移动通信高校园区室分建设方案探讨

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  随着我国第三代移动通信系统(3G)建设的大力推进,为用户提供了一个高速、宽带、多业务、多功能的全新体验,对高校学生而言,他们思想活跃,学习能力强,知识更新快,对新技术、新业务接受能力强,愿意尝试新生事物,是使用3G业务活跃度最高的群体,因此,高校的3G网络覆盖显得较为重要。
  根据统计,目前中国手机用户已超过人均一部,单纯用户数来看,市场已接近饱和。在目前智能机普及的情况下,为了不影响学生学习,很多家长是在学生进入高校后才配手机,因此,在新增用户中高校学生占有举足轻重的地位,另外,高校学生也是未来“潜在的高端用户”,因此服务好这部分用户成为各运营商工作重点之一,为了提升通信质量与系统容量,室分工程是必不可少的手段。
  一、高校园区环境及业务特点
  (一)校园面积较大,主要有广场、运动场、道路和公园等组成。需要覆盖区域较大,但是话务量相对较小。
  (二)室内活动区域主要包括:教学楼、食堂、宿舍楼、图书馆等。教学楼容量较大,人流量较多,但话务量、数据业务量一般;食堂人流量较集中,但话务量、数据业务量一般;图书馆人流量一般,话务量、数据业务量较少;宿舍楼相对用户比较密集,通信时间也相对集中、时间较长;室内用户对数据业务需求较大;同时宿舍楼建筑较密集,无线信号容易受遮挡;无线网络覆盖比较困难,容易出现覆盖盲区或盲点,网络覆盖不好。
  (三)校园内人数较多且集中,并且呈现一定的流动性,因此带来话务量和数据业务量的流动性:白天话务量主要发生在教学楼,晚上话务量主要在宿舍区;话务量集中的区域:宿舍区的夜间话务量和数据业务量为最高。话务量较集中的时间:学生的话务量主要集中在19点以后,21点到24點是通话高峰阶段。
  二、容量估算
  (一)容量估算方法
  在实际网络容量规划中,不同网络制式的容量计算方法有所差异,但估算的主要流程为:业务模型、用户数à载频数。
  (二)GSM容量估算方法
  一般建筑物容量估算需要考虑建筑物面积、建筑物实际使用面积比例、平均面积用户数、运营商用户渗透率、单机业务量五个因素,具体计算公式如下:
  N=S×P×n×Q×e
  N:建筑物内业务容量估算值
  S:建筑物面积
  P:建筑物面积使用比例(按80%估算)
  n:用户数/1000 m2(按100估算)
  Q:用户渗透率 (按65%估算)
  e:单机业务量(按0.04erl估算)
  (三)TD容量估算方法
  根据TD业务模型及频率配置特点,将TD容量估算分为R4业务容量估算和HSDPA业务容量估算,其中R4载波主要承载语音、可视电话和低速数据业务,HSDPA载波主要承载高速下行数据业务,具体容量核算方法如下:
  1.首先根据各场景的用户密度、移动占有率、TD用户渗透率等参数核算TD用户密度。2.根据各场景用户密度以及各类业务的渗透率、每用户业务量估算R4业务密度。3.根据各场景用户密度以及HSDPA业务的渗透率、每用户业务量估算HSDPA业务密度,同时根据忙时激活率估算HSDPA激活用户数密度。
  (四)资源估算
  1.GSM载频估算。根据以上估算,GSM每10000 m2面积话务量为19.2erl, 需要配置5块载频。
  2.TD载波需求估算。根据各场景典型建筑物面积,计算R4业务量及HSDPA业务量。对R4业务综合考虑等效爱尔兰、后爱尔兰、坎贝尔或SK算法等方法,将业务量按75%负载等效至单个载波上,再计算R4载波需求;对HSDPA综合考虑单小区平均吞吐量计算单载波支持的HSDPA用户数,从而得到HSDPA载波需求。TD每20000 m2面积需要配置6块载频,其中2块R4载频,4块HSDPA载频,上述容量估算为理论计算得出,实际设计时应根据调研数据进行计算。
  三、天线选择
  高校园区内建筑物功能丰富,针对不同用途及结构特点的楼宇使用以下类型天线。
  (一)平层内的天线一般安装在走廊内,采用全向吸顶天线。
  (二)“走廊+单边宿舍”一般使用定向板状天线覆盖。 (三)“走廊+双边宿舍”一般采用全向吸顶天线覆盖。 (四)“图书馆”等相对空旷场景一般使用全向吸顶天线覆盖。
  (五)“室外球场”场景一般使用警示牌、路灯等美化天线进行覆盖。
  四、信源选择
  综合考虑GSM和TD设备能力和覆盖需求:
  (一)对于“走廊+学生宿舍、教学楼”场景,单RRU建议携带35副全向吸顶天线,天线间距建议为8米左右,覆盖2500m2。在WLAN/LTE合路引入的情况下,天线间距建议为8米左右,覆盖2500m2。
  (二)对于“图书馆、食堂”等开阔场景,单RRU建议携带30副全向吸顶天线,天线间距建议为12米左右,覆盖4500m2。在WLAN/LTE合路引入的情况下,天线间距建议为10米左右,覆盖3000m2。
  (三)对于“室外体育馆”等开阔场景,一般由室外宏站进行覆盖,对于宏站无法覆盖的弱覆盖区,单RRU建议携带4-6副全向室外天线,天线间距建议为20米左右。
  (四)对于TD网络,应优先使用双通道RRU,增强覆盖能力,缓解远端机房设备安装压力。上述覆盖能力主要根据以往建设经验所定,实际设计时应根据调研数据进行计算。
  五、室内外协同覆盖
  室内外切换区应设置在校舍出入口处室外区域,在分布系统设计中应通过场强进行控制,在后期网络优化时通过重选/切换参数进行优化调整。
  校舍内部各小区间的切换区应设置在业务发生概率较低的区域,如楼梯间等。 如设置多个小区,则高层小区与室外宏蜂窝小区间设置单向邻区关系以减少乒乓效应。
  电梯的小区划分可把电梯覆盖信号与低楼层划分为一个小区,与平层之间的切换尽量设置在电梯厅处。
  六、典型设计方案
  (一)典型教学楼:使用全向吸顶天线进行覆盖,天线间距8-10m。(二)典型学生宿舍:使用全向吸顶天线进行覆盖,天线间距保持在8-10m左右。(三)典型图书馆:使用全向吸顶天线进行覆盖,天线间距30m左右。
  在室外抱杆有限、没有条件新增RRU设备时,可以考虑使用双通道RRU进行覆盖。使用双通道RRU相比单通道RRU覆盖边缘场强提高3dB。
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