分层网——移动通信高层覆盖的又一解决之道

　　作为运营商往往有这样的体会：一方面网络建设力度不断加大，一方面用户满意度却不见明显增长。出现这种情况固然有近年来业务发展迅猛，网络建设跟不上用户增长的因素，但很多时候运营商没有充分发挥现有网络潜力也是一个重要原因。在现有移动通信网络优化始终是解决总是的关键。

　　由于人口密集、经济发达，城市地区一直是移动通信业务发展的重点，因此在城市地区各运营商均投入大量精力进行网络建设。然而城市地区复杂的无线传播环境，对移动通信设台组网相当不利。特别是高层建筑的通信问题，一直是移动通信发展的难点。在传统的组网方式中，城市地区基站天线高度一般在30m左右，而高层建筑往往在60m以上，高层可接收到周围乃至较远地区的诸多小区信号，由此引起的频率干扰相当严重，可能导致乒乓效应甚至无法通话，同时在一些超高层地区也会出现无覆盖的情况。

　　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。

　　Layer3即为高层网，Layer2及Layer1分别为中层宏蜂窝及低层微蜂窝、街道站等。

　　分层网主要控制参数有CBQ、CRO、LEVEL、LEVTHR、LEVHYST等几种。

　　CBQ定义空闲状态时小区优先级，在CB均为NO的情况下，对PHASE2及以后的手机CBQ为HIGH对应较高级别，为LOW对应较低级别，结合C1算法实现小区选择。

　　CRO为小区重选偏置值，可以提高或降低指定小区空闲状态时的重选排序，结合C2算法实现小区重选。

　　LEVEL是爱立信GSM系统HCS分层结构的主要参数，在最新R8软件版本下结合双频可提供多达8个BAND/LEVEL的设定，R8以前的软件版本可提供3个LEVEL的设定。LEVEL表明通话状态下小区的级别，LEVEL值越小，小区级别越高，通话时切换优选高级别小区。

　　LEVTHR为层间切换电平，通过LEVTHR的设置可以尽量确保分层网间话务均衡。

　　LEVHYST为层间切换偏置值，主要用途在于避免频繁层间切换。

　　此外在双频情况下，还有HCSBAND、HCSBANDTHR、HCSBANDHYST等参数，用于定义BAND（频段）间相应参数，与LEVEL、LEVTHR、LEVHYST等基本含义类似，在此不再赘述。

　　当系统无法提供额外频段及不增加高层基站的情况下，可以只通过相关参数设置实现分层网。此时需将部分天线最高的基站设置的LEVEL3小区，将天线高度在30m左右的基站设置为LEVEL2小区，将微蜂窝及天线较低的基站设置为LEVEL1小区。

　　此时LEVEL3不仅承担了保护小区（扇小区）的功能，也实现了空闲状态下高层小区的覆盖功能。由于LEVEL3基站功率较大，信号较强，高层用户在空闲状态下会比较稳定占用在LEVEL3小区上。在通话状态下，如果有LEVEL2小区的信号辐射到高层并足够强（在实际情况中很难避免），手机将会切换到更高级别的小区上（即LEVEL更小的小区）。此时为体现分层网覆盖及吸收话务的作用，可考虑加大LEVEL2及LEVEL1小区天线倾角，尽量避免中层及低层信号直射至高层。

　　不采用单独频段的分层网方案优点在于无需对频率规划及站址作调整，用户在待机状态下感觉尚可，在通话状态中如高层小区的覆盖得到良好控制则仍可得到不错通话质量。缺点在于未专门进行高层站址规划，高层网拓扑结构不尽合理，且高层小区覆盖控制不好会引起较多层间切换。

　　如果运营商拥有足够的频率资源，在确保中层及低层基站频率规划的前提下，合理选择高层基站并采用单独频段将能获得更佳效果。

　　由于GSM网发展迅猛并已成为国内移动通信绝对主网，现存的模拟TACS用户数锐减，为网络调整乃至合理压缩频段提供了可能。我省现有GSM900可用频率为14MHz，模拟A网原分配频率为9.5MHz，随着模拟网调整力度的加大，GSM网可用频段将大为拓展，从而为分层网采用单独频段创造了有利条件。

