#中兴通讯UMTS室内覆盖典型场景应用分析V10.docx
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#中兴通讯UMTS室内覆盖典型场景应用分析V10
中兴通讯UMTS室内覆盖
典型场景应用分析
版本:
V1.0
中兴通讯UMTS网规网优部发布
UMTS网规网优工作指导
版本说明:
版本
日期
作者
审核
修改记录
V1.0
2009-1-10
李晓明
无
1概述3
2室内覆盖场景的分类5
2.1室内覆盖系统简介5
2.2室分场景的分类6
2.3各场景业务特点与容量估算6
2.3.1典型场景业务特点6
2.3.2容量估算7
3室内覆盖典型场景分析11
3.1写字楼/办公楼11
3.1.1场景特点11
3.1.2覆盖方式11
3.2大型商场超市15
3.2.1场景特点15
3.2.2覆盖方式15
3.3宾馆酒店16
3.3.1场景特点16
3.3.2覆盖方式17
3.4机场/火车站/汽车站19
3.4.1场景特点19
3.4.2覆盖方式19
3.5会展中心/会议中心/体育场馆21
3.5.1场景特点21
3.5.2覆盖方式22
3.6学校/大型小区/城中村24
3.6.1场景特点24
3.6.2覆盖方式24
3.7娱乐餐饮场所29
3.7.1场景特点29
3.7.2覆盖方式29
3.8地铁/公路隧道30
3.8.1场景特点30
3.8.2覆盖方式30
3.9地下停车场与电梯覆盖32
3.9.1场景特点32
3.9.2覆盖方式32
4室内覆盖典型场景网络优化特点与方法35
4.1多系统合路改造35
4.2覆盖RF优化35
4.3切换优化36
4.3.1室内单小区和室外同频小区切换36
4.3.2室内室外异频切换36
4.3.3室内多小区和室外同频小区切换36
4.3.4室内多小区和室外异频小区切换36
4.3.5室内多小区间切换37
4.4干扰优化37
4.4.1室内信号泄漏优化38
4.4.2室外信号入侵优化39
4.5扩容39
4.6参数优化40
1概述
移动通信系统的网络覆盖、系统容量、业务质量是各运营商获取竞争优势的关键所在,同时也是所有无线网络规划和优化工作的主题。
随着城市移动用户的飞速发展以及高层、大型建筑物的不断增加,系统容量和覆盖要求不断上升。
这些建筑物规模大、质量好,对移动信号有很强的屏蔽作用。
大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境是移动信号弱区甚至盲区,手机无法正常使用;在中间楼层,因为来自周围不同基站信号的重叠,产生严重的乒乓效应,手机频繁切换,甚至掉话,严重影响了手机的正常使用;在建筑物的高层,因为受基站天线的高度限制,无法正常覆盖,也是移动通信的弱区或乒乓效应区。
另外,在有些建筑物内,虽然基站信号能够正常通话,但是用户密度大,基站信道拥挤,手机接入困难。
为解决以上问题,业界引入了室内分布系统。
室内分布系统的原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落,从而保证室内各区域拥有理想的信号覆盖。
目前,2G网络已经在我国有十多年的建设时间,随着2G网络的成熟,其在室内覆盖方面的建设也越来越完善,在城市的中心区、商业区或者机场、宾馆、地铁这样的人流密集区域,2G的无缝覆盖已经让用户有了切身的感受。
根据已经运营3G的国家的经验和我国国情,3G业务将首先在具有市场潜力的地方得到应用,那么在上述区域,如果3G还达不到2G的覆盖水平,那么用户对其使用的热情会迅速冷却。
并且3G系统的工作频率远高于现有的2G系统,其空间路径损耗、在线路中的传输损耗非常大,依靠室外基站对室内进行覆盖将更加困难,因此,这些环境下的覆盖在建网初期就应该优先被考虑。
另一方面,对运营商而言在一个成熟、高度竞争的市场中,室外覆盖已经不是运营商之间差别的主要因素,保持竞争优势,建立精品网络形象的重点是室内覆盖。
根据图1所示NTTDoCoMo对3G话务分布的统计结果,可见3G系统有近70%的话务分布在室内,而其中有约54%的室内用户分布在办公室和家庭场景中。
根据专家预测,未来3G业务将有90%的数据业务发生在室内。
图1室内覆盖业务比例
随着3G业务类型不断增加和创新,室内覆盖将占更加重要位置。
3G时代高价值的商业客户主要集中于室内,良好的室内覆盖是吸引新客户、留住老客户的关键。
