大型場館在室內(nèi)覆蓋建設中所占比例很大,而且往往是重大集會所在地,所以大型場館的網(wǎng)絡建設意義重大。特別是2008年奧運會即將在北京召開,北京奧組委已經(jīng)向國際奧委會承諾舉辦一屆有史以來最高水平的奧運會,在無線通信方面,要為北京2008年奧運會提供奧運史上技術最先進、業(yè)務最豐富、服務最周到的移動通信服務。這給我國的運營商及通信設備制造商帶來前所未有的挑戰(zhàn)和壓力。而通信服務的基礎是優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡覆蓋,因此做好奧運城市,特別是體育場館的網(wǎng)絡覆蓋工作尤為重要。
一、大型場館覆蓋的關鍵因素
大型場館的無線傳播環(huán)境和話務特點與寫字樓、住宅小區(qū)等建筑存在很大的不同,因此在室內(nèi)覆蓋設計時,要充分考慮其獨特性。
大型場館作為重大活動和賽事的舉辦地,場地都比較開闊,可容納人數(shù)眾多,是一般的室內(nèi)建筑無法比擬的,例如奧運主會場鳥巢可容納9萬人、沈陽奧體館可容納6萬人。在活動期間,這些場館大部分時間容量飽和,用戶密度高、話務量大,因此首先要解決網(wǎng)絡容量問題;其次,為實現(xiàn)高容量,場館內(nèi)部一般分為若干個小區(qū),在場館內(nèi)傳播環(huán)境良好,一般為視距傳輸,各小區(qū)之間的干擾大,需要考慮如何消除干擾;此外,大型場館的話務量會隨時間和空間而變化,在活動期間需要滿足最大話務容量,而非活動時間話務量極低,合理調(diào)度資源、節(jié)省不必要的能源損耗也是需要考慮的問題。因此,在進行大型場館網(wǎng)絡設計時,需要綜合考慮網(wǎng)絡容量、話務調(diào)度、網(wǎng)絡質(zhì)量及穩(wěn)定性等多種因素。
二、大型場館“多通道”覆蓋方案
“多通道”室內(nèi)覆蓋方案是中興通訊首創(chuàng)的新一代室內(nèi)覆蓋解決方案,它結(jié)合TD多通道的特點,借助定制的中興通訊小型化BBU+RRU特色室內(nèi)覆蓋產(chǎn)品,將室外智能天線思想引入室內(nèi)形成“多通道”隔離干擾。用特色室內(nèi)“多通道”算法替代室外智能天線算法,不僅能降低室內(nèi)系統(tǒng)的干擾,大幅提升覆蓋質(zhì)量,還可以實現(xiàn)覆蓋和容量的獨立規(guī)劃,為網(wǎng)絡后續(xù)的良性發(fā)展打下基礎。在大型場館的網(wǎng)絡規(guī)劃中,采用“多通道”室內(nèi)覆蓋方案能夠解決容量、網(wǎng)絡質(zhì)量及穩(wěn)定性等諸多問題。諸多大型場館網(wǎng)絡規(guī)劃案例充分證明:無論仿真結(jié)果還是測試結(jié)果該方案性能都優(yōu)于傳統(tǒng)覆蓋方案。
1. 恰當選擇信源是精品網(wǎng)絡的基礎
大型場館需要支持幾萬用戶的通訊需求,對于特大型場館甚至需要支持數(shù)十萬用戶的通訊需求,對系統(tǒng)的容量要求極高。另一方面,大型場館的場地較開闊,設備要求集中維護,提高網(wǎng)絡維護效率。大型場館TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋的信源建議采用BBU+RRU方式,將基站的基帶部分和射頻部分分開,基帶池(即BBU)集中放置共享基帶,便于網(wǎng)絡的集中管理,而射頻部分(即RRU)可以靈活放置在室內(nèi)任何地方,為場館的各個角落提供信源,通過光纖與基帶池(即BBU)連接;痉蛛x成BBU和RRU兩個部分,在設備的選擇上可以有更多的組合方式。例如,從容量出發(fā)可以選擇大容量或超大容量的BBU;從功率考慮,可以根據(jù)覆蓋場景選擇2W或12W的RRU。該方式應用于大型場館具有組網(wǎng)靈活、施工簡便的優(yōu)勢,便于網(wǎng)絡規(guī)劃和工程施工。采用這種組網(wǎng)方式可以更方便地調(diào)整網(wǎng)絡容量,覆蓋不同區(qū)域的RRU可以按需進行小區(qū)合并或分裂,只需后臺對RRU歸屬進行相關配置,無需改造天饋就可根據(jù)實際情況靈活調(diào)整小區(qū)規(guī)劃。
