住宅小区推行规范化业管理工作实施方案.doc
刘宝良+刘宏涛
【摘要】 本文主要是本着提高投资效率的原则，针对中国联通唐山分公司对唐城101高层住宅小区采用了诸多创新性、可实施性的覆盖手段，分别从实地测试、理论分析、后期优化调整等角度入手，最终成功实现了唐城101高层住宅小区的整体覆盖。
【关键词】 整体覆盖 全覆盖区 薄覆盖区
一、概述
中国联通唐山分公司针对高层住宅小区信号覆盖可实施性的专题技术方案。重点解决高层住宅小区出现的弱覆盖、频繁掉话、无法接通和话音断续等现象，并结合实际情况制定了相应的优化方案。
1.1高层住宅小区
随着国民经济的高速发展，高层住宅小区越来越普遍。用宏站覆盖方式、传统室分方式都无法实现有效覆盖，需要采用创新性并且具有可实施性的技术方案加以解决。
1.2高层住宅小区不同区域的覆盖需求
根据用户感知系统及使用环境分析，确认电梯、电梯厅、地下室等区域能打电话即可。该区域对信号覆盖要求不高，达到薄覆盖即可，属薄覆盖区；而小区楼间场地、室内卧室、客厅等区域对语音、数据业务要求较高，因此也对信号覆盖质量提出了更高的要求，该区域属全覆盖区。
1.3高层住宅小区覆盖方案的主体思想
方案的主体思想：重点解决全覆盖区，兼顾解决薄覆盖区；提高投资效率；方便协调、可实施性强；可维护性强的原则。
1.4高层住宅全覆盖区的覆盖方案
高层住宅楼宇内，能够安装天线的点位只能在入室门外的电梯厅。因受电梯厅环境影响，导致天线选型困难，很难选择增益较大的天线。另外墙体及入室门穿透损耗大，致使无线信号入室后电平值过小，室内大部区域处于弱覆盖或无覆盖的状态，用户体验不好，因此这个建设思路排除。
采用在楼宇外部加天线的方法来实现全覆盖区（小区内楼间场地、居民室内）的整体覆盖。这种建设思路为什么能够实现：首先室外天线增益范围可选择性大，安放位置相对灵活，其次信号的路径损耗相对较小（入室前的传播路径是空气+玻璃、玻璃的传播损耗仅6dB），信号入室后经反射、散射、绕射后达到了增强室内各区域信号的目的。具体实现策略：（1）楼宇高层区域的覆盖采用在楼顶安装天线进行楼宇间对打的方式实现，天线选型上建议采用射灯天线，该种天线便于协调安装、可实施性强、隐蔽性强、下倾角容易调整，并且相关线缆通过弱电井引入非常便利。（2）安装覆盖楼宇中低层区域的天线是个难题，曾考虑过使用路灯型全向美化天线、仿真树美化天线来实现中低层区域的覆盖，论证效果不错，但其协调难度大、成本造价高及运营成本高致使这种方案不具备普遍性。通过对高层小区的实地观察，发现基本上每栋楼的单元门口顶部都有一处小平台，天线在此处安装能够较好地实现对面楼宇中低层区域的覆盖，同时该位置平时不引人瞩目、隐蔽性强、可实施性强。还有相关线缆可从墙外打孔引入楼梯间，然后沿墙边角引入弱电井，施工方便。因此在单元门口顶部安装天线是天线位置的首选，天线选型上建议也采用射灯天线。另外在高层住宅小区外围通常有几栋低层商务楼宇，在其楼顶安装天线也是一个不错的选项，其难点是线缆引入不容易实现。（3）上述天线发射信号后经过反射、散射、绕射就可实现小区楼间场地内信号的良好覆盖，因此在方案设计时不刻意考虑该区域的信号覆盖。
唐城101小区共三栋楼宇，经测试发现楼内通话质量较差，楼间場地信号较弱，需要对该小区进行整体覆盖。按上述思路在楼外安装射灯天线的方式实现全覆盖区（小区楼外场地、室内）的整体覆盖，射灯天线安装位置及发射方向如图1和图2：
图1、图2体现了通过在楼宇外部安装射灯天线的方式实现全覆盖区的整体覆盖：在楼顶和单元门厅顶部均安放射灯天线来实现楼宇间无线信号的对打，楼顶的射灯天线主要覆盖对面楼宇的高层区域；楼下的射灯天线安装在单元门厅顶部和二层货房处，主覆盖楼宇的中低层区域；经过上述天线的反射、散射、绕射可实现楼间场地信号的良好覆盖。
