大型居民小區(qū)覆蓋策略研究

周君杰

（湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，湖南長沙 410126）

在常規(guī)的移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，對住宅小區(qū)一般通過采用宏基站的方式進(jìn)行大范圍的整體覆蓋，對于室內(nèi)信號覆蓋不好的地下停車場、電梯等一般采用室內(nèi)分布系統(tǒng)的方式完善覆蓋。隨著城市化規(guī)模發(fā)展，一方面住宅小區(qū)越來越向大型化、密集化程度發(fā)展，戶型結(jié)構(gòu)也趨于復(fù)雜化，對信號產(chǎn)生的衰減越來越大；另一方面隨著用戶對無線輻射的敏感度越來越高，小區(qū)內(nèi)基站建設(shè)難度也越來越大。隨著不斷變化的無線環(huán)境需求，傳統(tǒng)的“宏基站+室內(nèi)分布系統(tǒng)”建設(shè)模式在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化中不斷出現(xiàn)新的問題，大型居民小區(qū)的覆蓋困難重重。本文通過探討如何基于科學(xué)合理、易于實(shí)施的無線分布技術(shù)和手段將信號引入住宅小區(qū)，以解決大型居民小區(qū)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)困難問題。

1 大型居民區(qū)覆蓋現(xiàn)狀分析

1.1 目前存在的無線覆蓋問題分析

在對現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)的摸查和優(yōu)化過程中，目前小區(qū)存在的無線覆蓋問題主要如下：

1）底層盲區(qū)：中、高密度建筑群容易存在局部底層盲區(qū)。由于住宅小區(qū)內(nèi)建筑多用鋼筋混凝土材料，建筑物又密集，住宅小區(qū)內(nèi)樓層高度和結(jié)構(gòu)相似，樓宇間距小，外墻反射面多，對基站信號形成陰影衰落，極易在住宅小區(qū)內(nèi)產(chǎn)生較多的陰影區(qū)，造成信號衰減嚴(yán)重，用戶通話時斷時續(xù)，通話質(zhì)量下降，嚴(yán)重影響用戶正常通信。

2）高層干擾：高層建筑不斷增加，而覆蓋手段有限。高層建筑覆蓋的最大困難不是沒有信號，而是信號太雜缺少主導(dǎo)頻。高層建筑上收到的干擾信號非常強(qiáng)，且信號電平起伏較大。

3）樓宇結(jié)構(gòu)影響：住宅小區(qū)樓層高度相近，樓宇排列往往自成體系呈封閉式或半封閉式，無線信號覆蓋容易出現(xiàn)盲區(qū)和死角。

1.2 工程實(shí)施難點(diǎn)分析

在居民小區(qū)無線基站的規(guī)劃和設(shè)計(jì)過程中，通常要考慮的工程實(shí)施難點(diǎn)如下：

1）選址：居民環(huán)保意識增強(qiáng)，人們對電磁輻射也越來越關(guān)注，想要在住宅區(qū)找到合適的站址很困難。傳統(tǒng)基站由于外觀容易辨認(rèn)，容易受到居民或業(yè)主的抵制。

2）業(yè)主導(dǎo)致的不確定因素多：施工前后均會受到業(yè)主不同程度的干擾，方案需要多次變更甚至出現(xiàn)基站建設(shè)完成后不得不拆除、逼遷的現(xiàn)象。

3）施工資源匱乏：大型小區(qū)采用分布式覆蓋時需要多處設(shè)置信源，現(xiàn)有機(jī)房的數(shù)量及位置不能滿足信源安裝位置要求；樓內(nèi)垂直走線井狹小，多數(shù)小于0.5平方米，樓間管道狹長，不利于同軸電纜的信號傳輸；樓層公共區(qū)域狹小，基本無吊頂，樓頂位置多數(shù)為住戶共有或私有，天線安裝條件受限嚴(yán)重。

2 大型居民區(qū)覆蓋方案的總體思路

目前居民區(qū)覆蓋主要包括室內(nèi)分布系統(tǒng)、室外分布系統(tǒng)、室外宏蜂窩等方式，這幾種方式的應(yīng)用上目前相對獨(dú)立，未能有效協(xié)同，導(dǎo)致覆蓋效果不是很理想，為更有效提升小區(qū)覆蓋效果和覆蓋效益，應(yīng)采取“室內(nèi)外協(xié)同主動規(guī)劃”、“化整為零，立體覆蓋”的思路，并積極引進(jìn)各種新型設(shè)備和天線，用于解決傳統(tǒng)方案中的不足。

