室內覆蓋規劃:室分站點選取,站點勘察和測試,覆蓋規劃,容量規劃,信號源和信號分布系

室內分布系統規劃一般包括室分站點選取、站點勘察和測試、覆蓋規劃、容量預測、信號源選擇、覆蓋分區和切換規劃、分布系統選擇、頻率規劃以及干擾控制等內容。

基本介紹

中文名：室內覆蓋規劃
外文名：Indoor coverage planning
套用學科：通信

室分站點選取,站點勘察和測試,覆蓋規劃,容量規劃,信號源和信號分布系統選擇,根據建築結構類別選取,根據覆蓋區域面積及場景選取,根據業務容量選取,覆蓋分區和切換規劃,頻率規劃和干擾控制,室內外同頻方案,室內外異頻方案,室內低層和電梯與室外同頻，高層與室外異頻方案,室內低層與室外同頻，高層和電梯與室外異頻方案,

室分站點選取

從無線網路的整體看，室內分布系統是室外覆蓋的延伸，同時也提高網路的容量，是對網路覆蓋能力的增強。無論從覆蓋需求還是投資方面來考慮，既沒有必要也沒有需要對所有的建築物建設室內分布系統。室內分布系統是一個複雜的系統工程，理論上室內分布系統可以適用於所有的室內覆蓋場景，但是室內分布系統建設不僅要考慮提升網路質量和業務體驗還需要考慮建設成本和投資效益，因此需要對站點進行選擇，做到既不浪費投資也能滿足用戶需求。

室內分布站點選擇一般會按照業務量和品牌影響的原則進行劃分，優先選擇業務量高和品牌提升效益好的站點建設分布系統。此外，室內分布站點選擇還需要考慮建築物的特點，一般優先選擇大型商場、醫院以及業務發展影響重大的會展中心、機場、重要寫字樓、賓館酒店和政府辦公大樓等公共場所，優先考慮較為封閉的大型建築物，對於小型建築物可以通過其他的方式進行覆蓋。

站點勘察和測試

室內覆蓋站點的勘察工作的目的是調查該站點的覆蓋情況、內部和周圍環境以及用戶和業務的需求情況，明確建設分布系統的必要性和可行性以及初步的覆蓋方案。站點勘察的主要工作包括對建設站點進行初步勘查、預規劃，綜合考慮目標建築室外無線網路覆蓋現狀，目標建築地理位置、周邊情況，用戶組成和分布情況等，並根據不同系統建設質量指標要求和運營商的特殊要求，結合目標建築特點和建築用戶分布情況，大致確定室內覆蓋目標區域、覆蓋方式、信號源類型、投資估算等，並同業主做前期溝通，獲取站點資料信息，為以後的詳細勘察設計做指導性的規劃，並對建設資金使用情況有初步了解，有利於建設資金的合理分配和使用。

站點的勘測工作是室內覆蓋項目至關重要的環節，該項工作的質量好壞直接影響到整個項目的成敗，因而勘測工作必須考慮周到，考察詳細，提供完整、詳盡的勘測報告，以便於後續工作的開展。

站點的查勘主要包括以下幾個部分。

–建築物情況，包括樓層面積、樓層高度、電梯數量及運行區間，地下停車場、天花板、弱電井等。

–周圍站點信息，包括周圍基站的坐標、天線方位和話務情況等。

–信號測試情況、現網無線信號情況，以及競爭對手信號情況。

–信號源、饋線、天線安裝位置及走線，並為安裝位置照相存為資料，這需徵得業主的同意，儘量避免後來做設計變更。

–業主提醒需注意的問題，包括特殊的覆蓋區域，偽裝天線等。

通過勘測確定哪些區域已被基站所覆蓋，哪些區域還需室內分布系統增強信號。在勘測時，應特別注意話務繁忙地帶，即用戶最經常使用行動電話的地方。由於建築物的結構和建築材料不同對信號的損耗差異較大，可以通過信號發生器、天線、信號接收設備來模擬實際覆蓋效果，通過對模擬測試結果的分析，確定該樓宇的室內傳播特性及穿透損耗，為樓宇的室內分布系統設計和室外覆蓋該樓宇的基站參數調整提供依據。

