W-专题指导书 室内分布系统设计-20050316-A-2.0_图文


产品名称Product name 产品名称 WCDMA RNP 产品版本Product version 产品版本 2.0

密级Confidentiality level 密级 内部公开 页 Total 51pages 共51页

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计
(仅供内部使用) 仅供内部使用) 仅供内部使用 For internal use only

拟制: 拟制 审核: 审核 审核: 审核 批准: 批准

URNP-SANA

日期: 日期: 日期: 日期: 日期: 日期: 日期: 日期:

2004-10-29

HUAWEI

华为技术有限公司 Huawei Technologies Co., Ltd.
版权所有 侵权必究 All rights reserved

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

修订记录
日期 2002-12-30 2004-10-29 修订版本 1.00 2.00 描述 初稿完成,并根据评审意见修改。 作者 顾巨峰

增加多系统共用系统分析, IRS系统初步分析, 增加 张军辉 根据2G信号推算3G业务门限的方法, 探讨室内系统 切换问题, 并根据S项目以及国内试验局相关数据对 于其他项目补充完善. 根据评审意见进行修改 张军辉

2004-12-10

2.01

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 2 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开





1 概述............................................................................................................................................................ 7 1.1 目的 ....................................................................................................................................................... 7 1.2 范围 ....................................................................................................................................................... 7 2 室内分布系统总体规划思路 .................................................................................................................... 7 2.1 机场 / 车站 / 码头............................................................................................................................. 7 2.2 会展中心 / 会议中心 / 体育场馆 ..................................................................................................... 8 2.3 购物商场 / 大型超市 .......................................................................................................................... 8 2.4 商务写字楼 / 酒店 .............................................................................................................................. 8 2.5 政府机关办公楼 ................................................................................................................................... 8 3 室内分布系统规划流程 ............................................................................................................................ 8 3.1 室内分布系统目标确定分析 ............................................................................................................. 11 3.1.1 系统覆盖目标分析 ...................................................................................................................... 11 3.1.2 系统业务需求确定 ...................................................................................................................... 11 3.1.3 系统容量需求分析 ...................................................................................................................... 11 3.1.4 系统投资规模分析 ...................................................................................................................... 11 3.2 室内分布系统勘查测试 ..................................................................................................................... 12 3.2.1 室内分布系统现网调查 .............................................................................................................. 12 3.2.2 覆盖区域建筑图纸准备 .............................................................................................................. 12 3.2.3 建筑物室内勘查 .......................................................................................................................... 13 3.2.4 室内 CW 测试 ............................................................................................................................ 14 3.2.5 2G信号测试 ................................................................................................................................. 14 3.3 室内分布系统覆盖和容量估算 ......................................................................................................... 15 3.3.1 室内分布系统容量估算 .............................................................................................................. 15 3.3.2 室内传播模型 .............................................................................................................................. 15 3.3.3 室内单WCDMA分布系统链路预算 ........................................................................................... 16 3.3.4 室内共用分布系统业务门限预算 .............................................................................................. 18 3.3.5 室内分布IRS系统业务门限确定 ................................................................................................ 19 3.3.6 室内分布系统运营商WCDMA之间干扰门限预算 ................................................................... 19 3.3.7 经验数据 ...................................................................................................................................... 22 3.4 室内分布系统器件选择 ..................................................................................................................... 23 3.4.1 室内分布合路器滤波器 .............................................................................................................. 23 3.4.2 室内分布系统天线选择 .............................................................................................................. 24 3.4.3 室内分布系统馈线选择 .............................................................................................................. 26 3.4.4 室内分布功分器耦合器 .............................................................................................................. 27 3.4.5 室内分布干线放大器 .................................................................................................................. 28 3.4.6 室内分布馈缆接头选型 .............................................................................................................. 28 3.4.7 室内分布系统器件更换 .............................................................................................................. 28 3.5 室内分布系统共系统分析 ................................................................................................................. 28 3.5.1 室内分布系统信号源选择 .......................................................................................................... 29 3.5.2 室内分布信号源引入分析 .......................................................................................................... 29 3.5.2.1 运营商多频系统共用分布系统分析 .......................................................................... 29 3.5.2.2 多运营商共用分布系统分析 ...................................................................................... 32 3.6 分布系统方案设计 ............................................................................................................................. 33 3.6.1 各楼层天线布置图 ...................................................................................................................... 33 3.6.2 天线口发射功率预算 .................................................................................................................. 34 3.6.3 详细网络拓扑图 .......................................................................................................................... 37 3.6.4 详细走线图 .................................................................................................................................. 38
12-4-15 Page 3 , Total 51