此外,從節(jié)省成本和快速建網(wǎng)的角度出發(fā),大型場館的TD-SCDMA分布系統(tǒng)建議采用與2G共天饋方式。BBU+RRU的靈活組網(wǎng),最大限度避免了與2G合路建設帶來的限制。
沈陽奧體中心體育場是中興通訊承建的眾多大型場館之一,占地25.4萬m2,建筑面積10.4萬m2,長278m,寬235m,高82m,地上6層,看臺分為上、下兩層,奧運會凈容量6萬人。效果示意如圖1所示。
該場館進行TD網(wǎng)絡覆蓋時,采用BBU+RRU組網(wǎng)方式, RRU分別與2G系統(tǒng)各區(qū)的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)合路共用天饋系統(tǒng),完成看臺和功能房的覆蓋,共使用了8個RRU覆蓋整個場館,共享一個大容量的BBU。在這種組網(wǎng)方式下,通過共享能盡量減少網(wǎng)絡設備,對設備進行集中管理,給賽會期間網(wǎng)絡維護帶來極大便利。
2.合理的網(wǎng)絡規(guī)劃提升網(wǎng)絡品質(zhì)
大型場館室內(nèi)無線信號傳播為視距傳輸,能量以直達徑為主。室內(nèi)覆蓋在缺少智能天線和良好的空間隔離時,小區(qū)間的干擾較嚴重,所以在滿足容量的同時,將干擾降到最低是網(wǎng)絡規(guī)劃中的一個重要任務。
在大型場館的覆蓋方案中,充分利用了“多通道”算法的優(yōu)勢。上行方向,用戶分散在多個通道隔離干擾;下行方向,每個用戶的信號只在其上行歸屬的通道下發(fā)射,不會影響其他通道用戶信號,有效降低了用戶間的干擾;切換區(qū)或信號弱區(qū)可在歸屬通道和次強通道均進行信號收發(fā)分集!岸嗤ǖ馈备采w實現(xiàn)了在同一小區(qū)內(nèi)降低干擾的目的,配合高指向性天線可以進一步降低干擾。
根據(jù)場館的容量需求,小區(qū)劃分還要考慮網(wǎng)絡性能和頻點復用。大型場館與周圍的宏覆蓋之間一般采用異頻組網(wǎng)。根據(jù)TD的網(wǎng)絡頻率原則:一般室內(nèi)覆蓋占用3個頻點,宏覆蓋占用3~6個頻點?紤]到大型場館的容量要求,推薦大型場館覆蓋使用6個頻點,周圍宏覆蓋采用3個頻點。一般室內(nèi)分布系統(tǒng),不同小區(qū)間可以通過建筑物本身增加隔離,小區(qū)之間可以同頻組網(wǎng)。而大型場館小區(qū)之間的空間隔離小,完全同頻組網(wǎng)情況下,由于小區(qū)間的干擾嚴重影響網(wǎng)絡性能,通過仿真和實測,采用頻率1:1復用的組網(wǎng)形式,將整個場館劃分為6個小區(qū),這種條件下,可以基本達到滿碼道工作,提供最大的系統(tǒng)容量。如果容量不需要這樣大,可以減少小區(qū)數(shù)目。典型情況下,可以將看臺劃分為4個小區(qū)實現(xiàn)覆蓋。
沈陽奧體中心看臺覆蓋使用的8個RRU,可以自由組合組成8小區(qū)、4小區(qū)和2小區(qū)覆蓋。仿真和測試結(jié)果表明,看臺覆蓋異頻4小區(qū)組網(wǎng)為最佳組網(wǎng)方案。在實際組網(wǎng)中,將原來規(guī)劃的8小區(qū)進行通道合并,組成異頻4小區(qū)組網(wǎng)。即每個小區(qū)包含2個通道,利用“多通道”算法在小區(qū)內(nèi)隔離干擾的同時,頻點利用率也提高了一倍。測試結(jié)果顯示:本規(guī)劃案例中,容量與功率相對平衡,容量能夠達到最大值,手機通話質(zhì)量好,手機發(fā)射功率處于較低水平,TCP(發(fā)射載波功率)比較平穩(wěn),測試效果優(yōu)良。
三、 總結(jié)
大型場館由于無法使用智能天線,使得TD-SCDMA系統(tǒng)由碼道受限變?yōu)楦蓴_受限。因此在設備的選擇和網(wǎng)絡規(guī)劃方面,需要綜合考慮網(wǎng)絡容量、話務調(diào)度、網(wǎng)絡質(zhì)量及穩(wěn)定性等多種因素。
中興通訊承建了2008年奧運會絕大部分奧體場館的室內(nèi)覆蓋項目,積累了豐富的場館覆蓋經(jīng)驗。仿真和測試結(jié)果表明,使用BBU+RRU組網(wǎng)方式、運用“多通道”算法,并進行合理的網(wǎng)絡規(guī)劃,能夠有效解決場館的容量和干擾問題。