商务楼宇TD网络覆盖解决方案分析

刘英杰

（山东济铁工程建设监理有限责任公司青岛设计分公司，山东 青岛 266002）

随着电信市场的竞争日益激烈，移动通信对网络覆盖的质量和深度越来越关注。商务楼宇是一个人口活动数量众多通信量较大的区域，并且通信量具有明显的规律流动性。随着电信资费的降低和通信技术的发展普及，商务楼宇的通信量明显提升，因此如何进一步优化网络质量，挖掘新方案加强室内的网络建设，对于移动通信如何在3G环境中提高市场竞争力具有现实意义。

1 典型方案策略分析

1.1 建筑结构

在建筑物复杂多样的结构中，对覆盖影响最大的是建筑的结构，从建筑结构的角度出发，主要可分为两种结构：

（1）塔楼

塔楼的主要特点有：一般为混凝土框架结构，建筑高度一般在12-35层，35层以上的建筑叫超高层；他们共同环绕或者围绕一组公共竖向交通形成的楼房平面；建筑物形状一般接近方形，这种结构具有截面小、厚度大、穿透损耗高等特点。

（2）板楼

板楼的主要特点有：建筑层数较低，一般不会超过12层；结构主要为砖混结构；建筑宽度较窄，建筑长度明显大于建筑宽度，信号穿透损耗相对较小。

1.2 容量规划

对于3G业务，不同的业务有不同的速率要求和质量要求，同时这些业务是混合的，因此，在进行3G规划时，必须对业务进行分类预测和分析，建立3G业务模型，为确定网络规模打下基础。3G业务的最大特点是多种业务的混合，最大的难点也是混业务条件下的业务模型的建立。不建立业务模型，3G的业务容量规划与网络规划就缺乏基础。因此，预测3G业务种类、比例、流量，从而建立一个虚拟的3G业务模型是必须的。一般来讲，业务模型的建立需要四个步骤：①为了获得业务的忙时呼叫次数（BHCA）或忙时会话次数（BHSA），需要定量描述业务需求情况；②建立各业务特征参数；CS业务的特征参数就是通话时长和激活因子，PS业务除此之外，还需要许多描述业务特征的参数。③获得网络规划关键数据；获得的关键数据就是各业务的忙时业务流量，即爱尔兰（Erl）数。④按业务分类归纳数据。

3 GPP定义了5种基本业务为：AMR12.2k、CS64k、PS64k、PS128k 及 PS384k，考虑到 PS 域业务的上下行非对称性，电路域CS业务与分组域PS业务的上下行业务比例一般分别定义为1:1和1:4。则估算流程的流程图如图1所示。

2 覆盖方案

2.1 室外微蜂窝覆盖方案

室外微蜂窝覆盖就是指在室外使用微蜂窝小区制的方法，考虑建筑物的分布关系及特性，恰当的在室外安装天线，使得在一定范围内达到无缝覆盖。设计时遵循的原则：①由于微蜂窝采用的是多点化的小功率覆盖，一般的设计穿透能力在一道墙，这就要求在楼宇的天线与每一面应该都有直达径；②道路及管道建设在走线时要充分考虑，走线要被合理设计；③覆盖距离和环保要求的平衡在设计天线口功率时注意；④为减少楼内的切换，应采用正反两侧覆盖楼宇，为满足覆盖要求，应划分为一个小区；⑤应首选中层位置放置天线、次选楼顶放置都是为尽量降低对非目标区域的信号泄露；⑥采用异频组网可以有效降低建筑物之间的信号泄露；⑦应采用异频组网同时避免了室外宏基站对建筑物内的频率干扰。

设计这种方案的主要优点为：①从室外进入房间内的信号覆盖质量较好；②干扰容易控制，单个蜂窝覆盖范围小；③天馈系统具有较小的体积，不容易识别，准入难度低，对安装要求也不高；④同时可以满足室内室外的双重覆盖。其也具有一定的缺点：①需要在多点上安装天线；②具有一定的复杂度，在设计时综合考虑各种影响；③在地方及电梯内部需要建设额外的室内分布系统。

