室分分布系統(tǒng)原理及設計方案

1、北京中網華通設計咨詢有限公司第一設計院 2013年6月室內分布系統(tǒng)的設計4目錄目錄現(xiàn)場勘察要點3室內分布系統(tǒng)結構2室內覆蓋基礎知識介紹1 1方案實例4室內分布系統(tǒng)概述室內覆蓋基礎知識介紹室內覆蓋基礎知識介紹建筑物屏蔽和吸收作用，形成了弱場強區(qū)甚至盲區(qū)。大型賣場等人流量大的地方手機使用密度大，局部網絡容量不能滿足用戶需求，無線信道發(fā)生擁塞。建筑物高層空間極易存在無線頻率干擾，服務小區(qū)信號不穩(wěn)定，乒乓效用嚴重，話音質量難以保證，存在并出現(xiàn)掉話現(xiàn)象。覆蓋方面覆蓋方面容量方面容量方面質量方面質量方面室外信號覆蓋室內的局限性室外信號覆蓋室內的局限性什么是室內分布系統(tǒng)什么是室內分布系統(tǒng)室內覆蓋基礎知識介紹

2、室內覆蓋基礎知識介紹 移動通信系統(tǒng)中，無線信號通過功分器、耦合器等無源功率分配器件和干線放大器等有源器件及饋線、室內天線等設備均勻分配到室內各個區(qū)域，實現(xiàn)無線信號對室內的延伸覆蓋，我們稱該系統(tǒng)為室內分布系統(tǒng)。提供滿意服務，留住/吸引客戶有效吸收熱點話務樹立品牌，提升競爭力網絡用戶網絡用戶隨時獲得優(yōu)質服務（語音業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務）運營商運營商室內覆蓋基礎知識介紹室內覆蓋基礎知識介紹室內覆蓋的必要性克服建筑屏蔽，改善建筑內的無線信號覆蓋，解決盲區(qū)吸收話務量網絡優(yōu)化解決建筑物內信號場強分布不均的問題室內覆蓋基礎知識介紹室內覆蓋基礎知識介紹室內覆蓋的作用u室內覆蓋實用場景室內覆蓋實用場景高層建筑物上部車站

3、機場體育館商場購物中心室內盲區(qū)室內盲區(qū)新建大型建筑停車場辦公樓賓館話務量大的區(qū)域話務量大的區(qū)域無主服務區(qū)區(qū)域無主服務區(qū)區(qū)域室內分布系統(tǒng)概述室內分布系統(tǒng)概述室內分布系統(tǒng)的設計目錄目錄現(xiàn)場勘察要點室內分布系統(tǒng)結構室內覆蓋基礎知識介紹43212方案實例4室內分布系統(tǒng)結構室內分布系統(tǒng)結構u室內分布系統(tǒng)的組成室內分布系統(tǒng)的組成信號源信號源標題文字標題文字分布系統(tǒng)分布系統(tǒng)室內分布系統(tǒng)室內分布系統(tǒng)l微蜂窩l宏基站l分布式基站l光纖直放站l無線直放站l基站耦合l無源分布系統(tǒng)l有源分布系統(tǒng)l光纖分布系統(tǒng)l泄露電纜分布系統(tǒng)室內分布系統(tǒng)結構室內分布系統(tǒng)結構信號源通過組合使用的耦合器、功分器等無源器件進行分路，經饋線

4、將信號均勻分布到室內各個角落。通過仔細的鏈路計算，達到信號的均勻分布。天線使用適合所覆蓋場景的天線。特點：適合任何場景，線損較大，目前使用廣泛。u分布系統(tǒng)分布系統(tǒng)- -無源分布系統(tǒng)無源分布系統(tǒng) 室內分布系統(tǒng)結構室內分布系統(tǒng)結構u分布系統(tǒng)分布系統(tǒng)- -有源分布系統(tǒng)有源分布系統(tǒng) 在建筑物覆蓋面積較大時，前述的無源分布系統(tǒng)很難滿足需要；可增加中繼設備，如放大器，以補償信號在傳輸過程中的損耗。特點：覆蓋區(qū)域廣、容量有限、底噪抬升、線損大。 聯(lián)通指導意見：不再采用電干放室內分布系統(tǒng)結構室內分布系統(tǒng)結構u分布系統(tǒng)分布系統(tǒng)- -光纖分布系統(tǒng)光纖分布系統(tǒng) p三層網絡結構p2G/3G同時接入p網線/光纖傳輸介質

