接收空间传播的无线信号进行放大， 从而扩大基站的覆盖范围。光纤直 放站是通过光纤进行传输，采用光信号接收器和转换器连接施主站和重发站。光纤直放站具有工作稳定、覆盖效果好、可提高增益而不产生自激的优点。 光纤直放站原理图如 图5所示：西丽'IX1 55用9E1.55 m mI 55 II m 41 3-1 胆 m来白远竭 进蹈MM光机1.55 ii m +1.31 tJ iri ,来口近踊TXh m远端車机图5光纤直放站原理图直放站将扇区覆盖范围延伸，但相应的也会增加延

9、时。所以带了直放站的扇 区的搜索窗应该根据引入的延时合理调整。搜索窗设置过小，起呼不了；设置过 大，呼叫建立时间很长或者呼叫失败。下面是光纤直放站引入时延的经验公式。(2 X RX 6.6)/1.61+(1.5 X dX 6.6)/1.61+t/0.814R是直放站的覆盖半径，单位是km； d是光纤长度，单位是km t是设备的延时，单位是微秒，一般是6微秒这个公式计算出来的是码片数 (chip) ，路径时延是 6.6chips/mile ，除以 1.61，将km换算成mile，根据码片的速率(1.2288Mchips/s)，将设备引入的 时延换算成码片即t/0.814。根据计算结果，查码片(c

10、hip)与搜索窗(SWA)对应 表，选择最接 近的搜索窗。一些人员密集的商场、 大型的写字楼、 大型娱乐场所的话务量很高， 如果用 直放站，无法解决其容量问题， 这些地方必须使用微蜂窝来吸收话务量。 微蜂窝 相当于一个基站，在使用微蜂窝时应该注意以下两个问题。第一个是邻区问题，在市区，由于基站数量比拟多，基站密度比拟大，平均 站距不到 1 公里，在高层建筑收到很多基站的信号， 因而在做邻区规划时应该全 而精。在 微蜂窝开通以前应对建筑内进行详细的测试，根据强度对信号进行分 类，对于EC/IO>-10dB的应参加到微蜂窝的邻区内，同时覆盖到建筑的进出入 口的宏 蜂窝扇区也应该参加到微蜂窝的

11、邻区里。另外一个问题是双载波间的切 换，目前，在一些大城市中，宏蜂窝基站是双载波，而微蜂窝一般只是单载波， 例如朗讯的CDBS基站，当用户由室外进入到室内时，用户假设在 201频点，进入 室内那么需要下切到 283频点，如果不做载频间切换，肯定会掉话。(2) 分布系统的勘查设计室内覆盖的目的是在建筑物内部需要场强覆盖、 而基站信号又无法辐射的区 域提供理想的信号覆盖。 因此，工程设计的首要工作是勘测确定哪些区域已被基 站所覆 盖，哪些区域还需室内分布系统以增强信号。在勘测时，应特别注意话 务繁忙地带， 即用户最经常使用移动 的地方， 这一区域往往要设计一个分布 天线。经过实 地勘测，可根本确定

12、各分布天线的位置，并根据各分布天线管辖 范围来确定其每个信道的输出功率。 为了使方案规划更加准确， 通常可对这些区 域进行场强覆盖预 测。为了便于施工和维护，勘查完成后，还要做出设备布置 和走线图。室内分布系统的常用材料是：馈线、合路器、功分器、耦合器、吸顶天线、 定向天线、干放器以及各种型号的馈线头等。应该根据实际情况来选用相应的器 材。2.3室内分布系统案例：聊城建工大厦覆盖解决方案(1) 建工大厦根本情况聊城建工大厦位于聊城市中心，地上 24层，地下2层，地上1到6层为高 档购物中心，6层以上为聊城建工集团以及写字楼。共有 4部电梯。从测试的结 果来看，1层到6层信号覆盖良好，无需做分布

13、系统。6层以上信号覆盖较差。 本室内分布系统覆盖6到24层，地下2层以及2部电梯。(2) 设备和相关器材本系统主要用到以下设备和器材，信源局部为5W光纤直放站，分布系统主要器材为：干放、耦合器、功分器、合路器、馈线、吸顶全向天线等，详细的参 数如表1所示。表1室内分布系统设备和主要器材设备和器材相关参数光纤直放站功率：5W干放上行增益：36dB下行增益：36dB耦合器工作频段：820MHz-960MHz6dB耦合器插损：2.2dB 10dB耦合器插损：0.7dB20dB耦合器插损：O.3dB阻抗：50Q功分器工作频段：820MHz-960MHz二功分插损< 3.5dB合路器工作频段：82

