華為無線產(chǎn)品工程師培訓之室內覆蓋解決方案

無線室內覆蓋解決方案一、需求分析二、室內覆蓋需要考慮的問題三、華為解決方案四、應用實例室內覆蓋現(xiàn)狀1、室內覆蓋主要依靠室外現(xiàn)有網(wǎng)絡覆蓋的延伸2、存在以下問題：-80dBm-100dBm1、由于穿墻損耗大，室內覆蓋效果差：存在大量覆蓋盲區(qū)，無法通話通話質量差，掉話率高部分業(yè)務開展受限（如GPRS）2、沒有解決容量問題網(wǎng)絡容量有限，接通率低造成大量的話務流失，網(wǎng)絡有待完善現(xiàn)有幾種解決方式存在的問題2、室外大功率基站、天線架高方式網(wǎng)內干擾加劇，網(wǎng)絡質量下降影響整網(wǎng)頻率規(guī)劃，網(wǎng)絡容量增長困難“孤島效應”嚴重，掉話率高1、直放站方式不能解決系統(tǒng)容量問題交調干擾嚴重，通話質量難以保證故障率高，維護不便無線式直放站，網(wǎng)絡質量難以保證；光纖式直放站，需要預布的光纖系統(tǒng)設備費用并不低廉沒有根本解決室內話務吸收問題室內覆蓋現(xiàn)狀對于用戶（多為集團用戶和高端用戶）：要求優(yōu)質服務隨時隨地獲得服務差異化服務數(shù)據(jù)業(yè)務服務對于運營商：提供滿意服務，吸引/留住用戶增加話務、增加收入樹立品牌，提升形象對于樓宇的業(yè)主：增加收入獲得額外服務集團用戶賓館酒店繁華商業(yè)區(qū)寫字辦公樓香港移動用戶的室內發(fā)話率為總發(fā)話量的30%，而國內用戶的室內發(fā)話率僅為5%左右，市場前景廣闊。室內覆蓋需求一、需求分析二、室內覆蓋需要考慮的問題三、華為解決方案四、應用實例一、新建室內覆蓋系統(tǒng)對現(xiàn)有網(wǎng)絡可能造成的沖擊信號的碰撞過多的切換對系統(tǒng)造成負擔二、系統(tǒng)容量如何提高，頻率計劃的實施三、有別于現(xiàn)有網(wǎng)絡的新業(yè)務、新功能四、對未來移動通訊系統(tǒng)的適應性五、網(wǎng)絡建設時需要考慮的傳輸、電源問題室內覆蓋需要考慮的問題一、盡量減少新建室內系統(tǒng)對現(xiàn)有網(wǎng)絡的影響利用樓宇外墻損耗大的特點，實現(xiàn)內外小區(qū)的隔離室內外小區(qū)切換關系簡單，系統(tǒng)負擔小二、提高系統(tǒng)容量900M現(xiàn)有頻率資源有限，引入1800M系統(tǒng)通過合理的頻率計劃，解決系統(tǒng)容量問題華為公司對室內覆蓋系統(tǒng)的考慮三、新功能、新業(yè)務良好的室內覆蓋效果，確保GPRS等新業(yè)務的開展全新的網(wǎng)絡，構建移動商業(yè)網(wǎng)四、面向未來的無線布線系統(tǒng)利用寬頻分布式天線系統(tǒng)，實現(xiàn)多模移動通訊系統(tǒng)（GSM900/1800、PCS1900、CDMA、3G）能量在室內的合理分布華為公司對室內覆蓋系統(tǒng)的考慮五、電源問題盡量利用室內現(xiàn)有的220V交流供電系統(tǒng)

利用配備蓄電池的直流供電系統(tǒng)，進一步提高系統(tǒng)可靠性六、傳輸問題室內系統(tǒng)對外（BTS與BSC間的Abis口）的傳輸盡量利用樓宇現(xiàn)有的傳輸系統(tǒng)接口室內系統(tǒng)間（BTS與BSC間的Abis口）的傳輸，利用現(xiàn)有的樓宇布線管道華為公司對室內覆蓋系統(tǒng)的考慮1、利用建筑物外墻對信號損耗大特點實現(xiàn)內外有別

外墻阻擋：10~25dB

厚玻璃：6~10dB2、室內通過足夠好的信號電平設計，滿足室內系統(tǒng)C/I要求3、室內系統(tǒng)一般采用將定向小天線朝室內輻射的安裝方式，確保其對室外系統(tǒng)的影響最小，以滿足室外系統(tǒng)C/I要求BTS內外小區(qū)的隔離CellA宏蜂窩CellB室內蜂窩CellSelectionPriority=NormalC1=10空閑模式(IDLE)小區(qū)選擇CellSelectionPriority=LowC1=10ON

