生活小区规划指导.docx

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生活小区规划指导

目录

第1章概述5

1.1生活小区的无线环境特点5

1.2生活小区覆盖目前存在的问题6

1.3生活小区覆盖解决方案6

1.4宏蜂窝和微蜂窝方案比较6

1.4.1两者差别6

1.5宏蜂窝方案7

1.6微蜂窝方案8

1.7如何采用微蜂窝解决覆盖问题8

1.8微蜂窝点覆盖8

1.9微蜂窝连续覆盖9

1.10结论9

1.11系统设计10

1.12站址选择10

1.13天线选择11

1.14增益11

1.15水平、垂直波束宽度11

1.16极化方式11

1.17天线视觉效果11

1.18其它考虑12

1.19推荐天线12

1.20BTS选择15

1.21覆盖估计16

1.22容量规划18

1.23频率规划18

1.24小区参数考虑19

1.25位置更新参数19

1.26小区重选参数19

1.27利用HCS结构20

1.28切换参数20

1.29信号强度20

1.30功率控制和DTX20

生活小区规划指导书

关键词：

生活小区室内覆盖站址天线宏蜂窝微蜂窝

摘要：

本文针对生活小区的无线环境特点，重点研究如何低成本地解决生活小区的室内覆盖，并尽可能吸收话务。

同时对采用宏蜂窝和微蜂窝方案进行了比较，并针对微蜂窝方案提出了解决措施。

缩略语清单：

对本文所用缩略语进行说明，要求提供每个缩略语的英文全名和中文解释。

参考资料清单：

请在表格中罗列本文档所引用的有关参考文献名称、作者、标题、编号、发布日期和出版单位等基本信息。

参考资料清单

名称

作者

编号

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出版单位（若不为本公司发布的文献，请填写此列）

第1章

概述

生活小区（即居民住宅小区）覆盖是华为公司为针对当前运营商正在实施的方兴未艾的边际网战略所提出的新概念，其实质是特殊场合的点或面的覆盖。

当前生活小区一般室外可以覆盖或勉强可以覆盖，但室内尤其是1、2层室内覆盖较差。

用户投诉也多数来自这些室内用户。

生活小区覆盖方案不但可以减小这些投诉，还能为运营商带来更多的收入。

1.1生活小区的无线环境特点

生活小区的特点是建筑物排列比较规则，按楼层高度可以分为：

1.高层住宅区：

10层（30米）以上；

2.普通住宅区：

4~10层（12~30米）；

3.别墅区和低矮住宅区：

4层（12米）以下。

按建筑密度可分为：

1.高密度住宅区：

楼间距10米以内；

2.中等密度住宅区：

楼间距10~20米；

3.低密度住宅区：

楼间距20米以上。

按建筑材料分：

1.混凝土框架结构；

2.砖混结构；

3.新型空心砖墙壁。

另外受气候影响，各地建筑物墙壁的厚度差别较大。

总的来说，南方地区墙壁较薄，一般小于40cm；而北方墙壁较厚，一般大于50cm。

在高档住宅小区通常有地下停车场，这部分目前基本无覆盖。

本文我们主要研究中低密度的高层住宅区和普通住宅区的覆盖解决方案。

对于高密度住宅区覆盖方案（待进一步研究）本文不予讨论，对于别墅区和低矮住宅区的覆盖采用常规宏蜂窝覆盖就可以解决，在此也不予讨论。

1.2生活小区覆盖目前存在的问题

如上所述，覆盖电平的大小受小区内建筑物的密度、高度，以及墙壁厚度、材料等因素影响很大。

由于受多径影响，周围基站提供生活小区内的覆盖通常存在一些盲点/区，尤其是室内1、2层。

3、4层以上的室内覆盖通常能够满足通话要求。

但对于高层室内往往由于来自周围多个小区的信号都很强反而产生干扰等问题。

另外，周围宏蜂窝小区的富余容量有限，对于较大的住宅区难以满足其容量要求。

随着人们生活质量要求的提高，人们对电磁辐射也越来越关注。

要在住宅区内找到合适的站址十分困难，居民对安装在小区内的天线也十分敏感。

当前多数城市的基站是其它厂商的设备，存在华为基站能否市场准入的问题。

1.3生活小区覆盖解决方案

为了改善生活小区建筑物之间和建筑物之内的覆盖，通常可以考虑两种覆盖解决方案：

1.采用宏蜂窝

2.采用微蜂窝

下面分别对这两种方案进行分析。

1.4宏蜂窝和微蜂窝方案比较

1.4.1两者差别

宏蜂窝和微蜂窝之间的差别主要为：

•天线高度

微蜂窝用于室外时，天线高度一般为十几米或更低。

其原则是利用现有建筑物的阻挡，减低同频复用距离。

因此其天线高度都低于周围建筑物高度。

•输出功率

专门设计的微蜂窝产品的最大输出功率一般为几瓦，我公司的BTS22C为4W，BTS3001C为8W。

宏蜂窝的最大输出功率一般在20W以上。

顾名思义，微蜂窝的覆盖区域通常较小，一般覆盖半径不超过200m（一般按站间距200m进行规划设计）（这里引用的是其它厂商的数据，我司尚未实际开通类似网络，有待积累经验数据）。