經過實地勘測和現場模擬測試，可基本確定各分布天線的位置和天線覆蓋範圍，並根據天線覆蓋區域與範圍來確定其輸出功率。

覆蓋規劃

覆蓋規劃是室內分布系統建設中的重點內容，首先是要確定覆蓋指標，然後確定天線口發射功率，最後確定天線分布。

不同的通信系統有不同的覆蓋指標，因此在室內分布建設中，首先要確定系統的邊緣覆蓋指標。對於GSM系統是邊緣場強，對於WCMDA系統是導頻信號的RSCP和Ec/Io，對於LTE系統則是RSRP和SNR值。

邊緣場強主要取決於接收機的靈敏度、衰落餘量和干擾餘量。其中接收靈敏度與硬體設備有關，衰落餘量及干擾餘量與站點結構和網路現狀有關，對於不同站點和區域應有相應調整。另外覆蓋邊緣場強的取定還與宏蜂窩的切換有關係。因此，建議在考慮覆蓋時，應考慮不同的區域，設定不同的覆蓋邊緣場強。對於靠近視窗或建築物外圍的地方，邊緣場強要求高一些；而對於建築物中間區域，可適當低一些。

對於GSM系統只需要考慮邊緣場強指標即可。但是對於支持高速數據業務的WCDMA和LTE系統來說，還需要根據不同的覆蓋要求確定相應的覆蓋指標。對於高數據量、中低數據量和語音覆蓋區域有不同的覆蓋指標，需要根據實際的覆蓋需求來確定。

確定覆蓋指標後就需要對天線口發射功率進行設計，天線口發射功率與邊緣場強和覆蓋目標範圍有直接關係，天線口發射功率主要考慮以下幾個因素。

國家電磁輻射標準

國家電磁輻射標準規定天線口發射功率不能高於15dBm。

最小耦合損耗（MCL）

MCL定義為基站和手機之間的最小耦合損耗，MCL的降低將會引起基站底噪的抬高，降低基站靈敏度，使其他手機很難接入。

MCL=手機到天線的自由空間損耗+天線到基站接收機的天饋系統損耗。

手機到天線的自由空間損耗通常取值1m的空間損耗。

天線到基站接收機的天饋系統損耗=基站功率−天線口功率。

由此可以算出：

最大天線口功率=基站功率−天饋系統損耗=基站功率−MCL+手機到天線的自由空間損耗。

可根據MCL的要求計算出的為天線口功率的上限，即最大天線口功率（不能超過15dBm）。

邊緣場強要求

為了滿足在天線覆蓋範圍內，信號覆蓋能夠達到邊緣場強覆蓋的設計要求，可以計算出天線口功率的下限：

天線口功率下限=邊緣場強+自由空間損耗+隔斷損耗+陰影衰落餘量

其中：自由空間損耗=20logf(MHz)+20logd(km)+32.4dB。隔斷損耗與建築物結構材料有關，可以通過模擬測試獲取，多徑衰落餘量一般室內取10dB。

由此可以根據邊緣場強計算出天線口發射功率的下限。

綜上所述，可以根據計算出的天線口發射功率的上限和下限進行天線分布的設計。

天線分布的設計主要有以下幾個原則。

–根據勘測結果和室內建築結構，設定天線位置和選擇天線類型，設定在相鄰覆蓋目標區的交叉位置，保證其無線傳播環境良好，同時遵循天線最少化原則。

–根據覆蓋目標和範圍以及天線口功率的上下限合理設定天線口功率。

–對於層高較低，內部結構複雜的室內環境，宜選用全向吸頂天線，宜採用低天線輸出功率、高天線密度的天線分布方式，以使功率分布均勻，覆蓋效果良好，如寫字樓、酒店等建築。