引導手機開機時首先選擇在室內小區(qū)內外小區(qū)的話務引導CellACellindoorCBQ=0,CBA=0C1=8,CRO=10,TO=0CBQ=0,CBA=0C1=10,CRO=0,TO=0C2CellA(10)<C2室內

(18)空閑模式小區(qū)重選通過設定CRO、TO等，確保室內、外小區(qū)有合理的重選關系內外小區(qū)的話務引導切換關系簡單良好的高層室內覆蓋系統(tǒng)完全獨立于室外系統(tǒng)，僅需考慮大樓出入口處室內小區(qū)和外界小區(qū)的切換關系室內小區(qū)優(yōu)先級高室內小區(qū)被定義在低層，可以將所有電平高于某一層間切換門限（LEVTHR）的話務量全部保留在室內小區(qū)。層間切換門限和磁滯根據(jù)網(wǎng)絡實際情況（覆蓋、干擾等）確定。內外小區(qū)的切換系統(tǒng)容量的解決使用預留的微蜂窩頻點（一般預留2個）利用內外小區(qū)隔離大的特點，采取偷頻的方式由于質量和容量因素（如GPRS高速率數(shù)據(jù)業(yè)務的開展）；如果900M頻率資源無法滿足，引入1800M頻率，采用雙頻系統(tǒng)系統(tǒng)容量的解決單一小區(qū)集中管理覆蓋面積大切換少頻率復用率低饋線長，損耗大垂直分裂多小區(qū)饋線短，損耗小頻率復用率高頻率計劃簡單供電、傳輸復雜在室內商業(yè)系統(tǒng)中，為獲得良好話音質量，最好滿足： C/I≥18dB（非跳頻系統(tǒng)） C/I≥16dB（跳頻系統(tǒng)）新業(yè)務、新功能室內系統(tǒng)中使用GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務對C/I的要求：利用分布式天線系統(tǒng)，實現(xiàn)室內無線信號的均勻分布面向未來的無線布線系統(tǒng)不使用有源器件減少供電要求避免有源器件帶來的干擾提高了系統(tǒng)可靠性網(wǎng)絡結構簡單器件種類少工程設計簡單天線系統(tǒng)支持多頻段成本低網(wǎng)絡質量高E1、SDH220VAC&48VDCBSCBTS利用分布式天線系統(tǒng)解決無線信號合理的分布，通過站型、組網(wǎng)結構的設置滿足用戶話務量的需求傳輸和電源問題根據(jù)樓宇實際情況，靈活解決電源、傳輸問題電源直接采用樓宇現(xiàn)有的220VAC供電使用－48VDC，可以配備蓄電池，提高系統(tǒng)可靠性傳輸通過樓宇已有的光纖系統(tǒng)接入BSC（光纖到大樓）通過HDSL，利用電話線接入BSC（HDSL有效傳輸距離3－4公里）利用E1線直接與BSC連接（E1有效傳輸距離約500米）對于樓宇內多臺微蜂窩的情況，微蜂窩之間的傳輸可以通過E1、HDSL解決。E1線可以在大樓電力井中布線傳輸和電源問題一、需求分析二、室內覆蓋需要考慮的問題三、華為解決方案四、應用實例室內分布系統(tǒng)設計流程室內分布系統(tǒng)設計流程小規(guī)模樓宇樓層：5-6層用戶數(shù)量：100左右中規(guī)模樓宇樓層：10-15層用戶數(shù)量：300左右大規(guī)模樓宇樓層：20-30層用戶數(shù)量：1000左右超大規(guī)模樓宇樓層：40層以上用戶數(shù)量：3000左右根據(jù)用戶數(shù)和可用頻率資源確定小區(qū)配置和基站類型容量需求分析室內分布系統(tǒng)設計流程確定室內服務區(qū)類型容量設計利用小區(qū)分裂進行擴容室內小區(qū)垂直分裂是擴充容量的有效措施室內覆蓋原來由一個小區(qū)完成，如果要進行小區(qū)分裂，至少要分裂成3個小區(qū)以保證頻率復用；同頻小區(qū)一般要保持四層間隔距離室內小區(qū)應避免水平分裂容量設計室內分布系統(tǒng)設計流程BTS312每機架12載波，最大支持約3500用戶，支持6小區(qū)最大輸出功率40W支持900M/1800M混插內置低成本E1、SDH、PON采用220VAC/-48VDC/+24VDC供電BTS30每機架6載波，最大支持約1500用戶，支持6小區(qū)最大輸出功率40W支持900M/1800M混插內置低成本E1、SDH、PON采用220VAC/-48VDC/+24VDC供電以上計算基于：無線呼損1%，每用戶話務量0.02Erl.基站選型設備選型BTS3001C單載波，最大支持約120用戶，最大輸出功率8W內置低成本SDH安裝靈活，室外/室內均可，無需機房供電范圍150~300VACBTS22C2載波，最大支持約350用戶，最大輸出功率4W支持900M/1800M混插安裝靈活，室外/室內均可，無需機房供電范圍150~300VAC基站選型以上計算基于：無線呼損1%，每用戶話務量0.02Erl.設備選型天線包括全向天線和定向天線，可以根據(jù)設計需要，靈活選擇使用。設備選型天線為了降低損耗，在干線，盡量使用損耗較小的7/8”饋線；為了便于工程安裝，在支路上，采用1/2”超柔電纜。同軸電纜設備選型常用電纜指標如下：功分器：用于功率的等比例分配耦合器：用于功率的不等比例分配功分器與耦合器設備選型泄露電纜通過在饋線外殼上適當?shù)男】祝詈洗翱冢瑢崿F(xiàn)能量的輻射和接收，適用于隧道、地鐵、電梯等狹長地帶的覆蓋，其主要指標包括衰減常數(shù)、耦合損耗。泄漏電纜設備選型對于基站離覆蓋區(qū)域較遠的應用場合，可以采用光纖式分布系統(tǒng)，其原理示意圖如下：光纖型分布式天線設備選型室內分布系統(tǒng)設計流程鏈路預算Pant=MSsens+RFmarg+IFmarg+BL+LNFmarg

