室分優(yōu)化分析系統(tǒng)建設(shè)研究

肖 斌

（湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司，湖南 長沙 410000）

1 室內(nèi)分布系統(tǒng)的組成及現(xiàn)狀

1.1 室內(nèi)分布系統(tǒng)的組成

室內(nèi)分布系統(tǒng)是利用室內(nèi)天線將信號均勻分布在室內(nèi)各個區(qū)域，保證室內(nèi)擁有理想的信號覆蓋，從而較為全面地改善建筑物內(nèi)部的通信質(zhì)量，建立高質(zhì)量的室內(nèi)移動通信區(qū)域[1]。室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)主要由信號源和分布系統(tǒng)組成，如圖1所示。隨著室分網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，室分網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化任務(wù)開始產(chǎn)生。

圖1 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的組成

1.2 室分優(yōu)化現(xiàn)狀

室分優(yōu)化著重于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)感知與分析。目前，室分優(yōu)化工作一般通過如下途徑發(fā)現(xiàn)和解決網(wǎng)絡(luò)問題：系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集及分析、網(wǎng)絡(luò)運行/測試數(shù)據(jù)采集及分析、綜合分析及優(yōu)化。室分網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型如圖2所示。

2 站點內(nèi)小區(qū)信號優(yōu)化

2.1 問題分析

平層面積大的站點，如商業(yè)區(qū)和地下室，常常劃分為多個小區(qū)。不同小區(qū)之間的干擾，通常出現(xiàn)在高層信號泄露至低層公共區(qū)域（如圖3中的地上一層公共區(qū)域區(qū)域1和區(qū)域2來自3F和4F的信號泄露），或同一樓層不同小區(qū)之間公共區(qū)域（如圖4中的區(qū)域1和切換帶），此類區(qū)域內(nèi)的終端同時接收到來自不同樓層、不同小區(qū)的信號，出現(xiàn)切換頻繁、掉話等情況。

圖2 室分網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型

圖3 不同樓層室內(nèi)小區(qū)之間干擾情況示意圖

圖4 相同樓層室內(nèi)小區(qū)之間干擾情況示意圖

2.2 優(yōu)化小區(qū)覆蓋

降低主服務(wù)小區(qū)之外信號場強(qiáng)，避免越區(qū)覆蓋（圖4的區(qū)域1），保證主服務(wù)小區(qū)場強(qiáng)的主導(dǎo)地位。對于圖3情形，3層以上邊緣區(qū)域的天線應(yīng)選擇定向天線，定向天線盡量背靠建筑物墻壁柱子安裝，遮擋天線后瓣信號。對于圖4情形，其中一個小區(qū)邊緣采用定向天線向本小區(qū)內(nèi)覆蓋，另一個小區(qū)用全向天線來覆蓋。以“小功率、多天線”為原則，邊緣區(qū)域的天線調(diào)低天線口功率，適當(dāng)縮短覆蓋半徑。

2.2.1 優(yōu)化小區(qū)切換關(guān)系

添加室內(nèi)相鄰小區(qū)的鄰區(qū)關(guān)系，漏配鄰區(qū)時終端不能及時切換到質(zhì)量更好的小區(qū)，也會導(dǎo)致干擾。鄰區(qū)關(guān)系在室分系統(tǒng)開啟之前已確定，但往往存在不必要的鄰區(qū)關(guān)系，經(jīng)嚴(yán)格測試后過濾或添加鄰區(qū)。定期核查鄰區(qū)關(guān)系，分布系統(tǒng)開啟后，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)調(diào)整（如搬遷站）而影響到鄰區(qū)關(guān)系的，及時進(jìn)行處理。

2.2.2 優(yōu)化切換帶

優(yōu)化切換帶，讓切換帶盡量狹窄，避免乒乓切換。可采取增大切換時滯和調(diào)整切換門限解決切換頻繁等問題。

3 站點內(nèi)電梯信號優(yōu)化

3.1 問題分析

電梯對信號屏蔽大，容易發(fā)生切換不及時而掉話的情況。該情況導(dǎo)致的投訴量大，是室分優(yōu)化的重要情況之一。

3.2 分區(qū)調(diào)整

電梯內(nèi)的人員流動基本是由首層進(jìn)入電梯到達(dá)各平層，將電梯、地下室與首層劃分到同一個小區(qū)，可以有效減少站點內(nèi)小區(qū)切換，如果地下室單獨成小區(qū)，則考慮低層與電梯設(shè)置為同一個小區(qū)。通過分區(qū)調(diào)整，提高站點切換性能。