5、p基本不使用無源器件p多類型遠端，適應不同場所pWLAN/寬帶業(yè)務擴展特點：線損可忽略不計、易于施工、覆蓋面積廣。 室內分布系統(tǒng)結構室內分布系統(tǒng)結構u分布系統(tǒng)分布系統(tǒng)- -泄露電纜分布系統(tǒng)泄露電纜分布系統(tǒng) 特點：信號均勻分布，成本高，主要適用于地鐵及隧 道等狹長且有彎道的通道型室內區(qū)域。室內分布系統(tǒng)的設計目錄目錄現(xiàn)場勘察要點室內分布系統(tǒng)結構室內覆蓋基礎知識介紹43213方案實例4現(xiàn)場勘察要點現(xiàn)場勘察要點數(shù)碼相機數(shù)碼相機測試手機測試手機卷尺及紅卷尺及紅外測距儀外測距儀模擬發(fā)射機模擬發(fā)射機勘察記錄表勘察記錄表手提電腦手提電腦（測試軟件（測試軟件）現(xiàn)場勘察要點現(xiàn)場勘察要點GPSGPS設備設備模擬測試

6、吸頂天線模擬測試吸頂天線必需工具必需工具根據(jù)甲方要求根據(jù)甲方要求建筑平面圖建筑平面圖u室分勘察所需工具及文件室分勘察所需工具及文件現(xiàn)場勘察要點現(xiàn)場勘察要點u覆蓋目標信息搜集覆蓋目標信息搜集建筑基本信息建筑內部詳勘電磁環(huán)境測試接收電平值、信噪比、接通率、掉話率、切換情況、盲區(qū)等建筑物周邊，建筑物內部低、中、高層走廊及房間內部，地下室，電梯物理站址，經緯度，樓宇屬性、結構，樓宇層高、面積，電梯數(shù)量，外觀及內部照片，單層平面圖天花板裝修情況，天線布放位置，弱電井位置及數(shù)量，設備安裝位置及引電、接地、防雷等注：手機離地面1.5米左右室內分布系統(tǒng)的設計目錄目錄現(xiàn)場勘察要點室內分布系統(tǒng)結構室內覆蓋基礎知識

7、介紹32114方案實例1室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u基本單位的引入：基本單位的引入：dBm, dBi, dBd, dB dBi和dBd是表征增益的量（功率增益），兩者都是一個相對值，但參考基準不一樣。一般認為，表示同一個增益，用dBi表示出來比用dBd表示出來要大2.15。例：GSM900天線增益可為13dBd，也可為15dBi。 dB是一個表征相對值的量。例如：36dBm-33dBm=3dB； 15dBi-13dBi=2dB。dBmdBdBm是一個表征功率絕對值的量，計算公式為：10lgP。其中P為功率，功率的單位為mW。dBddBi室內分布系統(tǒng)

8、的設計室內分布系統(tǒng)的設計u基本單位的引入：基本單位的引入：dBm與功率P的換算公式：電平（dBm）=10 lgP(mW)5W 10 lg（5*1000）= 37dBm10W 10 lg（10*1000）= 40dBm20W 10 lg（20*1000）= 43dBm從上不難看出，功率每增加一倍，電平值增加3dBm。室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u覆蓋方式分析覆蓋方式分析 l 根據(jù)現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)分析，確定覆蓋必要性室內覆蓋室內覆蓋室外覆蓋室外覆蓋室內外聯(lián)合覆蓋室內外聯(lián)合覆蓋下面是室內外聯(lián)合覆蓋的實例下面是室內外聯(lián)合覆蓋的實例-小區(qū)深度覆蓋：由于小區(qū)面積大小區(qū)深度覆蓋：由于小區(qū)面積大，隔斷多，

9、用傳統(tǒng)覆蓋平層的方式覆蓋會造成投資大，收益小。，隔斷多，用傳統(tǒng)覆蓋平層的方式覆蓋會造成投資大，收益小。于是在建筑物樓頂安裝射燈型天線覆蓋室內，也可在地面安裝全于是在建筑物樓頂安裝射燈型天線覆蓋室內，也可在地面安裝全向美化天線進行補充。向美化天線進行補充。 室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u覆蓋方式分析覆蓋方式分析 l 分析場景，選擇合適的分布系統(tǒng)無源分布系統(tǒng)無源分布系統(tǒng)光分布系統(tǒng)光分布系統(tǒng) 目前聯(lián)通正大力推薦光分布系統(tǒng)，因為其所用的無源器件少，安裝目前聯(lián)通正大力推薦光分布系統(tǒng)，因為其所用的無源器件少，安裝方便，并且在周圍宏站及室分基站有容量剩余的地方，可以耦合方便，并且在周圍宏站及室分基站