华为机密,未经许可不得扩散

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

3.7 室内分布系统物料清单 ..................................................................................................................... 39 3.8 室内分布系统切换设计 ..................................................................................................................... 41 3.8.1 室内分布切换规划 ...................................................................................................................... 41 3.8.1.1 室内室外切换.............................................................................................................. 41 3.8.1.2 室内分布系统内部切换.............................................................................................. 43 3.8.1.3 3G室内和2G系统切换考虑 ........................................................................................ 44 3.8.1.4 室内覆盖系统邻区规划.............................................................................................. 45 3.8.2 不同场景的切换 .......................................................................................................................... 45 3.8.2.1 机场车站码头等切换考虑.......................................................................................... 45 3.8.2.2 会展中心体育馆切换考虑.......................................................................................... 45 3.8.2.3 室内电梯覆盖切换考虑.............................................................................................. 45 3.8.2.4 商务中心宾馆超市等切换考虑 .................................................................................. 47 3.8.2.5 地铁隧道等场景切换考虑.......................................................................................... 47 3.9 室内分布系统3G/2G小区选择重选 .................................................................................................. 47 3.10 测试验证并进行方案改进 .......................................................................................................... 47 4 室内分布系统优化考虑 .......................................................................................................................... 49 4.1 室内分布系统覆盖优化考虑 ............................................................................................................. 49 4.2 室内分布系统切换优化考虑 ............................................................................................................. 50 5 室内分布系统典型案例 .......................................................................................................................... 50 6 室内分布系统设计总结 .......................................................................................................................... 50 6.1 室内设计面临的问题 ......................................................................................................................... 50 6.2 室内分布系统设计目标 ..................................................................................................................... 50 6.3 室内分布系统未尽事宜 ..................................................................................................................... 50

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 4 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

表目录
表1 表2 表3 表4 表5 表6 表7 表8 表9 表10 表11 表12 表13 表14 表15 室内路径损耗衰减指数与标准差(914MHz) ........................................................................ 16 室内场景下的上行链路预算参数取值....................................................................................... 17 室内穿透损耗典型取值 .............................................................................................................. 18 室内分布业务门限 ...................................................................................................................... 18 运营商B的宏蜂窝对于运营商A的室内分布干扰预算门限 ..................................................... 20 运营商B的室内对运营商A室外宏蜂窝干扰预算门限 ............................................................. 21 运营商A自身的干扰预算门限.................................................................................................... 22 室内分布馈线型号举例 .............................................................................................................. 26 Kathrein 耦合器参数指标 .......................................................................................................... 27 Kathrein 功分器参数指标 .......................................................................................................... 27 NORTEL DCS1800不同基站的杂散指标 .................................................................................. 31 NORTEL不同基站的隔离度要求 ............................................................................................... 31 计算结果总结 .............................................................................................................................. 31 IRS规格说明举例 ........................................................................................................................ 32 每个天线发射功率预算 .............................................................................................................. 35

图目录
图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 室内分布系统设计流程图 .......................................................................................................... 10 建筑物楼层平面图举例 .............................................................................................................. 13 室内勘查照片举例 ...................................................................................................................... 14 运营商A的室内分布系统和运营商B的宏蜂窝 ......................................................................... 20 运营商B的室内微蜂窝对运营商A的室外宏蜂窝 ..................................................................... 21 运营商A自身的干扰.................................................................................................................... 22 合路器产品样图 .......................................................................................................................... 24 室内天线举例 .............................................................................................................................. 25 泄漏电缆 ...................................................................................................................................... 25 对数周期天线举例 ................................................................................................................ 26 楼层内天线布置图举例 ........................................................................................................ 34 天线口发射功率预算举例 .................................................................................................... 35 金茂内部网室内分布系统网络拓扑图 ................................................................................ 37 平面走线图举例 .................................................................................................................... 39 室内单小区和室外同频小区切换 ........................................................................................ 41 室内室外异频切换 ................................................................................................................ 42 室内多小区和室外同频小区切换 ........................................................................................ 42 室内多小区和室外异频小区切换 ........................................................................................ 43 楼层内实地测试验证方案举例 ............................................................................................ 48