微蜂窝可以在宏蜂窝层不能充分覆盖的区域提供点覆盖，尤其在室内。

或者在拥挤的宏蜂窝服务区使用微蜂窝以提高容量。

在初期，通常局方会采用上述的不连续覆盖方式，它可以很好地解决覆盖问题，但是对容量的改善比较有限，当微蜂窝与宏蜂窝不是同一设备商的产品时，还会导致信令负荷问题。

当容量需求变得很迫切时，可以采用连续覆盖解决方案。

业界认为采用连续覆盖的微蜂窝方案比点覆盖的微蜂窝方案容量可提高4倍以上。

1.5宏蜂窝方案

采用宏蜂窝的优点是：

1.容量大；

2.所需站址少；

3.可以考虑利用现有周围基站调整解决，也可以在生活小区内增加宏蜂窝基站解决；

4.因宏蜂窝站址通常较高，较容易解决高层室内覆盖问题；

5.技术上相对成熟。

缺点：

1.需要周围有站址较高的宏蜂窝基站（天线高度在30m以上），而高站又容易干扰其它区域；

2.对规模较小的生活小区较为容易解决其覆盖问题，但对规模很大（面积大于1km2）的生活小区仍会存在盲区；

3.不能解决地下停车场的覆盖问题；

4.居民对生活小区内惹人注目的宏蜂窝基站较为反感，站址获取困难。

结论：

因此宏蜂窝解决方案只适用于生活小区规模较小，且已经存在华为基站的城市。

对不存在华为基站的城市，此方案的竞争力不强。

因为作为一个本质上是点覆盖的解决方案，这些基站将零星分布在市区中，运营商很难同意引入新厂家的设备。

1.6微蜂窝方案

本文中如果没有特别声明，微蜂窝是指BTS22C、BTS3001C。

当市区宏蜂窝基站天线高度低于周围建筑物平均高度时，也可以当作微蜂窝来应用。

微蜂窝方案优点：

1.站址获取相对容易；

2.可以采用外形美观且体积较小的天线；

3.覆盖相对均匀，可以最大限度地解决盲区；

4.覆盖范围相对较小，因此易于控制干扰。

5.如采用一体化微基站（如BTS3001C）总投资额较低（无需机房、铁塔，支持多种传输方式，支持220VAC供电等）。

微蜂窝方案缺点：

1.容量小；

2.站址数量需要较多；

3.传输线路需要引入生活小区（多数城市不成问题）。

结论：

对于尚未有华为宏蜂窝基站城市的生活小区，采用微蜂窝方案具有较强的竞争力。

1.7如何采用微蜂窝解决覆盖问题

根据运营商的投资和对网络质量的总体要求的不同，采用微蜂窝时，有两种生活小区的覆盖解决方案：

1.单纯的点覆盖

2.连续覆盖

1.8微蜂窝点覆盖

采用微蜂窝点覆盖方案仅在盲区附近增加微蜂窝基站。

点覆盖方案的优点是：

1.所需微蜂窝数量较少；

2.可以解决盲区；

3.可以较好地吸收生活小区内的话务；

4.设计简单。

缺点：

1.单个微蜂窝所能容纳的载频数量有限；

2.点覆盖时，微蜂窝和宏蜂窝覆盖区域交叉，当微蜂窝基站和宏蜂窝基站分别挂接在不同的BSC之下时，BSC之间的切换、重选、位置更新较多；

3.点覆盖难以实现微蜂窝层的连续覆盖。

结论：

微蜂窝热点覆盖方案设计简单，可以较好地解决生活小区中的盲区问题。

但当存在两个以上厂商设备时，配合难度增加。

1.9微蜂窝连续覆盖

当条件允许，在规模较大的生活小区采用微蜂窝连续覆盖的解决方案具有较大的优越性：

1.容量增加最大；

2.可以解决盲区；

3.微蜂窝在生活小区内提供连续覆盖后，手机可以驻留在微蜂窝小区上，并在通话过程中保持在微蜂窝小区上；

4.降低了不同BSC之间的切换、重选、位置更新等信令流量。

缺点：

1.占用频率资源较多；

2.单个微蜂窝所能容纳的载频数量有限；

3.所需微蜂窝数量最多；

4.站址获取难度增加；

5.网络规划最复杂（连续覆盖目标的实现、频率规划）。

