GSM室内分布系统1.docx

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GSM室内分布系统1

室内覆盖系统的规划、设计、建设、挑战和需求

工信部已发文倡议，将室内分布系统的共建共享列入规程，而未来LTE、802.11n（以下简称11n）等演进技术的承载也对新一代室分系统提出了新的要求。

关键词：

LTE（724）802.11n（48）

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2010-09-0701:

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随着融合了2G、3G、Wi-Fi的室内分布系统在各地纷纷建设起来，工信部已发文倡议，将室内分布系统的共建共享列入规程，而未来LTE、802.11n（以下简称11n）等演进技术的承载也对新一代室分系统提出了新的要求。

作为运营商的规划设计单位和合作伙伴，遍布全国的通信规划设计院成为实施运营商重大战略构想的前沿阵地。

本期，我们专访了其中的四位专家，请其就室内覆盖系统的规划、设计、建设，以及室内覆盖的现状、挑战和需求等问题给予解析。

室分系统改造需因地制宜

随着3G时代到来和运营商对移动通信服务体验的日益重视，多网合一室内覆盖系统的建设日益增多。

多网合一室内覆盖系统在技术上，主要是要解决好不同系统间干扰和不同系统信号功率均衡这两个问题。

就目前技术而言，建设多系统室内覆盖是可行的。

由于室内覆盖系统的复杂性，并不是每一个建筑物的融合室内覆盖系统相比单独建设都能降低直接投资，但从整个社会的建设环境来说，推广多网合一的建设可以起到节省整体投资和社会成本的作用。

通过多网合一建设，也有助于解决目前室内覆盖中较为突出的干扰协调问题。

铁塔、杆路、基站和传输线路的共建共享工作表明，多网合一室内覆盖系统集约化建设的推广不能单纯依靠运营商的自发行为，而离不开政府和行业的积极倡导。

对多系统间干扰，主要采用选择频段隔离、外加滤波器、提高设备射频性能、采用高性能合路器和POI设备、采用上下行分缆方案等措施解决。

多网合一系统由于系统制式、设备以及不同频率无线信号传播损耗上的差异，会产生多系统功率匹配问题。

对小型室内覆盖系统往往只有一、两个信源接入点，一般采用1：

1的信源配置方式，低频段系统容易存在功率冗余的情况。

对中大型室内覆盖系统往往有多个信源接入点，可以采用低频段系统信源分路后再与高频段信源合路等方式，充分利用各系统信源功率，但会增加系统的设计和工程实施难度。

对现有PHS分布系统的改造，不能简单对应为CDMA和WLAN信源的引入，而是要充分从网络和业务需求出发，合理设计覆盖范围、强度和容量，特别要注意室内外网络的协调，保证改造质量和效果，同时要根据改造的难度和投资进行平衡选择方案。

中国电信在收购CDMA网络时获得了部分原联通室内分布系统，对同时存在PHS和CDMA室内覆盖系统的建筑物，引入EV-DO和WLAN时，应比较两套系统各自改造的内容、难度和可行性，优先选择质量好、成本低、难度小的进行改造。

WLAN分流效果差强人意

无论是从江苏还是全国来看，当前运营商在室内覆盖的设计上，逐步把2G、3G、WLAN三种网络融合考虑。

但是由于3大运营商运营着不同频段的3G网络，因此实际情况和需求也各异。

对于中国电信而言，由于2G、3G在同一频段上，信号源侧2G/3G是一套设备，所以融合工作相对而言比较容易推进。

就LTE而言，尽管运营商都已经展开了TD-LTE和FDDLTE的试用或试验，但由于LTE在标准和产业化方面还不够成熟，实验网离真正的商用部署还有很长的距离，因此我们预计LTE的融合覆盖铺开将是2～3年后的事情。