+Lpath-Gant

Pant:天線輸入口功率

MSsens:手機接收靈敏度（-102dBm）

RFmarg:瑞利衰落余量（0～3dB）

IFmarg:干擾余量（由周圍環(huán)境決定）

BL:人體損耗（900MHz:5dB，1800MHz:3dB）

LNFmarg:設計余量，一般取5dB

Lpath:路徑損耗

Gant:天線增益射頻設計鏈路預算關鍵點在室內多天線系統(tǒng)中，測試點的鏈路預算一般以路徑損耗最小的鏈路為準。室內多天線系統(tǒng)中，在同一覆蓋區(qū)域盡量保證各天線口有效輻射功率（EIRP）一致，誤差控制在10dB以內。室內天線系統(tǒng)中，設計電平都比較高，無須利用天線分集提高上行信號強度。射頻設計為降低上行干擾，必須合理設置手機最大發(fā)射功率，同時打開手機動態(tài)功率控制功能。在進行鏈路預算時，必須留有一定余量以備糾正設計誤差和將來天線系統(tǒng)的延伸。干擾余量的估算/設計隨距離建筑外墻面的不同而不同。越靠近建筑外墻其干擾設計余量越大。鏈路預算關鍵點射頻設計服務質量設計（受干擾程度）室內小區(qū)在以下幾種環(huán)境下受干擾程度如下：實際干擾電平會隨網(wǎng)絡布局變化和頻率的重新規(guī)劃而改變可以通過實地測試得到實際干擾電平射頻設計干擾程度越高，該區(qū)域內的干擾設計余量（IFmarg）越大，手機需要的接收電平越高注：當采用雙頻段室內系統(tǒng)時，手機接收電平設計指標按1800系統(tǒng)的指標進行。服務質量設計（干擾設計余量）射頻設計室內分布系統(tǒng)設計流程設計思路調查建筑物類型、構造、室內結構、干擾環(huán)境、服務對象（公眾/商業(yè)集團用戶）分析路徑損耗根據(jù)不同區(qū)域設置天線（類型、數(shù)目、安裝位置）

天線系統(tǒng)設計準則一：天線布線準則建筑室內覆蓋由一個小區(qū)完成時，各天線的設置應盡量確保小區(qū)覆蓋區(qū)域內信號的均勻分布。一般建議天線按“之”字形安裝。天線系統(tǒng)設計建筑物室內覆蓋由多個小區(qū)完成時，必須注意同頻復用小區(qū)之間要有一定的隔離距離。各天線的設置同樣要盡量確保各小區(qū)覆蓋區(qū)域內信號的均勻分布。在頻率復用較為緊密的情況下，為確保良好的服務質量，一般建議不同層間的天線安裝在同一位置。準則二：頻率復用準則天線系統(tǒng)設計建筑外墻較厚，信號衰減大，泄漏小，受室外、室外同頻小區(qū)干擾小，樓層間的頻率容易規(guī)劃應用環(huán)境一：密閉環(huán)境天線系統(tǒng)設計

建筑外墻為玻璃窗/墻結構，信號衰減很小，建筑內部為開放的會議環(huán)境，受室外、室外同頻小區(qū)干擾大，需要專用頻率進行規(guī)劃；或采用低輸出功率的多天線系統(tǒng)，將小區(qū)邊緣限制在建筑物內。天線系統(tǒng)設計應用環(huán)境二：半開放環(huán)境建筑內墻多且厚，需要將天線安裝在走廊時，天線的輸出功率一般較大以保證良好覆蓋。此時通過走廊窗口會有一定的信號泄漏。需要專用的頻率進行規(guī)劃。樓層間的同頻小區(qū)間隔距離較其他環(huán)境的大。天線系統(tǒng)設計應用環(huán)境三：框架結構建筑物

