wcdma网覆盖增强技术方案

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1、网覆盖增强技术方案 2 目录 1 方案背景 2 相关技术方案及原理 3 技术方案应用案例 4 总结 3 一、方案背景 总所周知，网络受自身频谱功率特性、功率和干扰等因素的限制，单 站无法实现宽阔区域内的远距离良好覆盖。且目前运营商网络覆盖已逐 步向广阔的地理区域和低话务、低数据业务的市县郊区、乡镇、农村及 道路拓展，在满足一定覆盖效果和服务质量的基础上，实现单站覆盖面 积的增加，减少基站数量，降低运营商建维成本，就显得非常的必要， 实施远距离覆盖具有较好的实用性。本文根据个人工程项目设计规划经 验的总结，罗列出几项网基站的增强覆盖技术进行介绍，为以后的网络 规划、建设提供参考。 4 目录 1

2、方案背景 2 相关技术方案及原理 3 技术方案应用案例 4 总结 5 二、相关技术方案及原理 为实现网络基站的单站覆盖效益的提高，需要从多角度、多方面 入手，将各种技术和实施手段进行综合应用，从而实现最优效果。归纳 总结出以下几个方面内容进行详细介绍 1.优化上行链路 2.设备选型 3.多天线分集接收 4.增强下行辐射 5.提高发射功率 6.多同步发射增益 7.天线相对挂高 8.天线选型 6 2.1优化上行链路 在覆盖方面主要是上行受限，对于广覆盖，往往是上行链路覆 盖受限，因此要实现超远距覆盖首先要提高上行覆盖能力，本文归纳出 两种优化上行链路方案，如下介绍 第一：设备选型 广域覆盖场景中，

3、为实现上行链路的增强，除加大发射输出功 率外，还应在各设备接口间尽量减少连接损耗，因此在设备选型时优先 考虑使用方式，降低天馈损耗，提高覆盖。 （射频拉远）就是将基站的射频模块和基带模块在物理上分离 开来。基带模块仍旧在基站机柜内，而射频模块用光纤拉至远端，与天 线子系统直接相邻，与传统宏基站相比较，链路中可获得功率提高2 3（100米馈缆损耗约6，此处以50米计算），从而改善了上行覆盖性能 。 7 第二：多天线分集接收 核心：多天线接收分集技术的核心是将降低对解调所需的要求 ，从而提高网络上行覆盖能力。 原理：多天线接收技术通过利用不同天线分支信号衰落的不相 关性和干扰的不相关性，来克服无线

4、信道衰落的影响，及提高信噪 比。多天线接收分集带来的增益与天线之间的相关性和信道多径情况 密切相关。 （1）增益与天线之间的相关性 当接收天线分支互不相关时，多天线接收分集带来的增益最显著；当 接收天线分支部分相关时，多天线接收分集带来的增益相对减小。工 程实施中多使用双极化天线，接收天线分支部分相关，故该部分的增 益相对较小。 2.1优化上行链路 8 （2）增益与信道多径情况相关性 信道多径情况与移动台的运动速度，功控，软切换等技术的采用有关。通 常对于低速且多径数目较少的场景，多天线增益尤其明显，典型无线场景下的 增益四天线增益如下图所示： 2.1优化上行链路 根据多天线分集接收技术原理，

5、在超 远距覆盖中考虑使用两天线，四天线， 六天线等多种多天线接收分集组合提高 了各种业务的上行接收灵敏度，以四天 线接收分集为例，在链路预算过程中以 相同的传播环境下，上行接收灵敏度比 双天线接收分集提高约2.5，对应单站覆 盖半径可以扩大13%。 比较多天线分集接收增益中，天线越多 接收性能越好，但超过6天线接收增益就 很小了，综合考虑工程实施及投资成本 ，建议使用4天线。 图1：四天线增益 通常同一扇区的不同天线之间要 求的工程隔离多采用水平隔离，隔 离距离在10到20倍的波长。对于 ，上行1950M，波长为0.15米。 因此要求1.5到3米的水平隔离距 离。 9 2.2增强下行发射 远距

