室分分布系统原理及设计方案

1、北京中网华通设计咨询有限公司第一设计院 2013年6月室内分布系统的设计4目录目录现场勘察要点3室内分布系统结构2室内覆盖基础知识介绍1 1方案实例4室内分布系统概述室内覆盖基础知识介绍室内覆盖基础知识介绍建筑物屏蔽和吸收作用，形成了弱场强区甚至盲区。大型卖场等人流量大的地方手机使用密度大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞。建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，乒乓效用严重，话音质量难以保证，存在并出现掉话现象。覆盖方面覆盖方面容量方面容量方面质量方面质量方面室外信号覆盖室内的局限性室外信号覆盖室内的局限性什么是室内分布系统什么是室内分布系统室内覆盖基础知识介绍

2、室内覆盖基础知识介绍 移动通信系统中，无线信号通过功分器、耦合器等无源功率分配器件和干线放大器等有源器件及馈线、室内天线等设备均匀分配到室内各个区域，实现无线信号对室内的延伸覆盖，我们称该系统为室内分布系统。提供满意服务，留住/吸引客户有效吸收热点话务树立品牌，提升竞争力网络用户网络用户随时获得优质服务（语音业务、数据业务）运营商运营商室内覆盖基础知识介绍室内覆盖基础知识介绍室内覆盖的必要性克服建筑屏蔽，改善建筑内的无线信号覆盖，解决盲区吸收话务量网络优化解决建筑物内信号场强分布不均的问题室内覆盖基础知识介绍室内覆盖基础知识介绍室内覆盖的作用u室内覆盖实用场景室内覆盖实用场景高层建筑物上部车站

3、机场体育馆商场购物中心室内盲区室内盲区新建大型建筑停车场办公楼宾馆话务量大的区域话务量大的区域无主服务区区域无主服务区区域室内分布系统概述室内分布系统概述室内分布系统的设计目录目录现场勘察要点室内分布系统结构室内覆盖基础知识介绍43212方案实例4室内分布系统结构室内分布系统结构u室内分布系统的组成室内分布系统的组成信号源信号源标题文字标题文字分布系统分布系统室内分布系统室内分布系统l微蜂窝l宏基站l分布式基站l光纤直放站l无线直放站l基站耦合l无源分布系统l有源分布系统l光纤分布系统l泄露电缆分布系统室内分布系统结构室内分布系统结构信号源通过组合使用的耦合器、功分器等无源器件进行分路，经馈线

4、将信号均匀分布到室内各个角落。通过仔细的链路计算，达到信号的均匀分布。天线使用适合所覆盖场景的天线。特点：适合任何场景，线损较大，目前使用广泛。u分布系统分布系统- -无源分布系统无源分布系统 室内分布系统结构室内分布系统结构u分布系统分布系统- -有源分布系统有源分布系统 在建筑物覆盖面积较大时，前述的无源分布系统很难满足需要；可增加中继设备，如放大器，以补偿信号在传输过程中的损耗。特点：覆盖区域广、容量有限、底噪抬升、线损大。 联通指导意见：不再采用电干放室内分布系统结构室内分布系统结构u分布系统分布系统- -光纤分布系统光纤分布系统 p三层网络结构p2G/3G同时接入p网线/光纤传输介质

5、p基本不使用无源器件p多类型远端，适应不同场所pWLAN/宽带业务扩展特点：线损可忽略不计、易于施工、覆盖面积广。 室内分布系统结构室内分布系统结构u分布系统分布系统- -泄露电缆分布系统泄露电缆分布系统 特点：信号均匀分布，成本高，主要适用于地铁及隧 道等狭长且有弯道的通道型室内区域。室内分布系统的设计目录目录现场勘察要点室内分布系统结构室内覆盖基础知识介绍43213方案实例4现场勘察要点现场勘察要点数码相机数码相机测试手机测试手机卷尺及红卷尺及红外测距仪外测距仪模拟发射机模拟发射机勘察记录表勘察记录表手提电脑手提电脑（测试软件（测试软件）现场勘察要点现场勘察要点GPSGPS设备设备模拟测试