　　由于高层网主要作用在于确保覆盖，高层话务量暂时不可能很大且受可用频率限制，因此高层网基站配置一般较小，通常采用2/2/2配置。对于高层网基站基本成片分布的城市，建议为高层网分配18个频点，12个用于BCCH，6个用于TCH。频率规划时由于BCCH比较重要故采用4x3复用方式，TCH可采用射频跳频。考虑到BCCH载频复用度低，信号质量相对较好，信道分配时优先分配BCCH上的TCH（调整参数为CHALLOC=1）。

　　在高层基站选点时，可首先考虑现有天线位置较高且难以下降的基站，直接利用其天馈线系统增加新的基站设备建设高层网，在较低的地方新建天馈线系统用于原有基站设备。高层基站分布密度应小于中层宏蜂窝基站分布密度，以达到扇小区覆盖目的。原则上高层基站天线挂高可定为60m左右，约为20层楼高，此时可以较好覆盖周围高层及超高层，并能较好避免高层信号辐射到中层乃至低层。

　　考虑到高层小区的针对性，其天线宜根据周围高层建筑的实际分布情况灵活调整，由于中层宏蜂窝基站在现有情况下已较好覆盖了城市低层空间，因此高层小区天线方向不必沿袭固定的0/120/240方式。由于天线在垂直面有约7度的半功率角，即使天线没有倾角，除主瓣方向外下方3-4度方向角内仍有较强信号辐射，为避免高层信号直接辐射至中下层小区，在实际组网时还可考虑高层天线略微上倾。

　　在具体参数设置上，主要考虑空闲状态及通话状态两种情况。

　　空闲状态下的要求是高层用户占用高层信号，中低层用户不占用高层信号，由于空闲状态下实际是小区重选状态，因此CRO的设置起关键作用。考虑到高层天线较高，信号不可避免人辐射到周围较广的地面区域，如果是直射信号可能强度会高于相应中低层基站信号，此时可将PT设置为31，使CRO为负值，降低高层小区在空闲状态下被地面用户占用的可能性，具体CRO的值须根据在高层建筑中实际接收的高层、中层信号强度而定，部分已开通分层网的地区一般将CRO设置为3-5。

　　通话状态下的要求基本与空闲状态类似，但考虑到高层基站无线配置较小，不能完全优选高层小区切换，因此必须考虑通话时如中层信号足够强时要切入中层小区的情况。此时中层小区LEVEL2的LEVTHR可略微设低点，建议高层LEVEL3的LEVTHR设为70-80，中层LEVEL2的LEVTHR设为70-75，即中层宏蜂窝信号较低时才切入高层小区。同时为避免频繁层间切换，一般可将LEVHYST设为2-4。为确保预期效果，需全面定义高层小区的相邻小区，此时在高层建筑上的频点测量工作就显得尤为重要。

　　由于BCS1800系统在很多城市已投入使用，建设分层网时还须考虑双频因素，爱立信R8虽已提供HCS中最多8个BAND/LEVEL的功能，但考虑到我省双频同级设置的实际情况，R8以前HCS的3级LEVEL设定已足够分层网使用。由于BCS1800基站通常和GSM900中层网基站同址设置，且GSM900/1800两网的CBQ设为同级，因此BCS1800的LEVEL可与GSM900中层一样，设为LEVEL2。

　　虽然分层组网有投资相对较小、效果较好等优点，但高层无线环境的复杂性始终是困扰移动通信行业的难题，分层组网只能在现有普通组网方式的基础上提高高层网络服务质量，还不能完全满足高层用户更高通信需求，在目前情况下，室内分布系统结合分层组网是最为有效的方法：即室内分布系统覆盖重点热点高层建筑，分层组网解决一般性高层覆盖问题。

　　目前国内已有深圳等城市环境比较复杂的地区开通分层网，在试验网达到预期效果后，我公司将在全省各大城市（如南京、苏州等地）结合分布系统继续进行分层网建设，努力为中国移动的广大用户提供更优质的服务。

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