所以,总的来说3G的室内覆盖在整个网络规划中占有非常重要的地位。
本文档主要介绍室内分布各类典型应用场景的特点、覆盖方式、优化手段。
2室内覆盖场景的分类
2.1室内覆盖系统简介
室内覆盖系统为基站信号通过无源器件进行分路,经由馈线将无线信号分配到每一付分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上,从而实现室内信号的均匀分布。
在某些需要延伸覆盖的场合,使用干线放大器对输入的信号进行中继放大,达到扩大覆盖范围的目的。
该系统主要包括干线放大器、射频同轴电缆、功分器、耦合器、电桥、天线等器件。
该系统主要由以下部分构成:
信号源:
BBU+RRU、宏蜂窝、微蜂窝。
功率分配系统:
光纤分布系统、泄露电缆和各种无源、有源分布系统,包含:
有源器件:
主要是指干线放大器和直放站。
室内天线:
吸顶全向天线、壁挂定向天线或者八木天线。
馈线和接头:
阻燃馈线和适配7/8”和1/2”等阻燃馈线的N型、7/16型接头。
功率分配器件:
功分器和耦合器等。
如下图所示:
图2室内分布系统构成
室内覆盖系统的方案设计灵活,根据不同的室内覆盖场景和需求采用相应的系统设计方案。
实现室内无线信号的良好覆盖,需解决好两方面的问题,即采用适当的信源提取方式和择最佳的室内布线形式,以达到功率的合理分配。
2.2室分场景的分类
室内分布系统是3G网络的重要组成部分,也是HSDPA的主要应用场所,重点针对室内信号覆盖差、话务量大、对通信质量要求高的大型建筑,进行点覆盖。
室内覆盖往往包含其中的一个或多个目标,如既解决建筑物内部的信号盲区、弱区,同时需要提供足够的容量满足室内话务量的要求。
为方便对室内场景进行话务模型和传播模型分析,综合考虑建筑物结构、电磁波传播环境和容量需求方面的因素,将室内分布场景细分为以下几类:
◆写字楼/办公楼
◆大型商场超市
◆宾馆酒店
◆机场、火车站、汽车站等公共集散中心
◆大型体育场馆、会展中心及会议中心
◆学校、大型小区、城中村等用户密集区
◆娱乐餐饮场所
◆地铁、公路隧道
各种不同场所的用户类型不同,其业务使用情况也各不相同,单用户话务模型差异比较大,覆盖面积不同,可计算得到各种场景下的容量和覆盖需求。
2.3各场景业务特点与容量估算
这里主要依据现网的数据及建筑用途与用户人群,对网络建设初期的话务模型进行一个预测,发展期和成熟期的话务模型可在此基础上采用各种数学模型进行推测。
2.3.1典型场景业务特点
各种室内场景下根据用户人群的不同其业务需求也不尽相同,下表描述了不同室内分布情况下的场合特征和用户业务分布特征。
表1室内分布的业务特征
场景条件
场景特征
用户业务
备注
写字楼/办公楼
高端用户比重较大,数据业务需求较大
语音业务;数据业务
FTP、Email业务需求较高
大型商场超市
高峰时段话务密度较大
语音业务
数据业务需求较少,演示活动时会有临时需求
宾馆酒店
高端用户比重较大
语音业务;数据业务
酒店低层的商务区和消费区话务比重较大,高层客房话务比重较小
机场/火车站/汽车站
漫游用户比例较高;
高端用户比例较高;
数据业务比重较大
语音业务;数据业务
候机大厅、VIP候机厅需要考虑数据业务接入能力
会展中心/会议中心/体育场馆
话务以事件触发;平时几乎没有话务,但有展览、会议、赛事举行时,话务量会出现浪涌高峰
语音业务;数据业务
其新闻中心会有大量的数据业务需求
学校/大型小区/城中村
用户数量大,主要为语音业务。
每日高话务时段相对固定
语音业务
数据业务需求较少
娱乐餐饮场所
语音业务为主,每日高话务时段相对固定
语音业务
数据业务需求较少
地铁/公路隧道
语音业务为主
语音业务
数据业务需求较少
2.3.2容量估算
室内环境集中了大量的PS业务,合理的组网方案才能保证对这些PS业务的良好支持。
容量计算时,必须明确同频还是异频组网。
同时室内业务包含了CS业务,R99PS业务,HSPA业务,必须采用合理的混合容量规划方式才能满足业务需求。
2.3.2.1容量估算
室内环境下,以PS业务为主,而PS业务主要由HSPA承担。
例:
某一室内覆盖楼宇,用户数预计为950人,单用户业务模型如下图所示。
图3室内单用户业务模型
网络规模估算是网络规划的关键部分,HSPA网络规划与R99网络规划不同。