–對於較空曠且以覆蓋為主的區域，由於無線傳播環境較好，宜採用高天線輸出功率、低天線密度的天線分布方式，滿足信號覆蓋和接收場強值要求即可，如地下車庫等區域。

–對於建築邊緣的覆蓋，宜採用室內定向天線，避免室內信號過分泄漏到室外而造成干擾，根據安裝條件可選擇定向吸頂天線或定向板狀天線，如建築一層出入口處、樓宇沿窗區域等。

–對於電梯的覆蓋，可採用3種方式：一是在各層電梯廳設定室內吸頂天線；二是在信號禁止較嚴重的電梯或在電梯廳沒有安裝條件的情況下，在電梯井道內設定方向性較強的定向天線；三是在電梯轎廂內增設發射天線，布放隨梯電纜。較常用的為前兩種方式。應儘量避免電梯內的切換，以避免電梯運行過程中由於切換造成的掉話。

容量規劃

容量規劃的流程主要包括業務預測、單小區容量分析、單小區用戶數分析和小區規模估算。

業務預測包括用戶預測和業務量預測（如業務類型、業務模型、平均業務量等），是確定網路建設規模的重要依據，直接關係到工程建設的規模和投資以及工程建成後的經濟效益。業務預測既要反映客觀需要，也要反映業務發展趨勢，對未來業務的擴展留有餘量。

用戶模型預測是對網路的話務模型進行分析。LTE網路的話務模型研究還處於起步階段，可以通過3G現網數據業務的統計進行一定的推算，話務模型分析的主要目的是計算出每用戶的吞吐量。

單小區平均吞吐量估算是計算單小區的容量，通過單小區容量的估算和用戶模型確定單小區支持的用戶數。

單小區用戶數估算通常可根據每忙時每用戶的吞吐量需求結合通過仿真或測試得到的小區吞吐量來計算小區在忙時能夠駐留的用戶數。

通過系統的用戶數預測結果、用戶模型、單小區吞吐量和單小區忙時用戶數就可以計算出滿足室內容量需求所需要的小區數量和基站資源配置情況。如果單小區可以滿足容量需求，則不需要進行室內覆蓋分區和室內切換規劃；如果單小區不能滿足容量需求，則需要進行室內分區和切換規劃，這部分內容在後續介紹。

信號源和信號分布系統選擇

信號源為分布系統提供信號源，信號源設計的好壞直接影響整個分布開通後的覆蓋效果，在信號源的設計中需根據容量和覆蓋需求，綜合考慮業務發展趨勢，結合建築內安裝條件選擇合理的信號源。

施主信源及分布系統覆蓋方式的選取應根據各類分布方式特點及信源容量、建築結構類別、綜合考慮覆蓋區域面積、覆蓋場景，滿足多制式系統兼容的要求等因素選取。應遵循如下原則。

根據建築結構類別選取

–對於建築物內部結構簡單、牆體禁止較小、樓層較低的場景優先選用無源分布系統。

–對於建築物內部結構簡單、牆體禁止較小、樓層較低但建築物較為分散的場景優先選用光纖分布系統。

–對於建築物內部結構複雜、牆體禁止較大、樓層較高的場景優先選用有源分布系統（宏基站+RRU覆蓋方式）。

–對於建築物內部結構狹長的特別區域可選用泄漏電纜分布系統。

根據覆蓋區域面積及場景選取

–6000m2以下建築物區域為微型建築物環境，如地下居所、餐飲娛樂、地下停車場等業務容量較低區域，在離信號源較近處，建築物內部結構簡單、牆體禁止較小、樓層較低或地下的場景優先選用無源天饋分布系統。

– 6000～12000m2之內為小型建築物環境，如大型超市、小型辦公樓、小型醫院等，該區域業務容量較高，對在離信號源較近處，建築物內部結構簡單、牆體禁止較小、樓層較低或地下的場景優先選用無源天饋分布系統；內部結構複雜、牆體禁止較大、樓層較高的場景可考慮選擇可採用基站拉遠或直放站拉遠信源直接饋送加無源分布系統。

