高层高档住宅小区室内分布设计及施工经验汇总情况舒奕斌.docx

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高层高档住宅小区室内分布设计及施工经验汇总情况舒奕斌

高层高档住宅小区

室内分布设计及施工经验探析

工程部：

舒奕斌2011-3-9

一、概述

随着城市建设步伐的加快，越来越多的高层建筑为城市增添了现代气息。

然而，大量的高层建筑也给移动通信网络的室内覆盖带来了技术难题，成为网络优化和室内覆盖系统建设的重点和难点。

伴随高楼及在建高楼逐年增多，移动用户对手机通话质量的要求也越来越高，高层用户投诉不断。

因此，如何解决高层室内覆盖问题成了当前室内覆盖工程设计中的当务之急。

现代城市中高层楼宇密集，高层楼宇室内收到的无线信号较多较杂，造成高层处信号杂乱、频率干扰严重,通话质量差,严重影响了通话,客户满意度较低,成为投诉热点。

在这些区域的楼宇中高层，室内接收到的无线信号往往都不是附近基站的直射信号，多数是反射、绕射信号，或者是远处基站越区覆盖信号。

这样一来，用户在拨打手机时会出现信号不稳、通话质量差、掉话率高、接续困难的情况，在室内临窗区域尤为突出。

通过实际测试发现,随着楼层的升高，手机可接收到多个扇区的信号，各个扇区信号的场强大致相同并且不稳，缺乏主服务小区，由于通话质量差而引起的频繁切换，造成掉话率升高。

同时，一些高层住宅多配有高速电梯，由于快速移动产生的多普勒效应比一般的低速电梯更为明显，对无线信号的均匀引入也提出更高的要求。

二、高层楼宇客户特点

在发达地区，无论是高层住宅或是高层写字楼及高档酒店，其楼价/租价均是越高越贵，尤其是高层住宅顶楼一般为带私家花园的洋房或是复式豪宅。

因此，高层区域居住/办公的客户一般为经济收入高、经济来源比较稳定的高价值客户，会产生一定的话务量，同时客户对网络的服务质量要求也更高。

三、高层楼宇信号特点

1.现场测试：

在高层楼宇的测试中，每个楼层的平均信号强度变化不大而且与楼层高度没有太大关系，但是通话质量却随着楼层的增加不断恶化，一般高层楼宇到15层，尤其是20层以上的区域，普遍存在通话质差的问题;客户感受到通话质量差、话音断续、接通率低、掉话、脱网等，感知不到优质的网络服务质量。

因此，迫切需要解决高层楼宇的覆盖与通话质量问题，提升高价值客户的满意度。

2.无线网络问题：

以上客户感知现象在无线网络技术方面主要表现为：

高层楼宇收到的小区信号强且杂乱、无主导小区、乒乓切换、同邻频干扰严重、连续质差等问题。

3.问题形成原因分析：

分析原因一：

高层楼宇一般均高于周围建筑物，这对于建设在周边建筑物上的基站基本上为可见物，而无线信号为自由空间的无线传播，因此，高层楼宇上可收到很多小区信号，包括距离较远的小区信号；同时，各小区信号因没有遮挡，信号强度都比较强。

分析原因二：

一般室外基站建设高度约为30米左右，高度基本上与9～10层楼相当，同时，市区室外基站的天线下倾角一般设有8度左右，因此，高层楼宇14层以上区域一般都不在附近基站的主瓣覆盖范围之内，却往往处于较远基站的主瓣范围内，致使信号飘忽。

分析原因三：

目前发达地区尤其是市区，基站频密且每个基站因话务量高而载波配置多，这就造成市区频率复用率极高，因此，当高层区域收到过多基站信号时，也就是意味着收到的小区频率多，致使频率污染也较为严重。

