高层室内覆盖解决方案浅析

作 者：湖北万维通信工程规划设计有限公司 黄靳哲
站点名称：武汉金色华府。
站点信息：该站点为高层住宅小区，有地下停车场，地上共10栋高层住宅，其中1-3、7-11#楼31层，5-6#楼28层，共计1317户住户，总共有24部电梯。
问题描述：金色华府小区初期采用光纤直放站引入周围宏站信号覆盖，并在相关楼栋顶层设置室外平板天线对小区覆盖，开通后依然有大量用户投诉。
问题分析：经测试后发现高层切换依然存在，其原因在于周围宏站较多，无线环境复杂，高层窗口边接收到不同频点信号，且不同频点信号电平值相差不大。
优化措施：
1．改用2台微蜂窝作为独立信源，对各个楼层，地下室和电梯作专项室内覆盖解决。
2．进行分区对高层和低层采用不同的微蜂窝覆盖。
3．与周围宏站设置邻区关系，对切换参数进行优化。
中低层通话断续和上线困难
站点名称：武昌凯乐花园。
站点信息：该站点为高层住宅小区，有地下停车场，大楼共分为5栋，有24部电梯，最高楼层28层。
问题描述：凯乐花园周围宏站较多，初期布线设计时采用了高低分层覆盖，低层通过光纤直放站引入附近宏站信号作信源，高层采用微蜂窝作信源覆盖，由于地势较高，窗口边接收周围宏站信号电平值平均-65dBm，干扰严重，站点开通后中低层依然存在切换现象，投诉较多。
问题分析：由于地市较高，中低层窗口边接收到周围宏站信号较强，中低层采用光纤直放站引入附近宏站信号作信源，导致室内室外同频，产生干扰所致。
优化措施：
1．将低层光纤直放站更换成一台微蜂窝，采用室内室外不同频覆盖方式。
2．增加室内天线输出电平值，有效压制室外宏站信号；
3．与周围宏站设置邻区关系，对切换参数进行调整优化。
高层室内覆盖解决方案
解决思路
通过对以上几种设计方案和典型案例的分析，在高层室内覆盖的解决方案中，为了保证良好的通话质量和防止高层切换，在高层窗口室内信号电平达到-60dBm时，一般可起到压制室外宏站信号的干扰、改善通话质量的目的。要达到这个目的，我们可以从以下几点来考虑。
1．若保证高层窗口室内信号电平达到-60dBm，在布线系统设计时，仅仅利用传统的在楼道或业主门口安装全向吸顶天线覆盖是很难解决高层切换的。那么可 以考虑通过在室内加装室内定向吸顶天线加强覆盖，同时防止了室内信号泄漏。对于相对封闭的环境，通过在室外加装定向平板天线加强对高层窗口边缘覆盖，同时 考虑对周围宏站的干扰。
2．室外宏站天线一般都设置了下倾角，其天线主瓣方向覆盖不会对高层空间无线环境造成影响。由于天线上旁瓣辐射的宏站小区信号电平是比较强的，往往和室内信号电平在同一数量级上，所以在进行高层室内覆盖优化时必须考虑宏站信号对室内信号干扰的影响。
图1和图2为900MHz和1800MHz天线波瓣方向图，从图中可以看到，天线对第一上旁瓣进行了抑制，满足上旁瓣抑制大于15dB的要求，对于高层空 间无线环境的影响不大。但是其第二上旁瓣抑制约为12dB，特别是在工作频率为1750MHZ时具有明显的第三、第四上旁瓣，当下倾角为12度、8度时， 其第二、第三上旁瓣的上倾角约为30度和60度，对高层空间的无线环境造成了一定的影响。因此适当调整宏站天线的下倾角也是有效防止室外信号对室内信号干 扰的手段。

图1 GSM 900MHz天线波瓣方向图    图2 GSM 1800MHz天线波瓣方向图
3．对于话务量需求较高的高层楼宇进行布线系统设计时，采用垂直分区分层覆盖。同时设置好室内站与主覆盖小区的邻区关系。
在高层楼宇窗口可以收到的室外宏站信号非常多，容易对室内信号造成频率干扰，建议在频率规划时专门预留几个室内站专用频率。
对于高层楼宇来说，在规划室内小区的TCH频点时，不可避免地要偷用宏站的TCH频点。在选择频点时，建议通过现场扫频找出信号电平最弱的频点作为TCH使用。
4．根据不同的楼层合理考虑室内信号的泄漏问题，防止对室外宏站信号的干扰。
在中高楼层，室内信号主要从窗户口向外泄漏，由于高层窗外主要是空中，虽然存在切换区，一般来说没有用户，所以影响较小。
在这里需要注意的是，室内分布天线通过走廊或者玻璃，信号能够直接泄漏到室外，而正好室外相应的区域是产生话务的地方，就会产生高层室内信号对于室外的干扰。在这种情况下，需要针对室内的天线进行优化，利用楼层的天然阻挡，确保高层室内信号不对室外造成干扰。
而对于低楼层，信号主要是从大厅、地下室等处经窗户和出口处泄漏到室外，而这种泄漏会增加不必要的室内外切换，使网络服务质量下降。相对于高层而言，中低层的信号泄漏造成的影响较大。
对于中低楼层的信号泄漏，主要通过调整信号发射功率、优化切换参数等手段进行优化和控制。但要从根本上进行控制则必须在进行室内分布系统设计规划时就进行 考虑，一方面要确定该建筑的实际建筑穿透损耗，另一方面对切换区进行合理规划设计，对室内天线位置和发射功率进行合理规划。如果必要，可以采用信号收发系 统模拟测试，从而更准确地设计室内天线，控制室内信号泄漏。
解决方案。
在以上解决思路的基础上，我们整理出现阶段高层室内覆盖的一些有成效的解决方案。
1．高层窗口优化
加强高层窗口处的室内信号电平，压制室外信号，保证载干比和通话质量。适当采用室内定向吸顶天线加强覆盖和防止信号泄漏。对于相对封闭的环境，通过在室外 加装定向平板天线加强对高层窗口边缘覆盖，同时考虑对周围宏站的干扰。高低层分区覆盖，合理设置邻区关系。对小区重选和切换参数适当优化。对室内微蜂窝频 点进行优化，降低对宏站干扰。控制宏站信号覆盖范围，设置一定的下倾角，避免对高层楼宇重叠覆盖。
2．室内信号泄漏
根据不同楼层合理设计室内布线系统，降低造成信号泄漏天线的发射功率，向室内缩进天线布放位置，利用障碍物避免信号直接辐射到室外，改用室内定向吸顶天线 向室内方向覆盖等。调整参数降低小区发射功率。临时设置室外小区对室内小区的速度敏感切换和小区重选惩罚电平、惩罚时间。
3．室内弱覆盖
整改室内布线系统，加装室内天线，增加天线的发射功率。布线系统设计时预留一定功率余量。
4．进出室内脱网、掉话
合理设置室内站与主覆盖小区的邻区关系。避免相邻室内站的同频同BSIC现象。避免由于上下行不平衡造成的掉话。