張潔瓊

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

1 研究背景

移動無線網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過20余年的發(fā)展，城區(qū)道路基本實現(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，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，問題相對棘手，處理效率不高。因此，此次專門針對高層場景深入分析和研究，力圖梳理出一個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，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。對此，我們對純宏站覆蓋的高層進(jìn)行了實地測試。測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)底層和頂層信號最弱，中部樓層信號最強(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)相對密集，底層、低層受周邊樓宇的阻擋嚴(yán)重。同時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)很多對高層樓宇底層部分做到有效深度覆蓋。高層建筑群相對低樓層建筑群，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)對信號衰減不同程度產(chǎn)生影響。

圖1 樓宇各層覆蓋情況

表1 各場景物體空間傳播損耗值

“窗邊效應(yīng)”是對窗邊易發(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“窗口打電話信號更好”的心理，同時該心理確實也符合低層建筑窗口衰落小的特點，然而對于高層建筑來說，窗邊通話則“風(fēng)險”較大。

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

UE占用到“飄”來的宏站信號后，此類信號：波動大，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，UE再向室內(nèi)移動時發(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（用戶從室內(nèi)打通電話后向窗邊移動）

UE占用室分信號向窗邊移動：若室分天線安裝在走廊，則窗戶距離天線最遠(yuǎn)，室分信號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或信號弱，時有時無，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個方面入手。

（1）室分排障。室分站點排障中，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)及時處理。

圖2 高層問題處理流程圖

（2）室分整改。部分室分站點設(shè)計的天線點過少，或施工方未嚴(yán)格按照圖紙施工（天線位置不標(biāo)準(zhǔn)、器件增益不足等），都會導(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。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（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)射功率來臨時規(guī)避，但會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層部分房間信號差，測試發(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，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)點是建設(shè)相對簡單，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，缺點則是成本高（基站、傳輸?shù)龋?，對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，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)場測試和周圍環(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現(xiàn)對室內(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)計施工。通過宏站天饋設(shè)備對高層進(jìn)行有效覆蓋或補(bǔ)盲。

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

缺點：覆蓋范圍不易控制，鄰區(qū)關(guān)系較復(fù)雜，對搭建位置和覆蓋場景有要求，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，市場上針對室分覆蓋的新型設(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。

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，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個方面入手。

3.2.1 鄰區(qū)關(guān)系現(xiàn)場核查

高層鄰區(qū)不合理會使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。

針對此類問題，首先確保室分單驗時鄰區(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)頻信號多而強(qiáng)。隨著用戶的移動，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)頻后不會輕易切換至其他小區(qū)信號。

3.2.4 梳理導(dǎo)頻信號 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)頻信號對高層室內(nèi)的影響；優(yōu)化室內(nèi)外鄰區(qū)關(guān)系；確保室分信號在室內(nèi)的主導(dǎo)地位。

3.2.5 凈化室內(nèi)頻點 消除同鄰頻干擾

頻點優(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，降低鏈路衰耗，減輕容量壓力。

（1）鏈路損耗方面：分布設(shè)計常采用自下而上的傳輸方式，樓層越高距離越長、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質(zhì)差。因此，分層覆蓋的樓宇，高層信號質(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)荷計算，以公寓式住宅為例，30層×16戶×2人=960人，商場高峰時段為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時隙配比），明顯單小區(qū)承載能力非常弱，忙時發(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)計原則

4.1 高層窗口

高層窗口場景常見問題是導(dǎo)頻信號多且大部分不穩(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?，這是盛京醫(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，避免頻繁切換。

4.2 出入口

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

現(xiàn)象1：個別出入口鄰區(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（宏站信號足夠強(qiáng)后）再占用宏站信號，避免門口的乒乓切換。

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

4.3 電梯

場景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宏站信號都有。

場景2：涉及分層小區(qū)樓宇的，需注意電梯信號歸屬問題。該場景需將電梯與低層小區(qū)同信號信源，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)作為電梯信號信源可避免進(jìn)出電梯的切換；信號從低層引進(jìn)電梯，其信號強(qiáng)度能照顧到低層的大話務(wù)量，到高層后雖然信號強(qiáng)度會降低，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。