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3G室内散布系统分析

文章针对部署3G网络的重要内容——室内分布系统建设,对分布系统信源选择、传输介质选择等几种主要策略进行了评估,并就多系统共用2G室内分布系统在覆盖和容量的统筹考虑,以及合路器、馈线等分布系统器件的共用

  

摘要 文章针对布置3G网络的重要内容——室内散布体系建造,对散布体系信源挑选、传输介质挑选等几种首要战略进行了评价,并就多体系共用2G室内散布体系在掩盖和容量的统筹考虑,以及合路器、馈线等散布体系器材的共用和更新等问题提出了一些建造性的定见。

  现在,国外的3G运营商充沛知道到室内散布体系的重要性,纷繁投入了许多的人力物力进行室内掩盖的研讨和建造。由于我国还没有真实意义上的3G商用网络,因而在3G室内掩盖方面尚处于探究阶段。

  在本文中,笔者依据从事移动通讯规划的经历,就3G室内掩盖的首要问题进行了剖析,这包含散布体系信源的挑选、传输介质的挑选以及多体系共用2G室内散布体系等,并结合韩国SKT、香港SUNDAY等现已树立3G网络的移动运营商在实践网络建造中的相关办法和经历,得出了一些定论。

1、室内掩盖的重要意义

  与现在2G网络首要事务量来自于室外的状况不同,3G网络的首要事务量来自于室内。依据香港SUNDAY对事务数据的收集成果可知,3G事务的室内发话量占总发话量的一半以上。而NTT DoCoMo的3G商用网络用户散布统计数据显现,大约70%的事务量来自于室内。3G商用网络的用户散布统计剖析见图1,而其室内话务量明细见图2。

图1 3G商用网络用户散布统计剖析

图2 室内话务量明细

  因而,进步室内掩盖才能,不只能够给用户带来更好的事务运用体会,还能够涣散过密区域的网络压力,更能够与其他运营商的网络抢夺室内话务量。能够必定的是,室内掩盖的完善是3G获得成功的关键因素之一。

  可是,由于3G作业在超短波频段,而且电波绕射才能差,穿透损耗较大,因而网络的深层次掩盖存在着缺陷。和现在的2G网络比较,3G网络会有更多弱信号区呈现,特别是在修建物内部,更是存在着盲区多、易断线、网络体现不稳定的缺陷。韩国最大的移动通讯运营商SKT依据网管数据和每年进行的两次全国性用户问卷调查,以及处理用户投诉成果,得出了一个定论:大部分服务质量差的方位都在室内,而大部分投诉正是由于用户对此不满而发生的。因而,3G需求比2G更早、更全面地布置室内掩盖。

  现在,各首要移动通讯运营商关于室内掩盖建造的战略意义有着十分明晰的知道,在建造上也是竭尽全力。到2005年第三季度,NTT DoCoMo将30%的基站资源用于室内掩盖,规划到达了3800个室内散布体系。而且依据方案,NTT DoCoMo的室内掩盖建造力度还会持续加大。

  在3G网络建造方案中,我国移动运营商对室内掩盖予以了高度的重视,明确提出了这样的掩盖方针:要在1~2年的时间内,使3G室内掩盖到达3G掩盖区内现有2G的室内掩盖水平。这个期望是杰出的,方针也是正确的,可是详细施行起来依然有许多问题需求处理。下面就一些首要问题展开讨论。

2、3G室内散布体系信号源挑选

  依照信号来历,室内掩盖处理方案可区分为宏蜂窝基站、微蜂窝基站、射频拉远基站和直放站等。

  现在,国内2G网络运用最多的室内掩盖办法是宏蜂窝基站加定向天线,该办法首要用于修建物密封性较差或许修建物较稀的当地,完结办法是将天线直接对准方针修建物掩盖,并选用窄水平半功率角宽笔直波瓣的天线和恰当的天线输出功率,长处是室外宏蜂窝基站能够一起供给掩盖区域内的室内掩盖,网络资源能够一起为室内和室外的用户服务;缺陷也是清楚明了的,该办法不能确保修建物内部的彻底掩盖,也不能进步频率复费用。

