張潔瓊

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)河南有限公司新鄉(xiāng)分公司，新鄉(xiāng) 453000）

1 研究背景

移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過20余年的發(fā)展，城區(qū)道路基本實(shí)現(xiàn)了無縫覆蓋。隨著城市的發(fā)展，高層建筑群體建設(shè)量突飛猛進(jìn)，與此同時(shí)，高層網(wǎng)絡(luò)問題也日益增多，投訴率居高不下。然而，高層問題多而雜散，問題相對(duì)棘手，處理效率不高。因此，此次專門針對(duì)高層場(chǎng)景深入分析和研究，力圖梳理出一個(gè)解決高層問題的通用處理流程和行之有效的解決措施。

2 高層樓宇無線覆蓋場(chǎng)景

一般來說， 10層及以上的樓宇我們稱之為高層建筑。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2015年某市規(guī)劃建設(shè)各類高層建筑將達(dá)到2 200棟，其中17!33層高層占70%。并且統(tǒng)計(jì)得出該市區(qū)宏站平均高度為32 m。高度最高的已突破200 m。因此，正常情況下，32 m高的宏基基站基本上不可能完全覆蓋高層建筑。對(duì)此，我們對(duì)純宏站覆蓋的高層進(jìn)行了實(shí)地測(cè)試。測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)底層和頂層信號(hào)最弱，中部樓層信號(hào)最強(qiáng)，同等條件下2G>4G>3G，具體覆蓋情況如圖1所示。

高層覆蓋場(chǎng)景普遍存在高樓層宏站難覆蓋的現(xiàn)象。另外高層樓宇群建設(shè)相對(duì)密集，底層、低層受周邊樓宇的阻擋嚴(yán)重。同時(shí)考慮選址投資等因素，無法通過大規(guī)模建站解決。特別是城市新區(qū)和舊城改造區(qū)大規(guī)模興建高層樓宇，原有的基站組網(wǎng)結(jié)構(gòu)很多對(duì)高層樓宇底層部分做到有效深度覆蓋。高層建筑群相對(duì)低樓層建筑群，用戶的使用感受更差。

雖然部分高層樓宇做了室內(nèi)分布，但是由于墻體均以鋼筋混泥土墻為主，室分天線大多設(shè)計(jì)在走廊、電梯口等位置，十分難穿透，基本無法做到滿覆蓋。如表1所示，高層復(fù)雜多樣的建筑結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)衰減不同程度產(chǎn)生影響。

圖1 樓宇各層覆蓋情況

表1 各場(chǎng)景物體空間傳播損耗值

“窗邊效應(yīng)”是對(duì)窗邊易發(fā)生的乒乓切換、無主覆蓋、導(dǎo)頻污染等現(xiàn)象的概括。由于大多數(shù)客戶都有“窗口打電話信號(hào)更好”的心理，同時(shí)該心理確實(shí)也符合低層建筑窗口衰落小的特點(diǎn)，然而對(duì)于高層建筑來說，窗邊通話則“風(fēng)險(xiǎn)”較大。

情景1：從窗邊向室內(nèi)移動(dòng)（用戶從窗邊打通電話后向室內(nèi)移動(dòng)）

UE占用到“飄”來的宏站信號(hào)后，此類信號(hào)：波動(dòng)大，易發(fā)生快衰落和“乒乓切換”；往往未添加此室分的鄰區(qū)關(guān)系，易“拖死”掉話；質(zhì)量不佳，底噪較高。

此時(shí)，UE再向室內(nèi)移動(dòng)時(shí)發(fā)生掉話/掉線事件的概率極高。

情景2：從室內(nèi)向窗邊移動(dòng)（用戶從室內(nèi)打通電話后向窗邊移動(dòng)）

UE占用室分信號(hào)向窗邊移動(dòng)：若室分天線安裝在走廊，則窗戶距離天線最遠(yuǎn)，室分信號(hào)穿過兩三堵墻后損耗嚴(yán)重，且室分小區(qū)一般不添加宏站鄰區(qū)；室內(nèi)外頻點(diǎn)混用，窗邊干擾更大。

3 高層建筑的常見問題的優(yōu)化措施

高層網(wǎng)絡(luò)的常見問題主要分為兩大類：網(wǎng)絡(luò)覆蓋類和業(yè)務(wù)質(zhì)量類。對(duì)高層建筑無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的研究，梳理高層建筑存在的各類網(wǎng)絡(luò)投訴問題解決方案和問題發(fā)掘手段。如圖2所示，總結(jié)梳理后的一套完整的高層問題處理流程。

