實現手機信號放大器高質量的室內覆蓋
有關統計數據表明,70%以上的業務發生在室內,中超過80%的數據業務發生在室內;在歐洲,已有12%的家庭只使用電話,高達25%的歐洲人正在考慮在家中不再使用而只使用移動電話。顯然,實現高質量的已越來越重要。
1 室內覆蓋存在的問題
完善室內覆蓋,提升用戶體驗,已經成為無線網絡發展的基本要求。以中國為例,國內三大均已把室內覆蓋當作建設的重點,其中TD三期建設有超過50%的站點是室內站。
目前無線網絡的室內覆蓋主要存在三方面的問題:其一,室內網絡質量較差,導致室內用戶數據業務體驗不好;其二,故障率高,主要原因在于室內覆蓋所采用的有源器件如干放、等故障率遠高于等主設備;其三,室內站話務吸收不足,導致室內設備利用率低于整體設備利用率,投資收益不佳。
此外,室內覆蓋的設計規范也存在一些原則性的疏漏,比如:信號放大器設計規范對于下行有明確的要求,對于上行卻沒有明確要求;對覆蓋場強有要求,但對于系統的互調干擾卻沒有明確的要求。由于規范上的缺失,導致室內網絡設計從規范層次上就已經失去了對覆蓋質量的約束,設計存在一定的隨意性,在工程實施過程中對質量無法進行有效監理。
再有,室內覆蓋還有一個很重要的問題是責任主體不明確。在對室內覆蓋進行優化時,設備廠商往往通過采用增加設備的方式來解決,導致室內覆蓋的成本居高不下。
2 五種主要的室內覆蓋解決方案
室內覆蓋問題事實上并不是單純的室內系統鋪設問題,必須對網絡有全面深入的了解,否則就會變成“頭痛醫頭,腳痛醫腳”,疲于應付。室內覆蓋問題的徹底解決需要與整網的規劃相結合,包括覆蓋與算法相結合。另外,室內覆蓋還需要控制高層導頻污染或者高層干擾,并對頻率進行統一的規劃與使用。
目前業界主要的手機信號增強器室內覆蓋解決方案有:
◆ BTS+各類干放+DAS:此方案在2G時代已廣泛采用,目前主要應用在中國大陸、香港、臺灣,是目前存量最大的一種室內覆蓋解決方案。
◆ BTS+DAS:印度、俄羅斯、中東、南美、非洲大多數國家主要采用此方案,此方案分布的地區最廣,是普遍采用的一種解決方案。
◆ BTS+直放站(模擬)+DAS:主要在日本廣泛使用。日本偏好光纖、有源分布系統,室內覆蓋99%采用光纖直放站,1%采用射頻直放站。整個日本市場95%以上采用模擬光纖直放站組網。
◆ AP解決方案:此方案主要在西歐的一些國家中采用。目前歐洲室內覆蓋建設量還相對較少。
◆ BTS+無線直放站+DAS:此方案主要在沒有有線傳輸的場景下采用。全球均有應用,但是總建設量不大,不是主流的方案。
以上五種方案中,前三種方案可以統一為RRU+BBU+DAS方案。 由于DAS有利于多系統共享分布式系統,因而是性價比最高、通用性最強的解決方案,未來仍然會有廣泛的應用。
3G時代,提出的RRU+BBU分布式基站已成為業界主流,也成為室內覆蓋的主要方案。RRU的出現使得干放和光纖直放站被替代,多RRU共小區的技術,解決了多RRU需要更多頻率、PN碼、擾碼的問題,使得這種替代更為徹底。干放、直放站的故障概率是主設備的50-100倍,而且還沒有監控,是故障的主要來源。華為采用最穩定、最完善的分布式基站解決方案,可以替代傳統的干放、直放站等有源設備,大大提升室內覆蓋網絡的穩定性與可性。
另外一種有發展前景的室內覆蓋解決方案基于AP ,而FTTx的建設將會促進此方案的應用。此方案可能的形態是+多模AP+mini DAS,方案支持技術。由于芯片技術及技術的發展,多模AP將會進入商用。
3 如何有效提升室內覆蓋質量