  在3G网络中,宏蜂窝办法的运用或许会削减。如前所述,3G网络中恰当的事务量发生于室内,而作为3G特征的高速数据事务要求的接纳机灵敏度要高于话音事务,假如依然运用室外宏基站来确保室内的掩盖质量,则必然会减小室外基站的站距,然后添加室外站的数量;别的,由于高层有比较严重的导频污染,假如巨大修建物的高层部分由室外宏基站供给服务,那么用户将接纳到来自于周围基站设备发生的多个强搅扰,此刻,用户假如想通话,则终端需求更大的功率,也就意味着将会发生更多的搅扰,然后导致整个体系通讯质量下降。

可是,某些特定环境的确需求经过室外基站来完结室内掩盖。香港的SUNDAY在3G室内掩盖方面遇到的问题比较有代表性。香港楼房树立(每平方公里均匀630栋楼房,均匀楼高45米),与业主商洽难度大,周期长,租借本钱高。作为香港最小的移动运营商之一,SUNDAY底子无力在大部分楼房里建造室内散布掩盖体系。因而,在确保要点修建室内掩盖的基础上,SUNDAY在绝大多数状况下都是选用室外基站+定向天线的办法来完结室内掩盖的。其间:

  (1)高层室内掩盖往往是经过上倾扇区和更宽的笔直面波束的小天线来完结的。

  (2)底层室内掩盖则往往是运用小天线低下倾的办法来完结的。

  作为一种不得已的做法,室外基站加定向天线的室内掩盖作用并不抱负,这种办法不能彻底处理信号盲区、弱区的问题,更重要的是,它会给后续的网络优化作业带来很大的压力。因而在国内,别的三种办法很或许会在3G室内掩盖方面获得愈加广泛的运用,下面别离进行论述。

  (1)微蜂窝加室内信号散布办法。该办法选用独立的基站体系,能够独立承载话务量,并能分管宏小区话务。该办法尽管需求传输和供电设备,可是施行简略,无需机房资源,更重要的是能够供给更多的网络资源,能够灵敏结合详细室内散布体系来完结室内掩盖。因而,该办法一般运用于面积比较大或许人流量比较大、话务量比较高的室内掩盖。该办法也是现在SKT首要的室内掩盖处理方案之一。

  (2)射频拉远基站选用室内/室外混合掩盖。该办法的长处在于建造本钱低,室外基站的基带部分能够一起处理室内和室外的话务量,无需严厉的机房和建站条件,一起可灵敏地结合详细的室内掩盖体系,而且装备和施行十分灵敏。缺陷在于要细心核算基站的基带所能承载的处理才能,一起远端无线接入设备需求独立的传输和供电设备。

  SKT正在活跃测验该办法。SKT经过选用恰当数量的基站耦合办法,运用光纤加干放拉远处理室内掩盖,在全国共布置600多个点,作用很好。

  (3)直放站加室内信号散布办法。该办法施行简略,但由于没有供给新的网络资源,该办法适用于话务量较低的修建。一起,它还需求确保直放站接纳和发射天线之间的隔离度。关于地下室、停车场等着重掩盖而非容量的修建,直放站是不错的挑选。

  从国内部分移动运营商的建造方案能够看出,直放站将成为处理室内掩盖的重要手法之一:关于无法运用室外基站信号到达杰出室内掩盖的有价值的公共场所,直放站的运用份额一般会在50%以上,许多地市乃至方案悉数选用直放站的办法来处理室内掩盖。