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 5 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计
关键词:分布系统、信号源、多系统共用、干扰分析、IRS、切换、功分器、耦合器 摘 要:为指导室内分布系统的规划、设计,本指导书从规划思路和规划设计流程的角度,描述室 内分布系统的规划、设计过程和注意事项,并规定了各个阶段的输入输出。 缩略语清单:IRS----- Integrate Radio System

POI----Point of interface DAS----Distributed Antenna System PVC----polyvinyl chloride

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 6 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

1 概述 1.1 目的
本文档主要用来指导WCDMA室内分布系统的规划设计。

1.2 范围
包括WCDMA在内的移动通信系统中,通常大型建筑物室内、隧道及地铁等,由于 信号受障碍物以及建筑物本身的阻挡,仅靠室外基站天线覆盖,室内通话效果很差,甚 至服务中断。 此外大型建筑物内往往通过微蜂窝系统来解决系统容量问题, 但由于室内 环境不同于室外, 墙壁的阻挡使得一个固定点的天线很难形成有效的覆盖, 因此我们必 须考虑采用在室内通过分布式天线系统来够解决这些问题, 从而达到室内和室外一样的 通信质量。所以有必要对某些覆盖目标做室内分布系统进行室内覆盖。 本文档主要介绍WCDMA室内分布系统的设计流程, 包含新建WCDMA室内分布系 统、 共分布系统以及多运营商系统共用, 指出系统设计各个阶段的工作重点和注意事项。 室内覆盖的建筑物对象局限如下: 有室内覆盖要求, 室外宏蜂窝对室内的覆盖无法 满足网络质量要求(包含覆盖和容量),必需建室内分布系统以满足覆盖和容量要求。

2 室内分布系统总体规划思路
本文针对不同场景(这里的场景按照用户分布和建筑物用途分类),给出不同室内 分布系统相应的设计原则和注意事项。

2.1 机场 / 车站 / 码头
机场 / 车站 / 码头的话务密度比较高,对其进行室内覆盖不论是社会价值还是经 济价值都比较高。 对于移动通信建设室内覆盖一般来讲会滞后于室外基站的建设, 此类场景的室内覆 盖与室外覆盖一般需要通盘考虑, 使用室外基站实现对室外及部分室内覆盖, 室内分布 系统主要对室外基站的覆盖盲区和话务热点区域进行附加覆盖, 如果室内和室外同步建 设则需要参考2G的室内建设相关经验覆盖数据。室外宏基站可以直接或通过 RRU 间 接,分配出 1 个或多个小区作为室内分布系统的信号源,这可以保证室内?室外的用 户切换为更软切换,当然这只是此类场景的一个应用举例,并不是唯一的应用模式。

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 7 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

此类场景的室内房间举架都比较高、 房间面积比较大, 室内天线选型要考虑施工难 度和覆盖效果,优先选择贴墙安装的 90?水平波瓣平板天线,其次选择吸顶安装的全向 天线。

2.2 会展中心 / 会议中心 / 体育场馆
此类场景下,用户的话务主要以事件为触发;平时几乎没有话务量,但是有展览 / 会议 / 赛事举行的时候,话务量会出现涌浪高峰,所以容量估算时要留有足够的余 量。会展中心 / 会议中心 / 体育场馆的新闻中心会有大量的数据业务覆盖要求,这些 在规划阶段需要区别考虑。一般来讲在此种场景之下容量估算是以峰值话务量来设计, 所以会出现同一室内系统多小区的情况出现, 甚至会出现两载频以上的配置, 在此种场 景之下主要考虑的是切换区域设置合理,注意避免切换区域带不能落在话务高峰地带; 同时容量也是这类场景的主要问题, 所以异频切换不可避免, 此时只能通过系统设置优 选某一载频,只有在负荷切换时才会启动异频切换.以体育馆为例,在布置室内天线的 时候注意信号强度控制,不要将切换区域落在观众席中间。

2.3 购物商场 / 大型超市
此类场景下,用户业务主要以话音业务为主,高峰时段(晚上 / 节假日全天)的 话务密度较大。主要是考虑覆盖问题,切换则主要是考虑大门出入口的切换问题,相对 较为简单。

