四網協同室內分布系統設計研究

伍云

【摘要】 本文結合中國移動通信網絡規(guī)劃及現有室內分布系統工程建設情況，依據中國移動“四網協同”室內分布系統的規(guī)劃設計及運行效果，對“四網協同”室內分布系統如何設計，從覆蓋，容量，分區(qū)，切換，外泄，合路等方面進行研究。

【關鍵詞】 四網協同 室分設計 覆蓋 容量 小區(qū)規(guī)劃 切換/外泄 合路

一、引言

隨著通信技術的發(fā)展，移動通信工程建設從單一制式建設發(fā)展到多制式共同建設，運營商不同制式的網絡該如何進行業(yè)務分流？如何利用最少的投資獲取最大的利潤？如何打造覆蓋全面、網絡質量高、數據速率快的無線網絡？這將是未來室內分布系統設計時應考慮的重點。

所謂“四網協同”即通過整體協同規(guī)劃原則，實現不同區(qū)域、不同場景的差異化網絡建設，實現網絡價值的最大化。

二、“四網協同”室分設計研究

2.1四網協同室分設計需求細化

在勘測及規(guī)劃前期，設計人員應詳細了解站點環(huán)境，明確覆蓋需求，須考慮當前及未來兩年內覆蓋需求區(qū)域對移動GSM/TD-SCDMA/WLAN/TD-LTE四網信號的覆蓋需求，優(yōu)選GSM/TD-SCDMA/WLAN/TD-LTE四網系統同步規(guī)劃。一來在設計規(guī)劃及工程實施方面可以避免系統調整架構，反復實施工程，站點多次投資；二來可以方便業(yè)主一體化協商，降低業(yè)主反感程度，有利于最大化實現“四網協同”覆蓋要求。

2.2四網協同室分覆蓋設計

“四網協同”系統中，WLAN系統因頻率最高，穿透能力最差，在同等環(huán)境下，室分天線覆蓋區(qū)域衰減最大。加上終端對邊緣場強要求要求大于-80dBm甚至更高，依據空間損耗L0（dB）=32.44+20lgF+20lgD.（式中，F為頻率，單位MHz；D為移動臺與天線之間的距離，單位KM），可以得出WLAN系統中天線覆蓋半徑大致6～10米，并優(yōu)先天線入戶布放。對于無WLAN系統熱點覆蓋的區(qū)域，如停車場，避難層等，天線覆蓋半徑取10～16米。

對于電梯覆蓋，考慮多系統合路，應采用定向壁掛隔三層（主瓣朝電梯廳）或隔四層（主瓣朝電梯井道）布放于電梯井道，確保覆蓋。

“四網協同”系統中，在規(guī)劃覆蓋天線密度后，可依據現場環(huán)境確定平面安裝圖。根據各系統的邊緣覆蓋場強推算出各系統要求的天線口功率，再由天線口功率反推出各個系統所需總功率。由于各系統設備功率不一致，適用的主要業(yè)務場景和覆蓋能力也不一樣，從而引發(fā)對“四網協同”容量探討。

2.3四網協同室分容量設計

GSM（GSM900&DCS1800;）系統，容量需求主要由話務需求及覆蓋需求決定。目前話務一般是這樣計算：話務量=站點人流量×手機用戶比例×移動用戶比例×每用戶忙時話務×修正因子。覆蓋方面，依據“降三高”及“話務下沉”的原則，單小區(qū)配置不高于8，對于部分無線利用率偏高，用戶需求較高的區(qū)域，可采用GSM900與DCS1800混頻組網。

TD-SCDMA系統，容量主要由數據業(yè)務需求來決定，即數據業(yè)務大概占語音業(yè)務的30%，TD-SCDMA系統容量暫時按照2G語音業(yè)務×1.3計算。

WLAN系統，容量需求主要由用戶數量來決定。一般每個AP大約支持30個用戶。對于用戶超高區(qū)域。如場館/會所/機場等區(qū)域，可加入單獨AP覆蓋，以緩解容量壓力。

TD-LTE系統，容量估算的方法與GSM/TD-SCDMA/ WLAN系統的容量估算方法不同，由于影響TD-LTE容量估算的因素較多，包括結構環(huán)境、干擾抑制、設備性能等因素，目前，行業(yè)內主要是通過設計仿真，現場測試，然后統計分析數據的方法獲得不同無線場景下、網絡和UE不同配置下的小區(qū)吞吐量和小區(qū)邊緣吞吐量。

