《CDMA2000_(WCDMA)覆盖规划及室内外干扰协调2010.04.29》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CDMA2000_(WCDMA)覆盖规划及室内外干扰协调2010.04.29（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、CDMA2000/WCDMA 覆盖规划及室内外干扰协调覆盖规划及室内外干扰协调 京信通信系统公司京信通信系统公司 苏华鸿苏华鸿 2010.04.29 一、概述 一、概述 2005 年 3 月发表在通信产业报上的一篇 强化室内覆盖 DoCoMo 重回霸主宝座 报道文章阐明了室内覆盖的重要性：“当 NTT DoCoMo 刚推出 FOMA 业务时， 第一次尝到了失败的滋味。由于初期网络的覆盖问题，使得用户增长速度比对手 慢了很多。经过仔细分析，DoCoMo 发现，3G 的室内业务使用量高达 69.7%， 而且多数是富有 3G 特色的新业务，因此，做好室内覆盖，是 3G 业务能否抓住 用户的关键因素”
2、。 室内覆盖可以有两种实现方式:一是依靠室外宏基站对室内的浅层覆盖；二是建 设独立的室内分布系统对室内进行深层覆盖。 根据我们对室内分布系统网络建设 的经验， 如果采用方法 “二” ， 室外宏基站规划时不考虑室内覆盖， 则仅考虑 6-8dB 的车体衰落储备余量。如果采用方法“一” ，在网络整体规划时室外宏基站要兼 顾室内覆盖，则至少需要考虑 15-20dB 的储备余量，那么，基站密度需要加大， 将会带来投资成本的增加，以及大量的软切换区域，特别是高层建筑导频污染的 问题尤其突出，影响整个系统的网络质量。如下图所示: 大多数室内建筑并不是一个完全密闭的区域， 那么， 在室内分布系统建设时， 就必
3、须考虑室外基站入侵信号对室内区域， 以及室内外泄信号对室外周边小区的 影响。室内分布系统主要由信源部分和天馈系统部分组成，因此，在室内分布系 统建设时，根据室外基站入侵信号的情况，采取不同的信源引入方式，合理的选 择重发天线及重发天线的安装位置等，成为室内外干扰协调的研究重点。 二、室外入侵信号的协调 二、室外入侵信号的协调 根据全国各地室外基站入侵信号在室内区域信号强度的测试结论来看， 对于靠近 窗边的房间，室外基站入侵信号强度大约分布在-70 -90dBm 之间，对于室内其 他房间、走廊、电梯、停车场等较封闭区域，室外信号强度一般在-90dBm 以下。 其中，对于靠窗边的房间，通常窗边室外
4、信号强度较强(分布在-70 -80dBm 左右 的较多)，但房间中部及靠近房间门的区域，室外信号强度逐渐减弱，分布在 -80dBm -90dBm 的较多。 对于市区高层建筑物，入侵信号强度分布情况还有以下特点:一、中部楼层(室外 基站天线高度)室外入侵信号最强，由于受天线高度限制，在高层室外入侵信号 较弱，因为建筑物遮挡的原因，低层室外入侵信号也相对较弱；二、低层靠窗房 间中间区域入侵信号强度比窗边低 48dB， 中层(室外基站天线高度)靠窗房间中 间区域入侵信号强度比窗边低 24dB， 高层靠窗房间中间区域入侵信号强度比 窗边低 811dB；三、低层室外基站入侵信号虽然较弱，但信号较干净，通
5、常只 有一个小区信号，而随着楼层越高，室外基站入侵信号越来越杂乱，尤其是建筑 物中高层的窗边，导频污染严重。 综合各种室外入侵信号强度测试的结论来看， 室外基站入侵信号可以满足部分建 筑靠窗边房间的覆盖， 但对于室内其他房间、 走廊、 电梯、 停车场等较封闭区域， 由于穿透多堵墙壁，需要很大的衰落储备，因此无法完成良好的覆盖。针对这种 情况，在建设室内分布系统时，应该根据室外基站小区入侵信号的数量、强度、 分布情况，室内容量需求及建筑物本身特点等信息，综合考虑网络质量和投资成 本等因素，选择合适的室内分布系统的信源，设计合理的天馈分布系统，进行有 效的室内外协同覆盖。 室内分布系统的信源引入主
