WCDMA室内覆盖设计说明.docx
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WCDMA室内覆盖设计说明
表目录
图目录
WCDMA室内覆盖设计指导书
关键词：
室内分布系统设计、信号源、链路预算、干扰分析、IRS、切换、器件选择、投资评估
摘要：
本指导书从室内分布系统规划思路和设计流程出发，详细描述了室内分布系统的规划设计过程和注意事项，做为WCDMA室内分布系统工程实施的参考。
缩略语清单：
缩略语
英文全名
中文解释
BCCH
BroadcastingChannel
广播信道
DAS
DistributedAntennaSystem
分布式天线系统
DCS1800
DigitalCellularSystemat1800MHz
1800MHz频段的数字蜂窝系统
HSDPA
HighSpeedDownPacketAccess
高速下行数据接入
IRS
IntegrateRadioSystem
无线系统整合
POI
Pointofinterface
接口节点
RRU
RemoteRadioUnit
远端射频模块
1
概述
本文档主要用来指导WCDMA室内分布系统的规划设计。
各章内容介绍如下：
第一章概述；
第二章室内分布系统规划思路；
第三章室内分布系统设计；
第四章室内分布系统扩容及演进；
第五章室内分布系统优化考虑；
第六章室内分布系统设计案例；
第七章室内分布系统设计总结。
2室内分布系统规划思路
2.1室内覆盖设计流程
室内分布系统设计主要分为以下三大类：
1.WCDMA单系统室内分布设计
2.运营商自身多系统共用室内分布系统设计
3.多运营商共用分布系统（IRS）设计
本文以第一种设计场景为主线进行阐述，同时穿插第二种和第三种场景的室内分布系统设计要点。
下图为根据室内分布设计要点，制作的设计流程。
图1室内分布系统设计流程图
2.2室内覆盖不同阶段的关注点
第一阶段在建网设计时，以边缘覆盖Ec作为设计和验收重要关注点。
第二阶段在网络初期优化阶段，以室内小区导频Ec/Io值来作为优化重要关注点。
第三阶段在网络运营优化阶段，以边缘区域或特定区域的软切换比例来作为优化
重要关注点。
2.3怎样协助运营商完成室内覆盖设计工作
1.华为网规协助运营商和设计院，完成WCDMA室内覆盖改造设计组网方案、设计报告模板、评审模板的制定。
2.室内分布系统厂家根据以上规则，进行室内分布系统的详细设计。
3.华为网规协助运营商和设计院，依据已制定好的评审原则，完成对室内分布系统设计报告的评审，室内分布系统厂家根据评审意见进行修改。
4.评审通过的设计报告，交给运营商备案，由运营商通知进行工程实施。
2.4室内分布系统同异频组网方案对比
建议策略：
控制干扰，同频为主，异频为辅。
表1室内分布系统同异频组网方案对比
室内外同频覆盖方案
室内外异频覆盖方案
优点
进出楼、电梯均为软切换，成功率高，频谱利用率高。
室内外干扰小，系统容量较高。
缺点
网络密集区高层小区与室外小区间同频干扰大，影响质量与容量。
需要增加频点；硬切换成功率比软切换低。
应用
场景
建网初期；低楼层场景；同频干扰小的室内场景；话务量不高的室内场景；终端不支持异频硬切换。
楼层高，同频干扰大，话务量高，不缺乏频率资源的情况下。
策略
建议
1.网络建设初期室内外同频干扰较小，话务量较小，建议采用同频策略。
2.室内外同频干扰应首先通过优化手段解决，其次采用异频，避免干扰。
3.异频主要用于解决容量需求，当网络建设成熟期，通过增加异频解决
室内外干扰和容量问题。
2.5不同场景的规划思路
