隨著城市建設(shè)步伐的加快，越來越多的高層建筑為城市增添了現(xiàn)代氣息。然而，大量的高層建筑也給移動通信網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋帶來了技術(shù)難題，成為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)建設(shè)的重點和難點。伴隨高樓及在建高樓逐年增多，移動用戶對手機(jī)通話質(zhì)量的要求也越來越高，高層用戶投訴不斷。因此，如何解決高層室內(nèi)覆蓋問題成了當(dāng)前室內(nèi)覆蓋工程設(shè)計中的當(dāng)務(wù)之急。筆者結(jié)合實際工作中遇到的高層室內(nèi)覆蓋設(shè)計方案和部分典型案例的解決方式，對于高層室內(nèi)覆蓋解決方案進(jìn)行了如下分析，并總結(jié)部分解決思路以供探討。
現(xiàn)階段無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，在城區(qū)單個基站的
覆蓋面積越來越小。天線掛高普遍不超過30m，最小站距在200m以內(nèi)。城區(qū)內(nèi)建筑物特點是大型建筑多、樓層高并且位置相對集中。在這些區(qū)域的樓宇中高層
室內(nèi)接收到的無線信號往往都不是附近基站的直射信號，多數(shù)是反射、繞射信號，或者是遠(yuǎn)處基站越區(qū)覆蓋信號。這樣一來，用戶在撥打手機(jī)時會出現(xiàn)信號不穩(wěn)、通
話質(zhì)量差、掉話率高、接續(xù)困難的情況，在室內(nèi)臨窗區(qū)域尤為突出。通過實際測試發(fā)現(xiàn),隨著樓層的升高，手機(jī)可接收到多個扇區(qū)的信號，各個扇區(qū)信號的場強(qiáng)大致
相同并且不穩(wěn)，缺乏主服務(wù)小區(qū)，由于通話質(zhì)量差而引起的頻繁切換，造成掉話率升高。同時，高層住宅多配有高速電梯，由于快速移動產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)比一般的
低速電梯更為明顯，對無線信號的均勻引入也提出更高的要求。
高層室內(nèi)覆蓋布線系統(tǒng)設(shè)計分析
高層樓宇窗口邊緣場強(qiáng)分析
1．在高層室內(nèi)布線系統(tǒng)的設(shè)計中，室內(nèi)覆蓋邊緣場強(qiáng)一般要求高于-75dBm，該電平值可滿足室內(nèi)封閉環(huán)境如電梯、過道等的覆蓋要求。
2．在高層樓宇窗口等開放性區(qū)域，若室外宏站的干擾電平達(dá)到-70dBm左右，室內(nèi)信號電平必須高于室外宏站信號10dB左右，以滿足同頻干擾保護(hù)比C/I≥12dB的要求。
3．市區(qū)高層樓宇密集，樓宇的間距非常小，在加強(qiáng)高層樓宇窗口附近室內(nèi)信號邊緣場強(qiáng)時，必須防止室內(nèi)信號泄漏對周圍宏站小區(qū)間的干擾。
因此，建議對高層室內(nèi)布線系統(tǒng)邊緣場強(qiáng)的設(shè)置進(jìn)行修改，高層樓宇窗口的邊緣場強(qiáng)要求高于-60dBm，室內(nèi)封閉環(huán)境的邊緣場強(qiáng)要求高于-75dBm。
電梯覆蓋設(shè)計分析
在高層室內(nèi)布線系統(tǒng)設(shè)計時，對高速電梯的覆蓋方式和小區(qū)間的重疊覆蓋距離需特殊考慮。
1．電梯井覆蓋方式：在電梯井道內(nèi)安裝對數(shù)周期或定向平板天線來進(jìn)行覆蓋，這種方式施工時相對復(fù)雜，但覆蓋效果較好，目前采用較多。
2．泄漏電纜覆蓋方式：在電梯井道內(nèi)垂直布放泄漏電纜進(jìn)行覆蓋，這種方式施工復(fù)雜，成本較高，適合高層高速電梯，覆蓋效果好。