3.3 電梯切換區(qū)優(yōu)化

如果電梯和平層為不同小區(qū)，出入電梯的切換帶設(shè)置在電梯等候廳內(nèi)；同一電梯分成多個小區(qū)的，考慮到完成一次正常切換約2 s，電梯運行速度約為3.5 m/s，則切換帶長度為7 m左右，如圖5所示。

圖5 電梯切換優(yōu)化

4 低層窗邊信號優(yōu)化

4.1 問題分析

低層多玻璃窗戶的站點，對室外宏站信號屏蔽小，對于窗邊切換優(yōu)化，可以通過調(diào)整室分天線電平值將切換區(qū)域控制在窗邊附近，保證后期通過優(yōu)化參數(shù)后發(fā)生在室內(nèi)的通信業(yè)務(wù)基本由室分小區(qū)解決。圖6為窗邊信號優(yōu)化示意圖。

4.2 窗邊信號工程優(yōu)化

調(diào)整優(yōu)化天饋系統(tǒng)主干是通過調(diào)整主干器件類型、更換主干耦合器型號。當(dāng)站點發(fā)生室分信號整體泄露時，應(yīng)采用調(diào)整主干的方式進(jìn)行優(yōu)化。在信號源或者合路器端進(jìn)行工程調(diào)整可解決整體或者局部信號泄露問題。

圖6 窗邊信號優(yōu)化示意圖

站點發(fā)生室分信號局部泄露時，可采取更換個別天線類型或調(diào)整天線安裝位置的方式解決，更換調(diào)整天線數(shù)量不宜過多，否則不考慮使用。調(diào)整天線安裝位置，將天線位置調(diào)整到建筑物的承重墻、磚墻隔離裝修或金屬裝飾區(qū)域附近，進(jìn)行信號隔離，依靠這些區(qū)域的信號屏蔽阻擋，減少泄漏范圍，采用該方式前提條件是不影響現(xiàn)有室內(nèi)覆蓋。

工程優(yōu)化的優(yōu)點是能夠徹底地解決室分信號泄露問題，缺點為受物業(yè)協(xié)調(diào)能力等干擾因素影響，解決速度較慢。

4.3 窗邊信號參數(shù)優(yōu)化

如果物業(yè)協(xié)調(diào)難度大，可采用參數(shù)優(yōu)化法來處理該類問題。要解決在室外占用泄露室分小區(qū)的問題，可采用配置室分小區(qū)與附近室外宏站的單向鄰區(qū)或者不配置鄰區(qū)的方式。同時，在不影響室分小區(qū)整體性能的情況下適當(dāng)降低室內(nèi)小區(qū)有源設(shè)備輸出功率。

室分系統(tǒng)利用速度判決算法判斷快速移動用戶切入門限值的次數(shù)，超過設(shè)定次數(shù)門限才啟動切換，能降低誤切入率。

參數(shù)優(yōu)化的優(yōu)點是不受物業(yè)等因素干擾，解決速度快，缺點為對室外網(wǎng)絡(luò)仍然存在一定程度的影響，無法根治室分信號外泄。

5 室分小區(qū)容量優(yōu)化問題

5.1 問題分析

站點用戶數(shù)量多，對于業(yè)務(wù)需求量大，容易發(fā)生擁塞等問題。高話務(wù)和高擁塞率小區(qū)需要進(jìn)行擴(kuò)容。當(dāng)室分系統(tǒng)存在故障或參數(shù)配置問題導(dǎo)致覆蓋不足或話務(wù)吸收不足而影響資源利用率時，便需要排查室分網(wǎng)絡(luò)問題。

5.2 調(diào)整室分系統(tǒng)