针对不同场景（按照用户分布和建筑物用途分类），给出不同室内分布系统的设计原则和注意事项。
2.5.1机场/车站/码头
1.覆盖场景：
机场，车站，码头等。
2.覆盖特点：
室内覆盖的社会价值和经济价值都比较高。
话务密度较高，普通语音业务用
户为主，人员流动性大，相对空旷，机场等VIP区域需要数据业务连续覆盖。
这些区域一般都有室外基站覆盖。
3.设计要点：
室内覆盖主要对室外基站的覆盖盲区和话务热点区域进行补充
覆盖。
控制干扰将是这类区域的主要考虑问题。
室外基站容量多余小区可以连RRU覆盖室内，这样可以充分利用基站CE资源，并保证室内外的用户切换为更软切换。
2.5.2购物商场/大型超市
1.覆盖场景：
购物商场和大型超市等。
2.覆盖特点：
用户主要以CS业务为主，话务在时间上呈现一定的规律性（晚上/节假
日全天），高峰时段话务密度较大。
3.设计要点：
此类场景结构复杂，覆盖是此类场景的重点考虑问题，并要考虑大门出
入口的室内外切换设计。
此类场景一般选择RRU或微蜂窝为主要信号源。
2.5.3会展中心/会议中心/体育场馆
1.覆盖场景：
会展中心，会议中心，体育场馆等。
2.覆盖特点：
话务主要以事件触发为主，容量估算时要留有足够的余量。
3.设计要点：
容量问题是此类场景室内设计的重点考虑问题。
切换区域避免设在话务
高峰地带或观众席中间；场馆出入口的要保证良好的覆盖和顺畅的切换。
此类场景一般使用宏蜂窝连RRU覆盖，充分利用基站CE资源。
新闻中心会有大量的数据业务覆盖要求，设计时可以考虑多小区和多载频配置，或者考虑使用HSDPA功能。
2.5.4商务写字楼/酒店
1.覆盖场景：
酒店和商务写字楼等。
2.覆盖特点：
高端用户较多。
需要重点考虑用户对数据业务覆盖要求。
3.设计要点：
商务区和消费区的话务量所占比重较大；客房区的话务量所占比重较小，
规划时要区别对待。
一般选用RRU或微蜂窝作为信号源。
小功率多天线的滴灌技术是此类场景的应用重点；并要保障电梯，大厅出入口和车库等处CS业务的良好覆盖。
2.5.5政府机关/公司机构
1.覆盖场景：
政府机关，公司机构等。
2.覆盖特点：
此类场景下需要提供优质的网络覆盖。
用户业务主要以话音为主，高端
用户所占比重较大。
3.设计要点：
保证语音业务的连续覆盖，数据业务要保障重点区域的覆盖。
覆盖意义
较重要。
一般选用宏蜂窝或RRU覆盖。
3室内分布系统设计
3.1覆盖目标信息收集
3.1.1覆盖信息收集（必选）
建议由运营商给出意见，室内分布系统厂家执行。
1.确定新建还是利旧原有室内覆盖系统
2.确定覆盖目标的具体楼层
3.确定覆盖概率要求
明确具体覆盖楼层的覆盖概率要求，不同的覆盖概率要求对应不同设计余量要求。
以室内覆盖概率为90%，室内估算阴影衰落标准差为6dB为例，对应的设计余量为5dB。
覆盖信息收集完成后，进行室内分布系统的链路预算。
3.1.2业务信息收集（必选）
建议由运营商给出，华为公司意见作为参考。
1.确定业务目标需求种类
不同的WCDMA业务在业务门限以及系统容量方面将会有不同的要求，所以在室内分布系统设计时，必须首先确定需要连续覆盖的WCDMA业务。
2.确定基本业务需求后就可以确定业务门限
业务信息收集完成后，作为室内分布系统链路预算和容量估算的参考。
3.1.3容量信息收集（必选）
建议由运营商给出意见，或参考华为公司的计算方法，室内分布系统厂家具体执行。
1.新建WCDMA室内分布系统容量信息收集
1）估计覆盖目标的预测用户数
2）和运营商确定话务模型
2.共享GSM室内分布系统容量信息收集
对于已有GSM室内分布系统，可以通过GSM话务量情况预测WCDMA室内分布系统容量。
