高档小区TD-SCDMA室内覆盖解决方案

2010-06-26 06:25付航黄曜明
电信工程技术与标准化 2010年3期
关键词:话务量住宅小区电梯

付航 黄曜明

(1 中国移动通信集团重庆有限公司 重庆 401121)

(2 中国移动通信集团设计院有限公司 北京 100080)

随着移动通信的普及,室内吸收了大部分的话务量。根据NTT DoCoMo的最新统计,室内场所吸收了将近70%的话务量,这些场所主要是办公楼、车站和家庭等。从目前的2G/2.5G网络运营经验可知,移动用户的60%也分布在室内。因此为了更好的满足用户体验,树立良好的形象,运营商对3G的室内覆盖建设也应足够重视。

高档住宅小区集中了城市中大量高端优质客户,他们对于无线上网、视频业务、移动股市等多种3G特色业务有着较高的需求,也是未来3G各大运营商市场竞争的焦点。因此,如何做好高档小区TD-SCDMA室内覆盖,如何通过各种优化手段提高高档小区室内覆盖质量,是当前TDSCDMA研究的焦点之一。

1 高档小区覆盖解决方案

1.1 高档小区场景分类及业务特点

1.1.1 别墅小区

别墅型小区一般居住的是高收入阶层,居住人群富含优质客户。其场景特点如下。

(1)建筑遵循一定的规律规则排列;

(2)小区绿化装饰较好,树木茂盛,一般含有一定面积的水体,对信号传播有一定影响;

(3)每栋建筑规模很小,只容纳一两户人家,用户密度较低;

(4)建筑密度低,属于低密度小区,楼间距一般20m以上,无线传播环境较好;

(5)楼层高度低,一般在4层以下;

(6)建筑多为砖混或混凝土框架结构,一般进行了优质装修,穿透损耗较大。

1.1.2 高层住宅小区

由于地形因素,重庆小区一般以高层住宅小区为主,重庆高层住宅小区的建筑一般有以下特点。

(1)高层住宅小区多为混凝土框架结构的塔楼,建筑高度一般在12~35层,并且20~30层左右居多;

(2)若干户,一般多于4、5户共同围绕或者环绕一组公共竖向交通形成的楼房平面;

(3)建筑规模较大,每层容纳的用户较多,小区整体用户密度大;

(4)建筑物单体较大,分布比较规则,建筑物背后易形成阴影衰落;

(5)建筑物接近方形,截面小,厚度大,穿透损耗比较高。

1.1.3 多层住宅小区

多层住宅小区的建筑一般有以下特点。

(1)多层小区建筑基本为砖混或混凝土框架结构,建筑高度一般在12层以下;

(2)板楼的长度明显大于宽度,基本为条形结构,但有可能会根据地形建设成弧形或“L”型建筑;(3)由于建筑高度较矮,建筑密度相对较高;(4)建筑规模较大,每层容纳的住户比较多;

(5)建筑分布相对较规则,一般成长条形分布,易形成信号传播的街道效益;

(6)建筑宽度较窄,信号穿透的损耗相对比较小。

1.1.4 混合型住宅小区

混合型高档住宅小区,一般既有别墅区,又有6层左右的多层住宅小区,还有高层住宅小区,其信号覆盖特性,传播特性,用户分布特性兼有这3种小区的特性,总体情况比较复杂。

1.2 高档小区覆盖及容量规划要求

1.2.1 覆盖规划

(1)无线信道呼损:无线信道呼损不高于2%。

(2)无线覆盖区域内可接通率:要求在无线覆盖区内的90%的位置,99%的时间移动台可接入网络。

(3)无线覆盖区内覆盖率:到达现网覆盖的95%。

(4)室内分布无线覆盖边缘信号要求:普通建筑物:PCCPCH RSCP≥-80dBm,C/I≥0dB;地下室、电梯等封闭场景:PCCPCH RSCP≥-85dBm,C/I≥-3dB。

(5) 室内信号的外泄要求:在室外10m处应满足PCCPCH RSCP≤-95dBm或室内分布外泄的PCCPCH RSCP比室外宏站最强PCCPCH RSCP低10dB。

(6) 块差错率目标值(BLERTarget):话音 1%,CS64k0.1~1%,PS数据5~10%。

1.2.2 容量规划

根据小区用户数,3G渗透率以及集团给定的TD业务模型,依据图1流程可以计算覆盖目标的载频需求与站型配置。

将TD用户分为手持终端用户和HSDPA卡用户。其中手持终端用户中CS域业务渗透率100%,CS域单机忙时话务量为0.02Erl(其中话音业务单机忙时话务量为0.019Erl、可视电话忙时单机话务量为0.001Erl),PS (R4)数据业务激活率25%,忙时每用户数据流量为900kbit@BH(250bit/s),上下行数据量比例为1∶4,PS 64/128/384k承载速率比例为60%/30%/10%;HSDPA数据卡每用户忙时数据流量为36Mbit/hour(10kbit/s),上下行数据量比例为1∶9。建议采用2∶4(上行∶下行)时隙配置,3载频配置小区开启2个载频的HSDPA功能,最大可支持3.2Mbit/s小区吞吐率,每个客户最高下载速率可达到1.6Mbit/s。

