實現(xiàn)GSM網(wǎng)絡(luò)無縫覆蓋的解決方案

由于無線電波傳播環(huán)境的復(fù)雜性，加上地形地物的影響以及城市規(guī)劃和經(jīng)濟的發(fā)展，使得覆蓋不良的原因有許多，主要有：建筑物材料固有的屏蔽作用，增加了無線信號的穿透損耗，影響了網(wǎng)絡(luò)的信號接收和通話質(zhì)量；為提高網(wǎng)絡(luò)容量增加頻率復(fù)用而采取縮小基站覆蓋半徑方式，限制了基站架設(shè)高度，造成高層建筑物區(qū)域無線信號來自多個小區(qū)或地面、墻面的不穩(wěn)定反射信號，導(dǎo)致頻繁切換，嚴重影響網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量；地鐵和隧道沿線由于地面的屏蔽、彎道、車廂的阻擋等因素，阻礙了電波的傳播；隨著經(jīng)濟的發(fā)展，高速公路和鐵路作為交通樞紐輻射全國區(qū)域，其沿線話務(wù)量正在逐步提高，因此完善交通干線的覆蓋將成為提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)鍵。　 　

一、實現(xiàn)無縫覆蓋的幾種方式　

就目前網(wǎng)絡(luò)來說，實現(xiàn)無縫覆蓋主要要解決以下三種特殊區(qū)域的無縫覆蓋：建筑物室內(nèi)覆蓋(包括高樓、賓館、大型購物商場、停車場等建筑物內(nèi))、地鐵和隧道的室內(nèi)覆蓋以及高速公路和鐵路沿線的覆蓋�？偟膩碚f，實現(xiàn)以上三種特殊區(qū)域的覆蓋主要有以下幾種方法：

宏蜂窩直接覆蓋　

這是常用的室外覆蓋方式，同時又可以通過直接穿透實現(xiàn)最簡單的室內(nèi)覆蓋，但是當室內(nèi)覆蓋范圍大而復(fù)雜或穿透損耗過大時室內(nèi)覆蓋效果較差。　

微蜂窩直接覆蓋　　

典型應(yīng)用是對宏蜂窩室外覆蓋的補充和一定區(qū)域內(nèi)的室內(nèi)覆蓋，可以靈活選擇內(nèi)置、外置天線，充分發(fā)揮安裝簡便、吸收大話務(wù)量的特性，但是覆蓋面積有限。

信號源+分布式天線系統(tǒng)　　

可以采用宏蜂窩、微蜂窩和直放站為信號源，利用有源或無源同軸電纜、光纖、泄漏電纜等分布式傳輸介質(zhì)對無線信號進行室內(nèi)分配，是一種極為靈活的覆蓋方式，能夠很好地滿足較大區(qū)域室內(nèi)覆蓋以及地鐵、隧道的覆蓋�！　�

建筑物室內(nèi)無縫覆蓋解決方案　　

建筑物室內(nèi)覆蓋需要考慮的基本因素有：隔墻的阻擋5~20dB、樓層的阻擋20dB以上、家具及其它障礙物的阻擋2~15dB、多徑衰落及高層建筑物上的"孤島效應(yīng)"和"乒乓效應(yīng)"。　　

下面主要介紹目前建筑物室內(nèi)覆蓋的最佳解決方案：信號源+分布式天線系統(tǒng)。信號源如果為微蜂窩，則可以直接采用同軸電纜進大樓，或者利用智能大廈預(yù)埋的光纖和五類非屏蔽雙絞線進大樓；信號源如果為宏蜂窩BTS，可以考慮分別用不同扇區(qū)引出信號覆蓋多個建筑物，進入大樓方式與微蜂窩相同，宏蜂窩與遠地建筑物之間可采用光纖傳輸方式；信號源如果為直放站RR，在室外宏蜂窩存在富余容量的情況下，通過直放站RR將室外信號引入室內(nèi)的覆蓋盲區(qū)。直放站不需要額外的基站設(shè)備和傳輸設(shè)備，安裝簡便靈活。

比較以上三種信號源，采用微蜂窩和宏蜂窩可以吸收話務(wù)量，適于話務(wù)繁忙的高檔服務(wù)區(qū)的室內(nèi)覆蓋，但建設(shè)的設(shè)備投入較大、工程周期較長；而直放站將空閑基站的信號引到繁忙基站的室內(nèi)覆蓋區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)疏忙，并且直放站容易在短時間內(nèi)開通，但是應(yīng)用直放站一定要預(yù)先做好頻率規(guī)劃以避免干擾，而且直放站不能解決話務(wù)量溢出問題，也不利于網(wǎng)絡(luò)管理。

二、特殊區(qū)域覆蓋解決方案

2．1．建筑物室內(nèi)無縫覆蓋

實現(xiàn)建筑物室內(nèi)無縫覆蓋的分布式天線系統(tǒng)，主要有三種：　

無源同軸分布式天線系統(tǒng)　