1.5方案中所用射灯天线输入口功率
本站点建设的是3G（U2100M）+4G（L1800M）网络。经理论分析和实测发现，在方案中当楼层（如102号楼的高层区）主要由两侧射灯信号覆盖时，须保证刚刚进入室内后3G信号RSCP大于-60dBm、4G信号RSCP大于-75dBm，就能够实现室内95%以上区域3G和4G信号的有效覆盖；当相关楼层（如101、103号楼的全部楼层、102号楼的中低层）主要由一侧射灯信号覆盖时，须保证刚刚进入室内3G信号RSCP大于-60dBm、4G信号RSCP大于-75dBm，再综合宏站等其它信号的覆盖，也能够实现室内95%以上区域3G和4G信号的有效覆盖，并有较好的用户体验。
在唐城101全覆盖区的方案中，信号从天线发出到进入室内是主要的传播路径，传播介质主要是空气和玻璃。信号的路径损耗计算公式：
LP=32.5+20logf+20logd+pWi
LP：路径损耗，单位dB；f：工作频率，单位MHz；d：天线到对面楼墙壁的距离，单位km；
p：电波传输穿透的墙壁数，建议值为1；Wi：墙壁损耗因子，单位dB，建议值20dB。
唐城101小区楼间距约为60米，楼高约96米。计算分析后，确认覆盖低层和高层射灯天线的主瓣方向的传播距离约62米，覆盖中层射灯天线的主瓣方向的传播路径约77米。玻璃的传播损耗为6dB.将上述参数代入路径损耗公式，可得：（1）高层和低层：3G路径损耗 LP≈81db， 4G路径损耗 LP≈79db 。（2）中层：3G路径损耗 LP≈83db， 4G路径损耗 LP≈81db 。
要使室内95%以上区域实现信号的有效覆盖，综合上述分析，输入功率P=刚入室后信号RSCP值+路径损耗-天线增益。（1）主要覆盖102号楼高层的射灯天线的输入功率：3G： P=-60+81-14=7dbm， 4G： P=-75+79-14=-10dbm。（2）主要覆盖101、103号楼低层和102号楼低层的射灯天线的输入功率：3G： P=-60+81-14=7dbm， 4G： P=-75+79-14=-10dbm。（3）主要覆盖101、102、103号楼中层的射灯天线的输入功率：3G： P=-60+83-14=9dbm， 4G： P=-75+81-14=-8dbm。
1.6高层住宅薄覆盖区的覆盖方案
电梯厅、楼道、电梯和地下室都属薄覆盖区，在上述方案对全覆盖区覆盖时，也基本实现了对电梯厅、楼道的薄覆盖。现在只需考虑对电梯和地下室的覆盖。
1.7电梯的覆盖方案
在对电梯轿厢的常规覆盖方式中，是在电梯井道内每隔15米安装一个对数周期天线。该方式的优点是信号分布均匀、但协调难度大、工程造价高、施工周期长、故障节点多和维护难度高。为克服常规覆盖方式的缺点，由此对本小区电梯的覆盖方式进行了改进，在电梯井道的顶部直接安装一个 600*290mm的定向板状天线，来实现对电梯轿厢内部的覆盖。该方式优点是工程造价大幅下降、施工周期短、故障节点少和维护难度低，缺点是信号分布不均匀，但对语音业务和数据业务影响不大，用户感知良好。两种覆盖方式见图3 。
唐城101小区电梯高度将近100米，电梯吊箱穿透损耗约30db，W网信号最大路径损耗是：LP=32.5+20logf+20logd+ pWi=32.5+20*log2100+20log0.1+30=109dB。所选600*300mm定向板状天线增益是14db，为保证手机接收效果，定向板状天线3G输入功率 P=9dbm、4G输入功率 P=-7dbm。
覆盖电梯的定向板状天线输入功率是由连接楼顶射灯天线的设备提供，不需要额外增加设备。
1.8地下室的覆盖方案
