室内天线可以采用全向天线(安装在屋顶)或定向天线(主要安装在墙壁),天线的尺寸根据实际情况有不同的要求,增益一般在2-7dBi之间,在选择天线安装的位置时应尽可能避免与其他电子设备靠近,以防止干扰,同时应尽量将天线安装于距通话手机大于一米的位置,避免由于通话用户距离天线过近导致手机发射功率到达基站过大对基站造成的阻塞,另外应将天线放置在较高的,无阻挡物或离墙壁,柱子等阻挡物足够远的区域,尽可能创造一个视距传播环境 。
建筑物自身穿透损耗带来的天然隔离是非常重要的设计考虑,良好的隔离使我们在设计该室内系统的覆盖时不用过多考虑与室外宏基站的相互干扰与切换问题 。
从容量角度而言,良好的隔离作用增加了单小区室内用户容量,下面是单小区极点容量的理论公式
从公式可以发现,对于室内系统而言,处理增益和话音激活因子与室外系统一样,Eb/No的要求与室外一般会有差别,另一主要区别在于不同的扇区化增益SG/K和邻小区干扰指标f,当穿透损耗无限大时,扇区容量实现最大,这是由于室内扇区的覆盖近似是一个没有任何外来干扰的“孤站“覆盖,因此来自外小区干扰指标 f=0,扇区化增益SG/K=1,此时的极点容量等于:
足够大的穿透损耗要求将来自室外宏基站的干扰降至可忽略不计,这类场景仅有大型地下商城或地铁系统可适合,一般楼宇穿透损耗有限,室外宏基站的干扰使容量下降 。
2.采用异频方式覆盖建筑物室内方案
以上分析了室内/室外同频的方案,如果采用异频方式覆盖建筑物室内,室内/室外通过不同的频率提供较好的隔离,但是使用异频,意味着室内和室外的切换将是硬切换,在WCDMA中,很难在室内系统中采用异频,主要的困难就是硬切换,硬切换的边界难以控制,常可能造成乒乓切换的区域,而需要专用室内覆盖的大楼一般坐落在核心商务区,周边的室外小区密集,很难控制硬切换的边界,在硬切换区域很难避免小区的重叠,不需测量的盲切换成功率难以保障,必需采用压缩模式测量,确保切换高成功率,激活压缩模式测量目标小区,终端需要较高的发射功率,以补偿由于采用较短的扩频码带来的处理增益下降,而且,目标小区的清单越长,测量需要的时间就会更多,需要提前激活压缩模式,或采用更高的压缩比,同时使室内和室外系统容量有较大损失,而要减少容量损失,就需很好的控制硬切换边界,减少目标小区及测量次数,而提高硬切换成功率又是以良好的测量为前提的,同时切换边界在实际网络当中很难控制,这是异频方式难以克服的困难 。
建立室内覆盖系统主要有以下三种方案可供选择 。
(1)直放站
直放站是能够在上下行双向接收、放大和发射空间辐射(无线引入方式)或电缆及光缆传导(有线引入方式)的RF信号的设备,在室外站存在富余容量的情况下,可以通过直放站将室外信号引入室内的覆盖盲区,即直放站的施主天线直接从附近的室外宏蜂窝基站提取信号(在无线引入方式中为了保证信号强度,一般要求施主天线与施主基站天线之间保证视通),经放大后,通过室内天线将其扩展至室内盲区 。
直放站安装简便灵活、见效快、周期短、成本也较低,较适合于低话务量、中小型建筑的室内覆盖,虽然此方案中的室内容量来自于室外覆盖基站,不能提高系统容量,但通过调配(均衡)话务容量,尤其是通过提高下行链路功率的使用效率(减少了穿透损耗),还是在一定程度上提高了系统的下行容量,在WCDMA系统中容量为下行受限 。其前提是要确保直放站方案设计合理,整体网络进行了合理优化 。
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