華為無線產(chǎn)品工程師培訓(xùn)之室內(nèi)覆蓋解決方案

無線室內(nèi)覆蓋解決方案一、需求分析二、室內(nèi)覆蓋需要考慮的問題三、華為解決方案四、應(yīng)用實(shí)例室內(nèi)覆蓋現(xiàn)狀1、室內(nèi)覆蓋主要依靠室外現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的延伸2、存在以下問題：-80dBm-100dBm1、由于穿墻損耗大，室內(nèi)覆蓋效果差：存在大量覆蓋盲區(qū)，無法通話通話質(zhì)量差，掉話率高部分業(yè)務(wù)開展受限（如GPRS）2、沒有解決容量問題網(wǎng)絡(luò)容量有限，接通率低造成大量的話務(wù)流失，網(wǎng)絡(luò)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(nèi)干擾加劇，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降影響整網(wǎng)頻率規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)容量增長困難“孤島效應(yīng)”嚴(yán)重，掉話率高1、直放站方式不能解決系統(tǒng)容量問題交調(diào)干擾嚴(yán)重，通話質(zhì)量難以保證故障率高，維護(hù)不便無線式直放站，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量難以保證；光纖式直放站，需要預(yù)布的光纖系統(tǒng)設(shè)備費(fèi)用并不低廉沒有根本解決室內(nèi)話務(wù)吸收問題室內(nèi)覆蓋現(xiàn)狀對于用戶（多為集團(tuán)用戶和高端用戶）：要求優(yōu)質(zhì)服務(wù)隨時隨地獲得服務(wù)差異化服務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)對于運(yùn)營商：提供滿意服務(wù)，吸引/留住用戶增加話務(wù)、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(wù)集團(tuán)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(nèi)發(fā)話率為總發(fā)話量的30%，而國內(nèi)用戶的室內(nèi)發(fā)話率僅為5%左右，市場前景廣闊。室內(nèi)覆蓋需求一、需求分析二、室內(nèi)覆蓋需要考慮的問題三、華為解決方案四、應(yīng)用實(shí)例一、新建室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)可能造成的沖擊信號的碰撞過多的切換對系統(tǒng)造成負(fù)擔(dān)二、系統(tǒng)容量如何提高，頻率計(jì)劃的實(shí)施三、有別于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的新業(yè)務(wù)、新功能四、對未來移動通訊系統(tǒng)的適應(yīng)性五、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時需要考慮的傳輸、電源問題室內(nèi)覆蓋需要考慮的問題一、盡量減少新建室內(nèi)系統(tǒng)對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的影響利用樓宇外墻損耗大的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外小區(qū)的隔離室內(nèi)外小區(qū)切換關(guān)系簡單，系統(tǒng)負(fù)擔(dān)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(jì)劃，解決系統(tǒng)容量問題華為公司對室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的考慮三、新功能、新業(yè)務(wù)良好的室內(nèi)覆蓋效果，確保GPRS等新業(yè)務(wù)的開展全新的網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)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(shí)現(xiàn)多模移動通訊系統(tǒng)（GSM900/1800、PCS1900、CDMA、3G）能量在室內(nèi)的合理分布華為公司對室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的考慮五、電源問題盡量利用室內(nèi)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(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性六、傳輸問題室內(nèi)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(nèi)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(nèi)覆蓋系統(tǒng)的考慮1、利用建筑物外墻對信號損耗大特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)內(nèi)外有別

外墻阻擋：10~25dB

厚玻璃：6~10dB2、室內(nèi)通過足夠好的信號電平設(shè)計(jì)，滿足室內(nèi)系統(tǒng)C/I要求3、室內(nèi)系統(tǒng)一般采用將定向小天線朝室內(nèi)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(nèi)外小區(qū)的隔離CellA宏蜂窩CellB室內(nèi)蜂窩CellSelectionPriority=NormalC1=10空閑模式(IDLE)小區(qū)選擇CellSelectionPriority=LowC1=10ON

引導(dǎo)手機(jī)開機(jī)時首先選擇在室內(nèi)小區(qū)內(nèi)外小區(qū)的話務(wù)引導(dǎo)CellACellindoorCBQ=0,CBA=0C1=8,CRO=10,TO=0CBQ=0,CBA=0C1=10,CRO=0,TO=0C2CellA(10)<C2室內(nèi)