综合以上分析可以看出：

高层楼宇的高层区域因收到较多远近不一的基站信号，且这些基站信号强度强而均匀，从而造成在高层区域无主导小区、乒乓切换、同邻频干扰、质差、掉话、脱网等现象。

四、高层室内覆盖布线系统设计分析

4.1、高层楼宇窗口边缘场强分析：

1．在高层室内布线系统的设计中，室内覆盖边缘场强一般要求高于-75dBm，该电平值可满足室内封闭环境如电梯、过道等的覆盖要求。

   2．在高层楼宇窗口等开放性区域，若室外宏站的干扰电平达到-70dBm左右，室内信号电平必须高于室外宏站信号10dB左右，以满足同频干扰保护比C/I≥12dB的要求。

   3．市区高层楼宇密集，楼宇的间距非常小，在加强高层楼宇窗口附近室内信号边缘场强时，必须防止室内信号泄漏对周围宏站小区间的干扰。

   因此，建议对高层室内布线系统边缘场强的设置进行修改，高层楼宇窗口的边缘场强要求高于-60dBm，室内封闭环境的边缘场强要求高于-75dBm。

4．2、电梯覆盖设计分析：

在高层室内布线系统设计时，对高速电梯的覆盖方式和小区间的重叠覆盖距离需特殊考虑。

   1．电梯井覆盖方式：

在电梯井道内安装对数周期或定向平板天线来进行覆盖，这种方式施工时相对复杂，但覆盖效果较好，目前采用较多。

   2．泄漏电缆覆盖方式：

在电梯井道内垂直布放泄漏电缆进行覆盖，这种方式施工复杂，成本较高，适合高层高速电梯，覆盖效果好。

   3．对于高速电梯覆盖的解决方式，目前有一种较新的思路，即采用光纤分布系统，将室内天线和光纤远端机放置在电梯轿箱顶部，柔软的线缆与电梯随梯电缆捆绑在一起，天线随电梯移动，保障轿箱内信号均匀，使信号强度不随电梯轿箱的升降而变化。

这种覆盖方式目前只在几个城市有所应用，对光纤及施工要求较为严格。

若这种方式成熟的话，对高速电梯覆盖将是一种比较好的解决方式。

4.3、中低高层分区覆盖设计分析：

一般在20F以上的高层住宅小区或者写字楼、酒店等覆盖设计之前，就应该考虑分区覆盖。

分区主要是考虑从信源来分，主要可以分为以下几种方式：

1．低层（含地下停车场）、电梯共一个小区，此小区可以是周围可用宏站小区信源，且该小区可以也务必和室外信源作好切换处理，因为进出该大楼及出入电梯都将产生合理切换。

切换参数要做好。

2．中层、高层可以共一个小区，此小区一般来说和室外宏站小区作单向切换，和低层小区单独作一个双向切换，用来切换中高层通话中出入电梯的状态。

3．中高层在合适的位置引出室外定向性较好且隐蔽的天线用来对其他楼的中高层的窗口补充覆盖，信源也用干净的独立的中高层信源，中高层信源一般为独立小区，不对外发射。

4．在低层为了保证小区里面信号纯净，不受室外宏站的影响，建议对室外用低层小区作信源，对小区利用美化式路灯型天线进行小区覆盖，让整个小区的信号都保证在室外信号强度之上。

5．在高层住宅小区设计时，一般需要考虑中高层用高增益天线，确保窗口信号强度，并且天线最好能够安装在最合适的覆盖位置。

在高层写字楼或者酒店覆盖时，电梯厅一般需要放置一个天线，用来让刚出电梯的用户不至于快衰弱，找不到较好的信源切换而产生掉话。

4.4、高层楼宇覆盖中低高层覆盖优化分析：

1.调整宏站天线方案

优化思路：

开展针对性的高层楼宇无线环境优化，新建或选择适当的小区使其成为主覆盖小区，去除多余的干扰小区信号，为用户提供良好的通话服务。

1）常规优化方案

对现有较高的基站（即高山站）采取增加一个方向的方法来覆盖高层；但该种方法存在一定的限制条件及弊端：

首先在大城市市区，为了有效控制过覆盖和频率污染，高山站已经过全面整改，有效控制其覆盖范围，再增多一向又会导致过覆盖和频率污染现象，影响网络服务质量；同时，住宅高层的话务不一定高，考虑到成本与收益的问题，该方案也存在一定弊端；