6、离覆盖境况下，为实现上下行两路的平衡，尤其在重点的边缘覆 盖区域。为了提高移动台的接收质量，从以下几个方面加强网络的下行发 射能力，提高基站下行覆盖半径。 （1）提高发射功率 和接收分集技术类似，增加发射功率也是一种抵抗信道衰落、提高链路 性能的有效技术。基站天线与的距离和路径相同的情况下，单方面提高发 射能量，达到端获得更大的信号能量，从而提高接收增益。实际工程实施 过程中，综合考虑公共区域辐射量最大值0.4和设备性能，将设备发射 功率从传统20W（43）提升至60W（约47.8），从而提高单站覆盖半径。 10 （2）多同步发射增益 多同步发射增益其核心是利用发射分集原理来达到下行段的接收增

7、益 ，发射分集原理为：和接收分集技术类似，距离为信号波长数倍的多路 相同信号与之间的多径信号的衰落是完全独立的，在保证多路信号的发 射延时小于1/4时，衰落相互独立的多径之间的能量叠加之后可起到提 高的下行接收增益。尤其是在远离基站时，增益明显。不同数目的叠加 为下行链路带来的增益如下统计： 2.2增强下行发射 数目下行链路预算增益（） 25.8 38.2 11 远距覆盖解决方案综合考虑发射增强技术，通常情况下我们可以使 用保持一定距离（通常为1.0米）的2个对应2根天线独立发射相同信 号来实现发射分集，以达到发射增强的效果，当然也可以使用更多数 量的，但其综合考虑成本、运维及施工安装的难易程

8、度，建议仅选择 2个的形式即可，相比较单天线单而言，可以带来下行链路56左右的 改善效果，增加了下行链路的覆盖范围与和用户容量。 2.2增强下行发射 12 （3）天线相对挂高 2.1G频段的频谱特性决定了进行覆盖时，覆盖距离主要是视距覆盖，受 地球球面曲率、无线传播衰减限制。考虑到地球球面曲率的影响，天线高 度和视线距离的关系如下式： 其中，R 是视线距离（），即天线发出的直射线与地球表面相切的点与 天线之间的距离，h是天线海拔高度（m）。 2.2增强下行发射 根据天线高度和覆盖距离的关系得知， 网主要覆盖范围都是视距传播，因此天线 高度将是覆盖范围的主要决定因素，但天 线架设得很高时在近端容

9、易形成覆盖盲区 ，结合工程现行工艺及可行性，建议尽量 将天线相对挂高置于40-60米，同时选用 具备零点填充特性和不预置下倾的天线， 从而实现天线挂高对覆盖距离的支撑。 图2：天线高度与水平覆盖距离 的关系图 13 2.2增强下行发射 （4）天线选型 选择定向天线 根据定向天线在特定方向增益远大于全向天线的特点，定向站 的特定方向覆盖半径远大于全向站，故在天线选型上，应尽量以 定向基站为主。从而增加辐射功率的有效利用率，增加保密性； 增加抗干扰能力，提高无线覆盖的距离。 选择窄波瓣、高增益天线 定向天线的实际增益与天线垂直和水平角波瓣度有关，一般来 说，一定的垂直波瓣下，水平波瓣宽度越小，增益

10、越大，覆盖距 离越远，但覆盖区域越小。 综合考虑天线挂高对天线特性的要求和天线选型，在超远覆盖场 景中建议选用窄波瓣、高增益、具备零点填充特性的定向天线， 如：电调/2130天线。 14 目录 1 方案背景 2 相关技术方案及原理 3 技术方案应用案例 4 总结 15 三、技术方案应用案例 为验证超远覆盖技术的实地应用所带来效果，特在云南德宏州瑞丽边境 口岸目姐区域进行试点， 在覆盖目标区域内，根据使用增强覆盖技术设置 前后的测试对比来验证各项覆盖指标。 1.试点区域环境特征 本次试点选择为瑞丽边境口岸区的木姐口岸区， 区域东西长约2.4，南北 宽约3，平均海拔约820m，如下图所示： 图3：

11、木姐区域地理环境图 由上图并结合实地勘察可知，该区域属于一 个河流冲积平原，海拔略有起伏，属准开阔 地的郊区（乡镇）场景，特征照片如下： 16 2.方案实施计划 经过现场勘查，本次选定瑞丽攀钢大厦，瑞丽坉宏 ，瑞丽贺闷3个现网基站作为本次试点基站；通过对现 网基站的调整来验证增强技术的效果。现网基站参数 设置如下. 三、技术方案应用案例 调整前 站点小 区 合 并 方位角俯仰角 设备型号 设备发 射功率 (w) 天线类型 单扇 区天 线数 量 天 线 相 对 挂 高 上 塔 S1S2S3S1 S2 S3 攀钢大 厦 否25 16 0 26 0 279 分布式 B8700 20/20/ 20 1