2.1 室內(nèi)外協(xié)同主動規(guī)劃

傳統(tǒng)的“宏基站+室內(nèi)分布系統(tǒng)”建設(shè)模式顆粒度不足以體現(xiàn)居民小區(qū)內(nèi)部的復(fù)雜無線環(huán)境，傳統(tǒng)先大網(wǎng)規(guī)劃、再根據(jù)小區(qū)內(nèi)部信號測試情況進(jìn)行內(nèi)部補(bǔ)盲、控制內(nèi)外干擾的規(guī)劃方式屬于被動規(guī)劃方式，容易造成無法兼顧各種因素而影響建設(shè)效果。

好的建網(wǎng)思路應(yīng)該同時解決覆蓋、容量與干擾協(xié)調(diào)的問題，因此，提出室內(nèi)外協(xié)同規(guī)劃思路，要求居民小區(qū)“規(guī)劃-建設(shè)-優(yōu)化”同步進(jìn)行，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)流程扁平化，使其達(dá)到“室內(nèi)外覆蓋協(xié)同”、“室內(nèi)外容量協(xié)同”、“室內(nèi)外干擾協(xié)同”、“室內(nèi)外切換關(guān)系協(xié)同”、“室內(nèi)外無線參數(shù)設(shè)置協(xié)同”，保證在后期的區(qū)域規(guī)劃和局部優(yōu)化的過程中有更大的網(wǎng)絡(luò)性能提升空間。協(xié)同規(guī)劃的原則如下：

1） 容量規(guī)劃以室內(nèi)覆蓋的容量為主，室外容量為輔；

2） 室內(nèi)外小區(qū)信源統(tǒng)一考慮，考慮未來擴(kuò)容需求；

3） 室外綠化帶及附近道路與中低層樓宇盡量設(shè)置成同一小區(qū)覆蓋；

4） 高層建筑分層覆蓋，如：在裙樓采取天線朝上打，覆蓋低層，在樓頂或附近樓房安裝天線，覆蓋高層；

5） 靈活選取有源設(shè)備進(jìn)行延伸覆蓋，如RRU、光纖直放站等。

2.2 覆蓋方案

為了提升無線網(wǎng)絡(luò)容量，降低網(wǎng)絡(luò)干擾，采取立體覆蓋的組網(wǎng)方式。通常將居民小區(qū)的覆蓋目標(biāo)區(qū)域從邏輯上劃分為水平面和垂直面，分別解決居民小區(qū)的覆蓋問題。

1） 水平分區(qū)

居民區(qū)內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋目標(biāo)區(qū)域的分解主要采用水平分區(qū)方式，水平分區(qū)邊界應(yīng)充分利用居民區(qū)的內(nèi)部格局，切換帶設(shè)置在隔離性較好人員流動較少的綠化帶、湖泊等景觀區(qū)域；不同分區(qū)通過選用不同的扇區(qū)覆蓋，同時可以通過增加載頻快速擴(kuò)容，分擔(dān)話務(wù)密集區(qū)域基站的話務(wù)量。

2） 垂直分區(qū)

由于高層建筑的特殊性使得高層很容易接收到不同小區(qū)的信號，導(dǎo)致切換頻繁造成通話質(zhì)量差。所以高層建筑（15及15層以上）進(jìn)行信號覆蓋時應(yīng)優(yōu)先垂直分區(qū)，通常根據(jù)建筑高度進(jìn)行垂直方向的雙層或三層天線設(shè)計(jì)，站點(diǎn)一般分為高層站、中層站、底層站，高層站用于高層建筑的補(bǔ)充覆蓋，中層站是一般建設(shè)方式，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和歷史特征，部分場景中層基站受到物業(yè)談判和建設(shè)的因素較難實(shí)施，因此需要采取一定比例的低層站進(jìn)行覆蓋和容量吸收。低層站是指覆蓋范圍較小的站點(diǎn)，如高度較低的路燈站、用于覆蓋室內(nèi)的室內(nèi)分布系統(tǒng)，及室外分布系統(tǒng)等。低層站具有精準(zhǔn)覆蓋、吸收熱點(diǎn)下沉話務(wù)的功能，目前低層站占比較低，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容多采取中層站的模式，中層站頻率復(fù)用度低無法滿足進(jìn)一步的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的需要。低層站在建網(wǎng)時一方面需要精確選址，有效吸收熱點(diǎn)話務(wù)；另一方面需要充分利用地形物貌相互隔離，控制天線高度，實(shí)現(xiàn)頻率高效復(fù)用，形成獨(dú)立純?nèi)萘繉印?/p>

