DMA和GSM信号在中高层建筑室内深度覆盖的研究

1、（建筑工程管理）CDMA 和 GSM 信号在中高层建筑室内深度覆盖的研究CDMA/GSM 信号在中高层建筑室内深度覆盖的研究摘要中高层建筑由于自身结构特点，其室内移动通信信号非常复杂。如何改善中高层建筑 C、 G 俩网室内覆盖成为北京联通网络优化和室内覆盖系统建设的重点和难点。文章通过北京联通网络建设实例阐述了解决中高层建筑室内覆盖的基本原则且介绍了壹些新的方法。1、概述随着移动通信的发展以及资费的下降，移动电话已经成为人们通信联系的主要手段。广大的用户已经不满足于室外的通信，他们希望运营商提供壹个能够满足人们随时随地通信需求的移动网络。同时，移动通信网络做到室内、室外、地上地下、各种场所均覆

2、盖是吸引用户的必要条件。随着城市建设步伐的加快，越来越多的高层建筑为城市增添了现代气息。然而，大量的高层建筑也给移动通信网络的室内覆盖带来了技术难题，成为网络优化和室内覆盖系统建设的重点和难点。北京联通经过连续几年的网络建设，C、G 俩网日趋完善。室内覆盖系统作为网络建设的壹部分也得到了长足的发展。近几年我们结合北京联通 C、G 俩网的网络需求和城市建筑特点，专门组织了针对中高层建筑室内覆盖的课题研究，进行了壹系列的有益探索和尝试，且取得了壹定的效果。本文试图通过北京联通网络建设实例来阐述解决中高层建筑室内覆盖的基本原则且介绍壹些新的方法。2、问题分析北京联通 C、G 俩网均已具有相当的规模，

3、在城区单个基站的覆盖面积越来越小。天线挂高普遍不超过 30 米，最小站距在 200 米以内。北京的建筑物特点是大型建筑多、楼层高且且位置相对集中。如：CBD 地区、中关村、金融街、长安街沿线等。在这些区域的楼宇中高层室内接收到的 C、G 俩网信号往往都不是附近基站的直射信号，多数是反射、绕射信号，或者是远处基站越区覆盖信号。用户感受为：信号不稳、通话质量差、掉话率高、接续困难，在室内临窗区域尤为突出。通过测试梢苑郑核孀怕愕纳撸珻网接收到的导频信号越来越多，虽然信号场强略有提高，可是普遍缺少主导频，Ec/Io 越来越差，即产生了导频污染。 G 网可接收到多个扇区的信号，各个扇区信号的场强大致相同

4、且且不稳，缺乏主服务小区，由于通话质量差而引起的频繁切换，造成掉话率升高。解决这些问题的有效办法是建设室内覆盖系统。为了提高投资效率，目前建设的几乎都是 C、G 俩网共用的室内覆盖系统。在建设 C、G 俩网共用的室内覆盖系统时存在俩个难点：（1）如何兼顾室内、室外的网络覆盖中国联通 GSM900 网络工作频率带宽只有 6MHz，可用频点非常少。无法单独设置专门的频点用于室内覆盖系统。由于室内覆盖系统数量多且且位置相对集中，在频率规划中无法避免同、邻频干扰。因此，只能采用“偷频”的方法设置室内覆盖系统的频点。这就要求室内覆盖系统的信号必须严格控制在室内，尽量减少室内信号向室外的泄漏。CDMA 网

5、络是自干扰系统，室内覆盖系统的信号泄漏容易造成对室外信号的干扰，容易导致室外用户选用室内信号，使软切换增多，从而影响室外的掉话率，同时过多的软切换也会浪费系统的容量。由此可见， C、G 俩网对室内覆盖信号向室外泄漏都有着严格的要求。因此，既要满足室内覆盖的需要，又要控制好信号泄漏，是室内覆盖系统设计中必须解决的难题。（2）如何兼顾 CDMA、GSM 俩网的不同需求中国联通拥有 CDMA、GSM 俩个移动通信网络。在无线信号传播上，由于俩网频段相近，传播特性基本无差异。可是，CDMA 比 GSM 网频带宽，更强调色散的限制，要求选用器件避免色散。在系统衡量指标上，俩网覆盖方面要求基本相近；在质量

6、方面，同样要求减少干扰。可是，俩网的干扰形式有所不同。CDMA 网的干扰主要来自系统内，强调避免接收到过多其它扇区的过强信号，而且无法通过频率规划解决多个过强信号问题。GSM 网的干扰主要来自其它扇区的同、邻频干扰和网外的干扰源，能够通过频率规划和优化解决同、邻频干扰的问题。在话务容量方面，CDMA 网由于软切换的存在，必须通过合理控制系统内外的导频信号强度和切换参数，避免过多的软切换导致系统容量的浪费。而 GSM 网无此方面的问题。同时由于 C、G 俩网是分别组网，且且具有技术上的差异。因此，俩网的室内、室外信号覆盖水平也不尽相同。由于室内覆盖系统的实质是室外移动通信网络在室内的延伸。因此，

