[摘 要] WCDMA室内覆盖是为了改善室内信号，以最低成本满足覆盖要求，同时不会因增加室内覆盖系统而影响整个网络的性能，达到提高室内覆盖的能力。不仅可以给用户带来更好的业务使用体验，还可以分散过密地区的网络压力，更可以与其他运营商的网络争夺室内话务量。但是，由于3G工作在超短波频段，而且电波绕射能力差，穿透损耗较大，会有更多弱信号区出现，特别是在建筑物内部，更是存在着盲区多、易断线、网络表现不稳定的缺点。所以本文针对以上因素做出了一些优化的构思与方案。
[关键词] WCDMA 室内覆盖 实现方案 3G
1. 3G室内覆盖概述
3G移动通信系统是一种能够提供多种类型高质量的多媒体类型，能实现全球无线覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型类型便携式终端在任何时候任何地点进行任何种类的通信。
1.1 室内环境无线覆盖的主要问题
由于WCDMA系统的特性，在建设WCDMA室内分布系统的时候，遇到了基站信号互相干扰的情况，主要存在以下几个方面的问题。(1)建筑物高层收到的室外信号杂乱，很难控制室外信号的强度，严重影响了3G业务的体验质量；(2)强室内信号外泄严重，影响周边环境的无线质量，造成掉话发生；(3)优化手段和效果较差，使用添加邻区等方式避免干扰不仅规划异常复杂而且收效较差。
我们可以利用异频、硬切换来避免这些质量问题，在不同频率范围内，室内外信号不会相互干扰，高层室外信号的导频污染问题、邻区漏配造成干扰等的问题都不会存在。
而要实现WCDMA室内、室外协同覆盖还有一些难点。
首先是信号干扰和泄漏问题。必须控制好室内外小区、室内小区之间的干扰，确保室内外网络都能正常运行。
其次是共室内分布系统问题。从工程和成本等方面综合考虑，2G/3G共室内分布系统是WCDMA室内覆盖建设的首选，由于3G的高频率带来高损耗，因此必须选择合理的3G信源组网方式，精打细算才能完成3G共室内覆盖建设。
最后是平滑过渡问题。必须保证用户在室内外各种环境下业务的连续性，即需要保证多载波之间、室内外之间、室内电梯和平层之间的平滑过渡。由于涉及多种不同的场景，其关键点是需要基于场景提供合理的切换规划和设计方案。
1.2. 3G和WLAN之间的干扰
3G对WLAN的干扰主要是3G下行产生带外辐射信号对WLAN 的干扰，WLAN对3G的干扰与之相比要小很多。根据3G WCDMA的规范，它的有源设备产生的带外辐射信号在2200MHz以上频带内小于-40dBm/100kHz(见3GPP的相关规范)，这个辐射强度再加上多频合路器的隔离度80dB，就可将干扰电平抑制到小于-120dBm/100kHz，基本不会对现存的WLAN产生干扰。
1.3 3G之间的干扰
中国已经将1920-1980/2ll0-2170MHz分配为3G的对称频段。在该频段，有的运营商可能选择WCDMA，有的运营商可能选择CDMA2000LX。当WCDMA与CDMA2000LX工作在相邻频段时，WCDMA与WCDMA之间的频率间隔是5MHz，WCDMA与CDMA2000LX之间的频率间隔是3.75MHz，两者之间的保护带宽为925kHz。
由于上行频率和下行频率的间隔至少有130MHz，所以WCDMA分布系统与CDMA2000分布系统之间及手机与手机之间的干扰很小，可以不考虑。应该考虑的主要干扰是由于远近效应引起的干扰，可以通过基站间隔距离大于最小隔离距离解决。
1.4 目前2G/3G共室内系统为首选
中国联通已经拥有一张覆盖完善的GSM网络和庞大的室内覆盖系统，为此，WCDMA和GSM共室内系统成为WCDMA室内覆盖的首选。
为了顺利实现2G/3G共室内覆盖，需要保证系统隔离和各系统信号允许路损大体平衡。首先应当采用指标良好的合路器，满足2G/3G系统隔离；其次是优选光纤传输的RRU作为信源，在2G/3G信号的合路上，可以有效补偿WCDMA高频段带来的高损耗，保证WCDMA室内信号覆盖强度；最后是确保2G系统无源器件对3G系统的支持，采用“多天线小功率”的天线布放方式，做好电梯覆盖改造，使改造后的3G系统在室内形成均匀的信号覆盖，并有效控制对室外的信号外泄。
2. 3G室内覆盖的实现
2.1. 实现室内覆盖的方法