3．對于高速電梯覆蓋的解決方式，目前有一種較新的思路，即采用光纖分
布系統(tǒng)，將室內(nèi)天線和光纖遠(yuǎn)端機(jī)放置在電梯轎箱頂部，柔軟的線纜與電梯隨梯電纜捆綁在一起，天線隨電梯移動，保障轎箱內(nèi)信號均勻，使信號強(qiáng)度不隨電梯轎箱
的升降而變化。這種覆蓋方式目前只在幾個城市有所應(yīng)用，對光纖及施工要求較為嚴(yán)格。若這種方式成熟的話，對高速電梯覆蓋將是一種比較好的解決方式。
干線放大器對系統(tǒng)性能的影響分析
干線放大器主要用于在室內(nèi)布線系統(tǒng)的干線上對室內(nèi)信號進(jìn)行雙向放大，小功率干放有1W、2W干放，中、大功率干放有5W、10W、20W干放等。干放的性能指標(biāo)除功率P外，主要還有噪聲系數(shù)NF和上下行增益G。
噪聲系數(shù)NF＝輸入端信噪比/輸出端信噪比＝SNR入/SNR出，
上下行增益G=10lg（P/N），其中N為信源載頻數(shù)。
室內(nèi)布線系統(tǒng)在引入干放后，整個系統(tǒng)的噪聲電平將有所抬升，對系統(tǒng)性有嚴(yán)重影響的關(guān)鍵在于其上下行增益的調(diào)節(jié)。
在使用干放時，需注意載頻數(shù)量對干放增益的影響。
干放的增益G=10lg(P/N)，其中P為干放的功率，N為信源的載頻數(shù)。
以10W的干放為例，在室內(nèi)信號為2載頻時，其增益G=10lg(10W/2)=37dB；在室內(nèi)信號為4載頻時，其增益G=10lg(10W/4)=34dB；在室內(nèi)信號為8載頻時，其增益G=10lg(10W/8)=31dB。
因此建議在干放的輸入端需安裝1個可調(diào)的衰減器，為今后室內(nèi)站擴(kuò)容預(yù)留信號電平余量。
光纖直放站對系統(tǒng)性能的影響分析
光纖直放站采用光纖進(jìn)行傳輸，光信號在光纖中傳輸?shù)膿p耗非常小，光纖直放站信號傳輸?shù)木嚯x主要是受信號時延的限制。
GSM系統(tǒng)的時間提前量TA的取值范圍是0～233μs，對應(yīng)的小區(qū)半徑為35km。
當(dāng)引入光纖直放站延伸信號傳播距離時，信號的傳播時延包括了在光纖直放站上的時延和在空中傳播的時延。
光信號在光纖的介質(zhì)中傳播時，速度是無線信號在空氣中傳播的2/3，加上直放站的時延（大約1.5μs）和無線信號在空中傳播時延，光纖直放站距離基站最遠(yuǎn)不應(yīng)該大于20km。
引入光纖直放站后，給手機(jī)和基站之間的信號增加了熱噪聲，增加熱噪聲的直接后果是降低了基站的接收靈敏度、縮小基站的覆蓋范圍。因此在設(shè)置直放站的上行增益時，必須減小對基站底噪的影響。
光纖直放站造成的噪聲增量計算方式如下。
其中NFreq為直放站噪聲指數(shù)，NFbts為基站噪聲指數(shù)。
Grep為直放站上行增益，Lp為基站發(fā)射端到直放站輸入端的路徑損耗。
當(dāng)N=0時，ΔNbts=3dB，對基站接收靈敏度影響較為明顯。
當(dāng)N=－6時，ΔNbts=0.97dB，可認(rèn)為基本對基站接收靈敏度無影響。
在基站和光纖直放站選定后，NFreq、NFbts、Lp已確定，因此，光纖直放站的上行增益Grep決定了噪聲增量ΔNbts，一般直放站噪聲指數(shù)
NFreq為4dB，基站噪聲指數(shù)為2dB，因此在光纖直放站的上行增益Grep要比路徑損耗Lp低8～10dB時，基站的接收靈敏度基本不受影響。
因此考慮上下行平衡，光纖直放站的下行增益應(yīng)該比上行增益高1～2dB。
高層室內(nèi)覆蓋優(yōu)化 案例分析
高層窗口邊切換掉話、話音斷續(xù)