3.1 網(wǎng)絡(luò)覆蓋類

此類問題的現(xiàn)象特征是完全無信號(hào)或信號(hào)弱，時(shí)有時(shí)無，在不同網(wǎng)絡(luò)模式間頻繁跳變。常見問題原因主要有，主覆蓋小區(qū)告警或故障或完全無主覆蓋（室分覆蓋不足或宏站覆蓋較差）。此類問題的解決思路從兩個(gè)方面入手。

3.1.1 有室分建設(shè)

從室分設(shè)備故障排查與處理、功率核查與提升、分布線路排查與整改3個(gè)方面入手。

（1）室分排障。室分站點(diǎn)排障中，最常見的是駐波告警，駐波值超過1.8后有效輸出功率偏低，直接影響覆蓋強(qiáng)度。因此，室分告警或故障是影響覆蓋的最直接原因，一旦發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。

圖2 高層問題處理流程圖

（2）室分整改。部分室分站點(diǎn)設(shè)計(jì)的天線點(diǎn)過少，或施工方未嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工（天線位置不標(biāo)準(zhǔn)、器件增益不足等），都會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)覆蓋嚴(yán)重不足，甚至電梯、安全通道等完全無信號(hào)。因此，此類問題只有通過整改解決。整改方案一般以新增天線點(diǎn)為主，或通過將吸頂天線替換為定向板狀天線來增強(qiáng)覆蓋，也可通過部署室內(nèi)微型放大器的方式增強(qiáng)覆蓋。

（3）功率核查與提升。有些室分站點(diǎn)建成后可能存在泄露問題，解決手段一般是在一樓天線口增加衰減器或增強(qiáng)宏站信號(hào)（使室外強(qiáng)度高于室內(nèi)10 dB以上）。另外，也可以通過降低基站發(fā)射功率來臨時(shí)規(guī)避，但會(huì)收縮基站的覆蓋范圍，造成覆蓋盲區(qū)。因此，處理室分泄露問題，優(yōu)先考慮加衰減器、增強(qiáng)宏站信號(hào)和優(yōu)化鄰區(qū)的方式處理，保證室分小區(qū)發(fā)射功率不低于標(biāo)準(zhǔn)值。

例如：客戶投訴某高層大廈28層部分房間信號(hào)差，測(cè)試發(fā)現(xiàn)該樓層雖有室分但邊緣覆蓋仍較差，因此嘗試提升小區(qū)發(fā)射功率，提升后整體信號(hào)明顯增強(qiáng)，覆蓋漏洞得到有效彌補(bǔ)。

3.1.2 無室分建設(shè)

從新建室分或宏站覆蓋，調(diào)整周邊宏站天饋與功率，拉遠(yuǎn)直放站、射燈，分裂出第四扇區(qū)覆蓋室內(nèi)，宏站天線整改（更換為高增益天線、雙天線等），引入多路微功率分布系統(tǒng)、lampsite、AtomCell一體化微站等新型室內(nèi)覆蓋設(shè)備等方面入手解決。

（1）新建室分或宏站。新入住小區(qū)和新建寫字樓等高層建筑一般均無室內(nèi)覆蓋，若周圍宏站距離較遠(yuǎn)，則此類樓宇內(nèi)往往無信號(hào)，因此，新建室分或宏站覆蓋是最佳選擇。其中，增加室外宏站的優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)相對(duì)簡(jiǎn)單，覆蓋面積大，既解決覆蓋又解決容量，特別適合普通居民樓群簇，缺點(diǎn)則是成本高（基站、傳輸?shù)龋?，?duì)于高層辦公樓和地下樓層室內(nèi)改善甚微。

（2）宏站天饋與功率調(diào)整。高層樓宇周邊存在較多宏站信號(hào)，但由于天饋、功率等參數(shù)不合理導(dǎo)致覆蓋面積和覆蓋深度有限的情況，需首先經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和周圍環(huán)境觀察確定覆蓋高層室內(nèi)的最佳小區(qū)或小區(qū)組，然后通過天饋調(diào)整、功率抬升等手段逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)區(qū)域的覆蓋。

圖3 拉遠(yuǎn)定向天線覆蓋

（3）光纖拉遠(yuǎn)，宏站設(shè)備室內(nèi)覆蓋。常用手段有拉遠(yuǎn)直放站、拉遠(yuǎn)定向天線等。如圖3所示，依據(jù)3種建筑環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。通過宏站天饋設(shè)備對(duì)高層進(jìn)行有效覆蓋或補(bǔ)盲。