10、有容量剩余的地方，可以耦合基站信號作為信源，因此它在各方面都比較有優(yōu)勢：基站信號作為信源，因此它在各方面都比較有優(yōu)勢：無 源 分無 源 分布系統(tǒng)布系統(tǒng)光纖分布系光纖分布系統(tǒng)統(tǒng)無源器件及其施工費高較低建網周期長短施工難度大小物業(yè)協(xié)調難度大較小適合建設場景所有室內覆蓋場景商場，地下室等無隔斷區(qū)域目前聯(lián)通意見：地下室、商場等空曠無阻擋建筑物的覆蓋，采用光分布系統(tǒng)；辦公樓、賓館、娛樂會所等結構復雜，隔斷較多的暫采用無源分布系統(tǒng)，待試點后再給出建設指導意見。室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u信號源的選擇信號源的選擇 規(guī)劃層面技術層面信源規(guī)劃原則無線直放站光纖直放站光分布近端設備微蜂窩BBU+RRU宏

11、基站輸出靈活輸出靈活輸出靈活輸出靈活輸出靈活輸出靈活耦合容量耦合容量耦合容量提供容量提供容量提供容量成本低成本較低成本較低成本較高成本較高成本高質量一般質量一般質量好質量較好質量好質量好從覆蓋和容量的角度分析從成本和質量的角度分析聯(lián)通指導意見：當使用無源分布系統(tǒng)時，采用BBU+RRU當采用光分布系統(tǒng)時，可采用BBU+RRU/基站耦合兩種方式。室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u信號源的選擇信號源的選擇 l 2G容量估算GSM系統(tǒng)配置話務量Erl備注O12.8每用戶話務量按照下面模型計取：重點城市0.018Erl/用戶；一類城市0.015Erl/用戶；二類城市0.012Erl/用戶；三類城市0

12、.01Erl/用戶(呼損0.02)S118.2S2216.4O28.2S11114.036S22224.6 Erl(Erl(愛爾蘭愛爾蘭) )是話務量的單位，話務量是單位時間（是話務量的單位，話務量是單位時間（1 1小時）內呼小時）內呼叫次數(shù)與每次呼叫的平均占用時長的乘積。叫次數(shù)與每次呼叫的平均占用時長的乘積。（例：話務量為0.025Erl，其含義是 ：平均每用戶每小時占用信道時長0.025*60=1.5分鐘） 預測話務量（單位：ERL）=建筑面積（）MNP0.02（M為實用面積的比率，N為人員與建筑面積的比率，P為聯(lián)通手機的擁有率，0.02為人均話務量）室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u

13、信號源的選擇信號源的選擇 l 3G容量估算Node B配置R99HSPA話音VTS111（高配置），40/40/40（W）72612室內O1單載頻，20（W）824室內分布3G基站可同時支持的用戶數(shù)3G業(yè)務模型業(yè)務模型話音可視電話HSPA平均每出賬用戶話務量（Erl）0.020 0.001 0.017 如WCDMA的用戶為W,那么：預測語音用戶=W*0.02 ； 預測VT用戶=W*0.001 HSPA用戶=W*0.017 手機到達基站側的功率就過大，會增加整個扇區(qū)的底噪聲，造成干擾。MCL65dB低噪可忽略不計 基站不能識別、接收信號，聯(lián)通規(guī)定的接收電平值為-85dB MCL MCL（Mini

14、mum Coupling LossMinimum Coupling Loss，最小耦合損耗），最小耦合損耗）是由WCDMA設備廠家提出的（WCDMA是自干擾系統(tǒng)），定義了基站和手機的發(fā)射部分、接收部分之間最小的耦合損耗。u室內分布系統(tǒng)鏈路預算室內分布系統(tǒng)鏈路預算 室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計l 最小耦合損耗(MCL)室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u室內分布系統(tǒng)鏈路預算室內分布系統(tǒng)鏈路預算 l 最小耦合損耗(MCL) MCL的值由兩部分組成：手機到天線的自由空間損耗和天線到基站接收機的天饋系統(tǒng)損耗。l 自由空間穿透損耗 室內傳播Keenan-Motley模型在自由空間傳播模型的基礎

15、上增加了墻壁和地板的穿透損耗。模型所使用的公式如下所示： PL(dB)=32.5+20log(f)+20log(d)+P*W f：表示頻率，單位是MHz P：墻壁損耗參考值 d：表示移動臺離發(fā)射機之間的距離，單位為km W：墻壁數(shù)目 室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u室內分布系統(tǒng)鏈路預算室內分布系統(tǒng)鏈路預算 l 天饋系統(tǒng)損耗 天饋系統(tǒng)損耗主要包括饋線傳輸損耗、器件分配損耗等，在室內分布系統(tǒng)中，上/下行天饋系統(tǒng)損耗等。因此天饋系統(tǒng)損耗=基站發(fā)射功率-天線口發(fā)射功率。 室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計 手機到天線的最小空間損耗，通常我們取值1米的空間損耗38.5dB。 若MCL65dB滿足