方案中单元门厅顶部射灯天线是经过馈线与设备实现互联的，如图4所示。路径是馈线从墙外打孔引入楼梯间，然后沿墙边角引入弱电井，再引入地下室通道。在有效利用射灯天线所配设备的前提下，只需在地下室布放一些全向吸顶天线和定向板状天线，就能实现地下室区域的薄覆盖，不需额外增加太多的投入。
二、小区规划及效果验证
2.1设备拓扑结构
为了保证上述覆盖方式，共设计6台RRU设备覆盖该小区，其中在每栋楼的楼顶各安装1台RRU，覆盖高层区域及电梯，在每栋楼的低层区域弱电井内各安装1台RRU覆盖中低层区域及地下室。另外，为节省光缆资源，如果一栋楼里有2台RRU，可将2个RRU进行级联。拓扑图见图5：
如图5所示，RRU2与RRU3同时安装在102号楼，即可从BBU处布放一条光缆至RRU2处，再从RRU2处向RRU3处布放一条光缆，这样就节省了BBU与RRU2之间的2芯光缆资源。
2.2小区合并
由于该小区室外及平层覆盖全部采用射灯天线对打方式，在公共区域势必会造成重叠覆盖，对小区之间造成干扰，影响信号质量。
因此，需要对唐城101的6台RRU设备进行小区合并。2.2.1小区合并定义
小区合并就是将多个物理小区合并为一个逻辑小区的技术。
2.2.2小区合并优势
小区合并技术主要包含了以下几个方面的优势：
1.减少切换；
2. 降低掉话；
3.减少邻区关系；
4.在同一个逻辑小区中能够允许合并不同的物理小区，有选择地调整网络结构。
5.利用合并小区中的一个或多个RRU单元拉远进行扩展覆盖，更灵活地进行网络扩展与补充。
通过分析，共需将该站点6个物理小区通过小区合并，合并成2个逻辑小区，即高层部分合并成一个小区，低层部分合并成一个小区，将图5中的RRU1，RRU2，RRU4三个物理小区合并成一个逻辑小区，覆盖范围为：射灯覆盖101，102，103号楼高层区域及电梯。RRU3，RRU5，RRU6三个物理小区合并成一个逻辑小区，覆盖范围为：射灯覆盖101，102，103号楼中低层区域及地下室。
通过小区合并，有效改善了该站点重叠覆盖问题，减少切换次数，有效提升了3G的RSCP、EC/IO和4G的RSRP、SINR和速率。
2.3效果验证
建设完成后，我们对唐城101的该种覆盖方式通过测试进行了效果验证。
2.3.1室内覆盖测试
1、经测试唐城101小区101栋2单元平层覆盖良好，RSCP在-80dBm左右，中层（15层左右）覆盖相对较差，RSCP在-90dBm左右，符合薄覆盖场景指标，能够保证用户正常使用各项业务。
2、经测试唐城101电梯整体覆盖良好，RSCP在-80dBm左右，底层（7层以下）覆盖相对较差，RSCP在-89dBm左右，符合薄覆盖场景指标，能够保证用户正常使用各项业务。
三、结论
唐山联通分公司通过对唐城101小区进行测试验证，利用上下射灯对打兼顾电梯、地下室的覆盖方式能够实现绝大部分楼层和电梯、地下室的整体覆盖，能够满足绝大部分业务的需求。虽然部分区域信号强度相对较弱，但达到了相关场景覆盖指标的最低要求，能够保证用户各项手机业务的正常使用。
采用重点解决全覆盖区，兼顾解决薄覆盖区的覆盖思路，大幅降低了工程造价，提高了投资效益，实现了提质增效的目的，唐城101小區与传统室分覆盖方式相比较节省投资大约45%。
在高层住宅小区楼单元门顶部与在住宅小区外围低层商务楼宇顶相结合安装射灯天线的方式，较容易地解决了楼宇中低楼层信号的有效覆盖，安装具有普遍适用性、可实施性和协调容易的优点。在电梯井道的顶部直接安装一个600*290mm的定向板状天线，实现了对电梯轿厢内部的有效覆盖，较传统覆盖方式具有工程造价低、施工周期短、故障节点少和维护容易的优点。
参 考 文 献
[1]张龙玉.移动网络室内分布系统的建设[J]；通信管理与技术；2006年01期
[2]曹燚，杨泽凡.移动通信网络室内分布系统的建设与优化[J]；电信工程技术与标准化；2005年07期