2.4 商务写字楼 / 酒店
此类场景下, 高端用户占比重较大, 室内覆盖需要考虑固定用户的数据业务覆盖要 求。酒店低层的商务区和消费区的话务量占比重较大,高层客房的话务量占比重较小, 规划时需要区别对待 (比如低层用多个天线作层内覆盖、 高层用单个或多个天线作层间 覆盖)。 在运营商的整个室内分布系统中,绝大部分是商务写字楼 / 酒店的室内系统,主 要的话务量也来自这一部分。

2.5 政府机关办公楼
此类场景下, 室内分布系统必须提供优质的网络覆盖, 对运营商而言这具有重要意 义。用户业务主要以话音为主,高端用户占比重较大。此类场景除考虑覆盖之外,容量 也是主要的考虑因素, 而且此时的切换不仅仅是出入口的切换, 在室内特定区域 (窗户) 室内分布和室外基站的切换也是考虑的重点。

3 室内分布系统规划流程 室内分布系统规划流程

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 8 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

作为室内分布系统的设计基础, 我们有以下假设, 即我们所要设计的室内分布应用 场景分为以下三大类: 1. 运营商WCDMA单系统室内系统设计 2. 运营商自身多系统共用室内分布系统设计 3. 多运营商IRS共用分布系统设计 本文以第一种设计场景为主线进行阐述, 同时穿插进行第二种和第三种场景的室内 分布系统的设计要点, 下图为根据室内分布设计要点设计的设计流程, 可以参考下图进 行所需部分的阅读。

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 9 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

图 1 室内分布系统设计流程图

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 10 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

3.1 室内分布系统目标确定分析 3.1.1 系统覆盖目标分析
针对具体项目的室内分布系统设计, 着手工作之前需要对覆盖目标进行分析。 通过 分析, 要明确室内覆盖的范围即具体的楼宇目标和覆盖的具体楼层, 确定室内覆盖的覆 盖质量要求, 即明确室内覆盖需要满足的覆盖概率要求, 不同的覆盖概率要求对应不同 设计余量要求. 以室内覆盖概率为90%,室内估算阴影衰落标准差为6dB为例,对应的设计余量为 5dB。 在后续的室内覆盖规划设计将围绕上述要求和条件进行, 最终给出符合设计初衷的 覆盖方案。

3.1.2 系统业务需求确定
由于3G业务在数据业务上较2G有很大的丰富,同时不同的3G业务在业务门限以及 对于系统容量方面将会有不同的要求,所以在室内分布系统设计之前必须首先确定3G业务 需求种类,目前可供选择的3G业务种类:CS12.2K,CS64K,PS64K,PS128K,PS384K.其 中PS业务上下行可以进行组合实现.确定基本业务需求之后可以根据业务需求确定业务门 限.在确定基本业务需求时候可能会有几种情况,第一种就是客户直接给出基本业务需求, 第二种就是客户不能直接给出需求,基本业务需要在和运营商充分沟通的基础上确定,此 时规划人员可以加以引导,此时可以结合市场部的策略和我司应用经验向客户推荐基本业 务类型。

3.1.3 系统容量需求分析
关于室内分布系统系统容量需求分析可以分为两个方面, 一种是新建3G室内分布系 统,另外一种就是已有2G室内分布系统.对于已有2G分布系统,增加3G分布系统时关于 系统容量可以先分析2G分布系统的话务情况,并结合上面3G业务开展情况和运营商对于 3G业务的预期,来判断3G系统的容量从而确定3G室内分布信号源对应的基站站型;对于 新建3G室内分布系统,由于无法获得直接的参考信息,可和设计室外宏蜂窝一样进行相 应的容量估算,首先估算覆盖大楼的预测用户数,然后根据已经和运营商确定话务模型 进行相应的话务量计算,从而得到相应的容量确定基站站型. 目前华为公司可以提供多种型号的BTS,大容量的BTS3812,中等容量的BTS3806,小 容量的BTS3802C等等,可以根据不同的容量需求来选择不同的基站站型.

3.1.4 系统投资规模分析

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 11 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

由于一般来讲运营商室内分布系统的投资规模有所限制, 所以在设计阶段必须考虑 可能的投资规模限制带来的设计不能满足的问题, 这时候应该提前引导客户, 要么降低 系统设计要求,要么增加相应的投资规模.