3 大型居民區(qū)典型場景的覆蓋方案

3.1 多層住宅小區(qū)

多層住宅小區(qū)的建筑一般有以下特點(diǎn)：

1）建筑屬于中高層，高度一般在12層以下；

2）小區(qū)內(nèi)樓房相對密集，分布相對規(guī)則；

3）每棟建筑容納的住戶較多。

覆蓋方案具體分析如下：

1）宏蜂窩基站對于此類建筑的底層的覆蓋效果難以保證；

2）室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋電梯和地下車庫；

3）可根據(jù)樓宇的高度選用樓頂天線+掛墻天線、地面燈桿天線的室外分布天線進(jìn)行覆蓋。

3.2 高層住宅小區(qū)

高層住宅的建筑一般有以下特點(diǎn)：

1）建筑高度一般在12-35層，35層以上的建筑叫超高層；

2）高層住宅一般分布在多層小區(qū)的沿街，單體樓一般高層居多，通常低層為商業(yè)用途，高層為住宅，普遍有裙樓。

覆蓋方案圖1所示，具體分析如下：

圖1 高層建筑覆蓋示意圖

1）宏蜂窩基站對于此類建筑的高層和底層的覆蓋效果難以保證；

2）室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋電梯、地下車庫及低層的室內(nèi)商業(yè)區(qū)域；

3）利用樓體周邊凸出部或附近樓宇來安裝室外天線覆蓋。在裙樓使用射燈美化方式等朝上打，覆蓋低層；在樓頂或者附近樓房安裝對數(shù)周期天線，覆蓋高層。

3.3 別墅型小區(qū)

別墅小區(qū)的建筑一般有以下特點(diǎn)：

1）樓層高度低，一般為2-4層左右；

2）建筑密度低，樓間距一般20米以上；

3）每棟建筑僅容納1-2戶人家，用戶數(shù)量少，高端用戶為主。

覆蓋方案見圖2所示，具體分析如下：

圖2 別墅小區(qū)覆蓋示意圖

1）別墅區(qū)的私密性強(qiáng)，戶型較大，因此單純室外大站難以覆蓋所有房間，覆蓋效果無法保證，且宏站準(zhǔn)入難度大；

2）室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)難度較大，且投資較高；

3）由于一般綠地較多，可以考慮利用草坪、路燈桿、射燈等各種室外分布方式覆蓋。關(guān)鍵點(diǎn)是建設(shè)方式要充分美化，與周邊環(huán)境融合，不顯突兀以免業(yè)主反對；

4）原則上要求信號只經(jīng)過一次穿透進(jìn)入建筑內(nèi)部。

3.4 綜合型大型小區(qū)

綜合型大型小區(qū)的建筑一般占地面積大，其中包含了別墅、多層小區(qū)、高層小區(qū)的全部或部分，一般還有配套的公共業(yè)主活動區(qū)。

由于涵蓋了多種場景，因此覆蓋綜合小區(qū)的要點(diǎn)就是根據(jù)小區(qū)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對小區(qū)進(jìn)行分區(qū)覆蓋，根據(jù)每個區(qū)域的實(shí)際情況選用合適的覆蓋方案。對于此類小區(qū)更適合采用協(xié)同規(guī)劃思路，將小區(qū)內(nèi)部作為一個專項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)來做，對小區(qū)進(jìn)行有效分割，合理利用各種方式進(jìn)行深度覆蓋。

4 總結(jié)

大型居民小區(qū)的覆蓋需要在傳統(tǒng)小區(qū)覆蓋思路的基礎(chǔ)上，以小區(qū)內(nèi)外整體協(xié)同、主動規(guī)劃的方式進(jìn)行專項(xiàng)覆蓋，并響應(yīng)國家共建共享文件精神，小區(qū)覆蓋的多系統(tǒng)合路研究也應(yīng)當(dāng)持續(xù)跟進(jìn)。

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