6、吸顶天线模拟测试吸顶天线必需工具必需工具根据甲方要求根据甲方要求建筑平面图建筑平面图u室分勘察所需工具及文件室分勘察所需工具及文件现场勘察要点现场勘察要点u覆盖目标信息搜集覆盖目标信息搜集建筑基本信息建筑内部详勘电磁环境测试接收电平值、信噪比、接通率、掉话率、切换情况、盲区等建筑物周边，建筑物内部低、中、高层走廊及房间内部，地下室，电梯物理站址，经纬度，楼宇属性、结构，楼宇层高、面积，电梯数量，外观及内部照片，单层平面图天花板装修情况，天线布放位置，弱电井位置及数量，设备安装位置及引电、接地、防雷等注：手机离地面1.5米左右室内分布系统的设计目录目录现场勘察要点室内分布系统结构室内覆盖基础知识

7、介绍32114方案实例1室内分布系统的设计室内分布系统的设计室内分布系统的设计室内分布系统的设计u基本单位的引入：基本单位的引入：dBm, dBi, dBd, dB dBi和dBd是表征增益的量（功率增益），两者都是一个相对值，但参考基准不一样。一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。例：GSM900天线增益可为13dBd，也可为15dBi。 dB是一个表征相对值的量。例如：36dBm-33dBm=3dB； 15dBi-13dBi=2dB。dBmdBdBm是一个表征功率绝对值的量，计算公式为：10lgP。其中P为功率，功率的单位为mW。dBddBi室内分布系统

8、的设计室内分布系统的设计u基本单位的引入：基本单位的引入：dBm与功率P的换算公式：电平（dBm）=10 lgP(mW)5W 10 lg（5*1000）= 37dBm10W 10 lg（10*1000）= 40dBm20W 10 lg（20*1000）= 43dBm从上不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dBm。室内分布系统的设计室内分布系统的设计u覆盖方式分析覆盖方式分析 l 根据现场测试数据分析，确定覆盖必要性室内覆盖室内覆盖室外覆盖室外覆盖室内外联合覆盖室内外联合覆盖下面是室内外联合覆盖的实例下面是室内外联合覆盖的实例-小区深度覆盖：由于小区面积大小区深度覆盖：由于小区面积大，隔断多，

9、用传统覆盖平层的方式覆盖会造成投资大，收益小。，隔断多，用传统覆盖平层的方式覆盖会造成投资大，收益小。于是在建筑物楼顶安装射灯型天线覆盖室内，也可在地面安装全于是在建筑物楼顶安装射灯型天线覆盖室内，也可在地面安装全向美化天线进行补充。向美化天线进行补充。 室内分布系统的设计室内分布系统的设计u覆盖方式分析覆盖方式分析 l 分析场景，选择合适的分布系统无源分布系统无源分布系统光分布系统光分布系统 目前联通正大力推荐光分布系统，因为其所用的无源器件少，安装目前联通正大力推荐光分布系统，因为其所用的无源器件少，安装方便，并且在周围宏站及室分基站有容量剩余的地方，可以耦合方便，并且在周围宏站及室分基站

10、有容量剩余的地方，可以耦合基站信号作为信源，因此它在各方面都比较有优势：基站信号作为信源，因此它在各方面都比较有优势：无 源 分无 源 分布系统布系统光纤分布系光纤分布系统统无源器件及其施工费高较低建网周期长短施工难度大小物业协调难度大较小适合建设场景所有室内覆盖场景商场，地下室等无隔断区域目前联通意见：地下室、商场等空旷无阻挡建筑物的覆盖，采用光分布系统；办公楼、宾馆、娱乐会所等结构复杂，隔断较多的暂采用无源分布系统，待试点后再给出建设指导意见。室内分布系统的设计室内分布系统的设计u信号源的选择信号源的选择 规划层面技术层面信源规划原则无线直放站光纤直放站光分布近端设备微蜂窝BBU+RRU宏