Femtocell的研究和部署近期也正日渐抬头，但由于Femto覆盖区域过小，仅能覆盖一两百平米，因此它只适合在家庭及小型办公场所使用，难以做到大型的室内覆盖。

中国电信和中国联通都已经进行了Femto测试，中国移动也进行了立项和测试，但是根据测试结果来看，目前运营商对Femto进行大规模投资的意愿还不强。

综合室内分布系统确实已经成为运营商的普遍选择，包含了两种以上的技术制式，比如电信的CDMA+EV-DO+WLAN，移动的GSM+TD-SCDMA+WLAN，联通的GSM+WCDMA+WLAN。

WLAN建设的热度正在升温，但是目前WLAN站点的比例还不是很高，实际上有的室内分布点也没有WLAN的覆盖需求。

当前，3G覆盖与容量有限，而且建设成本偏高，WLAN的建设初衷是为了分流3G业务流量；但是从我们掌握的情况看，WLAN对3G的数据分流效果很一般，因为用户的消费行为模式尚未改变过来。

例如许多建设了WLAN的区域，WLAN流量不足，甚至是零流量，造成资源的空置和浪费。

业务市场还未挖掘和铺垫好，就进行大规模的网络建设投资，是由一定风险的。

而WLAN推广最成功的区域，还是在高校，而在高校以外的场所，WLAN的用户需求方面十分不稳定。

因为学生这个客户群相对稳定，对宽带接入的需求也比较集中。

室分系统应在建筑规划初期纳入考虑

目前，三大运营商都对室内覆盖给予了高度重视，原因有三：

根据NTTdocomo的统计数据，手机用户70%以上话务需求发生在室内，室内覆盖对3G运营意义重大；通过建设室内覆盖系统可进行信号补盲，有效解决电梯、地下室等弱覆盖问题，改善楼层顶部的乒乓效应/导频污染，提升网络覆盖效果，也可提升网络容量，分散大型商场、展览中心等高密度地区话务负担，同时通过适当规划也可以降低整体网络的干扰水平；室内覆盖是运营商保持恒久竞争力的利器。

目前全球3G网络及用户发展进入快速发展期，如数据卡这样的高速移动数据业务发展迅速，信号质量需进一步提升，另外综合考虑LTE及后续演进系统覆盖能力问题，对室分建设和改造提出新的要求：

由于引入新的频段，需综合考虑无源器件的工作频率范围（目前一般按照800～2500MHz规划设计）；随着系统和使用频段的增加，需要充分考虑各系统间干扰和隔离度问题；为保证TD、LTE、WLAN等系统的覆盖特性和网络性能相关要求，需要进一步提高天线密度，如过去2G覆盖半径为20～30米左右，但当前的半径则需要限定于6~16米。

中国移动针对室内覆盖融合承载的需求，制定了若干个细分建设场景。

尽管当前室内分布系统的设计和经验都有了很大的提升，但挑战依然存在，尤其是物业和资源的协调难度还比较大。

室分系统往往在建筑建成后开始建设，这给资源协调和具体建设带来了极大的难度。

我们在此呼吁，应在建筑规划初期就将移动通信室内分布系统作为综合布线的一部分考虑在内。

当前，中国移动已能做到移动通信网的无缝覆盖，但由于WLAN目前是以提供互联网业务为主，还没有真正实现和蜂窝网的融合，目前还没有办法根据业务灵活的进行业务分流。

但中移动已将WLAN作为一个重点发展方向，并积极实施“2G/3G+WLAN”的融合以及协同发展策略，以保证充分发挥各自网络的优势，利用WLAN网络分流数据热点区域2G/3G的数据流量，缓解2G/3G网络压力，目前已取得很大进展，如江苏移动在WLAN建设方面成果显著。

LTE和WLAN11n都使用了基于MIMO的关键技术，这对室分系统提出了新的需求，需要部署双路天馈系统以充分保证系统吞吐量和网络性能。

中移动就提出，有条件的新建室分场景中可以考虑部署双路室内分布系统，以为满足未来LTE系统应用及802.11n设备部署的需求。

具体网络性能仍有待试验网进一步测试验证。

共建共享首入室分系统建设规划

工信部《关于2010年推进电信基础设施共建共享的实施意见》（工信部联通〔2010〕204号）中，明确自2010年6月起将室内分布系统纳入统计范围，这一举措在集约化建设以及节省成本的同时，也使三大运营商形成合力、共同努力开展室分建设；但室分系统的共建共享也有很大难度，在技术方案制定、操作模式和管理模式等方面都需要进一步探讨并结合具体情况进行分析。