1.10结论

综合上述分析，生活小区的解决方案的根本是解决小区中的盲区。

利用周围宏蜂窝或在小区内增加宏蜂窝难以彻底解决小区的覆盖问题，并且居民对在小区内增加宏蜂窝基站也比较敏感，获取站址最难（主要原因：

宏蜂窝天线大，风扇声音大，当宏蜂窝离居民家很近时，如同一栋楼的隔壁时，会招致居民的强烈反对）。

采用微蜂窝时，可以根据用户需求、盲区范围、可用频率资源等决定采用点覆盖方案或连续覆盖方案（微蜂窝本身体积小，天线小，运行无噪声。

机柜可以放在室外，也可挂于室内墙壁，占用空间很小）。

对生活小区中的居民楼通常不考虑室内分布系统。

但由于宏蜂窝方案设计简单，如果市区已经有华为宏蜂窝基站，可以优先考虑宏蜂窝方案。

最后需要注意的是：

如果采用建设宏蜂窝，目前各地级分公司均无权订购设备，需由省级分公司按计划建设；但如果是微蜂窝，则各地级分公司往往以网络优化的名义自行采购设备。

实际规划时，一般可以先按微蜂窝点覆盖方案设计，当运营商条件成熟时，采用微蜂窝连续覆盖。

推荐：

1.微蜂窝+点覆盖+小型天线

2.微蜂窝+连续覆盖+小型天线

1.11系统设计

系统设计需要综合考虑无线传播环境、BTS设备性能、天线、站址、网络建设要求等方面因素，对于生活小区这样特殊的应用场合更要如此。

1.12站址选择

规划生活小区这种特殊应用环境，站址选择要有讲究，实地察看，进行信号路测是必不可少的。

前面已经提到，在生活小区内安装天线困难，因此在选择天线安装位置时需要仔细考虑。

当采用微蜂窝方案时，站址通常选择在生活小区内，并尽可能选择在离覆盖存在问题的区域近的地方。

考虑我们的产品技术性能，天线安装位置可以考虑如下：

1.在建筑物外墙壁（而不是楼顶）上；

2.在生活小区内的路灯柱上或另加水泥柱；

3.在地下车库内直接安装微蜂窝。

微蜂窝BTS22C和BTS3001C均有室内型和室外型产品。

可根据实际需求选择。

注意：

路灯柱上安装天线在国外采用较多，但国内供电公司是否允许还有待调查。

1.13天线选择

当选择墙壁安装位置时，可以直接利用微蜂窝的内置天线，也可以选择其它小尺寸天线。

针对生活小区覆盖特点，选择微蜂窝天线型号时应主要考虑如下因素：

1.增益；

2.水平波束宽度；

3.垂直波束宽度；

4.极化方式；

5.视觉效果（尺寸、外形、重量）；

1.14增益

微蜂窝天线增益建议选择低于9dBi的天线。

微蜂窝覆盖范围小，安装位置距重点覆盖区域也很近，天线增益可以低一些。

而增益大于10dBi的天线尺寸也通常较大，容易引起居民的反对。

1.15水平、垂直波束宽度

水平、垂直波束宽度的选择与无线环境有关。

当微蜂窝天线安装在墙壁上时，天线挂高低于周围建筑物高度，为了既能充分覆盖低层室内部分，又能兼顾楼层较高部分的室内覆盖，此类天线必须具有较大的垂直波束宽度。

根据楼层高度不同，可以选择垂直波束宽度范围35~80°的定向天线。

水平波束宽度的考虑与微蜂窝天线的安装位置及其覆盖目标有关。

可以选择水平波束宽度60~150°的定向天线，或者全向天线、双向天线（即8字形天线）。

1.16极化方式

微蜂窝天线可以选择垂直极化或双极化方式。

因生活小区中的微蜂窝覆盖范围较小，可以不考虑分集接收，因此采用垂直极化天线一般即可满足要求。

另外双极化天线体积较大，价格也较贵。

1.17天线视觉效果

安装在生活小区的微蜂窝天线对天线美观性要特别关注。

尺寸要小，外观要与周围建筑物协调，使其不太惹人注目。

另外天线重量要轻，使其易于在墙壁或路灯柱上安装。

