大型居民小区覆盖策略研究

周君杰

（湖南省邮电规划设计院有限公司，湖南长沙 410126）

在常规的移动通信网络建设中，对住宅小区一般通过采用宏基站的方式进行大范围的整体覆盖，对于室内信号覆盖不好的地下停车场、电梯等一般采用室内分布系统的方式完善覆盖。随着城市化规模发展，一方面住宅小区越来越向大型化、密集化程度发展，户型结构也趋于复杂化，对信号产生的衰减越来越大；另一方面随着用户对无线辐射的敏感度越来越高，小区内基站建设难度也越来越大。随着不断变化的无线环境需求，传统的“宏基站+室内分布系统”建设模式在网络建设和优化中不断出现新的问题，大型居民小区的覆盖困难重重。本文通过探讨如何基于科学合理、易于实施的无线分布技术和手段将信号引入住宅小区，以解决大型居民小区内的网络建设困难问题。

1 大型居民区覆盖现状分析

1.1 目前存在的无线覆盖问题分析

在对现网小区的摸查和优化过程中，目前小区存在的无线覆盖问题主要如下：

1）底层盲区：中、高密度建筑群容易存在局部底层盲区。由于住宅小区内建筑多用钢筋混凝土材料，建筑物又密集，住宅小区内楼层高度和结构相似，楼宇间距小，外墙反射面多，对基站信号形成阴影衰落，极易在住宅小区内产生较多的阴影区，造成信号衰减严重，用户通话时断时续，通话质量下降，严重影响用户正常通信。

2）高层干扰：高层建筑不断增加，而覆盖手段有限。高层建筑覆盖的最大困难不是没有信号，而是信号太杂缺少主导频。高层建筑上收到的干扰信号非常强，且信号电平起伏较大。

3）楼宇结构影响：住宅小区楼层高度相近，楼宇排列往往自成体系呈封闭式或半封闭式，无线信号覆盖容易出现盲区和死角。

1.2 工程实施难点分析

在居民小区无线基站的规划和设计过程中，通常要考虑的工程实施难点如下：

1）选址：居民环保意识增强，人们对电磁辐射也越来越关注，想要在住宅区找到合适的站址很困难。传统基站由于外观容易辨认，容易受到居民或业主的抵制。

2）业主导致的不确定因素多：施工前后均会受到业主不同程度的干扰，方案需要多次变更甚至出现基站建设完成后不得不拆除、逼迁的现象。

3）施工资源匮乏：大型小区采用分布式覆盖时需要多处设置信源，现有机房的数量及位置不能满足信源安装位置要求；楼内垂直走线井狭小，多数小于0.5平方米，楼间管道狭长，不利于同轴电缆的信号传输；楼层公共区域狭小，基本无吊顶，楼顶位置多数为住户共有或私有，天线安装条件受限严重。

2 大型居民区覆盖方案的总体思路

目前居民区覆盖主要包括室内分布系统、室外分布系统、室外宏蜂窝等方式，这几种方式的应用上目前相对独立，未能有效协同，导致覆盖效果不是很理想，为更有效提升小区覆盖效果和覆盖效益，应采取“室内外协同主动规划”、“化整为零，立体覆盖”的思路，并积极引进各种新型设备和天线，用于解决传统方案中的不足。

2.1 室内外协同主动规划

传统的“宏基站+室内分布系统”建设模式颗粒度不足以体现居民小区内部的复杂无线环境，传统先大网规划、再根据小区内部信号测试情况进行内部补盲、控制内外干扰的规划方式属于被动规划方式，容易造成无法兼顾各种因素而影响建设效果。

好的建网思路应该同时解决覆盖、容量与干扰协调的问题，因此，提出室内外协同规划思路，要求居民小区“规划-建设-优化”同步进行，网络建设流程扁平化，使其达到“室内外覆盖协同”、“室内外容量协同”、“室内外干扰协同”、“室内外切换关系协同”、“室内外无线参数设置协同”，保证在后期的区域规划和局部优化的过程中有更大的网络性能提升空间。协同规划的原则如下：

1） 容量规划以室内覆盖的容量为主，室外容量为辅；

2） 室内外小区信源统一考虑，考虑未来扩容需求；

3） 室外绿化带及附近道路与中低层楼宇尽量设置成同一小区覆盖；

4） 高层建筑分层覆盖，如：在裙楼采取天线朝上打，覆盖低层，在楼顶或附近楼房安装天线，覆盖高层；

5） 灵活选取有源设备进行延伸覆盖，如RRU、光纤直放站等。

2.2 覆盖方案

为了提升无线网络容量，降低网络干扰，采取立体覆盖的组网方式。通常将居民小区的覆盖目标区域从逻辑上划分为水平面和垂直面，分别解决居民小区的覆盖问题。

1） 水平分区

居民区内无线网络覆盖目标区域的分解主要采用水平分区方式，水平分区边界应充分利用居民区的内部格局，切换带设置在隔离性较好人员流动较少的绿化带、湖泊等景观区域；不同分区通过选用不同的扇区覆盖，同时可以通过增加载频快速扩容，分担话务密集区域基站的话务量。