7、要根据俩网各自的覆盖情况、用户的需求以及树立品牌的需要采用不同的方法，设计 C、G 俩网共用室内覆盖系统。3、解决方案为了满足室内覆盖和控制泄漏俩方面的要求，在中高层建筑室内覆盖系统的设计中，壹般采用多天线、小功率、充分利用室内高穿透损耗物体控制泄漏的方法，兼顾室内、室外信号覆盖和 C、G 俩网的需求。这种方法在北京联通室内覆盖系统建设中得到广泛的应用，解决了许多酒店、写字楼、办公楼等大型建筑的室内覆盖问题。可是，我们也发当下壹些建筑密集区，当楼宇外墙穿透损耗较小时（如外墙为玻璃幕墙），室内的无线环境非常复杂，即使采用多天线、小功率仍然很难处理覆盖和泄漏的关系。对于这些诸如此类的建筑，我们分别

8、做了专题研究。通过对建筑物室内、室外无线环境的测试分析和反复的模拟测试，制定了覆盖方案，取得了较好的覆盖效果。下面通过对中关村地区某商厦（简称 D 商厦）室内覆盖系统的分析，介绍壹些解决中高层建筑室内覆盖的方法。3.1 中关村 D 商厦的室内覆盖解决方案D 商厦位于中关村广场的西北部，周围均是高档写字楼。D 商厦是壹栋地下了层地上 18 层的高档写字楼，其中 B2、B3 为车库，B1 为小吃城，地上 18 层为书店，8 层之上为高档写字楼，写字楼部分的办公区域空间较大；整栋大楼的外墙为玻璃幕墙。经过测试 10 层之上的办公室临窗区域可接收到多个基站扇区的 C、G 俩网信号，通话质量差，其周围基

9、站均为C、G 俩网共站。如图 1 所示： 图 1D 商厦周围环境及基站分布图针对 D 商厦室内、室外的无线环境和该楼的结构状况，我们通过反复模测，认为即使采用多天线、小功率的设计方法，仍然不能使办公区域内俩网信号均匀覆盖，不能满足室内覆盖和控制泄漏的设计标准。经过研究和模测，我们设计在写字楼的办公区域内敷设耦合型泄漏电缆，对办公区域进行 C、G 俩网信号覆盖，如图 2 所示（图示中绿色线为泄漏电缆）：图 2 办公区域内所敷设的耦合型泄漏电缆截面图耦合型泄漏电缆是利用漏缆外导体上的表面波的二次效应产生能量辐射，泄漏的电磁能量无方向性，且随距离的增加迅速减小。我们正是利用泄漏电缆的这个特性，实现办

10、公区域内的室内覆盖和控制泄漏的设计标准。需要指出的是：地下车库、电梯、小吃城和其它公共区域均采用通常的室内分布系统设计方法，这里不再赘述。该系统 C、G 俩网均采用微蜂窝做为信号源。现选取 F11 层及 F16 层进行测试对比分析。 3.2CDMA 网覆盖前后效果对比分析（1）F11 层覆盖效果对比分析在做室内覆盖系统前网络测试结果：临窗区域可接收到的 PN 有 14 个，Ec/Io 很差，通话有断续和掉话。表 1 为室内覆盖系统前导频信号（Ec/Io）测试的相关统计值。表 1 室内覆盖系统前导频信号（Ec/Io）相关统计值表 2 为覆盖后相关统计值。表 2 覆盖后相关统计值通过前后数据对比可

11、见：11 层办公区域室内覆盖前后几项主要指标都得到了明显改善，如表3 所示。表 3 覆盖前后数据对比（2）F16 层覆盖对比分析表 4 为现网信号（Ec/Io）测试的相关统计值，覆盖后测试相关统计值如表 5 所示。表 4 现网信号相关统计值表 5 覆盖后相关统计值通过前后数据对比可见：16 层办公区域室内覆盖前后几项主要指标都得到了明显改善，如表6 所示。表 6 覆盖前后数据比较（3）GSM 网覆盖前后效果对比D 商厦 F11 和 F16 开通前后的数据分析表如表 7 所示：表 7D 商厦数据分析表D 商厦 Rxlev 数据分析表如表 8 所示。表 8D 商厦 Rxlev 数据分析表从测试结果

12、能够见出：分布系统开通后，接收信号强度（Rxlev）明显提高；开通前占用多个服务小区，造成频繁切换，开通后占用的服务小区单壹化，基本没有切换。（4）C、G 俩网室内信号泄漏情况在 D 商厦周围 10 米处测试，G 网已经不能占用室内微蜂窝的频点。C 网 Ec/Io-16dB，符合室内覆盖系统控制泄漏的标准。由之上数据分析可见：这种室内覆盖方式较好地解决了室内覆盖和控制泄漏的矛盾。C、G俩网都取得了非常好的覆盖效果，室内的通话质量有较大的改善。特别是 CDMA 网 Ec/Io 和FFER 俩项指标得到很大的提高。此种解决方式适宜的楼宇主要具有以下特点：热点区域高档写字楼，办公区域空间较大；中高层临窗区域信