–12000～60000m2以內為中等覆蓋規模的場景（如小區內多棟樓群），可根據業務容量大小選擇微基站或宏基站信源饋送，對有一定距離樓宇或信號較弱的樓層時可考慮離施主信源的遠近選取射頻饋線加幹線放大器、基站或拉遠系統，儘可能減少設備串接使用級數。

–60000m2以上高話務密度和大覆蓋規模的場景，如大型酒店和綜合辦公樓宇樓層較低，在離信號源較遠或覆蓋難度較大時，選用微基站或宏基站作為信號源加有源分布系統。如大型會展中心或體育場館樓層較高，宜採用宏基站或基站拉遠加光纖拉遠有源天饋分布方式。

–對高層升降電梯等特定環境的覆蓋。採用泄漏電纜分布系統或定向天線耦合分布方式。考慮建設成本，建議優先選用隔層定向天線耦合分布方式。

–對於公路隧道，雙車道橫向面積較寬，1000～1500m之內宜採用兩端直放站引入信源加定向無源天饋方式，長度在1.5km以上的宜採用光纖拉遠分布方式。

–對於城建捷運隧道，小於200m長度以下的宜採用射頻分布系統；200～1500m長度之內宜採用泄漏電纜分布系統；1500m長度以上通常採用有源設備（如光纖拉遠設備）加泄漏電纜饋送信源方式，頂端接至天線實現隧道內部切換方式。對於大於6km長度範圍，宜採用數字光纖多級拉遠直放站加泄漏電纜分布方式，同小區多級遠端直放站間隔應不大於3km，切換區域採用電纜終接天饋定向覆蓋方式。

根據業務容量選取

–當與室外基站共同分擔業務容量時，儘可能避免與室內同在一起的室外覆蓋基站共用信源。

–對於時間交叉的忙閒不均的區域，可採用光纖載波池的方式或光纖拉遠系統進行動態時間調動。

–基站信源應根據套用場景和覆蓋距離選取微蜂窩或宏蜂窩發射功率的載波數量和功率等級。

覆蓋分區和切換規劃

對於大型的室內分布站點，由於站點規模較大，且內部結構較為複雜，各個區域的用戶數量和用戶行為差別較大，對話務容量和質量要求也不盡相同。為了能滿足各區域用戶的通話需求，需要對不同的區域分配不同的容量和功率資源。在信號分區和切換設計中應考慮以下原則。

–一個建築物內需要採用多個扇區信號做信號源時，應考慮分區設定。

–分區應與建築物結構、人員分布以及業務量分布相結合。

–分區間切換邊界應避免設定在業務密集區。

–分區儘量有利於設備安裝及主幹路由布線。

–室內分布系統與室外宏基站的切換區域主要選擇在大樓各出入口、停車場出入口等地方。

–切換區域的天線預留一定的功率餘量，當室外基站小區不斷最佳化調整時，可以調整天線口功率，控制好切換區域。

–在切換區域，可以採用定向進行覆蓋，更好地控制切換區域的範圍和防止室內信號外泄，通常要求在進出各出入口5m內完成切換。

–切換區域要通過最佳化手段加以調整，通過調整天線下傾角和方位角，改變切換區位置、大小以及信號強度分布。

–調整切換門限、切換遲滯、觸發時間、測量濾波係數等切換參數，根據實際路測結果修改相鄰基站的鄰區列表，做好切換關係。增大切換區範圍，更早進行切換，提高切換成功率。

頻率規劃和干擾控制

頻率規劃與干擾控制是指對室內分布系統和室外宏基站的頻率選擇規劃和干擾控制，不同的頻率選擇方案對應的干擾情況也不相同，需要結合頻率的情況對系統內的干擾進行控制，室內外頻率規劃的方案主要有以下幾種。