14、0MHz-960MHz 插损w 1.5dB馈线10D馈线百米损耗11.0dB吸顶全向天线工作频段：824MHz-960MHz 增益：3dBi定向天线工作频段：824MHz-960MHz 增益：6dBi(3) 功率预算和设计图丫 il.?dBmg|21.2dBLOdBSdBn .IdSn 20nwr根据耦合器、功分器、合路器的插损以及馈线的百米损耗， 对整个系统的功 率进行了预算，使每个天线口的输入功率符合要求。设计图和功率分配如图 6 图7、图8图9所示。ilOldlfi FAh 坏刃阳6dBT 0,ldS20丄 绅cnucmER；9#曲L7.QdSn&- 占也7.9dBn25n5e

15、jig EOft 畑善SgpM骑减i&LdBn 2站3也 HhS & MflB2图6 地下二层走线示意图和功率分配图18F电««3FSF4r+"12AdBn ftldBn-«-lOdBlOn1MB10dBdLdBr. e>»善殆譽科血讣 了:斗寸合： 丫 9.9dBr*noIOdBiodBZldBn1(WBJOtfBIdBrtICUB10dBY «*MA4JL制血 13n"4fAAJf*6dBF9F8P7njcflr tGSP2clB二爲卿图7 七到十层以及电梯的走线示意图和功率分配图lOdBIQdB6

16、dBF18Fl 7El CWT#6d36钿亦IOF1610nID帆17dRnF24iOdBrFL3厲 VS.fedEnF1210ldEn9dEnFllIO6dBlOD-FEttt 非 17tfBh 卄卜爪目JO*n21 Cd Bn_Jtki17.WBh fOdBTP+4dER%>4dEn念®匸样 £曲广MB44dS 护.列血23r>6«A«图8 十一层到十八层走线示意图和功率分配图lmeQ尹名出0*'L5«aitiKh lOdB6.4dWBnF24F23HidBl| A0XW 9 «#M棚Br礙怙J亦“苹譽T器F2

17、2F21F20F19nm：21.5dBALOd町皿平曲Y 就橫乂聊 LOD-F8tt«图9 十九层到二十四层走线示意图和功率分配图(4) 开通后的情况为了保证室内信号不泄漏，在窗口处安装壁挂式定向天线，同时也防止了高 层覆盖的窗口效应，使窗口处的信号强度和 EC/IO强于从室外覆盖过来的信号。 同 时，我们根据光纤的长度，以及设备产生的时延，对整个系统时延进行了计 算，根据计算的结果，合理的调整了源扇区的搜索窗。开通以后，我们对整个楼 层和电梯 进行了拨打测试，通过测试，发现覆盖和通话质量均良好，没有出现 呼叫失败和掉话的现象，到达了预期的覆盖效果。3、小区深层覆盖解决覆盖据统计，移

18、动通信大约有 85%以上的话务量产生在室内，但是在居民小区等 建筑群非常密集的地区，基站发出的无线电信号经过多层建筑物后衰减非常大， 造成很 多小区内的 1、2、3 层内的用户无法通话。由于环境的原因，基站选址 制约因素很多， 难度很大， 往往在上述地区无法选到适宜的站址。 有时即使在周 围选到站 址，也不能完全解决问题。目前，通常用以下几种方法来解决小区的3.1 建设直放站建设直放站是解决局部覆盖比拟有效的方法。在直放站的选择上一定要慎 重，居民小区一般都位于市区中心， 周边基站较多， 在一个地点同时能接收到很 多基站的导 频信号，这些信号的导频强度比拟弱，没有主导频，形成了导频污 染。如果选用的无线直放站没有任何效果，反而会将导频污染区域放大。此外， 当无线直放站的施 主天线和重发天线的隔离度不够时，会出现自激现象，一旦 出现自激会造成大面积无法正常通话。 光纤直放站将一个扇区的信号耦合后经过 光纤传输到远端进行前反 向放大，导频比拟干净，不会产生干扰。所以在直放 站选择取时一般不选用无线直放站，而选用光纤直放站。因为小区最外围的楼覆盖相对较好， 所以直放站天线安装的位置一般选择在 小区中间的楼顶上，利用二功分器将信号分成两路，天线分别朝两个方向覆盖。 在小区不 是