目前，国内2G网络使用最多的室内覆盖方法是宏蜂窝基站加定向天线，在3G网络中，宏蜂窝方式的使用可能会减少， 3G网络中相当的业务量产生于室内，而作为3G特色的高速数据业务要求的接收机灵敏度要高于话音业务，如果仍然使用室外宏基站来确保室内的覆盖质量，则必然会减小室外基站的站距，从而增加室外站的数量；另外，由于高层有比较严重的导频污染，如果高大建筑物的高层部分由室外宏基站提供服务，那么用户将接收到来自于周围基站设备产生的多个强干扰，此时，用户如果想通话，则终端需要更大的功率，也就意味着将会产生更多的干扰，从而导致整个系统通信质量下降。
下面四种方式很可能会在3G室内覆盖方面获得更加广泛的应用，分别进行阐述。
(1)微蜂窝加室内信号分布方式。是以室内微蜂窝系统作为室内覆盖系统的信号源，即有线接入方式。该方式采用独立的基站系统，可以独立承载话务量，并能分担宏小区话务。该方式虽然需要传输和供电设备，但是实施简单，无需机房资源，更重要的是能够提供更多的网络资源，可以灵活结合具体室内分布系统来实现室内覆盖。适用于覆盖范围较大，且话务量相对较高的建筑物内。
(2)宏蜂窝无线接入方式。是以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源，即无线接入方式。适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区，市郊等偏远地区使用。
(3)射频拉远基站采用室内／室外混合覆盖。适用于NodeB存在富余容量的情况下，使用远端射频模块可以避免因使用馈线而减少的3dB信号衰减。缺点在于要仔细核算基站的基带所能承载的处理能力，同时远端无线接入设备需要独立的传输和供电设备。SKT正在积极尝试该方法。SKT通过采用相当数量的基站耦合方式，利用光纤加干放拉远解决室内覆盖。
(4)直放站(Repeater)加室内信号分布方式。在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站(Repeater)将室外信号引入室内的覆盖盲区。适用于低话务量、室内面积较大、传播环境复杂、建筑物对室外无线信号屏蔽衰减很大的室内覆盖盲区使用。
这4种覆盖系统有着不同的优缺点：使用微蜂窝基站可以增加系统容量，信号质量比较好，但安装周期较长，投资成本较高。使用宏蜂窝适用于郊区话务量较小的地方，覆盖范围大，投资成本低，但是某些建筑物屏蔽功能较强，信号很难渗透。使用直放站方式安装时间较短，投资成本较低，但是只适用于基站容量有富余的情况。因为直放站不能增加系统容量，而且万一控制不好容易对现有网络产生干扰。使用远端射频模块的优缺点与直放站基本类似，但是信号质量要比直放站好。一般而言，目前采用远端射频模块和直放站加室内分布系统方式相对普遍。
综上所述，室内分布系统的信源选择需要综合考虑建筑物的覆盖、容量和周围网络环境等关键因素，一般应该遵循如下原则：对于低话务密度、小规模覆盖且较为封闭的场景，优先选用直放站作为信号源，这样可以充分利用室外宏基站的容量。对于中等话务密度和中等覆盖规模的场景，优先选用微蜂窝作为信号源。对于高话务密度和大覆盖规模的场景，优先选用射频拉远模块作为信号源。
2.2 WCDMA室内覆盖实现应注意的问题
随着3G网络在全世界范围内的铺开，运营商积累了越来越多的3G 网络建设和运营经验，同时也认识到室内覆盖在3G网络建设中是极其关键和重要的环节，越来越重视室内覆盖的建设。
1.室内分布系统
室内分布系统的基本方式有以下几种：一是无源分布方式、二是有源分布方式、三是光纤分布方式、四是泄漏电缆分布方式。
2.信源和室内分布系统的综合选取
对于信源与分布系统的选取，我们需综合考虑话务量、覆盖面积、建筑结构、信源方式等其他因素的影响，最终采用既可达到所需的覆盖要求又可合理控制成本的分布系统。现就一般情况总结如下。
(1)微型建筑物(6000m2以下)
一般采用小功率直放站＋无源分布系统。
(2)小型建筑物(6000m2～12000m2)
分为两种情况：如建筑物内部建筑结构单一，宜采用中功率直放站或微蜂窝＋无源分布系统；如建筑物内部建筑结构复杂，则根据实际需要可采用小功率直放站＋有源分布系统。
(3)中型建筑物(12000m2～60000m2)
一般采用微蜂窝+有源分布系统。