優(yōu)點(diǎn)：直接從周邊站點(diǎn)引源搭建，施工簡(jiǎn)單，成本低，節(jié)約硬件資源，2G/3G/4G均適用。

缺點(diǎn)：覆蓋范圍不易控制，鄰區(qū)關(guān)系較復(fù)雜，對(duì)搭建位置和覆蓋場(chǎng)景有要求，如電梯井、雙子樓等。

（4）宏站運(yùn)用特殊天線。常用手段有更換為垂直波束寬度更大的天線、單小區(qū)雙天線（增加主打高層的天線）、 天線上傾（定向覆蓋）、水平波瓣和垂直波瓣互換、架設(shè)高增益拋物面天線等。

目前，采用的天線垂直波束寬度為15°;較難適應(yīng)高層建筑的覆蓋需要，可采用垂直波束寬度達(dá)到40°～ 60°的天線。

（5）引入新型室分設(shè)備。

目前，市場(chǎng)上針對(duì)室分覆蓋的新型設(shè)備主要有Lampsite小基站、AtomCell一體化微站、多路微功率分布系統(tǒng)等。表2詳細(xì)描述了新型室內(nèi)基站產(chǎn)品Lampsite的性能優(yōu)勢(shì)。

3.2 業(yè)務(wù)質(zhì)量類

此類問題的常見現(xiàn)象有語音通話質(zhì)量差（斷斷續(xù)續(xù)、雜音、回聲、單通）、無法接通、掉話、無法上網(wǎng)、打開網(wǎng)頁慢、頻繁掉線等。常見問題原因主要有鄰區(qū)不合理，乒乓切換或切換不及時(shí)，導(dǎo)頻污染嚴(yán)重，室分無源器件互調(diào)干擾、頻率干擾等。此類問題的解決思路從4個(gè)方面入手。

3.2.1 鄰區(qū)關(guān)系現(xiàn)場(chǎng)核查

高層鄰區(qū)不合理會(huì)使UE占不到強(qiáng)導(dǎo)頻，一方面導(dǎo)致切換失敗后掉話、掉線，另一方面造成頻繁切換，引發(fā)業(yè)務(wù)質(zhì)量差。

常見位置為一層門口、高層窗口、地下車庫(kù)出入口、電梯出入口等，常見鄰區(qū)問題有鄰區(qū)漏配、冗余鄰區(qū)多，鄰區(qū)關(guān)系紊亂。

針對(duì)此類問題，首先確保室分單驗(yàn)時(shí)鄰區(qū)關(guān)系配置完整、合理，其次是在日常投訴處理中及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，定期篩查現(xiàn)網(wǎng)切換失敗TOP室分小區(qū)進(jìn)行分析調(diào)整。

表2 Lampsite新型室分覆蓋系統(tǒng)

3.2.2 鄰區(qū)關(guān)系規(guī)劃與優(yōu)化

優(yōu)化原則如下：

（1）一環(huán)內(nèi)室外鄰區(qū)為主要的低層雙向鄰區(qū)

電平切換門限：大樓向室外宏蜂窩的電平切換門限一般應(yīng)定義為6!12 dBm,室外宏蜂窩向室內(nèi)切換電平一般建議為3!6dBm,確保手機(jī)良好駐留室內(nèi)小區(qū)，避免頻繁地切換到室外小區(qū)。

（2）二環(huán)、三環(huán)室外鄰區(qū)為主要的高層單向鄰區(qū)，切換電平一般建議為3!6 dBm。

（3） 三環(huán)以外的鄰區(qū)應(yīng)該盡量避免建立單向鄰區(qū)（信號(hào)漂浮幅度太大，不穩(wěn)定）。

3.2.3 調(diào)整切換參數(shù) 減少乒乓切換

樓宇內(nèi)，窗口邊，導(dǎo)頻信號(hào)多而強(qiáng)。隨著用戶的移動(dòng)，UE在不同小區(qū)間切換頻繁，易造成話音質(zhì)差、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率低，甚至單通、掉線。因此，需要首先明確主導(dǎo)頻，拉開主、次導(dǎo)頻電平間差距。其次，修改鄰區(qū)間切換偏置，提高切換判決條件，使UE占用主導(dǎo)頻后不會(huì)輕易切換至其他小區(qū)信號(hào)。

3.2.4 梳理導(dǎo)頻信號(hào) 降低導(dǎo)頻污染

解決高層導(dǎo)頻污染的思路主要是從高層導(dǎo)頻污染問題的根源著手，找出相應(yīng)解決方案，對(duì)癥下藥?？傮w思路為：調(diào)整室外宏站天線來抑制導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)高層室內(nèi)的影響；優(yōu)化室內(nèi)外鄰區(qū)關(guān)系；確保室分信號(hào)在室內(nèi)的主導(dǎo)地位。

