因地制宜選擇3G室內(nèi)覆蓋方案

信息產(chǎn)業(yè)部科技司  李  偉

實(shí)現(xiàn)3G室內(nèi)覆蓋的技術(shù)方案按信號(hào)來源一般可分為宏蜂窩無線接入﹑微蜂窩有線接入﹑無線直放站和BBU＋RRU這幾種情況。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和頻譜資源情況，室內(nèi)分布系統(tǒng)可以采用與室外小區(qū)同頻或異頻兩種方式組網(wǎng)；同頻方式占用頻譜資源稍少，但在不封閉的建筑物中容易產(chǎn)生干擾；異頻方式可以保證通信質(zhì)量，減少干擾，但需要使用獨(dú)立的頻點(diǎn)，需要分配更多的頻率資源。室內(nèi)分布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

宏蜂窩無線接入

宏蜂窩無線接入在2G網(wǎng)絡(luò)中很常見，但在3G網(wǎng)絡(luò)中，用覆蓋室外的宏基站來提供給室內(nèi)的資源有限。這一方面是由于載波頻率較高，無線電波穿透能力較差，室內(nèi)信號(hào)會(huì)比較差；另一方面，室內(nèi)主要業(yè)務(wù)為高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，占用資源較多，但主要分布在高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量大的地區(qū)，采用室外宏蜂窩來進(jìn)行室內(nèi)覆蓋勢必會(huì)減小室外基站的站距，需要增加更多的室外基站，從而帶來嚴(yán)重的導(dǎo)頻污染，導(dǎo)致整個(gè)通信系統(tǒng)質(zhì)量下降。

在某些特定環(huán)境也可以用室外基站實(shí)現(xiàn)室內(nèi)覆蓋，例如，在郊區(qū)建筑物較稀疏、穿透損耗較小且高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量較小情況下，可以采用室外宏基站覆蓋，前提是做好網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，合理分布宏基站，并通過后期的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，盡量減小干擾。但這種方法不能完全解決盲區(qū)和覆蓋弱的問題，并可能給后續(xù)的網(wǎng)優(yōu)工作帶來問題，應(yīng)盡量少使用。

微蜂窩有線接入

這種方案采用室內(nèi)微蜂窩作為室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的信號(hào)源，即有線接入方式。與室外無線接入方案相比，它是更好的3G室內(nèi)覆蓋解決方案。該方式采用獨(dú)立的基站系統(tǒng)，可以獨(dú)立承擔(dān)話務(wù)量，所以可增加網(wǎng)絡(luò)容量，并且服務(wù)質(zhì)量比宏蜂窩無線接入方式更高，對(duì)室外小區(qū)干擾較小。從整體考慮，這種方案也不會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。

但是，微蜂窩在室內(nèi)使用時(shí)，通過有線方式把信號(hào)傳輸?shù)礁魈炀�會(huì)帶來很大的傳輸損耗，這樣就會(huì)影響微蜂窩系統(tǒng)的覆蓋面積。如果要把信號(hào)最大限度且均勻分布到室內(nèi)的每個(gè)地區(qū)，就必須需要建立一個(gè)傳輸系統(tǒng)。

無線直放站

在室外基站有富余容量的情況下，通過無線直放站將室外信號(hào)引入室內(nèi)的覆蓋盲區(qū),如果室內(nèi)覆蓋面積較大，還有可能需要引入干線放大器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

微蜂窩分布系統(tǒng)由于投資大且工程周期長，只適合在話務(wù)集中的高檔會(huì)議廳或者商場使用。在需要較低投資且需要保證信號(hào)質(zhì)量時(shí)，需要引入無線直放站。但無線直放站的引入會(huì)降低基站的接收靈敏度，減小基站的覆蓋范圍，降低基站的容量。而且，使用無線直放站不能增加系統(tǒng)容量，并有可能帶來干擾，所以增加了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的難度。與微蜂窩相比，無線直放站通過天線獲取的信號(hào)，如果混雜其它強(qiáng)干擾信號(hào)，則會(huì)導(dǎo)致業(yè)務(wù)質(zhì)量下降。