室內商業(yè)集團辦公區(qū)等對服務質量要求較高的區(qū)域，一般采用多根定向和全向天線對室內進行覆蓋，通過合理的小區(qū)有效輻射功率設計容易控制小區(qū)覆蓋范圍，對外界的干擾較小。天線系統(tǒng)設計應用環(huán)境四：寫字樓停車場等有一定的覆蓋要求但對容量沒有特別需求的區(qū)域，對手機的接收電平要求不高（-90dBm左右），重點覆蓋區(qū)域是人流量較大的電梯、自動扶梯及停車場出入口處。天線系統(tǒng)設計應用環(huán)境五：停車場

超市等區(qū)域對覆蓋和容量均有一定需求，可根據(jù)建筑實際結構設置天線系統(tǒng)天線系統(tǒng)設計應用環(huán)境六：超市其中：

自由空間損耗Lp＝32.5+20logd（km）+20logf（MHz）

α：其它物體、樓層、障礙物的損耗

路徑損耗：

L＝32.5+20logd（km）+20logf（MHz）+α

天線系統(tǒng)設計傳播模型

物體阻擋/穿透損耗為：

隔墻阻擋：5~20dB

樓層阻擋：＞20dB

家具和其它障礙物的阻擋：2~15dB

厚玻璃：6~10dB

火車車廂的穿透損耗為：15~30dB

電梯的穿透損耗：30dB左右

固定信號源的信號在隧道的彎道部分損耗為10~40dB/km，對于長方形的隧道損耗為10~15dB/km，對于柱形的隧道損耗為35~40dB/km。所以隧道通常采用泄漏電纜來覆蓋。

天線系統(tǒng)設計物體損耗與隧道覆蓋1、實地考察建筑構造損耗2、確認天線實際安裝位置3、確認實際走線路徑

通過勘測對天線安裝和布線進行最終確認

全向天線一般安裝在天花板上，而定向天線一般靠墻安裝天線系統(tǒng)設計實地勘測一般情況下，如果天線口輻射功率為10dBm，使用2dBi全向室內小天線，則離天線30m范圍內，在隔墻不密集的情況下，覆蓋電平可以達到-70dBm?？梢酝ㄟ^實際測試，對初始天線設計進行調整以滿足覆蓋要求；或對頻率重新規(guī)劃滿足話音質量要求天線系統(tǒng)設計覆蓋測試室內分布系統(tǒng)設計流程頻率計劃原則

如果室內采用專用頻率，頻率計劃相對簡單。一般來說，商務服務區(qū)和公共服務區(qū)的頻率復用方式基本一樣，在頻率資源允許的情況下，室內覆蓋盡量采用專用頻段；若頻率資源不夠，則采取偷頻方式。由于質量和容量因素（如GPRS高速率數(shù)據(jù)業(yè)務的開展）；如果900M頻率資源無法滿足，引入1800M頻率，采用雙頻系統(tǒng)。頻率規(guī)劃頻率規(guī)劃策略（無專用頻率的場合）

對目前網(wǎng)絡頻率計劃仔細分析后，頻率計劃時需要注意：不選擇鄰近小區(qū)的頻率，盡量不選擇這些頻率的鄰頻采用偷頻方式，盡量確保BCCH頻率不受干擾，TCH層的規(guī)劃可以采取射頻跳頻的方式來減少干擾。

借助BTS設備上行頻點掃描功能查找上行可用頻率；借助路測設備的下行掃描功能查找下行可用頻率。頻率規(guī)劃當數(shù)個公共室內系統(tǒng)分布在一片建筑群（如商業(yè)區(qū)等）的較低樓層時，需要考慮給它們分配專用頻率。建議4-6個頻點為一組，在幾個室內系統(tǒng)間復用。但是最重要的一點是在地理上需要有一個室外最好小區(qū)將這些室內小區(qū)隔離開來。當數(shù)個商業(yè)大樓相鄰很近時，室內系統(tǒng)也需要考慮采用專用頻點。頻率規(guī)劃策略（必須使用專用頻率的場合）頻率規(guī)劃高層建筑頻率計劃對于大樓的低層部分用常規(guī)的頻率計劃方法在干擾較大的高層部分建議采用專用頻點最終的頻率選擇以實際干擾環(huán)境測試為準頻率規(guī)劃室內分布系統(tǒng)設計流程優(yōu)化調整與宏蜂窩基本相同，特別注