3.2.5 凈化室內(nèi)頻點(diǎn) 消除同鄰頻干擾

頻點(diǎn)優(yōu)化是降低系統(tǒng)內(nèi)干擾的最佳手段。

3.2.6 較高樓宇分層設(shè)計(jì)，降低鏈路衰耗，減輕容量壓力。

（1）鏈路損耗方面：分布設(shè)計(jì)常采用自下而上的傳輸方式，樓層越高距離越長(zhǎng)、沿線器件越多，路損越大。分層覆蓋后衰耗降低一半，可有效避免天線末端信號(hào)質(zhì)差。因此，分層覆蓋的樓宇，高層信號(hào)質(zhì)量有保障。

（2）容量方面：樓宇分層=容量翻倍。

首先，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，以公寓式住宅為例，30層×16戶×2人=960人，商場(chǎng)高峰時(shí)段為1 000!2 000人。其次，以3G承載的話音用戶為例，單載波16×最大載波數(shù)12=192人（2:4時(shí)隙配比），明顯單小區(qū)承載能力非常弱，忙時(shí)發(fā)生擁塞的可能性大。然而，樓宇分層后，原有單小區(qū)覆蓋模式變?yōu)殡p小區(qū)覆蓋模式，分層后的樓宇容量相當(dāng)于之前的兩倍。

4 高層建筑中特殊區(qū)域的設(shè)計(jì)原則

4.1 高層窗口

高層窗口場(chǎng)景常見問題是導(dǎo)頻信號(hào)多且大部分不穩(wěn)定，無主覆蓋，切換較為頻繁。優(yōu)化原則如下：

（1） 加強(qiáng)室分覆蓋，提高窗口室分信號(hào)強(qiáng)度；

“自2000年至今，醫(yī)院護(hù)理人員擴(kuò)容了4倍，已達(dá)3400余人?！痹趶埑善湛磥恚@是盛京醫(yī)院應(yīng)和政策及區(qū)域民眾需求，進(jìn)一步擴(kuò)大延伸護(hù)理的底氣。

（2）調(diào)整越區(qū)站點(diǎn)天饋或功率，減少高層窗口的強(qiáng)導(dǎo)頻數(shù)量；

（3）配置單向鄰區(qū)關(guān)系（僅允許室外->室內(nèi)）；

（4）調(diào)整鄰區(qū)間切換偏置，使室內(nèi)用戶進(jìn)來保持占用室分信號(hào)，避免頻繁切換。

4.2 出入口

高層建筑出入口的優(yōu)化重在對(duì)切換帶的控制和鄰區(qū)關(guān)系的合理配置。

現(xiàn)象1：個(gè)別出入口鄰區(qū)不完善導(dǎo)致切換失敗的。優(yōu)化原則為：

采集各出入口處最強(qiáng)的宏站信號(hào)做為鄰區(qū)；調(diào)整切換門限設(shè)置緩沖帶，待用戶真正出來后（宏站信號(hào)足夠強(qiáng)后）再占用宏站信號(hào)，避免門口的乒乓切換。

現(xiàn)象2：地下至地上坡度較長(zhǎng)的出入口（如地下停車場(chǎng)、超市斜坡電梯出口）

4.3 電梯

場(chǎng)景1：僅電梯有室分覆蓋的，需注意各層鄰區(qū)和系統(tǒng)間鄰區(qū)。

原因：高、中、低層電梯廳內(nèi)的最強(qiáng)室外信號(hào)并非一成不變；電梯內(nèi)往往僅有一網(wǎng)（2G）覆蓋，而電梯廳2G/3G/4G宏站信號(hào)都有。

場(chǎng)景2：涉及分層小區(qū)樓宇的，需注意電梯信號(hào)歸屬問題。該場(chǎng)景需將電梯與低層小區(qū)同信號(hào)信源，天線自下向上覆蓋。

原因：一層人流量最大、話務(wù)量也大，用低層小區(qū)作為電梯信號(hào)信源可避免進(jìn)出電梯的切換；信號(hào)從低層引進(jìn)電梯，其信號(hào)強(qiáng)度能照顧到低層的大話務(wù)量，到高層后雖然信號(hào)強(qiáng)度會(huì)降低，但由于高層話務(wù)量也減少，仍能滿足需求。

5 總結(jié)

此次對(duì)高層建筑無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的研究，梳理了高層建筑存在的各類網(wǎng)絡(luò)問題解決方案和問題發(fā)掘手段，解決高層建筑普遍存在網(wǎng)絡(luò)覆蓋類和業(yè)務(wù)質(zhì)量類問題。并且制定了一套完整完整的高層問題處理流程和詳細(xì)的解決方案，供一線人員參考。