2）非常规优化方案

在现有基站（非高山站）上，通过调整基站的原有天线，使天线上仰来覆盖高层区域。

但天线上仰后，又可能会造成部分低层区域出现弱信号，影响到原有覆盖范围的效果。

3）综合优化方案

综合以上两种方法，提出高层楼宇覆盖优化方案：

结合高层楼宇本身结构特点和周边建筑环境，可以选择：

Ø在高层楼宇的楼裙或一楼增加窄角板状天线，根据天线的位置和要覆盖的高度来确认天线方向上仰或横向放置角度；

Ø

在高层楼宇周边建筑合适的位置上，增加天线，以常规的方式进行有效覆盖；

4）分层网覆盖解决方案

目前解决高层通信问题主要采用的方法是建设室内分布系统。

由于分布系统可提供良好的覆盖效果，在室内呆确保分布系统信号场强高于外来信号，同时分布系统信号源可为微蜂窝或宏蜂窝基站，可满足不同话务量地区通信需求，再考虑到高层几乎不存在分布系统与周围小区切换的可能性，因此室内分布系统处理高层通信问题有明显优势。

但分布系统不菲的投资及须对高层建筑内部进行施工导致不可能全面采用分布系统，此时可考虑解决高层覆盖的另一实施方案，分层组网。

分层组网的实质是在普通宏蜂窝的物理上层再建设一层宏蜂（高层小区），通过设置相应参数确保高层良好通信效果。

分层组网可以选用独立频段，也可与普通宏蜂窝合用频段。

五、高层楼宇住宅小区室内分布设计案例诠释

站点名称：

吉安供电小区

该小区共9栋高层，每栋高24F，局方中国移动需要对其做GSM&TD的覆盖，小区底层2个地下停车场，共18部电梯。

覆盖方式：

1、每栋单层2梯四户天线点位图如下：

其中天线看每栋楼的条件，有条件的位置放置定向小板状天线或者对数周期天线，没有条件的地方放置定向吸顶天线。

2、每栋电梯天线布置点位图如下：

电梯基本上是4F一个天线，主要是考虑TD的覆盖要求。

电梯由于太高，天线信源引入点设置在9F左右的位置，直接从弱电井引入电梯井，这样电梯内天线功率分配更均匀。

3、整个小区在楼顶24F顶上和15F的位置分别放置一个射灯型美化天线和变色龙天线来对其对面的中高层进行窗口补充覆盖，让窗口信号更加纯净，免除室外宏站的外来干扰。

4、整个小区的信源分布：

青原区电力小区基站资源配置

1.青原区电力小区共9栋大楼和2个地下室。

其中1#～4#为24F【每层2户】，5#～9#为22F;【每层3户】（24×2×4+22×3×5=522户+地下停车场及其他人员大概约300人）

2.其中每栋楼直放站配置为3台直放站（1套1A1B，1套1A2B），RRU配置为4台。

两个地下室各1台1A1B直放站、2台RRU，总计直放站29台远端,20台近端，40台RRU261

现在移动公司问题：

1.40台RRU261需要配置多少个BBU？

TD因目前话务量不多，所以话务量目前考虑不是重点，先考虑高低分层，

TD配置图：

1-4#低层:

BBU1-----光口1：

1#1-6F，1#电梯

光口2：

2#1-6F，2#电梯

光口3：

3#1-6F，3#电梯

光口4：

4#1-6F，4#电梯

光口5：

1号停车场RRU1，1号停车场RRU2

光口6：

2号停车场RRU1，2号停车场RRU2

5-9#低层:

BBU2-----光口1：

5#1-6F，5#电梯

光口2：

6#1-6F，6#电梯

光口3：

7#1-6F，7#电梯

光口4：

8#1-6F，8#电梯

光口5：

9#1-6F，9#电梯

1-4#高层:

BBU3-----光口1：

1#7-15F，1#15-24F

光口2：

2#7-15F，2#15-24F

光口3：

3#7-15F，3#15-24F

光口4：

4#7-15F，4#15-24F

5-9#高层:

BBU4-----光口1：

5#7-15F，5#15-22F

光口2：

6#7-15F，6#15-22F

光口3：

7#7-15F，7#15-22F

光口4：

8#7-15F，8#15-22F

光口5：

9#7-15F，9#15-22F

2.基站需要如何配置，比如几个小区，每小区需配置多少块载频？

第一扇区（1-6F\电梯）话务量分析：

小区内共9栋楼和2个地下室。

其中1#～4#为24F【每层2户】，5#～9#为22F;【每层3户】,那低层经过计算:

6*2*4+6*3*5=138户，加上电梯及地下室的用户,可以预计大概在200户左右,设小区内每户6口人,小区内手机拥有率为85%,中国移动用户率为95%，覆盖区域内忙时话务量为0.02Erl

计算：

区域总人口×手机拥有率×移动占有率×人均忙时话务量

＝200×6×85%×95%×0.02

＝19.38Erl

预计覆盖区域内低层忙时的总话务量为：

19.38Erl，呼损指标为：

2％。

移动通信系统信道配置的选择，可以通过（爱尔兰B公式）从所需覆盖区域的业务量中直接估算出来，一个重要的规划参数是在峰值小时给定时刻，所有信道均被使用的概率，这个阻塞概率用来衡量一次呼叫尝试由于没有空闲信道而失败的概率，（爱尔兰B公式）在假定呼叫建立时刻及通话持续时间都服从泊松（Poisson）分布情况下，建立平均信道数目和阻塞概率之间的关系。

下表给出了不同信道数目呼损率为2%时的容量。

呼损率：

2%

载频数

1

2

3

4

5

6

7

信道数

7

14

22

30

37

45

53

容量（爱尔兰）

2.28

8.2

14.9

21.9

29.2

36.2

44.0

对于覆盖区低层覆盖区可以按照该方法测算所需的载频数。

经计算可知该小区低层第一扇区:

需要新增一个小区:

配置4块载频，就能满足现有的话务量。

第二扇区\第三扇区（7F-顶楼）话务量分析：

小区内共9栋楼和2个地下室。

其中1#～4#为24F【每层2户】，5#～9#为22F;【每层3户】,那高层经过计算:

1-4#:

18*2*4=144户;5-9#:

16*3*5=240户，加上电梯切换的用户,可以预计大概在1-4#:

150户;5-9#:

250户左右,设小区内每户6口人,小区内手机拥有率为85%,中国移动用户率为95%，覆盖区域内忙时话务量为0.02Erl

1-4#话务计算：

区域总人口×手机拥有率×移动占有率×人均忙时话务量

＝150×6×85%×95%×0.02

＝14.535Erl

5-9#话务计算：

区域总人口×手机拥有率×移动占有率×人均忙时话务量

＝250×6×85%×95%×0.02

＝24.225Erl

预计覆盖区域内低层忙时的总话务量为：

1-4#:

14.535Erl及5-9#:

24.225Erl，呼损指标为：

2％。

移动通信系统信道配置的选择，可以通过（爱尔兰B公式）从所需覆盖区域的业务量中直接估算出来，一个重要的规划参数是在峰值小时给定时刻，所有信道均被使用的概率，这个阻塞概率用来衡量一次呼叫尝试由于没有空闲信道而失败的概率，（爱尔兰B公式）在假定呼叫建立时刻及通话持续时间都服从泊松（Poisson）分布情况下，建立平均信道数目和阻塞概率之间的关系。