不管采取何種技術來實現室內覆蓋,都需要解決和提升覆蓋的質量和效率。為此,華為首先從技術規范上提高了室內覆蓋的設計與建設水平,已經具備了對整個室內覆蓋進行系統級的設計、建設、檢測與管理能力。目前,作為室內覆蓋技術研究與實踐的領跑者,華為可為運營商提供完善的室內覆蓋咨詢服務。
我們知道,室內無線網絡的鏈路不平衡將會導致上行不足,此時有信號卻無法接入,無法有效吸收話務,導致室內覆蓋沒有發揮應有作用,而傳統的檢測和驗收手段無法發現與解決這類問題;在定位干擾問題時,對干擾源的特點和干擾通道的理解是非常重要的,但是傳統的分析只看到了表面現象,簡單地認為只存在外部干擾,并認為上行干放增益會產生上行干擾。由于對干擾成因存在錯誤的理解,以往室內覆蓋普遍采用調低上行干放增益的錯誤方法,導致大量的站點出現鏈路不平衡。由于存在以上缺陷,以往的室內覆蓋實際上是在進行低水平的大量建設,存在嚴重的隱患。針對這些問題,華為通過多種技術手段,可以從根本上定位與解決信號傳輸通道的質量問題,提高室內覆蓋的質量,從而提升用戶體驗。
華為認為,導致以上問題的關鍵在于技術思路存在問題,缺乏全面的、系統級的思考和檢測手段。打個比方:檢測建筑物的堅固程度有兩種方法,其一是對于建筑材料、設計方案和施工工藝進行檢測,但這沒有辦法對建筑物整體的堅固程度進行檢測;其二是模擬某個地震等級,檢測建筑是否受損傷,損傷在哪里。第二種方法的可靠性明顯優于第一種,而且檢測效率大大提高。模擬一定等級的地震在技術上不可實現,但是對于電子設備,這樣的模擬是可以實現的。利用主設備可以很方便地實現這樣的功能,而且這種方法對于合格的系統和器件是沒有損傷的。另外,充分利用商用手機的測量報告(MR),通過分析可以很方便地發現網絡的問題。
通過深入的研究與實踐,華為發現導致上行干擾的主要原因往往是在下行,只是癥狀表現在上行。這些原因主要包括:下行干放性能不良;接頭松動;合路器性能不良。
針對以上問題,華為還特別開發了專用的工具與算法,并發展了一套完善的檢測方法。這些工具與算法可以實現如下功能:定位互調干擾及驗證系統的穩定性;弱覆蓋區域的自動檢測;鏈路平衡的系統級判斷;室內信號外泄的遠程判斷;室內話務的充分吸收;等等。
這些工具與算法因通信協議的區別,實現方式各有特點。由于克服了傳統方法的疏漏和缺陷,使得定位問題的效率大大提高。實踐表明,這些工具與算法有助于大幅提升室內網絡的覆蓋質量。
4 成功應用案例
華為在全球大規模的無線網絡部署實踐中,獲取了大量一手數據,驗證了華為高效的室內覆蓋解決方案,并使方案得到了不斷的完善與發展。
例如,華為在一個商用網上開展了采用先進的算法進行室內話務吸收的實驗。實驗對50個小區進行了相應的調整,并測量了話務量變化和掉話率。
從話務量變化趨勢的測量上可以看到,全網話務量的變化是平緩的,但是室內話務量提升了近50%,表明話務吸收主要來自于算法的作用。但是,室內出現了掉話率上升的現象,此時全網掉話率沒有波動,可排除設備故障的原因。
進一步的分析表明,切換是掉話的主要原因:外泄的信號落到外面,形成了很多零星的覆蓋區,由于話務吸收的作用,用戶經過這里容易切換入小區,由于切換區過小,使得切換出來困難,導致掉話。華為的室內覆蓋解決方案可避免室內信號的外泄,同時通過配合鄰區設置以及小區駐留參數的調整,可徹底消除窗邊的“乒乓效應”,減少開銷以及窗邊掉話的機會,從而提升室內覆蓋的質量。
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