1）从运营商处获得该建筑物GSM室内分布系统的话务量
2）与该区域总的GSM话务量相比得到话务百分比
容量信息收集完成后，进行室内分布系统的容量计算。
3.1.4系统传输资源需求分析（必选）
建议由室内分布厂家参考华为公司的分析方法完成。
从运营商处了解该建筑物WCDMA室内覆盖所用传输是E1还是光纤，然后根据容量计算结果和信号源类型判断传输资源是否合适。
如果受运营商传输条件影响，导致传输资源受限，应及时与运营商沟通，防止容量上升后出现传输瓶颈导致的纠纷。
3.2室内分布系统勘查测试
3.2.1室内分布系统现网调查（必选）
1.室外已有WCDMA基站覆盖室内的情况
如果将要进行室内覆盖设计的建筑物周围存在WCDMA现网覆盖，则室外小区有可能对今后的室内分布系统形成干扰，干扰主要体现为导频污染，一般情况下楼层越高导频污染越严重。
因此，需要在室内环境下对室外基站的导频信号进行测试，记录导频的数量、强度以及导频信号在楼层内的分布，测试结果作为室内分布系统边缘场强设计的参考。
实际工程中，室内主导小区的导频信号强度应该比来自室外小区的最强导频信号高一定的设计余量，一般室内小区信号边缘场强要比室外高5dB左右。
测试可以在大楼内部有选择地进行，比如在大楼底部选择1到2个楼层、在大楼中部选择1到2个楼层、在大楼顶部选择1到2个楼层。
测试工作需要用到Agilent-E6474A或华为PROBE路测软件的室内测量功能来实现。
2.室外没有WCDMA基站覆盖室内的情况
对于室外没有WCDMA基站覆盖，而室内已有GSM分布系统覆盖的建筑物。
在做调查时，应该注意记录已有GSM室内分布系统的覆盖电平情况，注意总结GSM室内分布覆盖不好的地方或者楼层，进行GSM系统相关的切换测试，在WCDMA室内系统设计时可以参考GSM网络测试情况。
可以列表分区域进行GSM信号电平测试，测试项包括所在楼层信息，所在楼层区域的位置信息，测试点服务小区的CELL_ID，测试点服务小区的信号强度，测试点服务小区的邻小区BCCH频点和信号强度；进行室内外主要切换区域的切换测试，重点应对大堂门口，电梯口等位置进行切换测试。
记录主要服务小区和邻小区的信号强度等信息，并处理形成GSM信号分布图或者表格，以便WCDMA室内覆盖设计参考。
3.2.2覆盖区域建筑图纸准备（必选）
由运营商或室内分布系统厂家提供。
获得详细的大楼建筑图纸，包括每个覆盖目标楼层的平面图、各个方向的立面图。
尽可能获得AutoCAD格式的电子件，其次为工程晒图的扫描件。
另外还需要获得大楼内部强电井、弱电井的施工图纸，并在上面标注物业允许走线穿孔的位置，以及现有可利用的传输线路。
图2建筑物楼层平面图举例
3.2.3建筑物室内勘查（必选）
由设计院和室内分布厂家联合完成。
1.室内勘查主要工作
室内勘查主要是为室内覆盖系统的规划设计做好信息搜集工作，通过室内勘查、与物业交流，要完成以下任务：
●确定覆盖范围，明确建筑物内各楼层的覆盖要求与区别。
●拍摄足够数量的数码照片，以体现大楼室内细节和外形轮廓。
●确定内墙/楼板/天花板的建筑材料/厚度，以估计其穿透损耗。
穿透损耗可参考P20的“表5WCDMA室内穿透损耗参考值”。
●确定可获得的传输、电源和布线资源，物业对施工的要求。
●确定基站设备必须的机房以及天线馈线等的安装空间。
●了解各楼层用途及估计各楼层用户数。
●如果已有GSM室内分布系统，室内勘查时检查其原来的设计方案，作为共享室内分布
系统设计的参考。
2.室内布线资源的勘查
关于布线资源的勘查，需要了解布线环境的承重和曲率半径条件。
关于曲率半径的勘查主要关注以下两点：