2.2 室外宏蜂窝覆盖方案

宏蜂窝方案宏蜂窝大区制的覆盖方式，完成对一定范围内楼宇的覆盖：①以保证对楼宇的有效覆盖，宏蜂窝的站点一般选择距离楼宇50-200m的位置；②天线的位置一般在建筑物的中部往上；③天线的类型为水平半功率角小、垂直半功率角大的；④为了不影响建筑物的整体美观，需要对天线进行美化设计，适当伪装。

这种方案的主要优点为：①投资成本较低，覆盖面积较大；②覆盖兼顾室内和室外。方案缺点：①在区域内很难形成无缝覆盖，宏蜂窝方案受楼体的遮挡的影响比较明显；②在楼宇的底层和高层以及楼宇背向天线的一边常存在弱覆盖的区域。

2.3 室内分布系统覆盖方案

采用建设室内分布式天线系统的方式在覆盖区域内建筑的时候来进行覆盖，在方案设计时一般遵循以下原则：①有良好的覆盖在保证室内信号在室内区域；②信号在室外的泄露要严格控制；③可以在保证良好覆盖的前提下，建议尽量采用小功率多天线的方式进行覆盖，有效抑制泄露；④考虑以后频段的扩展及多制式共天馈，天馈部分尽量选择宽带器件；⑤吸顶天线或定向天线可根据需要选择；⑥有必要时可对天线进行伪装；⑦建筑物的出入口地带作为切换区。

方案优点：①覆盖在楼内的均匀；②可以采用和2G共用天馈系统。方案存在的主要缺点：①业主协调较困难，新建室内分布系统周期比较长；②室外区域无法覆盖，只能覆盖室内区域；③鉴于建筑物内部结构的复杂性，无法对房间内部进行全面深度覆盖，天线只能装在走道和门口；④和室外站配合覆盖，使大量的切换区在室内，网络性能变差。

3 典型场景及其覆盖方案设计

3.1 多层

一般板楼有以下特点：①建筑高度一般在12层以下，多层建筑基本为砖混材质的板楼；②虽然可能会根据地形建设成弧形或“L”型建筑，板楼的长度明显大于宽度，基本为条形结构；③但一般来讲，虽然板楼的建筑密度不会太高，但是由于建筑高度较矮，建筑密度相对较高；④每层容纳的住户比较多，建筑规模较大；⑤信号穿透的损耗相对比较小，建筑宽度较窄；⑥相对较规则建筑分布；分析覆盖方案如下：①虽然可在重要程度较低楼宇或配合室外分布式方案使用，宏站覆盖效果特别是底层的覆盖效果难保证；②覆盖电梯和地下车库可以室内分布；③采用楼顶天线和挂墙天线的室外分布天线覆盖可根据楼宇的高度实现。

3.2 高层

一般高层建筑有以下特点：①建筑高度一般在12-35层，高层建筑多为混凝土框架结构的塔楼，35层以上的建筑叫超高层；②每层容纳的用户较多，建筑规模较大；③建筑物穿透损耗比较高、厚度大、接近方形，截面小。

分析覆盖方案如下：①虽然可在重要程度较低楼宇或配合室外分布式方案使用，但是宏站覆盖效果特别是高层和底层的覆盖效果难保证；②可以使用室内分布系统覆盖电梯和地下室部分；③采用楼顶天线和挂墙天线的室外分布天线对楼宇进行覆盖。

3.3 商用建筑

这种小区的主要特点：①只有一栋或几栋建筑，小区规模很小，没有隔离的小区范围；②高层建筑。

覆盖方案分析如下：①通过安装内置上仰角的射灯天线或者路灯天线来对低层空间进行覆盖；②抑制高层杂乱的无线信号、减少乒乓效应及控制频繁的乒乓切换，同时利用室外分布天线覆盖楼宇；③为了以避免高层射灯天线信号传播距离过远带来的对远处小区的干扰站，慎重考虑楼顶下倾射灯天线的方式；④采用宏基站和室内分布共同覆盖的方式。