無線直放站主要用于覆蓋盲區(qū)，解決室內(nèi)覆蓋；它將空閑基站的信號(hào)引入到繁忙基站的覆蓋區(qū)域，實(shí)現(xiàn)信道資源合理調(diào)配。

在TD-SCDMA系統(tǒng)中，由于采用時(shí)分雙工方式，時(shí)延是影響網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分考慮無線直放站室內(nèi)分布系統(tǒng)引入的時(shí)延，以保證系統(tǒng)能正常工作，而且應(yīng)控制室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的室外泄漏功率，防止對(duì)室外基站形成干擾。

BBU+RRU

采用BBU＋RRU方案，話務(wù)量相關(guān)地區(qū)采用1∶N組網(wǎng)方式，大容量的BBU放置在機(jī)房，用不同的RRU實(shí)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域的覆蓋。此外，RRU和BBU可以看作一個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)，傳輸組網(wǎng)簡單。一個(gè)BBU可以對(duì)應(yīng)一個(gè)或者多個(gè)RRU，而且RRU也分為單通道和多通道兩種。在做室內(nèi)覆蓋時(shí)，單通道RRU可以替代微蜂窩基站，當(dāng)覆蓋樓層較多時(shí)，可以采用多通道RRU，每個(gè)通道單獨(dú)覆蓋一個(gè)樓層，如圖3。

系統(tǒng)建設(shè)中必須考慮的問題

首先，室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)如果引入干放及無線直放站等有源器件，在放大上行信號(hào)的同時(shí)也會(huì)帶來上行噪聲的抬升，這樣就會(huì)影響接收機(jī)性能。因此，必須調(diào)整直放站上行增益，使之對(duì)基站接收性能影響降到最低。特別是無線直放站，在方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮周邊電磁環(huán)境，調(diào)整好接收天線的方向角，從而減小外部干擾對(duì)下行信號(hào)的干擾。

第二，上下行鏈路平衡是室內(nèi)分布系統(tǒng)十分重要的問題，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)予以充分的考慮，覆蓋區(qū)域內(nèi)的上下鏈路損耗、基站到施主天線之間的空間損耗、信源主機(jī)設(shè)計(jì)輸入和輸出功率都必須有十分明確的數(shù)據(jù)，從而達(dá)到理想的覆蓋效果。

第三，室內(nèi)無線信號(hào)的過度外泄，尤其在室內(nèi)外同頻組網(wǎng)的情況下，會(huì)對(duì)室外網(wǎng)絡(luò)造成干擾。所以室內(nèi)分布系統(tǒng)在考慮室內(nèi)良好覆蓋的情況下，應(yīng)盡量減小對(duì)室外網(wǎng)絡(luò)的影響。同時(shí)如果采用室外基站作為室內(nèi)覆蓋信源，應(yīng)根據(jù)室內(nèi)外用戶量大小充分考慮室內(nèi)覆蓋對(duì)室外覆蓋資源的分流效應(yīng)，避免擁塞問題的出現(xiàn)。

第四，TD-SCDMA系統(tǒng)采用時(shí)分雙工方式，如果上下行的時(shí)延差超過系統(tǒng)允許范圍則會(huì)造成信號(hào)的損傷，進(jìn)而影響覆蓋質(zhì)量。在覆蓋系統(tǒng)中引入光纖和無線直放站會(huì)加入額外的時(shí)延，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分考慮到時(shí)延因素。

另外，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，多種通信制式共用室內(nèi)分布系統(tǒng)成為大勢所趨。共用室內(nèi)分布系統(tǒng)必須充分考慮不同系統(tǒng)之間的相互干擾。一般情況是各通信制式共用無源分布系統(tǒng)，那么無源器件的不同制式之間的隔離度就成為關(guān)鍵指標(biāo)。