11、基站输出灵活输出灵活输出灵活输出灵活输出灵活输出灵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较低成本较低成本较高成本较高成本高质量一般质量一般质量好质量较好质量好质量好从覆盖和容量的角度分析从成本和质量的角度分析联通指导意见：当使用无源分布系统时，采用BBU+RRU当采用光分布系统时，可采用BBU+RRU/基站耦合两种方式。室内分布系统的设计室内分布系统的设计u信号源的选择信号源的选择 l 2G容量估算GSM系统配置话务量Erl备注O12.8每用户话务量按照下面模型计取：重点城市0.018Erl/用户；一类城市0.015Erl/用户；二类城市0.012Erl/用户；三类城市0

12、.01Erl/用户(呼损0.02)S118.2S2216.4O28.2S11114.036S22224.6 Erl(Erl(爱尔兰爱尔兰) )是话务量的单位，话务量是单位时间（是话务量的单位，话务量是单位时间（1 1小时）内呼小时）内呼叫次数与每次呼叫的平均占用时长的乘积。叫次数与每次呼叫的平均占用时长的乘积。（例：话务量为0.025Erl，其含义是 ：平均每用户每小时占用信道时长0.025*60=1.5分钟） 预测话务量（单位：ERL）=建筑面积（）MNP0.02（M为实用面积的比率，N为人员与建筑面积的比率，P为联通手机的拥有率，0.02为人均话务量）室内分布系统的设计室内分布系统的设计u

13、信号源的选择信号源的选择 l 3G容量估算Node B配置R99HSPA话音VTS111（高配置），40/40/40（W）72612室内O1单载频，20（W）824室内分布3G基站可同时支持的用户数3G业务模型业务模型话音可视电话HSPA平均每出账用户话务量（Erl）0.020 0.001 0.017 如WCDMA的用户为W,那么：预测语音用户=W*0.02 ； 预测VT用户=W*0.001 HSPA用户=W*0.017 手机到达基站侧的功率就过大，会增加整个扇区的底噪声，造成干扰。MCL65dB低噪可忽略不计 基站不能识别、接收信号，联通规定的接收电平值为-85dB MCL MCL（Mini

14、mum Coupling LossMinimum Coupling Loss，最小耦合损耗），最小耦合损耗）是由WCDMA设备厂家提出的（WCDMA是自干扰系统），定义了基站和手机的发射部分、接收部分之间最小的耦合损耗。u室内分布系统链路预算室内分布系统链路预算 室内分布系统的设计室内分布系统的设计l 最小耦合损耗(MCL)室内分布系统的设计室内分布系统的设计u室内分布系统链路预算室内分布系统链路预算 l 最小耦合损耗(MCL) MCL的值由两部分组成：手机到天线的自由空间损耗和天线到基站接收机的天馈系统损耗。l 自由空间穿透损耗 室内传播Keenan-Motley模型在自由空间传播模型的基础

15、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： PL(dB)=32.5+20log(f)+20log(d)+P*W f：表示频率，单位是MHz P：墙壁损耗参考值 d：表示移动台离发射机之间的距离，单位为km W：墙壁数目 室内分布系统的设计室内分布系统的设计u室内分布系统链路预算室内分布系统链路预算 l 天馈系统损耗 天馈系统损耗主要包括馈线传输损耗、器件分配损耗等，在室内分布系统中，上/下行天馈系统损耗等。因此天馈系统损耗=基站发射功率-天线口发射功率。 室内分布系统的设计室内分布系统的设计 手机到天线的最小空间损耗，通常我们取值1米的空间损耗38.5dB。 若MCL65dB满足