3.2 室内分布系统勘查测试 室内分布系统勘查测试 勘查 3.2.1 室内分布系统现网调查
如果将要进行室内覆盖的大楼周围存在 WCDMA 现网覆盖, 则室外小区有可能对 今后的室内分布系统形成干扰, 干扰主要体现为导频污染, 一般情况下楼层越高导频污 染越严重。因此,之前需要在室内环境下对室外宏基站的导频信号进行测试,测试之后 需要记录导频的数量、强度以及这些导频信号在楼层内的分布。 测试活动在大楼内部可以有选择的进行, 比如在大楼底部选择 1 到 2 个楼层、 在 大楼中部选择 1 到 2 个楼层、 在大楼顶部选择 1 到 2 个楼层。 建成后的室内分布系 统, 室内主导小区的导频信号强度应该比来自室外小区的最强导频信号高一定的设计余 量,具体的余量要求根据运营商的覆盖质量目标等来确定。上述测试工作需要用到 Agilent-E7476A或者华为PROBE路测设备的室内测量功能来实现1。 对于已有2G室内分布系统的大楼,在作调查的时候应该注意记录已有2G室内分布 系统的覆盖电平情况,注意总结2G室内分布覆盖不好的地方或者楼层,条件允许的话 可以进行2G系统相关的切换测试,在3G室内系统设计时候可以参考2G网络测试情况.

3.2.2 覆盖区域建筑图纸准备
通过与运营商及物业的沟通、交流,获得尽可能详细的大楼建筑图纸,包括每个覆 盖目标楼层的平面图、各个方向的立面图。尽可能获得 AutoCAD 格式的电子件,其 次为工程晒图的扫描件。 另外还需要获得大楼内部强电井、 弱电井的施工图纸, 并在上面标注物业允许走线 穿孔的位置以及现有可利用的传输线路。

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 12 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

图 2 建筑物楼层平面图举例

3.2.3 建筑物室内勘查
室内勘查主要是为室内覆盖系统的规划设计做好信息搜集工作, 通过室内勘查、 与 物业交流,最后要完成以下任务: 确定覆盖范围,明确大楼内各楼层的覆盖要求与区别; 拍摄足够数量的数码照片,以体现大楼室内细节和外形轮廓; 确定内墙 / 楼板 / 天花板的建筑材料 / 厚度,以估计其穿透损耗; 确定可获得的传输、电源和布线资源,物业对施工的要求; 确定基站设备必须的机房以及天线馈线等的安装空间。 另外,如果大楼内部已有 GSM 或 CDMA 的室内分布系统,也需要进行了解。 已有系统可以作为后续 WCDMA 室内分布系统设计的参考。 关于布线资源的勘查, 需要了解布线环境的承重和曲率半径条件。 关于曲率半径的 勘查主要关注以下两点:如果物业提供布线用的 PVC 管线,则需要了解 PVC 管线拐 弯处的曲率半径;另外大楼垂直走线井到各楼层走线口拐弯处的曲率半径也需要了解。 在室内拍摄照片时候应该注意, 拍照之前首先需要选择特征楼层, 这样能够保证以 较高的效率完成照片拍摄工作, 并且提供足够的建筑物特征信息。 假设目标大楼共有 25 层,按照建筑结构和楼层布局分类:其中 1 层为一个特征楼层;2 ~ 5 层结构和布局相 同,可从中任选一个楼层作为特征楼层;6 ~ 25 层结构和布局相同,可从中任选一个楼 层作为特征楼层。 选定了特征楼层以后, 开始进行室内拍摄, 每个特征楼层内需要拍摄的照片数量满 足以下要求: 体现楼层平面布局,2 ~ 4 张照片; 体现天花板结构特征,1 ~ 2 张照片;

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 13 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计 候选的天线架设位置,1 ~ 2 张照片; 体现外墙与窗户特征,1 ~ 2 张照片; 体现走廊与电梯间特征,1 ~ 2 张照片;

内部公开

异常的结构(如大的金属物件)和设备房间(可能的干扰源),1 ~ 2 张照片; 最后到室外,拍摄大楼的全景以体现全楼的外形轮廓,1 ~ 2 张照片。

图 3 室内勘查照片举例 另外,一般的商业楼宇对室内摄影、摄像都控制得比较严格,因此室内照片拍摄之 前需要获得物业的许可。拍摄过程中,保安可能会一直跟着你,你要对他保持微笑。