–室內外同頻方案。

–室內外異頻方案。

–室內低層和電梯與室外同頻、高層與室外異頻方案。

–室內低層與室外同頻，高層和電梯與室外異頻方案。

室內外同頻方案

室內外同頻組網方案如圖10-34所示。

同頻組網方案中室內與室外完全同頻配置，其優點主要有以下幾點。

–不用開通第二載頻，節省頻譜資源。

–配置策略簡單，參數調整要求不高。

–室內小區大小比較容易控制，可以使室內信號覆蓋完全控制在大樓內。

–採用同頻覆蓋，可以減少異頻切換、降低切換時延。

–整個大樓採用同頻方式時，可以減少由於異頻方式時出入電梯口引起的信號快速衰落所帶來的掉話。

同頻組網也有其不足之處，主要是由於室內小區和室外小區同頻，可能會遭到室外基站的干擾（尤其是高層），造成較為嚴重的同頻干擾。這樣一方面會造成用戶在靠近窗邊的區域的頻繁切換而導致掉話，另一方面會造成系統容量的下降。此外，同頻情況下，室外小區的調整都會影響到室內分布系統。

室內外異頻方案

室內外異頻組網方案如圖10-35所示。

異頻組網方案中室內與室外完全同頻配置，其優點主要以下幾點。

–室內信號完全不受室外信號干擾，可以保證所有室內覆蓋區域，包括高層靠近窗邊的區域都能很好地被室內分布系統所控制，室內小區的系統容量不受損失（理論和實際測試都驗證異頻組網比同頻組網容量高）。

–由於室內室外採用的頻率不同，因此室外站的調整不容易影響到室內分布系統。

異頻組網也有其不足之處，主要表現在以下幾點。

–需要啟用第二載波，頻率利用效率降低。

–室內外切換為異頻切換，相比同頻切換時延長、成功率低。

– 需要做大量的最佳化工作。室內小區參數設定和室外有所不同，因此還需要做大量的測試來選定異頻切換區域和空閒狀態下的小區重選區域。

–室內小區的覆蓋大小不太容易控制。試驗網測試發現室內小區的信號強度會覆蓋到離大樓以外較遠的範圍，需調整窗邊天線的發射功率，減少室內信號的外泄。

室內低層和電梯與室外同頻，高層與室外異頻方案

此種方案是建築物的低層與電梯與室外同頻，高層與室外異頻設定，如圖10-36所示。這種方式利用了室外信號對室內高樓層干擾嚴重，而對低樓層由於周邊建築物的阻擋干擾較小的特點，其優點主要表現在以下幾點。

–低層採用同頻，利用同頻保證了用戶室內外進出的切換質量，可以根據干擾分布，合理設定同頻區域。

–在高層利用異頻設定，避免了高層室外信號的干擾，用戶不易切換到室外小區。

–最繁忙的低層電梯進出也是同頻切換，保證了低層出入電梯的信號質量。

–室內信號向室外泄漏小，對室外影響小。

–室外站的調整不容易影響到室內分布系統。

此方案的不足之處主要在於以下幾點。

–跟異頻組網方案一樣，需要占用兩個頻點，頻率利用率低。

–仍需要做大量的最佳化工作，特別是進出中高層電梯的切換最佳化，由於室內電梯採用與室內中高樓層小區異頻覆蓋，在進出電梯時，由於電梯門迅速地開啟及關閉，會引起小區信號的快速衰落，容易產生掉話，需要得到良好的參數控制及信號的銜接關係，以避免這種情況的發生。

–室內外負荷不斷增加的時候，低樓層由於使用與室外同頻系統可能會受影響。

室內低層與室外同頻，高層和電梯與室外異頻方案

此種方案是建築物的低層與室外同頻，高層和電梯與室外異頻設定，與方案3的不同之處在電梯的頻率選擇不同，如圖7所示。這種方式利用了室外信號對室內高樓層干擾嚴重，而對低樓層由於周邊建築物的阻擋干擾較小的特點，其優點主要表現在以下幾點。

–一樓室內外進出口採用同頻，利用同頻切換保證了用戶室內外進出的的切換質量。

–充分利用異頻設定，避免了中高層室外信號的干擾，用戶不易切換到室外小區，室內系統容量大。

–絕大部分電梯出入口的切換都是同頻軟切換，切換質量得到保證。

–室內信號向外泄漏小，對室外影響小。