6、要有三种方式:一是室内外信源同频不同 PN 的引入 方式；二是室内外信源同频同 PN 的引入方式；三是室内外信源异频的引入方式。 信源的引入方式不同，室内外协同覆盖时， 设计天馈分布系统的重点也有所不 同。 以下针对不同的室内分布系统信源的引入方式， 比较各种引入方式的优缺点， 适用范围，以及如何合理的选择天线及天线的安装位置，以便于在今后的 cdma2000 网络建设中指导室内分布系统的建设。 1、 室内外同频不同室内外同频不同 PN 室内外同频不同 PN （扩频通信中的 pN 码）是指室内分布系统的信源采用宏基站、 微蜂窝(或 RRU)的引入方式。因此，室内信号与室外信号频率相同，但 PN
7、(SC) 不同。如下图所示。 1.1 特点特点 基站+微蜂窝(或 RRU)覆盖方案,室内分布系统信源可以提供容量；由于室内外信 号同频，则可以节省有限的频谱资源；软切换成功率高。缺点是基站小区之间相 互存在干扰；由于大量采用微蜂窝(RRU)，软切换比例大，系统容量利用率低； 而且从上图可以看出，基站需要配置大量的邻区列表，邻区列表资源紧张。 中国联通在 CDMA 网络建设过程中,随着网络优化的深入,某些省份反应,室内分 布系统信源过多使用微蜂窝,给网络优化带来了很大的困难,系统软切换比例大, 软切换比例在 80%以上，邻区表过多,尤其高层导频污染比较严重。 1.2 室外入侵信号的协调室外入侵信
8、号的协调 当宏基站、微蜂窝作为室内分布系统的信源引入时，由于室内外采用同频不同扰 码的小区信号，所以室外基站入侵信号对室内区域，室内外泄信号对室外周边小 区都存在干扰。 因此,协调室外入侵信号的原则是:降低室外入侵信号的强度， 提 高室内信号强度。 协调室外入侵信号的原则是:降低室外入侵信号的强度， 提 高室内信号强度。 1.2.1 降低室外入侵信号强度 1.2.1 降低室外入侵信号强度 降低室外入侵信号强度是指对室外天线进行优化。主要有以下几种实现方式:一 是适当降低室外天线高度,增大室外天线的下倾角,及改变室外天线的方向角;二 是室外天线选用赋形天线,电调天线;三是在满足室外覆盖要求下,适
9、当降低基站 输出功率。 1.2.2 提高室内信号强度 1.2.2 提高室内信号强度 根据 CDMA2000 试验网关于室外入侵信号强度测试的结论，室外基站在室内靠 窗房间的入侵信号强度通常在-70dBm -90dBm 之间，尤其是靠近窗边区域，室 外入侵信号强度较大，且信号杂乱，通常没有一个占主导的小区信号，因此，要 保证室内信号在室内覆盖区域成为主导小区， 通常要求室内小区信号在室内区域 比室外基站入侵信号高 8dB 以上。主要有以下几种方式实现: 增加天线口发射功率增加天线口发射功率 在室内分布系统建设中，对抗室外同频不同扰码小区的信号入侵，使室内小区成 为主导小区，最直接的方法是提高室内
10、天线口的发射功率，但由于隔墙覆盖损耗 大，单纯提高天线口发射功率很难满足抑制室外入侵信号的要求。而且 CDMA 系统存在“远近效应” ，即 MCL 取值必须满足一定要求，这就决定了室内分布 系统天线口的发射功率不宜过大，否则因为距离天线口较近的用户上线时,容易 导致基站上行闭塞，而且天线口功率越大，室内外泄信号就更难控制。因此，只 建议在一些特殊情况下采用增加天线口发射功率的方式来抑制室外信号的入侵。 小功率，多天线的覆盖方式小功率，多天线的覆盖方式 根据大量的模拟测试及试验网验证测试都表明，在 cdma2000 室内分布系统建设 中，室内覆盖天线不宜穿透两堵以上的墙壁进行覆盖。而且，实际工程
11、测试也表 明，在穿墙覆盖时，对天线口发射功率为 0dBm 的两副天线与天线口发射功率为 10dBm 的一副天线的覆盖能力进行比较，虽然天线口功率小，但由于天线覆盖 半径减小， 减少了穿透墙壁的损耗， 所以发射功率为 0dBm 的两副天线比 10dBm 的一副天线的覆盖效果要好，而且两副小功率的天线覆盖时,室内信号强度分配 更加均匀，同时由于天线口功率较小，室内信号外泄控制也就更易控制。因此， 通常情况下，建议采用“小功率、多天线”的覆盖方式进行 cdma2000 室内分布 系统的建设。 室外天线照射室内的覆盖方式室外天线照射室内的覆盖方式 因为一些安装条件的限制,如居民小区,或一些室内无法将天