3.2.4 室内 CW 测试
为了获得覆盖目标大楼的室内传播特征信息,需要进行室内 CW 测试。完成测试 之后,对测试数据进行分析并获得大楼内部隔墙 / 楼板 / 天花板的穿透损耗值;如果 条件允许,可采集足够多的 CW 路测数据,并进行室内传播模型校正。 室内 CW 测试的信号源可以使用Agilent 4436、 4438 或 R&D SMIQ03B 矢量信号 源,其输出功率在5dBm 左右线性度比较好,可以满足室内测试需要,发射天线可用 UE测试天线代替,目前国内已经有更为方便的仪器可以提供。 进行CW测试时,发射天线的摆放位置,应靠近候选的天线架设位置,候选位置即 有可能进行工程施工的位置,现场勘测来讲也要结合工程师的经验并和物业交流。 对于室内天线覆盖CW测试,一般是不提倡进行传播模型的校正工作的(目前的规 划软件也是不支持这类模型的校正),可以根据经验建好站后直接测试覆盖效果。 关于CW测试更加详细的了解以及数据处理,请参阅无线网络规划部系列指导书之 《WCDMA RNP专题指导书无线传播特性测试》.

3.2.5 2G信号测试
如果为已有2G分布系统,应该进行2G信号测试,可以列表分区域进行2G信号电平测 试,测试项可以包括测试所在楼层信息,所在楼层区域的点信息,测试点的服务小区的
12-4-15 Page 14 , Total 51

华为机密,未经许可不得扩散

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

小区CELL_ID, 测试点服务小区的信号强度,测试点服务小区邻小区的BCCH频点和信号 强度; 如果条件允许可以进行主要的切换区域进行切换测试, 重点在于可能的切换区域 比如大堂门口, 电梯口等进行切换测试, 记录主要服务小区和邻小区的信号强度等信息, 并可以处理形成2G信号分布图或者表格, 以便结合2G反推3G信号覆盖的方法来推算3G 覆盖情况.

3.3 室内分布系统覆盖和容量估算 室内分布系统覆盖和容量估算
室内分布系统覆盖和容量估算,以室内勘查结果、运营商的话务数据、大楼的建筑 图纸、 大楼热点区域的划分作为本部分工作的输入。 具体结合容量的估算方法请参考文 档2,本节只对覆盖估算3在室内应用的特殊情况进行讨论。 覆盖估算中, 要以建筑图纸和室内勘查照片为依据, 使用上行链路预算工具计算覆 盖半径。

3.3.1 室内分布系统容量估算
关于室内分布系统的容量的估算,原则上和室外宏蜂窝的容量估算方法基本一致, 关于各种不同3G业务的等效每用户话务量一般在整个网络估算之前都会和运营商已经 确定, 此时室内系统的各个业务每用户话务量, 是否采用已经确定的每用户等效话务量, 可以和运营商进行商讨确定, 之后在综合评估覆盖目标的用户数, 就可以初步估算覆盖 目标的大致话务量,然后根据话务量来确定系统需要的容量要求。如果已有2G系统或 者是其他的无线室内分布系统,可以参照相关系统的话务量,并结合3G业务实际情况 和运营商进行讨论确定.

3.3.2 室内传播模型
Cost231-Hata 传播模型不适用室内传播环境, Keenan-Motley 是目前常见的室内 传播模型,模型公式与常数4如下:

PL ( d ) = PL ( d 0 ) + 10 × n × lg ( d d 0 )
这里,

(3.1)

PL ( d ) PL ( d 0 ) d d0 n

距离 d 处的平均路径损耗 距离 d 0 处的自由空间传播损耗 接收端与发射端之间的距离 参考距离 平均路径损耗指数

自由空间传播损耗公式如下:

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 15 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开 (3.2)

PL ( d0 ) = 32.45[dB] + 20 × lg ( d0 [km] ? f [MHz])
当参考距离为 1m,载波频率为2140MHz时,PL(d0)=39.06dB。 表1 室内路径损耗衰减指数与标准差(914MHz) 场景 All Locations Same Floor Through 1 Floor Through 2 Floor Through 3 Floor 衰减指数 (n) 3.14 2.76 4.19 5.04 5.22 标准差 (dB) 16.3 12.9 5.1 6.5 6.7

从上表可以看出在不同环境中衰减指数和慢衰落标准差取值不同, 可以根据不同的 环境选择衰减指数和慢衰落标准差, 对应不同的覆盖概率和慢衰落标准差通过链路预算 公式可以得到不同的设计余量;上表是900M的经验数据,因为对于无线传播环境来讲 频率对于室内路径衰落指数和标准差的影响不大, 所以可以暂时参考上表进行相关设计 和计算,关于2000M频段的数据待有测试数据以后给出。 以上是关于室内分布中使用Keenan-Motley的介绍,目前我司推荐使用的ITU-R P.1238推荐的室内传播模型可以参见无线网络规划部指导书之《WCDMA RNP 专题指 导书 各环境类型传播模型参数设置》。

