WCDMA网络室内覆盖系统设计及优化

张 帆,郭 煜（陕西邮电职业技术学院,咸阳,712000）

WCDMA网络室内覆盖系统设计及优化

张 帆,郭 煜
（陕西邮电职业技术学院,咸阳,712000）

室内覆盖是为了进一步保证移动通信服务质量，本文以一个WCDMA网络工程为例，介绍室内覆盖系统设计思想和方案，最后通过测试数据分析得到了一定优化效果。

WCDMA；室内覆盖；系统设计

0 引言

随着市区基站密度加大，优化工作的深入，用户已不满足于只有室外覆盖良好的移动通信服务，同时也要求网络运营商能提供室内覆盖良好的服务。对于3G系统而言，由于室内业务量占总业务量的比重更大，因而室内覆盖的重要性就更为显现出来。

1 影响室内覆盖的因素

1.1 覆盖方面的需要

由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传播损耗，在建筑物的内部形成了移动信号的弱覆盖区甚至盲区。

1.2 容量方面的需要

一些大型建筑物或者人流量较大的区域，如大型商场、会议中心、展览中心等区域，由于移动电话使用密度很大，局部网络容量不能满足用户需求特别是WCDMA网络中的数据业务，无线信道容易发生拥塞。

1.3 质量方面的需要

建筑物的高层部分，由于基站信号不容易受到遮挡，存在着大量电平较高且相差不大的室外信号，出现频繁的切换请求，导致所谓的“乒乓效应”。

2 WCDMA网络设计方案

（1）设计覆盖方案的确定

解决方案一：宏基站+光线直放站的形式+干放+天馈系统的方式，此类方式优点：组网方便快捷，宏基站容量调节的范围较大扩容方便，通话质量较好，维护方便。

解决方案二：微蜂窝+干放+天馈系统的方式，此类方式优点：组网方便快捷，通话质量很好，维护方便，但是扩容不方便。

由于本次覆盖区域面积大，用户多的特点，公司为了降低工程投资成本，以及考虑到覆盖后对整体网络指标的影响，因此本次工程拟采用信源采用第二种方案。

（2）信源及设备选型

由于本次覆盖区域面积大，用户多的特点，为了降低工程投资成本，以及考虑到覆盖后对整体网络指标的影响，因此信源采用O4型微蜂窝，安装于1F弱电井。对增益、噪声系数、带外杂散、带内波动等指标参数有较高的要求。

考虑WCDMA网络要求，此次选用的主要器件材料均须符合国家的要求，因此选用的主要器件材料为宽频腔体合路器、耦合器、功率分配器、室内天线等，频段在0.8-2.5G，无源器件选用功率容量为200W的腔体功分器及腔体耦合器，馈线选用1/2″射频同轴电缆和7/8″射频同轴电缆。室内楼层重发天线采用全向吸顶天线(增益：低频2dBi/高频5dBi)，电梯井道内采用定向壁挂天线(增益：低频90°7dBi/高频75°8dBi)。在微蜂窝功率不足时，将采用干线放大器来弥补。

（3）覆盖方式

天线点的选择：为避免出现弱覆盖区，天线点的选择除保证主要区域的覆盖外，还充分考虑到了楼梯、厕所等死角、边角区域的覆盖。并且，为了保证进出电梯时切换的成功率，电梯厅也予以重点考虑。

功率分配：原则上，按照平面层重发天线的天线口功率在5~9dBm之间来设计。总体上采用“多天线、小功率”的设计思路，以求对覆盖区的均匀覆盖，但天线口功率也与天线的覆盖要求有关，当某个天线要求覆盖较大区域时，则对应的天线口功率也较高；反之则天线口功率较低。高层部分：为了压制室外信号，其信号覆盖场强要比低层部分的稍强，因而天线口功率稍高；为了避免信号的泄露，低层天线和靠窗的天线输入信号相对较小，而且在边缘区域，天线尽量靠里侧安装，或者采用定向吸顶天线；电梯覆盖采用宽频的定向壁挂天线，天线口功率较高，以保证信号均匀、可靠的覆盖。