16、系统要求，假设基站发射导频功率为33dBm，则室内天线口发射功率必须满足以下要求 MCL=38.5dB+（33-天线口功率）65dB 由此计算出当天线口功率6.5dBm，MCL满足系统要求。因为基站输出功率基本固定，只要测量天线口功率，就可以知道（下行的）天馈损耗，从而等效知道上行的MCL是否满足要求。 u室内分布系统链路预算室内分布系统链路预算 l WCDMA的天线口输出功率6.5dBm；0dBm 室内分布系统的设计室内分布系统的设计u信号切换：信号切换： 信号切换：当移动台在通话期间从一个小区进入另一个小区时，将呼叫在其进程中从一个无线信道转换到另一个信道的过程。 硬切换硬切换先断后连先断

17、后连软切换软切换先连后断先连后断 软切换（Soft Hand-off）是指在导频信道的载波频率相同时小区之间的信道切换。在切换过程中，移动用户与原基站和新基站都保持通信链路，只有当移动台在目标基站的小区建立稳定通信后，才断开与原基站的联系。属于cdma通信息系统独有的切换功能，可有效提高切换可靠性。更软切换 切换分类 硬切换是在不同频率的小区之间的切换，这种切换的过程是移动终端(手机)先暂时断开与原基站联系的信道，移动台与新的基站建立新的信道，从而完成切换的过程。也就是 先断再接。在断开与当前基站的连接时，而又没有切换到新的小区时可能会掉线影响使用者的正常通信。 室内分布系统的设计室内分布系统

18、的设计u信号切换信号切换l 室内大堂出入口的切换设计 室内大堂出入口切换区域的大小由切换参数设置和边缘场强Ec，Ec/Io决定。一般建筑物大堂出入口切换区域建议在室外距离门口57米范围内，即建议在室外距离门口57米范围内室内导频Ec-95dBm 。切换区域不宜离马路太近或进入室内过深。室内分布系统的设计室内分布系统的设计u信号切换信号切换l 室内进出电梯的切换设计 通常通常建议电梯内为同一小区；楼宇由两个小区覆盖时，建议采用低楼层小区信号覆盖电梯井的方法，在低楼层及一楼电梯出口处，UE处在同一小区，不发生切换；电梯内内外不同小区时，切换区域选择在电梯厅。如果异频切换区域在电梯内，掉话率将会很高

19、。室内分布系统的设计室内分布系统的设计u信号切换信号切换l 高层室内窗口处的切换设计 高层窗口处室外小区信号进入室内较多，存在导频污染和乒乓切换，容易掉话。高层室内小区在窗边的天线口导频功率设计，应该比室外小区进入室内的信号高5dB的余量，以控制高层室内小区与室外小区的切换。室内分布系统的设计室内分布系统的设计u与其它专业的衔接与其它专业的衔接大网大网与其它专业的衔接与其它专业的衔接传输专业传输专业p周围宏基站覆盖情况（确定覆盖方式）p宏基站信源利用率 (是否可利旧BBU光口、是否可耦合宏基站信号)p纤芯需求，光缆起点、终点p电路需求（CS、PS、FE、带宽）室内分布系统的设计室内分布系统的设

20、计u与其它专业的衔接与其它专业的衔接类别Node B配置单基站Iub接口需求单基站Iub电路需求E1（个）FE（个）CS域所需电路（2M）PS域所需速率（Mbps）WCDMAS111（高配置）41426S11（低配置）31317室内 O1 单载频41417GSM十载频以下（含十载频)1-1-l 传输专业 Node B接口配置及电路需求 室内分布系统的设计室内分布系统的设计u与其他专业的衔接与其他专业的衔接 l 传输专业（示例） 基本信息基本信息站名站名 设备厂家设备厂家 BBUBBU位置位置 BBUBBU类型类型 BBUBBU数量数量 RRURRU数量数量 3G3G纤芯需求纤芯需求光纤起点光纤起点光纤终点光纤终点A A华为华为机房机房S111S1111 13 36 6上端站（机房）上端站（机房） 本端站本端站B B爱立信爱立信 覆盖站点覆盖站点O1O11 11 12 2本端站本端站电路需求电路需求电路起点电路起点电路终点电路终点