信號源發(fā)出的射頻信號經(jīng)過同軸電纜、耦合器、功分器和室內(nèi)天線，均勻地分配到覆蓋區(qū)域的每一個角落。其優(yōu)點為系統(tǒng)造價低，由于本身為無源系統(tǒng)，所以可靠性高和系統(tǒng)產(chǎn)生互調(diào)干擾產(chǎn)物甚低；缺點是因為信號在傳輸過程中無增益，所以在能量估算問題上需要精確計算，才能完成預(yù)計覆蓋區(qū)域，因此設(shè)計修改麻煩、設(shè)計與施工技術(shù)含量較高。

有源同軸分布式天線系統(tǒng)

在無源同軸分布式天線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加放大器，即實現(xiàn)了有源同軸分布式天線系統(tǒng)，并且可以同時使用多級放大器。其優(yōu)點為設(shè)計與施工簡單方便，信號強度動態(tài)可調(diào)，系統(tǒng)具有良好的可擴展性，是一種極為靈活的通用室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)；缺點是因為系統(tǒng)涉及到多個有源器件，互調(diào)產(chǎn)物多，可靠性低，需要實時監(jiān)控和維護。　

光纖分布式天線系統(tǒng)　

光纖分布式天線系統(tǒng)利用單模光纖將射頻信號傳輸?shù)浇ㄖ�物�?nèi)部各個地方，通常光纖和同軸電纜結(jié)合使用，在建筑物縱平面上采用光纖傳輸，橫平面上進入樓層以后采用同軸電纜傳輸；有時也利用光纖實現(xiàn)信號在不同建筑物間的傳輸，進入建筑物以后采用同軸電纜傳輸；如果為智能大廈設(shè)計室內(nèi)無縫覆蓋，可以充分利用其預(yù)埋的光纖和五類非屏蔽雙絞線實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋，通過電光轉(zhuǎn)換單元在縱平面上采用光纖傳輸，再通過光電轉(zhuǎn)換單元在橫平面上采用五類非屏蔽雙絞線傳輸信號。因此光纖分布式天線系統(tǒng)是用于大面積、遠距離復(fù)雜區(qū)域的室內(nèi)覆蓋�！　　�

2．2、地鐵和隧道的無縫覆蓋解決方案　

目前地鐵和隧道的無縫覆蓋由于彎道多、環(huán)境封閉，主要通過信號源+分布式天線系統(tǒng)來實現(xiàn)，根據(jù)信號源的不同，有兩種覆蓋方式：微蜂窩方式和宏蜂窩+直放站方式。根據(jù)站廳、站臺和隧道等覆蓋區(qū)域的不同，分布式天線系統(tǒng)可以分別采用同軸分布式天線系統(tǒng)、泄漏電纜等方式�！　�

首先比較兩種信號源方式的優(yōu)劣勢：　

信號源為微蜂窩

這種方式能顯著提高網(wǎng)絡(luò)容量，單位面積內(nèi)吸收更高的話務(wù)；體積小，壁掛式安裝方便靈活，不需要特別安置空間；同一站址的微蜂窩還可以通過級聯(lián)方式節(jié)約傳輸鏈路；通過操作維護平臺能實現(xiàn)雙向信息交流的遠程監(jiān)控和操作維護，從而簡化了系統(tǒng)運營過程中的故障告警和維護程序，降低了運營成本；可靠性高，當某一個微蜂窩出現(xiàn)故障時，只會影響到該微蜂窩以及與之級聯(lián)的最多兩個微蜂窩所覆蓋區(qū)域的通信。 　　

信號源為宏蜂窩+直放站　

這種方式通過專門為地鐵建設(shè)的幾個大容量的宏蜂窩，再由直放站將信號引入到地鐵內(nèi)部，很好地解決了僅用直放站引入信號不能提高網(wǎng)絡(luò)容量的問題，而且直放站的安裝簡便靈活；但是宏蜂窩設(shè)備投入較大、建設(shè)周期較長，并且需要占用一定的室內(nèi)面積用于放置；宏蜂窩近端信號輸出電平較大，必須采取措施才能實現(xiàn)均勻的室內(nèi)分布，但是會影響傳輸距離；可靠性低，當直放站通過星型或鏈型連接在宏蜂窩上時，一旦該宏蜂窩出現(xiàn)故障，將影響所有與之相連的直放站所覆蓋的區(qū)域的無線通信；不易監(jiān)控管理和日常維護，直放站作為有源器件，一般只具備上行告警功能，因此監(jiān)控設(shè)備無法遠程實現(xiàn)對直放站的故障定位和維護操作。 　　

隧道區(qū)域的覆蓋：國際上對地鐵隧道一般采用泄漏電纜進行覆蓋。泄漏射頻電纜在輸送信號的同時也發(fā)射、接收信號，其特點是均勻場強，可以適應(yīng)彎道使用；同時泄漏電纜具有較寬的工作頻段，非常適合多頻段分布系統(tǒng)使用。

2．2 高速功路和鐵路沿線覆蓋

高速功路和鐵路沿線覆蓋的網(wǎng)絡(luò)特性主要有以下幾點：　

低話務(wù)量　　

高速公路沿線的小區(qū)覆蓋范圍一般都比較大、話務(wù)量較小，在滿足覆蓋要求的情況下站點盡量少，這樣有利于節(jié)省投資，也便于以后維護；先用天線高、發(fā)射功率大的基站進行大范圍覆蓋，再在盲區(qū)和彎曲復(fù)雜地區(qū)增設(shè)微蜂窩。重點是解決覆蓋�！�

帶狀連續(xù)覆蓋　

這與大中城市或平原農(nóng)村的覆蓋有著較大區(qū)別，故公路的覆蓋多采用雙向小區(qū)；在穿過城鎮(zhèn)，旅游點的地區(qū)也綜合采用三向、全向小區(qū)；在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)上可考慮鏈型連接，以節(jié)省傳輸鏈路�！�

用戶高速移動　　

要對切換參數(shù)加以精心設(shè)置

同時也要考慮汽車的穿透損耗對覆蓋半徑的影響，留出較大的余量。

地形地貌復(fù)雜

高速公路和鐵路所經(jīng)過的地形往往復(fù)雜多變，有平原、高山、樹林、隧道等，還要穿過鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)，所以對其無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃一定要在充分勘查的基礎(chǔ)上具體對待各段公路，靈活組網(wǎng)；在無線網(wǎng)絡(luò)投入運行后，還要全面進行路測，發(fā)現(xiàn)問題，及時加以調(diào)整和改進。在實現(xiàn)高速公路和鐵路無縫覆蓋的過程中，對于基站類型的選擇一般有以下幾點考慮：在能實現(xiàn)大范圍覆蓋的地方盡量采用宏蜂窩：如平原地區(qū)、城鎮(zhèn)，還可以安裝塔頂放大器擴大覆蓋范圍；在山區(qū)道路的彎道處建站，如果彎道兩端道路較直，一個基站能實現(xiàn)較遠距離的覆蓋，可選用宏蜂窩雙向站、或單小區(qū)兩方向發(fā)射站；如果建站條件不好，設(shè)備機房選擇困難，可以考慮使用室外型宏蜂窩，也可以采用微蜂窩+雙向放大器。在能達到覆蓋要求時盡量采用全向站：不靠近城鎮(zhèn)的公路和鐵路區(qū)段的話務(wù)量較低，盡量采用簡單、經(jīng)濟的全向站。 　　

實現(xiàn)近距離覆蓋或補充盲區(qū)用微蜂窩：如果出現(xiàn)連續(xù)彎道，宏蜂窩無法覆蓋很遠，可選用微蜂窩覆蓋作為補充；如果缺少宏蜂窩的建站條件，也可以用微蜂窩代替，微蜂窩基站外接高增益天線和BOOSTER，也可以實現(xiàn)大范圍覆蓋。微蜂窩基站具有安裝方便、經(jīng)濟實用、對環(huán)境要求比較低等特點。

針對山區(qū)的有阻擋地區(qū)，可以考慮使用直放站：在山區(qū)建站，可在宏蜂窩中嵌微蜂窩，或者使用直放站，解決信號的不連續(xù)性。

除此之外，其它需要考慮的因素還有：為高速移動預(yù)留惡化量；注意山體對信號的反射；時間色散的影響；最大定時提前量的影響；對隧道覆蓋的考慮；對無線參數(shù)的調(diào)整等�！　�

對高速公路和鐵路的無縫覆蓋一般應(yīng)遵循如下幾個基本原則：

站距考慮：公路覆蓋的小區(qū)半徑一般比較大。　　
        天線考慮：天線安裝的高度比較高；使用窄波瓣的高增益天線；天線的主瓣沿公路方向形成覆蓋,不使用下傾或小角度下傾。 　　
        饋線系統(tǒng)：采用低損耗饋纜；使用塔放改善上行鏈路；使用雙向放大器，同時改善上、下行鏈路；　
        傳輸考慮：E1用于可以解決傳輸?shù)牡貐^(qū)；在沒有傳輸?shù)那闆r下或者傳輸代價比較大的情況下，首選微波解決；公路沿線在有光纖傳輸設(shè)備的情況下，直接利用光纖進行BTS組網(wǎng)；有條件時可以利用衛(wèi)星實現(xiàn)傳輸。 　　
        電源考慮：盡量要求電源穩(wěn)定；蓄電池容量適度增大；有條件的地方可設(shè)車載柴油發(fā)電機。 　　

GSM1800一般以微蜂窩為主，而GSM900則以宏蜂窩為主。因此當GSM1800系統(tǒng)中的移動臺做高速移動時，應(yīng)使其切換到GSM900覆蓋層中，以減少移動臺的切換頻度，提高通信質(zhì)量。

對于移動速度不快的雙頻用戶，在切換過程中，應(yīng)使其盡可能切入GSM1800小區(qū)。

雙頻網(wǎng)絡(luò)中另一個比較重要的切換因素是速度原因引起的切換。由于GSM1800一般采用微蜂窩結(jié)構(gòu)，因此對移動臺的速度較為敏感。GSM1800系統(tǒng)應(yīng)具有速度測量能力，當移動臺在連接狀態(tài)下的速度達到一定門限后，強制其切換進入GSM900小區(qū)，從而減少切換次數(shù)，提高通信質(zhì)量。