如果物业提供布线用的PVC管线，则需要了解PVC管线拐弯处的曲率半径；另外大楼垂直走线井到各楼层走线口拐弯处的曲率半径也需要了解。
3.室内照片拍摄
在室内拍摄照片时应该注意，拍照之前首先需要选择特征楼层，这样能够保证以较高的效率完成照片拍摄工作，并且可以提供足够的建筑物特征信息。
假设目标大楼共有25层，按照建筑结构和楼层布局分类：
其中1层为一个特征楼层；2~5层结构和布局相同，可从中任选一个楼层作为特征楼层；6~25层结构和布局相同，可从中任选一个楼层作为特征楼层。
选定了特征楼层以后，开始进行室内拍摄，每个特征楼层内需要拍摄的照片数量满足以下要求：
●体现楼层平面布局，2~4张照片；
●体现天花板结构特征，1~2张照片；
●候选的天线架设位置，1~2张照片；
●体现外墙与窗户特征，1~2张照片；
●体现走廊与电梯间特征，1~2张照片；
●异常的结构（如大的金属物件）和设备房间（可能的干扰源），1~2张照片；
●最后到室外，拍摄大楼的全景以体现全楼的外形轮廓，1~2张照片。
图3室内拍摄照片举例
3.2.4室内CW测试（可选）
一般不提倡进行室内传播模型的校正工作（目前的规划软件也是不支持这类模型的校正），可以利用已有传播模型进行设计。
如果运营商提出要求，一定要对典型楼宇进行CW测试，那么测试工作由室内分布厂家和华为公司共同来完成。
为了获得覆盖目标的室内传播特征信息，进行室内CW测试。
完成测试之后，对测试数据进行分析，并获得大楼内部隔墙/楼板/天花板等穿透损耗值。
室内CW测试的信号源可以使用GATOR信号源，输出功率在5dBm左右，可以满足室内测试需要，发射天线使用一般车载小天线即可。
进行CW测试时，发射天线的摆放位置，应靠近候选天线架设位置，候选位置即有可能进行工程施工的位置。
关于CW测试更加详细的了解，请参阅《W－测试指导书》。
3.3室内分布系统覆盖和容量估算
3.3.1WCDMA室内分布系统链路预算（必选）
建议由室内分布系统厂家参考运营商意见和华为公司计算方法完成。
1.室内传播模型的选择
1）Keenan-Motley室内传播模型
Keenan-Motley模型在自由空间传播模型的基础上增加了墙壁和地板的穿透损耗。
模型所使用的公式如下所示：
：
表示频率，单位是MHz
：
表示移动台离发射机之间的距离，单位为km
：
墙壁损耗参考值
：
墙壁数目
该公式没有考虑到多径的影响，把穿透损耗仅仅看做是墙壁数目和墙壁损耗参考值的乘积，并且对所有的墙壁取相同的穿透损耗，因此很不准确。
另外一种对以上公式进行改进，考虑了不同类型墙壁和楼层穿透损耗的更加精细的模型为：
：
穿透第
类地板的个数
：
穿透第
类墙壁的个数
：
第
类地板的穿透损耗
：
第
类墙壁的穿透损耗
：
地板的种类数
：
地板的种类数
实验表明，通过楼层地板衰减的典型值在12－32dB之间，通过墙壁衰减的值取决于所用隔墙的类型。
对于典型的软隔墙，衰减值在1-5dB之间变化，硬隔墙的衰减可能在5-20dB之间变化。
2）ITU-RP.1238室内传播模型
目前业界推荐使用的是ITU-RP.1238室内传播模型
该模型把传播场景分为NLOS和LOS。
对于NLOS，模型所用的公式为
：
距离损耗系数
：
频率，单位MHz
：
移动台与发射机之间的距离，单位为m，
：
楼层穿透损耗系数
：
慢衰落余量，取值与覆盖概率要求和室内慢衰落标准差有关。
对于LOS：
模型的适用的频率范围为1800-2000MHz。
表1ITU-R.P1238模型距离损耗系数取值
距离损耗取值
Frequency（GHz）
住宅
办公室
商场
1.8-GSMHz
28
30
22
表2ITU-R.P1238模型楼层穿透损耗系数取值
楼层穿透损耗系数取值