控制室分小區(qū)的覆蓋范圍，當(dāng)站點話務(wù)量或流量不足時，核查室分站點的覆蓋情況，排查室分系統(tǒng)故障；當(dāng)系統(tǒng)話務(wù)量或流量過高時，通過減小室分信號覆蓋范圍，調(diào)整室分系統(tǒng)主干，優(yōu)化室分站點的容量情況。

5.3 載頻擴(kuò)容

載頻擴(kuò)容方式適用于話務(wù)量高和擁塞率高的小區(qū)，通過現(xiàn)場話務(wù)需求再次建模來精確計算站點實際容量需求，通過增加載頻資源擴(kuò)容來提升小區(qū)容量。LTE系統(tǒng)則可以通過建設(shè)MIMO雙路系統(tǒng)實現(xiàn)擴(kuò)容。

5.4 小區(qū)分裂

該方式通過把原有單個小區(qū)裂向為多個小區(qū)進(jìn)行擴(kuò)容。

6 車庫出入口信號優(yōu)化

6.1 問題分析

地下車庫出入口通道一般較狹長，多數(shù)存在拐彎，車輛進(jìn)出時，因切換不及時常常導(dǎo)致掉話。

6.2 車庫出入口信號優(yōu)化

為保證用戶終端在出入車庫時正常切換，室分系統(tǒng)需在車庫出入口轉(zhuǎn)彎處布放天線，同時控制好天線出口功率。考慮到完成一次正常切換需要2 s，車庫出入口處最快行車速度為6 m/s，則切換帶長度需12 m。

圖7為地下車庫出入口切換優(yōu)化示意圖，其中“室內(nèi)外信號切換帶”長度建議為12 m左右。

圖7 地下車庫出入口切換優(yōu)化

7 外部干擾源優(yōu)化

7.1 問題分析

干擾問題一直是影響無線網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)的頑疾，干擾類問題的分析、干擾源的排查與定位更是無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的難點。

7.2 有源設(shè)備干擾

根據(jù)測試數(shù)據(jù)，對設(shè)備、硬件、后臺參數(shù)等進(jìn)行排查，如果未發(fā)現(xiàn)異常，則考慮可能存在上行干擾，可以考慮重新規(guī)劃頻點。如果出現(xiàn)上下行鏈路不平，核實上下行增益設(shè)置是否合理，上行增益過大則調(diào)整上行增益。上行增益正常，核查有源設(shè)備輸出功率是否過強(qiáng)，如果輸入功率過高則降低功率，使有源設(shè)備工作在線性工作狀態(tài)。

7.3 外部干擾源

在排除有源設(shè)備問題后，先關(guān)閉有源設(shè)備，如果干擾仍然存在，可基本判斷存在外部干擾源。通過FFT頻譜掃描，對干擾信號的頻譜特性進(jìn)行分析，對周邊現(xiàn)場進(jìn)行干擾排查，通過掃頻尋找干擾源。當(dāng)掃頻天線正對干擾源方向時，頻譜與FFT頻譜掃頻結(jié)果基本一致。通過掃頻儀結(jié)合干擾多點定位方法，確定干擾源位置，根據(jù)干擾源形式調(diào)整干擾源參數(shù)，或者移除干擾源。

8 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計

章節(jié)2～章節(jié)7討論了各個場景常見的問題和優(yōu)化方法。本章基于室分網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型設(shè)計一套用于收集室分優(yōu)化工作中產(chǎn)生的案例和方法的系統(tǒng)。

系統(tǒng)實現(xiàn)功能原理如圖8所示。

圖8 室分優(yōu)化系統(tǒng)

9 結(jié) 論

本文主要討論了常見的室內(nèi)分布系統(tǒng)中優(yōu)化問題與對應(yīng)策略，并以實際經(jīng)驗方法為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一個室分優(yōu)化系統(tǒng)。

經(jīng)過長期的實踐，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中又出現(xiàn)很多本文未涉及的問題，這些問題均錄入室分優(yōu)化系統(tǒng)，使得原來需要很長時間積累的經(jīng)驗可以普及。網(wǎng)優(yōu)工程師亦可依據(jù)室分網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，更好地了解優(yōu)化流程，豐富自身技能，提升工作效率和優(yōu)化成果，提升用戶的感知度和運營商的競爭力。