无线网络设计中高站设置的技术处理.doc

移动通信无线网络设计中高站设置的技术处理 摘要: 本文针对数字移动通信无线网络中的高站设置难点,作者结合在广东省数字移动通信工程无线网络设计中的实际应用经验和效果评估, 提出了三种技术处理方法。 关键词: 高站、干扰、覆盖、分层、天线下倾 一. 前言 高站泛指天线架设有效高度较大的基站, 高站有的是设置在高山上, 有的是设置在高塔上, 有的是设置在特高层建筑物上。在移动通信网建设的初期，网络中承载的话务还相对较小，为了既节省成本，又可以覆盖尽量大的地区，提供较高的无线覆盖率，无线网络中较多地采用高站，如广州数字移动通信网络建设初期的西德胜、江南、从化风云岭、增城蕉石岭等基站，我省的其它地区特别是山区，也采用了一些高站；在移动通信网建设的中后期，已形成较大容量的无线网络, 由于受频率资源有限和易造成同频干扰等因素的制约，大中城市已尽量不新建高站，而小城市(如县城、乡镇)和广大农村地区，由于受上述因素的制约不大，为尽可能提高覆盖率，仍继续设置高站。随着数字移动通信网的建设进入中后期，无线网络的设计者必须面对的新问题之一是: 大中城市中原已设置的高站会对所在城市的无线网络造成什么样的影响、为完善和优化无线网络，应该采用何种处理方法、小城市及农村地区的高站又应如何处理? 针对这些问题, 下面结合广东省数字移动通信网设计、建设中的实际经验进行具体分析。 二. 大中城市中的高站问题及处理方法 大中城市中的高站一般是指设置在特高建筑物上的基站，其高度远高于城区建筑物的平均高度，如广州数字网络中的西德胜、江南、金鹰、花城、爱群大厦、万宝、中山七路、东湖、越秀南、南方日报等基站。建网的初期，大中城市中的基站较少，站间距较大，一般在2km以上，设置高站理所当然；网络建设进入中后期后，大中城市中的基站数目已越来越多，站间距越来越小，一般在1km以下，网络容量也较大，网络容量的继续发展已受限于干扰，一般来说，网络中的所有基站均需严格控制其服务区覆盖范围，覆盖半径最小可至1－2百米，任何的偏差均可能导致同频或邻频干扰，这时网络中天线架设高度一般的基站通过调整天线下倾角和降低功率等方法，仍可较好地控制其覆盖范围, 而原有的高站，由于其远高于城区建筑物的平均高度，即使采用上面的方法，都难以较好地控制其覆盖范围, 一般都会形成跨相邻小区的覆盖，甚至是形成跨多个相邻基站(即几个小区)的覆盖, 这样，按常规的频率规划复用方法, 首先会造成这些高站与相邻同频小区间较严重的同频干扰，具体表现为高站小区对相邻同频小区的下行严重干扰和相邻同频小区对高站小区的上行严重干扰, 这就是大中城市无线网络中所谓的高站问题。为了避免这种问题的出现，无线网络的设计者需要减少高站小区所用频率的频率复用率，因而其它基站所用频率的频率复用率将相应加大，使整个无线网络的平均同频干扰情况趋于恶化。所以, 在一个受限于干扰的无线网络中，针对高站难以较好地控制其覆盖范围这一致命的缺点，有必要对高站采用一些特殊的处理措施，具体地说，一般有以下几种方法： 1. 话务分层控制法这种方法要求无线网络中实行话务分层控制, 可分为两层，也可分为三层，无论哪种分层方法，高站都提升到最上面一层(如Layer 3)，而普通基站(天线安装高度相对较低,比周围建筑物平均高度稍高)、微蜂窝站则仍留在下层(如Layer 2、Layer 1)，再通过细致设置相关的无线基站小区参数, 使无线网络中的话务流动基本按照设计的分层控制思想, 这样处理后，高站已不再作为主要承载话务的基站，而是变成网络中弥补下层普通基站覆盖盲区及承担下层普通基站话务过大拥塞时分流话务的后备作用，这样, 处于上层的高站可充分发挥其大范围覆盖的长处，相对于下层普通基站形成伞形覆盖。由于高站经此处理后已不再主要承载话务，其基站规模一般应较小。高站层次“提升”后，在高站处或其旁边应设置下层普通基站以承载该地区的话务。 另外，由于无线网络中实行话务分层控制，频率复用方面原则上亦应分层处理，高站与下层普通基站均需有各自独立的一段频率来进行频率复用，可以看出，主要用来承担话务的下层普通基站的频率将因此减少，在同样的频率复用率下，主要承载话务层的网络容量也将因此减少, 这就是话务分层控制法的不可回避的缺点。当然，话务分层控制法的优点也非常突出，它能完善无线网络的覆盖及其话务控制体系，进一步提高网络的服务质量。 目前，我院正承担着广东省数字移动通信第四期扩容工程的设计任务，对容量大、用户密集的深圳市区的无线网络设计使用了上述的话务分层控制技术, 今后在其它相应的城市亦将付诸推广。 2. 降低天线高度法这种方法总的目的是要将已建高站的天线架设高度降下来，使这些高站变成下层普通基站。设在特高层建筑物上的高站，其天线一般都是安装在顶层天面上，要降下其架设高度，只