Frequency
住宅
办公室
商场
900MHz
－
9（1floor）
19（2floor）
24（3floor）
－
1.8-GSMHz
4n
15+4（n-1）
6+3（n-1）
注：
n表示要穿透的楼层，n>=1。
2.室内边缘场强及天线发射功率的估算
1）室外基站已建好情况下，室内的边缘场强估计
根据在室内导频测试结果，室内小区信号边缘场强设计要比室外小区在室内的导频Ec
高5dB作为经验参考值。
另外，需考虑该业务的最低接入门限Ec和Ec/Io的要求。
综合以上两点，确定室内的边缘场强。
2）室外基站未开通情况下，室内的边缘场强估计
根据室外基站覆盖预测结果，将准备建设室内分布系统建筑物的经纬度输入覆盖预测结果图
中，就可看出室外小区在该建筑物外的导频Ec。
室内小区信号边缘场强设计要比室外小区在该建筑物外的导频Ec高5dB作为经验参考值。
另外，需考虑该业务的最低接入门限Ec和Ec/Io的要求。
综合以上两点，确定室内的边缘场强。
3.根据选择的室内传播模型确定路径损耗
4.将路径损耗和边缘场强设计值相加，得到天线口发射功率
5.室内穿透损耗测试统计参考值
表3WCDMA室内穿透损耗参考值
项目
信号类型
参考值
理论值或业界经验值
单位
信号对电梯门的穿透损耗
WCDMA
22.6
20～30
dB
室内砖隔墙穿透损耗平均值
WCDMA
7～10
10
dB
钢筋混凝土墙穿透损耗平均值
WCDMA
约20
15～30
dB
薄玻璃（普通玻璃窗上的玻璃）
穿透损耗
WCDMA
约1
1
dB
厚玻璃墙（玻璃幕墙）穿透损耗
WCDMA
约3
3
dB
3.3.2室内单WCDMA分布系统容量估算（必选）
建议由室内分布系统厂家参考运营商意见和华为公司计算方法完成。
1.新建WCDMA室内分布系统容量估算
1）在建筑物勘查时获得预测覆盖目标用户数以及和运营商确定的话务模型（单用户忙时话务量和吞吐量）
2）根据RND工具中的单站点CE计算，计算出该站点所需CE数和上下行解调板数量，E1数量
计算出室内分布系统站点所需CE数和上下行解调板数量后，作为室内分布系统信号源选择的参考；计算出E1数量后，与运营商已有的传输资源相比较，如果传输资源受限，应及时提醒运营商。
2.共享GSM室内分布系统容量估算
假设运营商认为同一建筑物的GSM室内话务分布所占GSM总话务百分比和WCDMA室内话务分布所占WCDMA总话务的百分比相同，可以采用以下计算方法，否则仍然建议先预测覆盖目标用户数。
1）确定需要共享分布系统的建筑物
2）从运营商处获得该建筑物室内分布GSM话务量
3）室内分布GSM话务量/该区域GSM总话务量＝该室内分布GSM话务占总话务的百分比
4）该区域总预测WCDMA用户数×该室内分布GSM话务占总话务的百分比＝该室内分布系统的WCDMA用户数
5）和运营商确定该室内分布的话务模型（单用户忙时话务量和吞吐量）
6）根据RND工具中的单站点CE计算，计算出该站点所需CE数和上下行解调板数量，E1数量
计算出室内分布系统站点所需CE数和上下行解调板数量后，作为室内分布系统信号源选择的参考；计算出E1数量后，与运营商已有的传输资源相比较，如果传输资源受限，应及时提醒运营商。
3.3.3WCDMA与DCS1800共享室内分布系统链路预算（可选）
在WCDMA与DCS1800共用室内分布系统时，主要考虑不同系统的频率损耗差异和接入共用分布系统时候的插入损耗差异。
本节利用已有的DCS1800系统，考虑WCDMA和DCS1800共用分布系统时的差异。
计算出满足WCDMA系统各个业务接入门限，所需要的DCS1800系统对应的BCCH接收电平。