(18)空閑模式小區(qū)重選通過設(shè)定CRO、TO等，確保室內(nèi)、外小區(qū)有合理的重選關(guān)系內(nèi)外小區(qū)的話務(wù)引導(dǎo)切換關(guān)系簡單良好的高層室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)完全獨(dú)立于室外系統(tǒng)，僅需考慮大樓出入口處室內(nèi)小區(qū)和外界小區(qū)的切換關(guān)系室內(nèi)小區(qū)優(yōu)先級高室內(nèi)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(wù)量全部保留在室內(nèi)小區(qū)。層間切換門限和磁滯根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況（覆蓋、干擾等）確定。內(nèi)外小區(qū)的切換系統(tǒng)容量的解決使用預(yù)留的微蜂窩頻點(diǎn)（一般預(yù)留2個）利用內(nèi)外小區(qū)隔離大的特點(diǎn)，采取偷頻的方式由于質(zhì)量和容量因素（如GPRS高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)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(fù)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(fù)用率高頻率計(jì)劃簡單供電、傳輸復(fù)雜在室內(nèi)商業(yè)系統(tǒng)中，為獲得良好話音質(zhì)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(wù)、新功能室內(nèi)系統(tǒng)中使用GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對C/I的要求：利用分布式天線系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)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(luò)結(jié)構(gòu)簡單器件種類少工程設(shè)計(jì)簡單天線系統(tǒng)支持多頻段成本低網(wǎng)絡(luò)質(zhì)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(jié)構(gòu)的設(shè)置滿足用戶話務(wù)量的需求傳輸和電源問題根據(jù)樓宇實(shí)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(nèi)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(nèi)覆蓋需要考慮的問題三、華為解決方案四、應(yīng)用實(shí)例室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程確定室內(nèi)服務(wù)區(qū)類型容量設(shè)計(jì)利用小區(qū)分裂進(jìn)行擴(kuò)容室內(nèi)小區(qū)垂直分裂是擴(kuò)充容量的有效措施室內(nèi)覆蓋原來由一個小區(qū)完成，如果要進(jìn)行小區(qū)分裂，至少要分裂成3個小區(qū)以保證頻率復(fù)用；同頻小區(qū)一般要保持四層間隔距離室內(nèi)小區(qū)應(yīng)避免水平分裂容量設(shè)計(jì)室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程BTS312每機(jī)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(nèi)置低成本E1、SDH、PON采用220VAC/-48VDC/+24VDC供電BTS30每機(jī)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(nèi)置低成本E1、SDH、PON采用220VAC/-48VDC/+24VDC供電以上計(jì)算基于：無線呼損1%，每用戶話務(wù)量0.02Erl.基站選型設(shè)備選型BTS3001C單載波，最大支持約120用戶，最大輸出功率8W內(nèi)置低成本SDH安裝靈活，室外/室內(nèi)均可，無需機(jī)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(nèi)均可，無需機(jī)房供電范圍150~300VAC基站選型以上計(jì)算基于：無線呼損1%，每用戶話務(wù)量0.02Erl.設(shè)備選型天線包括全向天線和定向天線，可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要，靈活選擇使用。設(shè)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(shè)備選型常用電纜指標(biāo)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(shè)備選型泄露電纜通過在饋線外殼上適當(dāng)?shù)男】祝詈洗翱冢?，?shí)現(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(biāo)包括衰減常數(shù)、耦合損耗。泄漏電纜設(shè)備選型對于基站離覆蓋區(qū)域較遠(yuǎn)的應(yīng)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(shè)備選型室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程鏈路預(yù)算Pant=MSsens+RFmarg+IFmarg+BL+LNFmarg

+Lpath-Gant

Pant:天線輸入口功率

MSsens:手機(jī)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(shè)計(jì)余量，一般取5dB

Lpath:路徑損耗

Gant:天線增益射頻設(shè)計(jì)鏈路預(yù)算關(guān)鍵點(diǎn)在室內(nèi)多天線系統(tǒng)中，測試點(diǎn)的鏈路預(yù)算一般以路徑損耗最小的鏈路為準(zhǔn)。室內(nèi)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(nèi)。室內(nèi)天線系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)電平都比較高，無須利用天線分集提高上行信號強(qiáng)度。射頻設(shè)計(jì)為降低上行干擾，必須合理設(shè)置手機(jī)最大發(fā)射功率，同時打開手機(jī)動態(tài)功率控制功能。在進(jìn)行鏈路預(yù)算時，必須留有一定余量以備糾正設(shè)計(jì)誤差和將來天線系統(tǒng)的延伸。干擾余量的估算/設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)余量越大。鏈路預(yù)算關(guān)鍵點(diǎn)射頻設(shè)計(jì)服務(wù)質(zhì)量設(shè)計(jì)（受干擾程度）室內(nèi)小區(qū)在以下幾種環(huán)境下受干擾程度如下：實(shí)際干擾電平會隨網(wǎng)絡(luò)布局變化和頻率的重新規(guī)劃而改變可以通過實(shí)地測試得到實(shí)際干擾電平射頻設(shè)計(jì)干擾程度越高，該區(qū)域內(nèi)的干擾設(shè)計(jì)余量（IFmarg）越大，手機(jī)需要的接收電平越高注：當(dāng)采用雙頻段室內(nèi)系統(tǒng)時，手機(jī)接收電平設(shè)計(jì)指標(biāo)按1800系統(tǒng)的指標(biāo)進(jìn)行。服務(wù)質(zhì)量設(shè)計(jì)（干擾設(shè)計(jì)余量）射頻設(shè)計(jì)室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)思路調(diào)查建筑物類型、構(gòu)造、室內(nèi)結(jié)構(gòu)、干擾環(huán)境、服務(wù)對象（公眾/商業(yè)集團(tuán)用戶）分析路徑損耗根據(jù)不同區(qū)域設(shè)置天線（類型、數(shù)目、安裝位置）