在R99中,常见的估算方法是Campbell定理。
Campbell定理需要目标业务的服务速率、Eb/No等,以便将其折算为等效信道,再将所有业务按照等效信道为基础进行估算,最终确定整个网络规模。
因为HSDPA采用AMC技术,使得其用户速率随信道质量而变化调整;因为HSDPA可以依靠HARQ重传合并增益来改变其对信号质量的需求,因此很难确定目标Eb/No值。
所以HSDPA网络规模估算,不适合用Campbell定理。
以下介绍一种HSPA与R99的混合规划方法来解决这个问题。
在做网络规模估算时候,需要首先满足R99用户需求,确定布站半径,接着按照HSDPA系统仿真方式预算在该布站拓扑下,不同的资源分配策略对应的HSDPA吞吐率。
通过调整资源配置比率、站点数目、载频数目,满足HSDPA的网络需求,达到HSDPA与R99的混合规划方案的双赢。
HSUPA引入对原R99/HSDPA网络容量有影响,在异频组网时对原R99/HSDPA没有影响。
同频组网时,上行E-DCH相比DCH链路的增益可直接转化为系统上行容量的提高;下行HSDPA吞吐量因受到HSUPA控制信道的开销影响会有一定的减小<下行功率余量减小),但是在下行功率资源分配策略以R99DCH信道为高优先级将会保证原R99业务的容量不受影响。
◆同频组网
采用中兴通讯的HSPA和R99混合容量计算方法,取软切换比例20%<该软切换比例指室外用户使用室内小区的比例),可以求得如下表所示:
表2同频组网容量估算结果
所需小区数
2
每小区用户数
475
DLLoadFactor(R99>
44.10%
HSDPAPower[W]
7W
HSUPAload
25%
◆异频组网
采用中兴通讯的HSPA和R99混合容量计算方法,可以求得:
表3异频组网容量估算结果
所需小区数
2
每小区用户数
475
DLLoadFactor(R99>
33.30%
HSDPAPower[W]
7W
HSUPAload
25%
2.3.2.2CE计算和信道板配置
计算CE,给出信道板配置,满足话务对于资源的需求。
CE的消耗,需要计算以下资源的需求:
-公共信道
-R99业务
-HSDPA业务
-HSUPA业务
-MBMS业务
-软切换消耗
基带处理板能够支持HSDPA、HSUPA、12.2kAMR业务最大用户数以及支持HSDPA、HSUPA、MBMS的最大流量,基带处理板处理能力强,各种业务CE资源的消耗低。
◆同频组网
以上节的业务模型为例,假设同频组网,软切换比例20%,通过CE计算,可知上行需要150CE,下行需要90CE。
基带处理板下行CE数为192CE,基带处理板上行CE数为192CE。
上行需要配置1块信道板,下行需要配置1块信道板。
综合上下行信道板配置需要,该站点2小区一共需要配置1块信道板。
◆异频组网
异频组网,通过CE计算,可知上行需要125CE,下行需要75CE。
基带处理板下行CE数为192CE,基带处理板上行CE数为192CE。
上行需要配置1块信道板,下行需要配置1块信道板。
综合上下行信道板配置需要,该站点2小区一共需要配置1块信道板。
3室内覆盖典型场景分析
现代建筑根据用途的不同,其建筑设计的侧重也各有不同。
在室内覆盖设计及规划上应当根据场景的特点确定覆盖方式及组网方式,根据建筑特点进行天馈系统的设计及天馈布放。
对于3G室内覆盖系统的设计主要应当根据现场情况考虑以下几个方面:
1、覆盖范围、用户分布与小区划分
2、室内信号外泄与室外信号渗透的干扰控制
3、地下室停车场的覆盖、停车场出入口的切换
4、与原有2G系统的合路共用
5、电梯覆盖及电梯内外切换
3.1写字楼/办公楼
3.1.1场景特点
写字楼与办公楼是日常工作中最常碰到的室内覆盖场景。
该类建筑物多为全钢或钢筋混凝土结构外加玻璃幕墙,楼层内的墙壁多采用复合吸音材料,穿透损耗较小。
该场景下高端用户比重较大,室内覆盖需要考虑一定数量用户的数据业务需求。
3.1.2覆盖方式
◆覆盖天线的布放方式
采用室内布放分布天线的方式对室内进行覆盖
采用定向小板状天线进行电梯覆盖
例如写字楼回字典型结构建议布放方式如下图:
图4回字形建筑结构天线分布参考图
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- 中兴 通讯 UMTS 室内 覆盖 典型 场景 应用 分析 V10