对此，工信部今年也在组织进行室分系统共建共享相关课题研究以及标准制定，中国移动也积极参与其中，这对室分系统的共建共享无疑具有巨大的推动作用。

随着三网融合的深入推进，一些厂商也推出了利用CATV线路进行室内优质3G和WLAN信号覆盖的产品和解决方案，这种探索为拓展室内覆盖深度、提高覆盖质量提供了极有价值的尝试和借鉴。

室内覆盖已形成完备产业链

目前室内覆盖已在网络建设中占有越来越大的比重，尤其在3G网络建设上，由于3G频段的高衰耗导致室内建筑无法由室外宏站做到全面覆盖，因此现阶段室内覆盖多以3G、2G融合为主，另外对于数据业务多发区域（例如高校、星级酒店会议室等）及重点企事业单位、政府机关则考虑建设WLAN来作为数据业务的有益补充。

但是挑战仍然存在，现在大型小区的高层越来越多，在3G上了以后，高层覆盖一直存在很大问题，高层容易接受到室外的频点，但是室内覆盖的信号由于建筑结构的限制，又不能做深度覆盖，就无法压制室外的信号，在切换时用户打电话感知就会很差。

如果不能解决深度覆盖问题，这个问题将一直存在。

本来Femtocell是个好的解决办法，但是这个首先就需要解决入户问题。

入户牵扯到物业和业主的协调问题。

我们现在都是争取在一个新建楼盘做好封顶之前，就进场施工，这样可以直接把天线布放到位。

但是这种情况毕竟是少数，大部分还是在建筑使用后才开始布置室内分布系统。

再就是频段的规划问题，现在3G有专门用于室内的频点，但是2G是没有的，只能靠微蜂窝来解决，但是不是所有的室内覆盖都能采用微蜂窝，这样一来，随着室内覆盖站点越来越多，2G引入的室外频点也越多，目前我们碰到的维护问题无非就是弱覆盖和泄露，这是个矛盾体。

从本质来讲，LTE和11n目前都是针对数据业务，目前LTE只有数据卡却没有语音终端，因此，LTE的进入初期应该和WLAN一样是小范围的室内覆盖，而为了适应LTE的MIMO技术，原有的室分系统是不能直接使用的，所以需要为LTE重建一套系统。

这些系统对传统的室分来说，不会产生很大影响，无非是需要和物业沟通，多次进场罢了。

当前，室内分布系统已经形成了从设备到集成的完备产业链，国内专做室分系统集成和设备的厂家如虹信、京信、国人、先创、欣民等均比较领先，目前华为也开始主推其专用室内分布的分布式微蜂窝系统，逐步涉足室内覆盖。

就湖北而言，虹信份额最大，其次是先创、欣民、国人这几个厂家。

目前，厂家具备端到端的室分系统供货能力，运营商只需要把站点分布给厂商，从查勘、规划设计、设备供应、系统集成到后期维护都由厂家完成

室内分布现状分析

从中国城市发展现状分析，目前高端的写字楼与商务会谈场所的出现，极大满足了高端用户日常的工作需要，所以目前高端用户80％的移动业务发生在室内，但是从室内覆盖的运建现状来看，却滞后于整体网络的发展，主要体现在：

（1）室内分布设备厂商与集成商的整体技术实力、服务能力与大设备厂商有差据；

（2）室内分布系统引入后，结合大网的调整，不及时，相互干扰；

（3）集成建设厂商设计、工程施工规范有待加强；

（4）部分集成商由于缺乏的移动通信领域服务经验，对移动网络整体理解弱；

（5）高层室分于室外站点的覆盖和干扰优化需要有很强的网优经验积累才能实现。

可以看出虽然室内区域面积小，但是价值客户密度高，是属于当今以及未来网络优化的重点关注区域，是用户感知优化重点关注客户群体的聚集地。

所以室内分布的优化随着城市建设的发展，面临着优化模型和思路的缺失、设备施工与网络优化的脱节、投入优化人员较少等问题、优化难度大要求高等问题，严重影响了对整体用户感知提升的步伐。