12、865 1/1/ 1 51是 瑞丽贺 闷 否0 17 5 27 0 718 分布式 B8700 20/20/ 20 1865 1/1/ 1 55是 瑞丽坉 宏 否0 11 0 23 0 707 分布式 B8700 20/20/ 20 1865 1/1/ 1 33是 (1)现网无线参数统计 17 (2)调整后无线基站参数统计 调整后 站点小 区 合 并 方位角俯仰角 设备型号 设备 发射 功率 (w) 天线类型 单 扇 区 天 线 数 量 天 线 相 对 挂 高 上 塔 S1S2S1S2 攀钢大厦是2516027分布式B870060/20变调/18652/151是 瑞丽贺闷是17527018分布

13、式B870060/20变调/18652/155是 瑞丽坉宏是11023007分布式B870060/20变调/18652/133是 三、技术方案应用案例 18 (3)网优工程师后台合并后小区设置及设备参数调整如下 ： 三、技术方案应用案例 参数字段值 47.8() 37.8 () -3 () 2() 6 6 初始数1 最大数10 小区半径3.5 (4) 根据合并后情况调整对应邻区关系 19 3.测试验证 (1)基站参数调整前测试覆盖情况如下图 三、技术方案应用案例 图4: 分布图 由于木姐市区地势较高，区域中心建 筑物密集，阻挡较多，室外在-95以下 ，图中紫色部分为脱网区域，黑色部分 接收在-

14、105以下，基本无法建立业 务。 (2)调整前H业务测试情况： 覆盖区室外基本在-95以下，大多地 方在-105以下，H测试时基本无法进行 连接。 20 （3）调整前测试： 在覆盖区选择4个较重要的点进行测试，测试结果如下 ： 三、技术方案应用案例 测试点 语音电话拨 打次数 语音电话接通 次数 接通率备注 手机店1500%处于脱网状态 手机店25120%在-110以下 手机店35360%在-105以下 市场500%处于脱网状态 21 （4）基站调整后测试覆盖图如下： 三、技术方案应用案例 图5： 分布图 基站调整完成后，覆盖区域平均接收90占占87%，接通率100%，掉话率为0； 无脱网现象

15、，可以正常完成业务，整体覆盖效果明显提升。 （5）调整后H业务测试： 调整后，攀钢大厦覆盖区域H业务下载速 率均保持在2以上，覆盖良好处能达到3 以上；瑞丽贺闷覆盖区域H业务下载速率 一般保持在1以上；瑞丽坉宏覆盖区域由 于阻挡较为严重，衰减较大，覆盖较弱导 致H业务下载速率一般在1以下。 22 （6）调整后测试： 调整后，对调整前测试点，进行复测，测试结果如下 ： 三、技术方案应用案例 测试点 语音电话拨打次 数 语音电话接通次 数 接通率备注 手机店155100% 手机店255100% 手机店355100% 市场55100% 23 4.测试结论 调整前、后测试对比情况： 三、技术方案应用案

16、例 测试情况对比 指标 90占 比 105占 比 H业务下 载平均速 率(M) 接通 率 接话 率 脱网 区域 95覆盖距 离() 1平方公里节约基站 比 调整前22%67%无连接38%9%50%1.8- 调整后87%97%1.8100%03%3.426% 本次试点中发现，坉宏基站因地势较低，天线相对挂高仅32米，天线选型 仍利旧了1865天线，故影响了整体覆盖效果；但根据测试对比统计，单站 覆盖距离提升1.6，达到3.4；95覆盖率提升65%，单位面积节约基站比例 达26%，覆盖效果明显改善，已基本达到超远覆盖目的。 24 目录 1 方案背景 2 相关技术方案及原理 3 技术方案应用案例 4 总结 25 综合原理分析及案例应用实测结果，验证了覆盖增强技术在 平坦、宽广的地理环境下；低速数据业务需求的郊区、乡镇、 道路等场景具有较强的实用性，可实现单站覆盖面积的增加， 减少基站建设数量，降