图1 容量估算流程

1.3 各种覆盖策略综合对比(如表1所示)

2 高档小区优化方案

2.1 室内室外协同优化

2.1.1 频率规划

TD-SCDMA室内覆盖和室外宏蜂窝覆盖一样,都采用N频点技术组网。一般,通过给室内覆盖预留一个频点作为主载频频点,保证室内覆盖的主频点与室外小区主频点异频组网。重庆移动将F1、F2、F3用作室内频点,F4固定用作HSDPA频点,余下F5、F6、F7、F8、F9用作室外频点,这样有效地将室内外相互的频率干扰降到最低。如图2所示。

图2 TD室内外频率规划

2.1.2 干扰控制

如何控制室内外小区的相互干扰,也是室内外协同覆盖的一个重要方面,包括控制室外对室内的干扰和室内对室外的干扰两个方面。

2.1.2.1 室外对室内的干扰

室外小区对室内小区的干扰主要集中在靠近窗户的区域,特别是楼宇的高层,室外的信号更多、更强,可能会引起通话质量下降,乒乓切换等问题。目前主要有调整宏站的覆盖、增强室内信号强度、频率规划和室内外同一小区覆盖等方式来控制室外对室内的干扰。

表1 各种覆盖策略综合对比

调整室外站点的覆盖:通过合理的调整室外宏站的天线下倾角,方向角,发射功率等参数,减弱一些室外小区在室内的信号强度,从而达到降低室外干扰的目的。

增强室内小区的覆盖:通过增强室内信号的强度,使室内小区成为主导小区,一般会通过增加信源功率或者调整天馈系统,增加天线密度等方式来增强室内小区的覆盖,通常室内信号电平高于室外信号电平10dB左右就可以有效控制相互干扰。

2.1.2.2 室内对室外的干扰

室内对室外的干扰控制,主要是降低室内小区在室外泄漏的信号强度。TD-SCDMA系统对室内天线的要求是:以“多天线、小功率”为原则;天线入口功率要小于15dB/载波;在要求室内覆盖边缘场强较高时,小功率天线靠近窗户进行室内覆盖,可满足边缘场强要求,同时外泄功率反而比大功率天线远离边缘区域的覆盖小。还可以利用定向天线方向性好,前后比抑制度高的特点,在楼层边上,或靠近窗户的区域,用定向天线向内打的方式来抑制室内小区信号的外泄。通常,室外10m处室内信号电平低于室外信号电平5dB以上就可以有效控制外泄干扰。

2.1.3 切换与重选优化

室内环境下主要发生切换的区域主要有楼层的窗边,大楼的出入口,车库的出入口以及电梯口等。

2.1.3.1 窗口切换设计

在室内分布中,会尽量让室内的用户接入到室内的小区,室内外信号只在一楼进行切换。一般常用以下集中手段:

(1)天线靠近窗边,使得窗口处室内信号最强,避免室内外信号的切换;

(2)调整小区选择和重选参数,使用户容易选到室内小区;

(3)一般,高层室内小区和室外小区不配置邻区关系,或采用单向邻区策略。

2.1.3.2 室内出入口切换设计

室内和室外在一楼大厅邻接,用户在室外和大厅间频繁移动,出入口切换区域一般向室外延伸一定的距离(比如在室外距离门口5~7m的范围内),以减少室外小区的负荷。为了保障在进入室内前进行切换,一般会在出入口位置安置一个天线。

但对于靠近马路的建筑要注意,切换区不能离马路太近以防在马路上形成固定的切换区域,导致来往车辆上的用户频繁切换,影响网络性能。

2.1.3.3 电梯切换设计

电梯的切换一般分为电梯运行期间的切换和进出电梯的切换,其切换策略与楼层数和室内覆盖的小区数相关。

一般来说,可以考虑在电梯井顶端设置定向吸顶天线垂直向下覆盖,或电梯井内装定向天线垂直覆盖,进入电梯后信号来自同一小区,无切换;或者采用与多小区分段方式覆盖,在电梯运行过程中完成切换,要考虑切换速度和运行速度的关系。

对于进出电梯的切换,条件允许的话,建议将电梯内和电梯厅设成同一个小区,若条件不允许,那么也尽量将切换区域设在电梯厅,让用户进入电梯前完成切换。如果楼宇由两个小区覆盖,建议采用低楼层小区信号覆盖电梯井的方法,在低楼层及一楼电梯出口处,手机处在同一小区,不发生切换。

2.2 室内TD-HSDPA优化

TD-HSDPA室内网络优化的前提是做好室内外的协同优化,在此基础上通过HSDPA业务的参数优化来提升网络质量。参数优化如下。

(1)HS-PDSCH信道的功率调整;(2)HS-SCCH信道的功率调整;

(3)HS-SICH信道的SIR目标值调整;(4)调整CQI;

(5)调整上行控制信道位置;

(6)调整调度终端的扩频增益支持范围。

通过调整以上参数,可以使TD-HSDPA业务速率提高到1.1Mbit/s以上,提高客户感知。

3 结语

本文总结对比了各种TD-SCDMA高档小区覆盖策略,并提出了室内TD-HSDPA网络优化方案,为运营商改善TD网络室内覆盖质量提供了参考。

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