（4）边缘场强设定

考虑到综合楼的弱信号区（如：地下车库，卫生间，楼道死角等），覆盖这部分区域只为消除盲区、弱信号区，因此这部分区域BCCH信道边缘场强设定为：≥-85dBm；其余部分区域需将BCCH信道边缘场强设定为：≥-75dBm。

3 方案分析

3.1 覆盖区域话务量预测分析

该综合楼大部分区域的用途为办公，这里按高峰时期每人占用20平方米来计算，则共有2100人。为了保证用户的正常通话不造成通话堵塞或掉话，同时考虑到控制投资成本，我们进行了话务量的估算。WCDMA网络设计中把每个用户的话务量定义为峰值小时期间的某一个给定用户进行通话的平均概率，单位为爱尔兰。本次网络设计采用的值为0.02爱尔兰/用户，中国联通GSM手机持有率以30%来计算，覆盖区内话务量需求为：2100×0.3×0.02＝12.6Erl

12.6 爱尔兰的话务量在呼损率为2%的情况下需要20个信道来支持，因此，本室内分布系统设计时采用O4型微蜂窝做信源，能满足覆盖区域的话务量要求。

3.2 覆盖区域边缘场强预测分析

室内全向吸顶天线输入信号均大于5dBm，最远覆盖距离均在12米以内，以自由空间传播损耗公式来计算：

可得12m外，自由空间传播损耗为：

Ld=92.4+20 lg 0.012 (km)+20 lg 0.9(GHz)=53(dB)（2）

把吸顶天线的增益以2dB来计算，可得距天线12m处，信号在自由空间传播后强度变为：

根据以上情况，取在实际空间中的传播损耗修正值为30dB，则E的真实值应大于

在本设计方案中，单个吸顶天线的最远覆盖距离均在12米以内，故开通后在整个室内覆盖系统的覆盖区内，信号场强可以满足设计要求。

3.3 模拟测试

现场信号发生器输出功率为+6dBm，输出频率设定为900MHz，除掉馈线损耗、插损，到达天线口功率为+5dBm，频谱仪接收含天线增益（2dB），如换算为手机天线应减掉2dB。测试地点选择为1F。测试结果表示链路损耗值是从重发天线至手机接收天线之间的损耗值，即包含发射点的天线增益，但不包含接收点的天线增益。模拟测试结果说明，在天线口功率为5dBm时，办公室内最远处的信号接收场强能够达到-72dBm，因而方案中天线口功率为5~9dBm，这样就能够满足覆盖要求。

4 WCDMA室内覆盖指标测试验证

4.1 开通前后路测分析如图1,2

图1 开通前测试结果

图2 开通后测试结果

根据路测的数据，开通前的RX平均值为-85.83dBm，有77.95%的区域RX值低于-80dBm，测试过程中发生了5次掉话。开通后的RX平均值为-57.08dBm，在所有测试区域RX值均高于-80dBm，无掉话发生。因而本室内分布系统满足了覆盖要求。

4.2 开通前后CQT测试分析，如下表1

表1 开通前/后CQT测试

共8个测试点，开通前的CQT主观评价，有4处为“通话断续”，3处为“有杂音”，1处为盲区。而开通后，所有测试点均为“清晰”，可见室内分布系统开通后，已经从根本上改善了用户的使用环境，达到了覆盖的目的。

Design and Optimization Of Indoor Coverage System in WCDMA Network

ZhangFan，Guo Yu
(ShaanXi Post and Telecommunication College,XianYang,712000,China)

Indoor coverage is to more ensure the quality of mobile communication sevice.WCDMA network is taken as an example in the paper，the design ilea and plan of indoor coverage are introduced,the optimization efficet is got though the anlysis of test datas at last.

WCDMA；indoorcoverage；system design

TN929.533

A

张帆(1981- ),女,山东青岛人,讲师,硕士，研究方向：移动通信