室内覆盖整体规划

面对当今越来越复杂的楼层结构，如何做好室内用户的移动网络体验感知，一个良好的室内覆盖整体规划是必不可少的。

一个良好的室内覆盖规划，必须从网络结构、无线环境评估、用户分布模型、业务类型等综合考量分析，所以室内分布的规划工作对于服务提供商的要求是非常高的。

拓明借助于多年积累的优化经验和在优化项目中总结的可执行的高效流程，面对运营商面对的室内分布覆盖规划难度，应对自如。

室内分布深度优化

室内分布的深度优化需要全面的测试和分析，拓明丰富的优化经验能帮助运营商发现“死角”，优化覆盖、优化业务，通过如下的优化流程，给客户带来卓越的室内分布优化效果：

（1）评估现有资源对目标区域的覆盖潜力；

（2）区分“优化解决方案”和“工程解决方案”，针对实际勘测结果提出合理性建议；

（3）覆盖区域的容量分析和信源设计；

（4）覆盖区域的用户使用业务分析，多业务联合优化；

（5）方案设计，周边小区的优化配合；

特别值得注意的是因为目前室内分布设计方式多种多样，包括直放站、RRU拉远等，设备问题导致的网络问题难以定位，大部分必须通过现场扫频发现问题。

拓明针对这一现状，借助Abis分析工具，通过对业务问题和用户位置的定位，轻松定位问题，解决问题，提高了SLA效率，通过低成本的投入，为移动用户带来高质量的网络保障。

拓明室内分布项目经验

拓明在浙江、内蒙古、江苏、黑龙江、甘肃、、河北、云南等省的多个地市进行了室分优化项目，对各设备商的室内设备性能优化积累了丰富经验，提供从室内分布系统规划、设计、性能评估、系统优化、系统整改等综合的室分系统优化方案。

例，面对如今用户使用场景偏向室内的转变和高层建筑日益增多的情况，某市移动的室内用户存在大量的投诉、用户满意度差，严重影响了用户对该运营商的认可度。

该运营商选择拓明作为室内分布系统优化供应商以后，通过双方紧密的合作，从室内分布系统设计初期就开始着手，并结合宏站与室分系统衔接、室分系统整改、泄露整治等参数优化及工程调整手段，以用户感知的提升为目标进行优化，改善了该市大部分室分系统性能。