当天线本身颜色与周围建筑物反差较大时，可以给天线喷上相同颜色。

1.18其它考虑

除上述因素外，还要考虑是否需要选择双频天线。

当选择小尺寸天线时，其端口最大输入功率是否能够承受微蜂窝的输出功率。

当不采用7/8馈管而直接采用短跳线时，天线的接头形式（N型公头/母头、7/16DIN头）是否与跳线接头匹配。

1.19推荐天线

安装条件合适时可以直接利用微蜂窝的内置天线。

其技术指标如下：

表1-1BTS22C、BTS3001C微蜂窝内置天线

微蜂窝内置天线

900MHzBTS22C/BTS3001C

1800MHzBTS22C/BTS3001C

类型

定向

同左

增益（dBi）

7

同左

水平波束宽度（°）

70

同左

垂直波束宽度（°）

56

同左

端口最大功率输入（W）

N/A

同左

尺寸（mm）

N/A（安装在机柜门上）

同左

重量（kg）

N/A

同左

频段（MHz）

900

1800

极化

双极化

同左

认证状况

是

同左

目前经过公司认证的适合于生活小区的外置天线种类很少，以下推荐几款天线。

表1-2KATHREIN微蜂窝天线

KATHREIN

K738450

K736624

K738449

K738454

K736935

K738466

类型

全向

定向

全向

全向

定向

双向

增益（dBi）

2

7

2

2

8

5/5.5

水平波束宽度（°）

360

90

360

360

90

2X65

垂直波束宽度（°）

78

65

78

79

65

N/A

端口最大功率输入（W）

100

50

50+50

50

25

200

尺寸（mm）

180/20

205/155/32

216/20

115/20

159/94/23

310/55/90

重量（kg）

0.2

0.5

0.2

0.15

0.2

0.8

频段（MHz）

900

900

900/1800

1800

1800

900/1800

极化

垂直

垂直

垂直

垂直

垂直

垂直

认证状况

否

是

否

否

是

否

表1-3KATHREIN微蜂窝天线

KATHREIN

K739651

K739619

K739695

类型

定向

定向

定向

增益（dBi）

7.5

8.5

8

水平波束宽度（°）

90

70

90

垂直波束宽度（°）

70

70

55

端口最大功率输入（W）

300

350

200

尺寸（mm）

256/262/116

256/262/116

174/155/69

重量（kg）

3.0

3.0

3.0

频段（MHz）

900Mhz

900Mhz

1800Mhz

极化

双极化

双极化

双极化

认证状况

否

否

否

表1-4ALLGON微蜂窝天线

ALLGON

A7191.01

A7193.01

类型

定向

定向

增益（dBi）

8.5

10

水平波束宽度（°）

74

65

垂直波束宽度（°）

60

63

端口最大功率输入（W）

20

100

尺寸（mm）

265/230/40

205/155/32

重量（kg）

0.4

0.5

频段（MHz）

900

900

极化

垂直

垂直

认证状况

否

否

表1-5JayBeam微蜂窝天线

JAYBEAM

JB7527

类型

定向

增益（dBi）