  需求指出的是,直放站搅扰是困扰我国移动运营商的首要问题之一,从某种意义上说,直放站是一把双刃剑。可是,从SKT运用的事例中咱们能够看到,假如运用的办法科学,直放站对基站的影响并不是很大。一般状况下,SKT运用小功率的直放站完结室内掩盖,而关于大功率的射频直放站、光纤直放站,SKT以为并不适用于室内掩盖。在实践的网络布置中,SKT在全国规模内的直放站超越10万个,其间光纤直放站约5000个,大部分用于室外掩盖,仅80个用于室内,其间大部分仍是针对不能装置基站的大型住宅区;射频直放站约10万个,99%为500mW的小型自适应小功率直放站,首要用于地下停车场、咖啡厅、办公室、小商铺以及台球厅等掩盖面积比较小的场所。SKT还常常运用手掌巨细的增益为0dB的直放站,用于处理某些公寓区中单家庭的服务质量不良的问题。

  综上所述,室内散布体系的信源挑选需求归纳考虑修建物的掩盖、容量和周围网络环境等关键因素,一般应该遵从如下准则:

  ◆关于低话务密度、小规划掩盖且较为关闭的场景,优先选用直放站作为信号源,这样能够充沛运用室外宏基站的容量。

  ◆关于中等话务密度和中等掩盖规划的场景,优先选用微蜂窝作为信号源。

  ◆关于高话务密度和大掩盖规划的场景,优先选用射频拉远模块作为信号源。

3、3G室内散布体系的射频信号传输介质挑选

关于已有2G室内散布体系的修建,2G和3G共用室内散布体系的份额一般将会在70%以上,某些地市乃至将会超越90%。2G和3G共用室内散布体系的最大优势,就在于能够削减网络的重复建造出资和屡次工程带来的不方便和风险。依据笔者测算,近两年建造的散布体系,共用散布体系需替换的设备的投一般不高于20%,节省下来的出资恰当可观。

  此外,在2G室内掩盖的区域应尽量削减与GSM间的体系切换,这就要求3G网络掩盖要做到与原有的2G网络信号掩盖相同。最经济实用的办法是选用共用室内散布体系。

  下面迁就多体系怎么共用室内散布体系进行论述。3G室内散布体系按射频信号传输介质来区分,可分为同轴电缆散布、光纤散布和走漏电缆散布等办法。依据中继办法的不同,可分为无源散布体系和有源散布体系。针对不同的修建物,应挑选不同的处理方案。同轴电缆散布的长处是本钱低,规划方案灵敏,易于保护,可兼容多种移动通讯体系,缺陷是掩盖规模受同轴电缆传输损耗的约束。光纤散布的长处是传输损耗低,易于规划和装置,可兼容多种移动通讯体系,缺陷是远端模块需求供电。走漏电缆散布的长处是信号强度均匀,缺陷则是装置要求十分严厉,每隔1米就要求装一个挂钩,悬挂起来时电缆不能贴着墙面,而且至少要与墙面坚持2厘米的间隔,这不但会影响环境的漂亮,而且价格是一般电缆的2倍。这些散布办法的体系组成能够是某种单一的传输介质,也能够是多种介质的灵敏组合。这些组成办法也便是室内散布体系的功率分配办法的体现形式。

  (1)依据掩盖面积选取适宜的散布体系
  例如,关于掩盖面积较大、需布放较多天线的场景,可依据实践状况选用有源散布体系或光纤散布体系。
  (2)依据修建结构选取适宜的散布体系
  例如,关于修建物内部结构简略、墙体屏蔽较小、楼层较低但修建物较为涣散的场景优先选用光纤散布体系;而关于修建物内部结构细长的特别区域,可选用走漏电缆散布体系。
  (3)依据信源办法选取适宜的散布体系
  关于信源办法为小功率直放站或微/宏蜂窝的场景,优先选用有源散布体系;关于信源办法为中功率直放站和大功率直放站的场景,优先选用无源散布体系。