例如，在某商场的室内信号质差的问题优化中，拓明通过多次测试，综合分析覆盖和质差弱点：

可以看出该商场的覆盖和质量都不好，通过对信源和室分无源器件的工程质量问题排查，解决了多处接口和设备产生干扰的问题。

在对室内天线的优化设计后，通过对邻区、切换、接入的参数优化和多次测试，显著提升了该处室分的应用效果。

∙要：

3G网络的主要业务量来自于室内。

根据中国香港SUNDAY对业务数据的采集结果可知，3G业务的室内话务量占总话务量的一半以上。

而NTTDoCoMo的最新统计数据显示，大约70%的业务量来自于室内。

∙关键字：

3G，室内覆盖，分布，现状，

∙主要内容：

系统间的干扰可通过不同系统的空间隔离。

降低干扰源的发射功率，在发射端和接收端增加滤波器等方法来有效地减少。

通常选用能够满足系统间隔离度要求的合路器（poi）和滤波器来完成，另外还需要考虑系统合路的功率匹配题目。

此时需要在合路器前端进行信号强度匹配。

或采用逐级合路的方式，达到各个系统信号的等效覆盖，

链路预算容量预分析

a地的人流量是2000人/小时。

设手机人均使用率为25%，a地移动电话用户数为2000×25%=500/小时。

用户均匀分布。

均匀每用户忙时话务量为0.02erl，则a地总的话务量为10erl。

按照20%的余量，最大吸收话务量为12erl，系统信号源为微蜂窝基站。

根据erlang-b公式表，当呼损率为2%时。

两个载频容量为8.20erl。

因此采用4个载频容量足够提供系统使用，

覆盖场强预分析

吸顶全向天线的输出口功率为7dbm，增益为3dbi。

距天线的最远覆盖间隔约为10m。

10m自由空间传播损耗是58db，贯串损耗和多径衰落分别是15db和10db，则边沿场强=7+3-58-15-10=-74dbm。

覆盖电梯的定向板状天线的输出口功率为11dbm。

增益为8.5dbi，距天线的最远覆盖间隔约为20m，20m自由空间传播损耗是64db。

贯串损耗和多径衰落分别是20db和15db。

则边沿场强=11+8.5-64-20-15=-79.5dbm，

一般以移动终真个发射功率来确定漏泄射频同轴电缆的最大覆盖长度。

移动终真个最大输出功率为2w，系统要求的最低场强为-105dbm，频率为2ghz。

95%耦合损耗为86db，耦合损耗的波动余量为5db。

漏泄同轴电缆的衰减常数为44db/km。

跳线及接头损耗为2db，地铁系统车体的屏蔽作用和吸收损耗为10db，则最大覆盖间隔=（33-（-105）-86-5-2-10）/44=795m。

分布式基站系统把传统形态的一体化基站分为基带单元bbu和射频单元rru两部分，射频拉远基站rru采用室内/室外混合覆盖。

室外基站的基带部分bbu可以同时处理室内和室外的话务量。

bbu和rru之间采用光纤连接，这种方式易于扩容。

见图6，

图6bbu+rru室内覆盖系统

中频传输室内覆盖系统

该方案以微功率基站做信号源，以中频传输为技术核心。

以网线（小同轴）/光纤作为传输介质进行信号传输和分布。

图7为中频传输室内覆盖系统，其由主单元、扩展单元、远端天线单元和天馈线系统组成，主单元和扩展单元之间采用光纤连接。

传输间隔更远，损耗更小。

扩展单元与远端天线单元之间采用5类线传输中频信号。

远端天线单元末端可直接接天线或者加无源分布系统进行覆盖，该系统的优点是可以充分利用楼宇的综合布线系统。

图7中频传输室内覆盖系统

3g室内分布系统的设计

在室内分布系统方案设计中，需要考虑三方面的因素：

·降低室外信号对室内的影响；

·减少室内信号外泄；

·室内环境的特殊性所带来的传输与空间衰耗，

由于室外基站会对室内系统造成影响。

所以必须对来自室外基站的信号进行丈量，以了解室外宏站对室内系统的影响。

根据已有的测试结果。

室外基站底噪有90%的概率小于-78dbm，假如室内系统信源导频边沿场强大于-85dbm，则有90%概率的区域可以保证回一化信噪比ec/io＞-10db。

室内分布系统的信号泄漏轻易造成对室外信号的干扰。

轻易导致室外用户选用室内信号，使软切换增多。

从而影响室外的掉话率，cdma网络采用软切换方式。

是否进行切换主要根据当前基站能否满足终真个通讯要求来判定，当前基站的导频强度掉到t_drop以下时，移动台启动切换往掉计时器t1。

当切换往掉计时器t1到期后（在此期间。

其导频强度应始终低于t_drop），移动台启动系统的切换过程，影响网络容量的另一个因素就是软切换及其所需的额外开销。

并且软切换被选链途经多也会对系统产生额外的干扰。

因此，在3g工程设计阶段就需要控制过多的软切换区，减少室内天线的输出电平。

以控制信号泄漏电平。

室内分布天线口导频功率不超过7dbm，在靠近窗户、门口等边沿区域，应采用方向性较好的定向天线。

以减少信号的泄漏从而优化切换关系。