(4)大型建筑物(60000m2以上)
根据实际情况采用不同的分布系统类型，包括有源分布系统和光纤分布系统。如大型酒店和综合性楼宇，由于楼层较高宜采用微蜂窝或宏蜂窝＋有源分布系统；大型会展中心由于楼层面积较大，宜采用微蜂窝或宏蜂窝＋光纤分布系统。
(5)特型建筑物
对于超高型电梯宜采用定向天线分布或泄漏电缆分布系统。
对于公路隧道，信源采用直放站，长度在1km以下的宜采用射频分布系统；长度在1km以上的宜采用光纤分布系统。
对于铁路隧道，信源采用直放站，长度在200m以下的宜采用射频分布系统；长度在200m以上的宜采用泄漏电缆分布系统。
对于城市地铁，信源采用蜂窝与直放站结合的方式，分布系统需结合有源分布系统和泄漏电缆分布系统进行覆盖，如地铁隧道和站台采用泄漏电缆分布系统，地铁入口采用天线分布系统。
4.有源设备及无源器件的综合选取
在室内有源分布系统中选取干线放大器时，需要遵循如下原则：
(1)根据ALC功率选取合适的干线放大器在进行有源分布系统建设中，需根据建设规模和建设成本确定干线放大器的最大输出功率，中小规模的选取2W(ALC功率)的干线放大器；大规模的选取5W、10W(ALC功率)的干线放大器。
(2)根据上下行增益选取合适的干线放大器干线放大器的最大增益应在35dB～40dB范围内，并且上下行增益需保持一致。
(3)根据噪声系数选取合适的干线放大器在有源分布系统中，需考虑干线放大器上行噪声对信源的影响，选取的干线放大器的噪声系数需满足：上行噪声系数≤4dB，下行噪声系数≤6dB。
5、无源器件的选取
无源器件主要由耦合器、功率分配器、合路器、室内天线、馈线等无源器件及电缆和天线组成。如果无源器件兼容3G系统，无源器件的工作频率范围必须满足889MHz～2170MHz，否则需更换。考虑到WLAN系统的合路，故建议更换时采用的无源器件最好满足工作频率范围为885MHz～2500MHz。
3. 覆盖目标不同时室内分布解决方案
3．1、根据覆盖目标的不同，选取不同的WCDMA信号源
(1)直放站。这种方案需要从源基站耦合信号，直放站本身不能提供容量，而是由与直放站连接的源基站提供室内覆盖所需的容量。无线直放站能够接收源基站的无线信号，并通过对源信号的放大来实现对于指定区域的覆盖。
优点：无需传输资源，快速实现室内覆盖，并且方案的成本比较低。
缺点：直放站本身不提供容量，不适应大容量的室内覆盖，直放站同时放大了噪声，影响信号质量。
（2）微基站。它的特点是基站体积小，重量轻，支持220V交流供电，可以挂墙安装。
优点：微基站体积小，功耗低，低成本设计，适合无机房条件的室内覆盖。并且微基站安装方便，应用方式灵活，建网速度快。
缺点：微基站的容量和输出功率有限，要覆盖较大的区域，一是使用更多的微基站，导致成本增加；二是方案不增加微基站，由于覆盖范围大，导致射频馈缆的损耗增加，需要增加更多数目的干放，网络质量下降。
（3）BBU+RRU。BBU+RRU的室内覆盖解决方案是分布式基站思想在室内覆盖中的体现，这种方案同时具有光纤分布解决方案的低成本，易施工的特性，又具备微基站方案易安装的优点，是首选的解决方案。
3.2场景不同下室内分布解决方案
在不同场景下的多系统共用室内分布系统合路有以下两种方案：
（1）有源射频分布系统
图（3-4）集中合路方式独立干线合路
（2）POI射频分布系统
图（3-5）收发同缆的POI合路
图（3-6）收发分缆的POI合路
综上所述，解决干扰的措施是采用隔离的方法，常用的方法是空间隔离、降低干扰源的功率和增加滤波器隔离。研究表明，两者共室内天线系统时避免互干扰的最小隔离度要求；两个系统共用室内分布式天线时，可以利用定制化双频合路器中的带通滤波器抑制系统间的干扰。同时需要借助网络优化手段，进行频点规划，避免三阶互调产物落入被干扰频段，来最大限度降低交调干扰。
参考文献
[1]. WCDMA 技术与系统设计 （芬）哈里?霍尔马 安提?托斯卡拉 周胜等译 机械工业出版社 2002
[2]. WCDMA无线网络规划原理与实践 张长刚等编著 人民邮电出版社 2009
[3]. WCDMA规划设计手册 梁凝编著 人民邮电出版社 2010
[4]. 移动通信多系统室内综合覆盖 上海市无线电协会著 上海科学技术出版社 2009 ■