12、线安装到房间的情 况,可以采用室外天线照射室内的覆盖方式,但是若楼层太高,超过 20 层高后,该 种覆盖方式的覆盖效果会受到影响,同时室外照射天线的水平半功率波瓣角要求 要窄,否则容易外泄对周围小区造成干扰。 室外天线照射室内的覆盖方式主要有两种:一是耦合室内小区信号，放大后在低 层从室外照射室内；二是在高层采用室外天线相互照射，内外结合加强室内小区 信号强度，抑制室外信号的入侵。 室外低层照射解决方案室外低层照射解决方案 高层天线互相照射解决方案高层天线互相照射解决方案 2、 室内外同频同室内外同频同 PN 室内外同频同 PN,是指室外基站小区同时上多个载波，容量大，负荷轻，基站站 距大，软
13、切换比例小，室内分布系统的信源采用直放站引入，室内信号与室外信 号频率相同，扰码相同。如下图所示。 基站+直放站覆盖方案 2.1 特点特点 基站+直放站覆盖方案的特点是室内外采用同一信源，节省频谱资源，而且整网 的软切换比例小，导频污染区域也少，系统容量利用率高。由于室内外信号同频 同扰码，室外基站对室内的入侵信号和室内外泄信号对室外小区都不存在干扰， 只相当于一个多径信号，而 CDMA 系统具有 RAKE 接收技术，多径信号不但不 是干扰，带来的多径增益反而可以提高网络质量。但该方案使用的前提是室外基 站容量足够大(一个小区多个载波的方式)。 2.2 室内外协同覆盖 2.2 室内外协同覆盖
14、采用同频同 PN 覆盖方案时，室内外统一规划、协调建设。当室外基站一个小区 提供多个载波时，容量大，而且由于基站站距大，软切换比例就小，容量利用率 越高，系统负荷相对也较轻，室外基站主要完成室外区域的覆盖，由于室内外是 同一信源，因此可以充分利用室外基站的入侵信号，室内分布系统只需要覆盖走 廊，电梯，停车场等一些较封闭的区域。而且一个小区多个载波的方式可以减少 基站数量，机房、机架、电源等辅助设备也减少，整个网络建设的投资成本也相 对减少。 国外成功的经验如韩国 SKT，其 CDMA 系统总共开通了 16 个载波(共约 25MHz 带宽)，单小区提供容量大，因此基站负荷极轻，基站站距大，汉城密
15、集城区平 均站距 1-1.5Km，系统软切换比例小，室内充分利用室外基站的入侵信号，通常 室内只需覆盖电梯和停车场，所以采用小功率的直放站就可以满足要求，根据 SKT 的统计，全国 CDMA 基站和直放站的使用比例为 1:20，其中直放站绝大数 为小功率的直放站，所以直放站引入给基站带来的影响很小(理论上 20 个 0.5W 直放站与 1 个 10W 直放站的影响相同)。 2004 年中国联通网优人员到韩国学习后 在文章中提到:SKT 的网络质量特别好，体现在网络覆盖好，软切换比例小，郊 区及郊区高速公路面上单导频占有相当大的比例，Ec/Io 值基本在-3dB 左右，汉 城市区也很少看到有 3
16、、4 个导频现象， Ec/Io 值基本保持在-5dB 左右，路面上 导频污染少；手机发射功率特别低，分布在-20dBm 和-30dBm 间的比例居多；手 机接续时间短，平均约 4-5 秒；通话质量好，语音清晰。 3、 异频覆盖异频覆盖 异频覆盖是指室内外信源采用不同的频率进行覆盖，主要有两种方式:一是室内 采用专门的频点 f2 进行覆盖；二是室内高层采用专用频点覆盖，室内低层采用 与室外相同的频点进行覆盖。如下图所示。 室内专用频点室内专用频点 f2 覆盖方案覆盖方案 室内高层专用频点室内高层专用频点 f2、室内低层与室外同频覆盖方案、室内低层与室外同频覆盖方案 3.1 特点特点 异频组网的优点是室内外相互干扰小， 具有更高的容量， 在导频污染严重区域(如 高层建筑)的场景覆盖时优势尤其明显。缺点是浪费有限的频谱资源，硬切换成 功率低，尤其是进出电梯时硬切换成功率更低。 3