5.7

水平波束宽度（°）

140

垂直波束宽度（°）

74

端口最大功率输入（W）

100

尺寸（mm）

220/80/95

重量（kg）

0.3

频段（MHz）

900

极化

垂直

认证状况

否

上述已经通过公司认证的天线可以直接选用，没有认证的天线暂时不要选用。

上述天线的照片如下：

K738450K736624K736935K738466

K738449

JayBeam7527Allgon7191.01&7193.01

图1-2天线外形

对于话务量不大的地下停车场，还可以考虑采用室内分布系统方案，即微蜂窝/直放站+功分器/耦合器+多个小天线。

详细的室内分布系统技术参见《室内分布系统技术指导书》。

1.20BTS选择

如前所述，在生活小区选择微蜂窝比较适宜。

目前华为公司的微蜂窝商用产品有BTS22C微蜂窝基站和BTS3001C微基站。

具体采用那个产品，可根据覆盖区域内的用户容量和产品技术性能来选择。

两种微蜂窝产品的技术指标如下：

表1-1微蜂窝产品技术指标

产品名称

BTS22C

BTS3001C

接收灵敏度（dBm）

-110/-109

-110/-108

频段

GSM900/1800

GSM900/1800

单机柜TRX数量

2

1

支持并柜数量

3

0

机柜顶输出功率（W）

4

8

重量（kg）

35

33

尺寸（mm）

570/470/210

570/470/210

电源

150VAC~300VAC45~55Hz

150VAC~300VAC45~55Hz

传输支持

E1

内置SDH/E1

对于用户多、规模大的生活小区，建议优先考虑BTS22C。

因每个微蜂窝的覆盖范围有限，不建议采用微蜂窝并柜方式增加容量。

上述微蜂窝产品均可采用220V市电供电。

生活小区中供电一般不成为问题，但当供电不好时需要应用UPS稳压。

1.21覆盖估计

生活小区微蜂窝的覆盖范围小于1km，进行覆盖预测时需要有微蜂窝传播模型和5m以下的高精度数字地图。

这样的数字地图十分昂贵，出于国家安全因素，在海外其它国家也难以购买到这样高精度的地图。

目前常用的做法是采用实测方法。

方法如下：

1.对生活小区内现有覆盖状况进行测试；

2.确定覆盖不好的区域（信号电平低于接收门限）；

3.选择候选站址，优先选择覆盖差的位置；

4.在候选站址安装测试信号发射机进行验证测量，并选出最佳候选站址。

对将要建设的网络进行覆盖预测或估计的目的是在保证覆盖的前提下，使所需基站数量最少。

如采用不连续的点覆盖方案，则直接找到覆盖差的位置安装微蜂窝即可；如要实现微蜂窝连续覆盖，则建议进行验证测量。

为了更好地提供立体覆盖，建议天线安装在墙角，且高度在：

天线安装方位角如下图所示：

图1-1微蜂窝天线安装位置

当生活小区规模较大且楼群排列规则时：

图1-2微蜂窝天线安装位置

天线安装在墙角的好处是：

天线主瓣可以直接辐射到楼之间的空隙。

一般应该避免天线主瓣直接正对着附近楼房的墙壁。

为使频率可以在这些微蜂窝之间复用，天线方向应尽量保持一致。

当然也可以采用功分器（CellSplitter）用一个小区提供两个方向的覆盖（如上图所示），但要注意频率利用效率会降低，同时有额外的功分器带来的3dB损耗。

对于这种楼群排列规则的生活小区，天线建议选择水平波束宽度90~120°、垂直波束宽度30°以上的定向天线。

如果供电公司同意的话，也可以考虑路灯柱上安装微蜂窝天线：

图1-3微蜂窝天线安装位置