即通过现网DCS1800系统BCCH接收电平测试，可以评估该系统是否满足将来WCDMA信号直接合路后，对应的各类业务门限要求。
表4WCDMA与DCS1800共享室内分布业务门限计算
MinimumSigLvlrequirementsbasedonlinkbudget
Voice
CS64k
PS64/384
PS128/384
PS144/384
PS384/384
maxCLinUL（dB）
a
142.7
137.4
137.7
134.9
134.4
130.2
maxCLinDL（dB）
b
144.1
138.8
139.1
136.3
135.8
131.6
TxPowerP-CPICH
c
33
33
33
33
33
33
minimumP-CPICHRSCPrequirements（dBm）
d=c-b
-111.1
-105.8
-106.1
-103.3
-102.8
-98.6
designmargin（dB）
e
5
5
5
5
5
5
indoorcoverageP-CPICHtarget（dBm）
F=d+e
-106.1
-100.8
-101.1
-98.3
-97.8
-93.6
TxPowerofBCCHofco-siteGSMBTS（dBm）
g
39
39
39
39
39
39
CouplinglossdifferencebetweenUMTSandGSM1800band（dB）
h
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
AdditionallosstoconnectNodeBintoexistingGSMDAS（dB）
i
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
MinBCCHtarget（dBm）
j=f+g-c+h+i
-97.1
-91.8
-92.1
-89.3
-88.8
-84.6
在上表的计算中，粉红色为输出结果，绿色为输入数值，无色为常数项，这里先说明一下上述链路预算中的几个取值，
在上表中我们有以下假设：
WCDMA室内系统基站TxPowerP-CPICH为33dBm
GSM室内系统基站TxPowerofBCCHofco-siteGSMBTS为39dBm
couplinglossdifferencebetweenUMTSandGSM1800band是指在上行链路的频率损耗差异；
AdditionallosstoconnectNodeBintoexistingGSMDAS是指在WCDMA信号源引入GSM室内分布系统时，借助合路器而带来的插入损耗。
GSM基站信号最大发射功率应根据实际GSM基站的发射功率来设置。
参考GSM室内分布实测电平，就可以知道如果WCDMA与DCS1800直接合路，此GSM室内分布系统是否可以满足WCDMA各类业务的接入门限要求。
如果不满足要求，可以进行相应的室内分布系统改造。
此链路预算主要是利用已有的GSM系统来反推WCDMA业务门限电平时参考使用。
3.4室内分布系统信号源选择
3.4.1根据容量与覆盖需求选择合适的信号源（必选）
建议由室内分布系统厂家参考运营商意见和华为公司解决方案完成。
室内分布系统的信号源，要根据不同场景的覆盖及容量需求，选择不同的设备。
1.一般小型建筑物室内覆盖信号源选择
对于10层楼以下，面积小于1万平方米的建筑物。
满足覆盖和容量需求的前提下，建议采用微蜂窝BTS3801C来与原系统合路改造后覆盖。
2.一般中型建
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