16、系統(tǒng)要求，假設基站發(fā)射導頻功率為33dBm，則室內天線口發(fā)射功率必須滿足以下要求 MCL=38.5dB+（33-天線口功率）65dB 由此計算出當天線口功率6.5dBm，MCL滿足系統(tǒng)要求。因為基站輸出功率基本固定，只要測量天線口功率，就可以知道（下行的）天饋損耗，從而等效知道上行的MCL是否滿足要求。 u室內分布系統(tǒng)鏈路預算室內分布系統(tǒng)鏈路預算 l WCDMA的天線口輸出功率6.5dBm；0dBm 室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u信號切換：信號切換： 信號切換：當移動臺在通話期間從一個小區(qū)進入另一個小區(qū)時，將呼叫在其進程中從一個無線信道轉換到另一個信道的過程。 硬切換硬切換先斷后連先斷

17、后連軟切換軟切換先連后斷先連后斷 軟切換（Soft Hand-off）是指在導頻信道的載波頻率相同時小區(qū)之間的信道切換。在切換過程中，移動用戶與原基站和新基站都保持通信鏈路，只有當移動臺在目標基站的小區(qū)建立穩(wěn)定通信后，才斷開與原基站的聯(lián)系。屬于cdma通信息系統(tǒng)獨有的切換功能，可有效提高切換可靠性。更軟切換 切換分類 硬切換是在不同頻率的小區(qū)之間的切換，這種切換的過程是移動終端(手機)先暫時斷開與原基站聯(lián)系的信道，移動臺與新的基站建立新的信道，從而完成切換的過程。也就是 先斷再接。在斷開與當前基站的連接時，而又沒有切換到新的小區(qū)時可能會掉線影響使用者的正常通信。 室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)

18、的設計u信號切換信號切換l 室內大堂出入口的切換設計 室內大堂出入口切換區(qū)域的大小由切換參數(shù)設置和邊緣場強Ec，Ec/Io決定。一般建筑物大堂出入口切換區(qū)域建議在室外距離門口57米范圍內，即建議在室外距離門口57米范圍內室內導頻Ec-95dBm 。切換區(qū)域不宜離馬路太近或進入室內過深。室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u信號切換信號切換l 室內進出電梯的切換設計 通常通常建議電梯內為同一小區(qū)；樓宇由兩個小區(qū)覆蓋時，建議采用低樓層小區(qū)信號覆蓋電梯井的方法，在低樓層及一樓電梯出口處，UE處在同一小區(qū)，不發(fā)生切換；電梯內內外不同小區(qū)時，切換區(qū)域選擇在電梯廳。如果異頻切換區(qū)域在電梯內，掉話率將會很高

19、。室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u信號切換信號切換l 高層室內窗口處的切換設計 高層窗口處室外小區(qū)信號進入室內較多，存在導頻污染和乒乓切換，容易掉話。高層室內小區(qū)在窗邊的天線口導頻功率設計，應該比室外小區(qū)進入室內的信號高5dB的余量，以控制高層室內小區(qū)與室外小區(qū)的切換。室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u與其它專業(yè)的銜接與其它專業(yè)的銜接大網大網與其它專業(yè)的銜接與其它專業(yè)的銜接傳輸專業(yè)傳輸專業(yè)p周圍宏基站覆蓋情況（確定覆蓋方式）p宏基站信源利用率 (是否可利舊BBU光口、是否可耦合宏基站信號)p纖芯需求，光纜起點、終點p電路需求（CS、PS、FE、帶寬）室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設

20、計u與其它專業(yè)的銜接與其它專業(yè)的銜接類別Node B配置單基站Iub接口需求單基站Iub電路需求E1（個）FE（個）CS域所需電路（2M）PS域所需速率（Mbps）WCDMAS111（高配置）41426S11（低配置）31317室內 O1 單載頻41417GSM十載頻以下（含十載頻)1-1-l 傳輸專業(yè) Node B接口配置及電路需求 室內分布系統(tǒng)的設計室內分布系統(tǒng)的設計u與其他專業(yè)的銜接與其他專業(yè)的銜接 l 傳輸專業(yè)（示例） 基本信息基本信息站名站名 設備廠家設備廠家 BBUBBU位置位置 BBUBBU類型類型 BBUBBU數(shù)量數(shù)量 RRURRU數(shù)量數(shù)量 3G3G纖芯需求纖芯需求光纖起點光纖起點光纖終點光纖終點A A華為華為機房機房S111S1111 13 36 6上端站（機房）上端站（機房） 本端站本端站B B愛立信愛立信 覆蓋站點覆蓋站點O1O11 11 12 2本端站本端站電路需求電路需求電路起點電路起點電路終點電路終點