2.4四網協同室分分區(qū)規(guī)劃設計

GSM（GSM900&DCS1800;）系統，分區(qū)需求主要由容量需求，覆蓋需求，頻率規(guī)范決定。針對用戶密度高地區(qū)，無線利用率偏高，出現話務擁塞等現象時。可以將原有小區(qū)劃分為若干單小區(qū)，滿足話務量高的需要。覆蓋方面，由于系統覆蓋面積大，饋線布放難度高，饋線損耗大，所以必須將覆蓋區(qū)域分為若干單小區(qū)。頻率方面，由于小區(qū)較多，會出現同鄰頻干擾現象，加上容量的影響，可以采用GSM900&DCS1800;混頻組網分區(qū)。

TD-SCDMA系統，分區(qū)主要由容量需求及系統升級需求決定。TD-SCDMA系統分區(qū)規(guī)劃一般是：單小區(qū)RRU數量優(yōu)先不超過6臺，各光口RRU級聯數量不超過3臺。

WLAN系統，分區(qū)主要由容量需求及頻率規(guī)劃決定。容量需求分區(qū)，可以采用2.4G與5.8G分區(qū)覆蓋相結合。頻率規(guī)劃，WLAN系統現網頻點的1，6，11可交替使用。

TD-LTE系統，分區(qū)主要由頻率規(guī)劃及系統規(guī)模決定。由于TD-LTE子載波眾多，室內系統大都采用O1配置。因此業(yè)務需求須設置多個小區(qū)時，相鄰小區(qū)間建議采用異頻組網。并在建筑物內利用自然阻隔合理進行頻率規(guī)劃。同層小區(qū)間頻率也可交錯復用，受系統規(guī)模影響，當單小區(qū)LTE RRU數量超過6臺時須分區(qū)。

2.5四網協同室分切換/外泄設計

“四網協同”系統中，運營商為了充分利用系統資源，并適應話音向數據網絡升級轉型，已經在各系統間做了優(yōu)化切換。常見的如：2G/3G網絡互操作，G/T網絡分流等。在此只對室內分布系統部分進行探討。

GSM（GSM900&DCS1800;）系統，切換主要指室分系統各小區(qū)之間及室內與室外信號的切換。室分系統各小區(qū)切換主要表現為混頻組網切換，樓宇上下切換，樓層左右切換，覆蓋區(qū)同心圓切換，各覆蓋小區(qū)與切換小區(qū)切換，電梯與樓層切換等。

針對室分小區(qū)內部切換，我們可以采取以下幾種方法：

A.加大切換區(qū)域，即在切換邊界區(qū)域將待切換的小區(qū)信號加強，保留足夠的緩沖區(qū)域。

B.無法加大切換區(qū)域時，盡量減少切換?？梢越柚娞菥?，建筑物天花板、墻體等自身障礙物產生的穿透損耗形成小區(qū)間的隔離。

針對室分小區(qū)與室外小區(qū)切換，除了考慮以上方法，還必須考慮外泄問題：常用防止外泄的方法有：

在臨界區(qū)域使用定向天線。

利用現場建筑物特點，依靠建筑物的遮擋防止外泄。

現場無法安裝定向天線且天線無遮擋時，可適當降低室內吸頂天線口功率防止外泄。

2.6四網協同室分合路方式設計

目前室內分布系統由于通信制式的增加基本都經過了多次工程建設，大多采用了多系統合路共天饋系統方式。但多次合路帶來的后果就是：合路器的插損導致各系統功率下降，加上工程工藝質量差或器件質量差導致多系統指標惡化。設計上建議優(yōu)先使用高性能四頻合路器，以滿足“四網協同”多系統室內分布系統合路要求。

三、結語

四網協同是綜合考慮網絡的規(guī)劃、建設與融合，最終目的是提升客戶感知、挖掘管道價值。它既可以均衡網絡容量、引導業(yè)務分流、保障用戶體驗，提升整體管道價值，也符合中國移動提出的建設“六分在設計方案、三分在產品質量、一分在工程實施”的工程優(yōu)生理念。

參 考 文 獻

[1]《中國移動廣東公司TD-LTE試驗網室內分布系統設計原則（v1.0）》

[2]《中國移動廣東公司TD-LTE試驗網設計方案評審標準》

[3]《中國移動廣東公司室分方案設計主要規(guī)范和要求V1》