4 切换区划分

需要合理的规划切换区域为了保证覆盖区域的良好通信，遵循的原则有：①不在切换区内房屋的用户尽量不放置；②尽量不在切换区内放置一个簇内的建筑；③尽量不在切换区内放置大量用户聚集的地方；④尽量不处在切换区内放置用户频繁移动的地方；⑤在满足容量的前提下，多RRU级联尽可能的合并为一个逻辑小区；⑥应当尽量采用异频切换的方法。

使用多小区的设计来完成比较大型楼宇的覆盖。多小区划分时，切换问题是一个十分重要的问题。尽量将切换带放置于建筑物出口，不仅减少了室外小区负荷，同时保证手机在进入室内时能够顺利进行切换，所以一般在出入口的位置会安装一个天线。

（1）电梯间切换带设置

电梯是高层楼宇的必备设施，它具有空间密闭性强、人员相对集中的特点，对于电梯的信号覆盖也一直是室内分布系统中较难也是需要重点处理的部分，因此，尽量不要让切换带落入电梯内部。

由图2可以看出，第一种情况是没有发上切换的情况。第二种情况与第一种有明显的区别，它的切换带切换带位于大厅部分，大厅内部信号强度一般较好，且信号强度在一个缓变的过程中，作为切换带比较合适。第三种情况，切换带处于电梯内部，用户在通话过程中，进入电梯，电梯门关闭后，隔离里信号，这时候还没有来得及进行切换，很容易发生掉话、切换失败等异常事件。

（2）关于高层小区的室外邻区设置

所谓高层小区，顾名思义就是较高位置的小区，一般在十几层以上。由于所处位置比较高，越区覆盖的基站信号就有可能打的过来，室内信号比较复杂、杂乱。因此，可以通过参数设置来改变切换状况。比如，在高层和室外宏站设置成单向切换，同时把低层小区设置成双向切换。

（3）低层小区的室内外切换设置

通常情况下，室外小区与低层小区需要进行互操作，这种复杂性使得切换带的设置变得更为重要。切换区域一般在室内大厅的入口部分。

结束语

通过对TD网络覆盖的分析，解决了商务楼宇的TD覆盖问题，为TD网络建设提供了可参考的方案，虽然在覆盖方案上力求完美，但是依然存在需要改良解决的问题，主要有以下几个方面：室内覆盖主设备的供电问题。当主设备RRU距离BBU超过150M后，就要使用壁挂式的小型开关电源，不能使用机房直流供电，这样一来保障时间将会从原来机房供电的8小时减为3小时。特别在后期维护力度不够的前提下，该问题将会逐渐暴露并且日趋明显。室内分布系统的建设，是2、3G网络共存的问题，这两个网络之间会有各种复杂的互操作。一个良好的室内覆盖网络，必须要考虑覆盖和容量的均衡问题，这不仅仅和不同厂家的产品性能有关系，同时还与具体应用场景和后期容量的增加有关，这一点还需要进一步研究。

[1]谭学琴.高档住宅小区综合覆盖解决方案[J].信息技术，2009，(7)：25-27.

[2]张敏.高层住宅小区TD-SCDMA无线网络覆盖策略研究[J].长沙通信职业技术学院学报，2008，(4)：101-104.

[3]陈国平.TD-SCDMA HSDPA掉话分析及解决方法[J].数字通信世界，2011，(3)：65-68.

[4]李勇.TD-SCDMA/GSM 异系统小区重选优化[J].移动通信，2011，(2)：48-51.

[5]苏颖博，任倩男.浅析移动通信网络的频率规划[J].广东通信技术，2011，(01)：12-15.