下表给出了不同信道数目呼损率为2%时的容量。

呼损率：

2%

载频数

1

2

3

4

5

6

7

信道数

7

14

22

30

37

45

53

容量（爱尔兰）

2.28

8.2

14.9

21.9

29.2

36.2

44.0

对于覆盖区低层覆盖区可以按照该方法测算所需的载频数。

经计算可知该小区内需要新增2个扇区,1-4#第二扇区:

配置3载频;5-9#第三扇区:

配置5载频，就能满足现有的话务量。

所以GSM配置图应该是:

第一扇区（4载频）:

配置直放站9#低层区-----9A9B;地下停车场2A2B

第二扇区（3载频）:

1-4#高层,高层是1A2B,所以共配置:

4A8B

第二扇区（5载频）：

5-9#高层，高层是1A2B，所以共配置5A10B

综上所述：

从以上的配置单上我们可以清晰的看出，我们把此高层分为了三个区，低中高区：

1-7F为低层、7-15F为中层、15-24F为高层，所以我们在信源分布的时候，把地下室+低层+电梯分布作为一个信源小区，中高层作为一个信源小区，且信源小区都是独立小区，且中高层信源小区和室外宏站小区只作单向切换关系，只和本栋低层作双向切换关系。

站点:

景德镇金岸名都一期（1-7单元）

小区一期共7个单元高层，一个三单元、另一个四个单元，每单元楼高18F，1梯2户，共7部电梯，一个地下停车场

1、高层单楼层覆盖天线点位图：

其中定向小板状天线放在楼梯间，所以考虑使用指示牌式双定向美化天线，具体效果图如下：

2、整体分层覆盖示意效果图：

其中三个单元的低层（1-6F）和电梯一个小区，三个单元高层（7-18F）一个小区，这样就形成了错开的高低层覆盖模式。

从而更好地解决了高层多频点覆盖的缺陷。

3、在每栋楼的楼顶上用定向射灯对其对面高层进行补充覆盖。

并且以后整个小区完善之后考虑在整个小区绿化带内用路灯型美化天线做小区分布，对小区整个进行均匀覆盖。

六、高层楼宇覆盖分布设计小结

通过几个高层楼宇的设计之后，总结出以下经验：

1.天线部分

Ø高层室内覆盖选用的天线，应根据实际情况及安装条件尽量选用能覆盖整个住宅小区里面的天线；

Ø高层覆盖需要良好的信号强度（－60dBm以上），因此天线的增益宜高不宜低；

Ø天线放置需要视拟覆盖的楼宇高层建筑本身特点而定，如能把天线放置到房间里面是最好的选择，如不能也尽量能放在电梯厅的位置，实在不行只有选择高增益的天线放置在弱井内。

2.信源部分

Ø信源的选择以独立新开小区为主，尤其是中高层的信源最好用独立的信源，且频点能够用特殊化一些更好；

Ø如果以干放覆盖做信源，干放后出来功率建议为30～36dBm（比大站功率41dBm少4～10dB），同时，必须仔细考虑天线口功率。

3.信号泄漏控制：

必须结合拟覆盖高层的周边环境，来确定天线摆放的位置，如果选择合理，则可以有效控制信号泄漏。

4.天线美化：

由于一些室外天线均为美化天线，建议在天线美化的过程中增加环境和谐工程，配合天线美化，以达到隐蔽天线的效果，

七、结束语

一些高层楼宇室内无线信号杂乱、频率干扰严重,通话质量差，而常规的室内分布覆盖方法不能很好的解决这一问题；同时，在高层办公或居住的客户又属于高价值客户，因此，如何优化高层楼宇覆盖问题迫在眉睫。

通过对高层写字楼、商住楼的特点和类别进行分析，针对高层楼宇的覆盖提出加装板状天线并以天线的非常规摆放来进行优化，在一定程度上改善高层的话音质量，提高客户的满意度，收到了良好的效果。