当楼群排列不规则时，天线可以安装在某一大楼的墙壁上，正对对面的建筑物墙壁，利用其反射信号提供覆盖。

天线高度与上面相同。

图1-4微蜂窝天线安装位置

建议选择水平波束120°以上、垂直波束30°以上的天线。

1.22容量规划

一个1TRX的BTS3001C能够容纳147个用户（按GOS=2%，0.02Erl/user计。

下同）；一个2TRX的BTS22C能够容纳410个用户。

在确定选择BTS22C和BTS3001C之后，根据生活小区内所需提供服务的用户数量，结合生活小区的面积，及每个微蜂窝的覆盖面积，就可以计算出需要多少个微蜂窝。

在规划容量时需要留有一定余量（一般按75~85%计）。

1.23频率规划

对于多数GSM900网络，没有预留微蜂窝频点。

对于中国移动可以要求提供单独的微蜂窝频点，但对中国联通绝大多数场合只能“偷频”。

为避免干扰，尽量偷用宏蜂窝BCCH频点。

对于采用3个微蜂窝以上的生活小区至少需要3个不受干扰的频点用作微蜂窝的BCCH频点。

当每个小区有2个TRX时（BTS22C），需要额外增加3个频点。

至少共需要6个频点。

对于点覆盖方案，如采用BTS3001C只需要1个不受干扰的频点。

因目前GSM1800的频点比较富余，采用1800的微蜂窝将使干扰减小。

但需要的微蜂窝基站数量将增加。

1.24小区参数考虑

在已有的宏蜂窝网络中引入生活小区的微蜂窝网络，因为一般要涉及微蜂窝BSC和宏蜂窝BSC的配合，需要考虑在两个网络间位置更新、重选、切换带来的对网络的影响。

还要考虑微蜂窝网络自身容量小，必须控制好话务。

因此在小区参数设置上要适当，并根据实际的网络情况加以调整，使生活小区内微蜂窝网络的性能达到最佳。

如前所述，在生活小区里的微蜂窝有点覆盖和连续覆盖两种形式，所采用的参数配置策略稍有不同。

点覆盖的设计简单，连续覆盖可以采用分层结构，使微蜂窝层比宏蜂窝层的优先级高，使生活小区内的用户在微蜂窝层上进行通话。

在微蜂窝上的话务控制方面可采用的策略是：

1.通过CRO等系统参数的设定，当用户在空闲状态下进行小区重选的时候，使生活小区的微蜂窝拥有更高的优先级，使用户尽可能驻留在微蜂窝上。

2.当手机在呼叫建立过程中，通过直接重试可以调整话务的分配；

3.在通话状态下，通过小区分层和在同一层区分不同的级别，使生活小区内的用户尽量切换到微蜂窝层上完成通话。

1.25位置更新参数

当宏蜂窝与微蜂窝不是同一个位置区时，微蜂窝和宏蜂窝之间就会有位置更新，不必要的频繁的位置更新会占用许多网络资源，影响网络性能。

位置区不同时，设置“小区重选滞后”值6dB（实际应用时应根据网络实际情况调整），减少位置更新次数。

为了减少位置更新的次数，建议将微蜂窝和宏蜂窝所在的位置区设置为同一位置区（这就要求微蜂窝所在的BSC与周围宏蜂窝所在的BSC属于同一个MSC）。

1.26小区重选参数

作为生活小区微蜂窝的话务控制手段，通常做法是通过设置手机的接入电平门限、CRO、TO，使手机在空闲状态尽可能驻留在微蜂窝小区上。

为了使手机在重选时尽可能驻留在微蜂窝上，建议设置CRO为10dB，使小区内微蜂窝的C2值高于周围宏蜂窝的C2值，调整CRO可以改变空闲状态手机驻留在微蜂窝上的数量范围。

但当微蜂窝没有实现连续覆盖时，手机仍会频繁地在微蜂窝和宏蜂窝小区上重选。

1.27利用HCS结构

采用分层网（HCS）结构把宏蜂窝和微蜂窝设置成不同层级，通过分层分级的切换算法，对微蜂窝和宏蜂窝上的话务进行控制，使生活小区内的用户在微蜂窝层上进行通话。

1.28切换参数

实