3.3.3 室内单WCDMA分布系统链路预算
首先必须以3G Link budget推算出各业务上行的最大路径损耗

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 16 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计 表2 室内场景下的链路预算参数取值

内部公开

Scenarios
Morphology Channel Model Sectorise Bearer Type TMA Use Transmiter Max Power of TCH Cable Loss Body Loss Gain of Antenna EiRP Receiver Gain of Antenna Cable Loss Body Loss Noise Figure Eb/N0 Required Sensitivity of Receiver Cell Loading interfere Margin Margin for Background Noise SHO Gain over fast fading Fast Fading Margin Minimum Signal Strength Required Path Loss Penetration Loss Std. Dev. Of Slow Fading Area Coverage Probability Requirement Edge Coverage Probability Requirement Slow Fading Margin SHO Gain over Slow Fading Path Loss Cell Radius UE Antenna Height BS Antenna Height Frequency Propagation Model Used Cell Radius
12-4-15

Uplink Indoor Static 1 Sector kbit/s Y/N dBm dB dB dBi dBm dBi dB dB dB dB dBm % dB dB dB dB dBm dB dB % % dB dB dB m m MHz m Voice/12.2 N 21.00 0.00 3.00 0.00 18.00 2.00 28.00 0.00 30.72 7.10 -95.32 50% 3.01 4.00 3.00 2.00 -91.31 ← ← ← ← ←

Comment

室内使用单极化天线,无收分 集配置 室内系统不使用塔放

← ←

室内天线增益一般在 2dBi 左右 这里考虑信号源为3812,假设 天线口发射功率为15dBm,则 总的缆损为 43 - 15 = 28 dB 由于无收分集,在正常 4.4dB 的基础上加 2.7dB 的两天线 电平增益

室内如有其它分布系统,这里 考虑 4 dB 的干扰余量

静态信道的快衰落余量较小

8.00 12.00 99.00% 96.99% 22.56 6.11 84.86 1.50 3.00 1950.00 Keenan-Motley ***



暂时只考虑层内覆盖的视距传 输,内墙穿透损耗和层间覆盖 时的楼板穿透损耗根据实际情 况修改



目前链路预算工具尚不支持基 于模型 Keenan-Motley 的计算
Page 17 , Total 51

华为机密,未经许可不得扩散

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

对于上表链路预算思路这里作简要说明, 本链路预算是以WCDMA单系统为例进行 链路预算,其中CABLE LOSS取值是以系统满功率为例进行举证,其详细计算过程可 以参考《WCDMA链路预算详细说明书》中内容,在实际应用中需要注意不同的基本业 务速率取值和相应的Eb/N0 Required的更改,来根据公式进行相应的计算。 关于室内穿透损耗的取值,这里给出一些典型取值: 表3 室内穿透损耗典型取值 类似金茂、华侨城办公区内的隔段
类似金茂、华侨城会议室的隔墙 一般钢筋混凝土结构写字楼的楼板 金茂这种钢架结构写字楼的楼板

8 dB 10 dB 28 dB 35 dB

以上取值只是作为参考,没有经过测试验证。 这里仅对一些参数取值加以修改并注释, 实际的链路预算工具目前尚不支持室内场 景下的链路预算。

3.3.4 室内共用分布系统业务门限预算
在室内分布系统设计时候考虑业务门限主要可以分为两个方面考虑,一是3G系统 独立组成室内分布系统, 二是共用分布系统的情况。 独立室内系统各个业务门限比较容 易, 在考虑共用分布系统的情况时候主要考虑几点差异, 即不同系统的频率损耗差异和 接入共用分布系统时候的插入损耗差异, 本指导书以WCDMA和DCS1800共用分布系统 时候的各个业务门限预算来说明,其中在计算过程中几个引用数据如下: 表4 室内分布业务门限