天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一：天線布線準(zhǔn)則建筑室內(nèi)覆蓋由一個小區(qū)完成時，各天線的設(shè)置應(yīng)盡量確保小區(qū)覆蓋區(qū)域內(nèi)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(shè)計(jì)建筑物室內(nèi)覆蓋由多個小區(qū)完成時，必須注意同頻復(fù)用小區(qū)之間要有一定的隔離距離。各天線的設(shè)置同樣要盡量確保各小區(qū)覆蓋區(qū)域內(nèi)信號的均勻分布。在頻率復(fù)用較為緊密的情況下，為確保良好的服務(wù)質(zhì)量，一般建議不同層間的天線安裝在同一位置。準(zhǔn)則二：頻率復(fù)用準(zhǔn)則天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(yīng)用環(huán)境一：密閉環(huán)境天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)

建筑外墻為玻璃窗/墻結(jié)構(gòu)，信號衰減很小，建筑內(nèi)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(jìn)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(nèi)。天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境二：半開放環(huán)境建筑內(nèi)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(jìn)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(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境三：框架結(jié)構(gòu)建筑物

室內(nèi)商業(yè)集團(tuán)辦公區(qū)等對服務(wù)質(zhì)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(nèi)進(jìn)行覆蓋，通過合理的小區(qū)有效輻射功率設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)應(yīng)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(jī)的接收電平要求不高（-90dBm左右），重點(diǎn)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(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境五：停車場

超市等區(qū)域?qū)Ω采w和容量均有一定需求，可根據(jù)建筑實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)置天線系統(tǒng)天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)物體損耗與隧道覆蓋1、實(shí)地考察建筑構(gòu)造損耗2、確認(rèn)天線實(shí)際安裝位置3、確認(rèn)實(shí)際走線路徑

通過勘測對天線安裝和布線進(jìn)行最終確認(rèn)

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(shè)計(jì)實(shí)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(nèi)小天線，則離天線30m范圍內(nèi)，在隔墻不密集的情況下，覆蓋電平可以達(dá)到-70dBm?？梢酝ㄟ^實(shí)際測試，對初始天線設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整以滿足覆蓋要求；或?qū)︻l率重新規(guī)劃滿足話音質(zhì)量要求天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)覆蓋測試室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程頻率計(jì)劃原則

如果室內(nèi)采用專用頻率，頻率計(jì)劃相對簡單。一般來說，商務(wù)服務(wù)區(qū)和公共服務(wù)區(qū)的頻率復(fù)用方式基本一樣，在頻率資源允許的情況下，室內(nèi)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(zhì)量和容量因素（如GPRS高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)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(luò)頻率計(jì)劃仔細(xì)分析后，頻率計(jì)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(shè)備上行頻點(diǎn)掃描功能查找上行可用頻率；借助路測設(shè)備的下行掃描功能查找下行可用頻率。頻率規(guī)劃當(dāng)數(shù)個公共室內(nèi)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(diǎn)為一組，在幾個室內(nèi)系統(tǒng)間復(fù)用。但是最重要的一點(diǎn)是在地理上需要有一個室外最好小區(qū)將這些室內(nèi)小區(qū)隔離開來。當(dāng)數(shù)個商業(yè)大樓相鄰很近時，室內(nèi)系統(tǒng)也需要考慮采用專用頻點(diǎn)。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(jì)劃對于大樓的低層部分用常規(guī)的頻率計(jì)劃方法在干擾較大的高層部分建議采用專用頻點(diǎn)最終的頻率選擇以實(shí)際干擾環(huán)境測試為準(zhǔn)頻率規(guī)劃室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程優(yōu)化調(diào)整與宏蜂窩基本相同，特別注