2） 垂直分区

由于高层建筑的特殊性使得高层很容易接收到不同小区的信号，导致切换频繁造成通话质量差。所以高层建筑（15及15层以上）进行信号覆盖时应优先垂直分区，通常根据建筑高度进行垂直方向的双层或三层天线设计，站点一般分为高层站、中层站、底层站，高层站用于高层建筑的补充覆盖，中层站是一般建设方式，根据网络现状和历史特征，部分场景中层基站受到物业谈判和建设的因素较难实施，因此需要采取一定比例的低层站进行覆盖和容量吸收。低层站是指覆盖范围较小的站点，如高度较低的路灯站、用于覆盖室内的室内分布系统，及室外分布系统等。低层站具有精准覆盖、吸收热点下沉话务的功能，目前低层站占比较低，网络扩容多采取中层站的模式，中层站频率复用度低无法满足进一步的网络扩容的需要。低层站在建网时一方面需要精确选址，有效吸收热点话务；另一方面需要充分利用地形物貌相互隔离，控制天线高度，实现频率高效复用，形成独立纯容量层。

3 大型居民区典型场景的覆盖方案

3.1 多层住宅小区

多层住宅小区的建筑一般有以下特点：

1）建筑属于中高层，高度一般在12层以下；

2）小区内楼房相对密集，分布相对规则；

3）每栋建筑容纳的住户较多。

覆盖方案具体分析如下：

1）宏蜂窝基站对于此类建筑的底层的覆盖效果难以保证；

2）室内分布系统覆盖电梯和地下车库；

3）可根据楼宇的高度选用楼顶天线+挂墙天线、地面灯杆天线的室外分布天线进行覆盖。

3.2 高层住宅小区

高层住宅的建筑一般有以下特点：

1）建筑高度一般在12-35层，35层以上的建筑叫超高层；

2）高层住宅一般分布在多层小区的沿街，单体楼一般高层居多，通常低层为商业用途，高层为住宅，普遍有裙楼。

覆盖方案图1所示，具体分析如下：

图1 高层建筑覆盖示意图

1）宏蜂窝基站对于此类建筑的高层和底层的覆盖效果难以保证；

2）室内分布系统覆盖电梯、地下车库及低层的室内商业区域；

3）利用楼体周边凸出部或附近楼宇来安装室外天线覆盖。在裙楼使用射灯美化方式等朝上打，覆盖低层；在楼顶或者附近楼房安装对数周期天线，覆盖高层。

3.3 别墅型小区

别墅小区的建筑一般有以下特点：

1）楼层高度低，一般为2-4层左右；

2）建筑密度低，楼间距一般20米以上；

3）每栋建筑仅容纳1-2户人家，用户数量少，高端用户为主。

覆盖方案见图2所示，具体分析如下：

图2 别墅小区覆盖示意图

1）别墅区的私密性强，户型较大，因此单纯室外大站难以覆盖所有房间，覆盖效果无法保证，且宏站准入难度大；

2）室内分布系统建设难度较大，且投资较高；

3）由于一般绿地较多，可以考虑利用草坪、路灯杆、射灯等各种室外分布方式覆盖。关键点是建设方式要充分美化，与周边环境融合，不显突兀以免业主反对；

4）原则上要求信号只经过一次穿透进入建筑内部。

3.4 综合型大型小区

综合型大型小区的建筑一般占地面积大，其中包含了别墅、多层小区、高层小区的全部或部分，一般还有配套的公共业主活动区。

由于涵盖了多种场景，因此覆盖综合小区的要点就是根据小区的结构特点对小区进行分区覆盖，根据每个区域的实际情况选用合适的覆盖方案。对于此类小区更适合采用协同规划思路，将小区内部作为一个专项网络来做，对小区进行有效分割，合理利用各种方式进行深度覆盖。

4 总结

大型居民小区的覆盖需要在传统小区覆盖思路的基础上，以小区内外整体协同、主动规划的方式进行专项覆盖，并响应国家共建共享文件精神，小区覆盖的多系统合路研究也应当持续跟进。

[1]李雪莹.室外分布系统解决小区信号覆盖问题的探讨[J].中国科技信息，2005，（16）.

[2]赵龙，王亚昕，孙宏韬.移动通信网络小区覆盖的室内外协同解决方案[J].移动通信，2011，（6）.

[3]闵有黎，卞国东.高层住宅和居民小区信号覆盖方案的分析与应用[J].无线电工程，2003，（5）.

[4]姜东玉.大型居民小区的覆盖解决方案 [Z].2005年中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会.