4、2G和3G的室内散布体系共用

4.1 掩盖和容量的统筹考虑

  一方面,应依据共用室内散布体系的各无线通讯体系的状况,尽量满意掩盖和容量的要求。例如,考虑到3G在室内的链路损耗一般比GSM900大8dB~12dB,所以一般需求添加必定数量的天线点,以满意3G掩盖和容量的要求。
  另一方面,由于CDMA网络是自搅扰体系,室内散布体系的信号走漏简单造成对室外信号的搅扰,简单导致室外用户选用室内信号,使软切换增多,然后影响室外的掉话率,一起过多的软切换也会糟蹋体系的容量。
  因而,在规划3G室内散布体系时,要选用多天线、小功率的办法,削减室内天线的输出电平,以操控信号走漏电平;其次,在规划时应加强模仿测验,对走漏问题增强预知性;在接近窗户、门口等边际区域,应选用方向性较好的定向天线,以削减信号的走漏。

  4.2 散布体系器材的共用或更新

  3G与2G共用室内散布体系,对原有体系的改动除了要考虑电源和传输外,还需考虑以下问题:

  (1)室内散布式体系的宽带部件,如馈缆、接头部件,应满意3G运用频段的需求。各楼层散布式天线、耦合器、功分器、合路器也要支撑3G运用频段。

  现在,我国首要的室内散布体系包含GSM900MHz、CDMA800MHz、PHS等,对现有2G室内散布体系进行改造时,不只要满意3G的要求,还应统筹WLAN的发展需求。这就要求改造后的室内散布体系支撑885MHz~2500MHz的作业频率规模:

  ◆在基站设备接入端添加双工合路器,以确保体系间隔离度的要求。

  ◆部分体系原有的散布馈线为细馈线,信号传输损耗大,或许需求替换为粗馈线或光纤散布。

  (2)现有的GSM室内散布体系运用的馈线大多为8D/10D/1/2,2000MHz与900MHz的损耗相差较大。工程中,1.9GHz频率以上一般不选用8D和10D馈线,主张馈线改造按以下要求:

  ◆原有GSM散布体系的平层馈线中,长度超越5m的8D/10D馈线需替换为1/2馈线,骨干馈线中不要运用8D/10D馈线;

  ◆原有GSM散布体系平层馈线中,长度超越50m的1/2馈线均需替换为7/8馈线,骨干馈线中长度超越30m的1/2馈线,均需替换为7/8馈线;

  ◆考虑到进行馈线改造所发生的馈线与接头的本钱操控的问题,替换下来的1/2馈线与接头能够用于替换8D/10D馈线;

  ◆由于有源器材无法共用,需求添加双工分路器、干放、双工合路器及多频段合路器等。

  (3)近两年建造的2G室内散布体系,许多都现已充沛考虑了与3G共用的问题,所以在3G的室内散布体系建造中,只需添加以下部件:

  ◆信号源能够是蜂窝基站、远端射频单元或直放站;

  ◆至少添加等量的3G干线扩大器、多频合路器和分路器,而且添加一个干线扩大器和两个相应的多频合路器;

  ◆依据原有天线的间隔,恰当改动天线的方位。

  需求在此处指出的是,改造室内散布体系最首要的作业之一,便是选用能够满意体系间隔离度要求的合路器。这是由于体系间搅扰的首要类型包含发射机杂散、接纳机堵塞、互调搅扰等。前两种搅扰能够经过添加体系间隔离度来减小搅扰,而互调搅扰则杂乱一些,需求防止运用有源扩大器材,还需求确保合路器的无源互调按捺目标。这就对合路器的功能提出了十分严厉的要求。

5、结束语

  事务量散布的特色和3G频段的特性,使3G的室内掩盖问题处在了十分重要的方位。一方面,现已布置了3G商用网络的NTT、SKT等运营商在这方面获得的经历,值得国内移动运营商学习和学习。另一方面,我国移动运营商应该充沛运用在2G年代堆集起来的优势资源。本文从上述两个视点动身,对3G室内散布体系建造的一些重要内容进行了论述,并结合笔者在规划规划方面的经历,提出了一些建造性的观念,期望对从事相关研讨的人们有所启示。

  

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