Minimum SigLvl requirements based on link budget Voice CS64k PS64/384 PS128/384 PS144/384 max CL in UL (dB) max CL in DL (dB) Tx Power P-CPICH minimum P-CPICH RSCP requirements (dBm) design margin (dB) indoor coverage P-CPICH target (dBm) Tx Power of BCCH of co-site GSM BTS (dBm) Coupling loss difference between UMTS and GSM1800 band (dB) Additional loss to connect NodeB into existing 2G DAS (dB) Min BCCH target (dBm) target BCCH siglvl (minimum)
142.7 144.1 33 -111.1 5 -106.1 39 2.5 137.4 138.8 33 -105.8 5 -100.8 39 2.5 137.7 139.1 33 -106.1 5 -101.1 39 2.5 134.9 136.3 33 -103.3 5 -98.3 39 2.5 134.4 135.8 33 -102.8 5 -97.8 39 2.5

PS384/384
130.2 131.6 33 -98.6 5 -93.6 39 2.5

0.5 -97.1 12.9

0.5 -91.8 18.2

0.5 -92.1 17.9

0.5 -89.3 20.7

0.5 -88.8 21.2

0.5 -84.6 25.4

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 18 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

在上表的计算中以粉红色为输出结果,绿色为输入数值,无色为常数项,这里先说明 一下上述链路预算中的几个取值, 在上表中我们有以下假设: 3G室内系统基站 Tx Power P-CPICH为33dBm
2G室内系统基站Tx Power of BCCH of co-site GSM BTS 为39dBm

coupling loss difference between UMTS and GSM1800 band即是指在上行链路上的频 率损耗差异,Additional loss to connect NodeB into existing 2G DAS指的是3G信号源 引入2G分布系统时候必须借助合路器而带来的插入损耗. 这里的2G基站的信号最大发射功率应根据实际的2G网络基站的发射功率来设置。 参考2G室内分布电平来估算3G室内分布电平时可以看对应的2G室内覆盖电平是否可以 满足3G业务的门限. 这里的链路预算主要是以已有2G系统来反推3G业务门限电平时参考使用。 上表当中最后一行的target BCCH siglvl (minimum)实际就是Min BCCH target (dBm)的另
外一种表示方式即加上110,因为2G某些测试手机可能会显示这种电平表示方式。

3.3.5 室内分布IRS系统业务门限确定
在室内分布系统设计形态中,IRS将会是其中一个非常重要的室内分布形态,所以 我们需要加以研究分析,具体可以参见本文室内分布系统信号源引入一节当中3.5.2.2, 对于IRS系统设计将会有比较系统的阐述。

3.3.6 室内分布系统运营商WCDMA之间干扰门限预算
由于在不同的运营环境中3G运营商将会不止一家,所以运营商之间的干扰问题也 必须在系统设计阶段予以考虑, 对于室内分布系统设计也是如此。 一般来讲我们在室内 覆盖设计干扰考虑的时候仅仅需要考虑有频段相邻的两个运营商之间的干扰问题即可。 假设运营商A和运营商B存在邻频,我们设计运营商A的室内分布系统,我们需要考虑 以下几种场景, 来分别考虑如何对于每种场景情况之下的干扰进行规避和在什么条件之 下可以规避这种干扰对于系统正常工作,第一种是运营商A的室内分布系统和运营商B 的宏蜂窝之间,运营商A的室内分布基站可能收到来自运营商B的宏蜂窝终端之间的上 行干扰,第二种是运营商A的宏蜂窝终端在运营商B的室内分布系统当中受到来自运营 商B的宏蜂窝的下行干扰形成通信死区,第三种是运营商A的终端在运营商A的室内分 布系统中可能存在的干扰问题,下面分别以三种场景来进行分析。 场景一:

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 19 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

图 4 运营商A的室内分布系统和运营商B的宏蜂窝 这种场景主要考虑的是运营商B的终端和运营商A的室内分布系统基站之间的最小 耦合损耗,包括第一邻频泄漏比和第二邻频泄漏比,作为运营商A一般可以尽量避免和 运营商B存在第一邻频干扰问题,从而得到更好的网络质量,在判断和分析邻频干扰时 可以依据运营商A现有的2G系统测试信号电平进行反推3G干扰门限,详见下表。 表5 运营商B的宏蜂窝对于运营商A的室内分布干扰预算门限

在上面表格中,噪声上升容忍度30dB是来自于协议TS 25.104中的7.2,描述的是 NodeB接收机的动态接收范围,协议中建议的最大容忍干扰是-73dB,就是说在噪底之上 的噪声上升容忍度为32dB,我们在作设计时候出于保守将噪声上升容忍度设置为30 dB 。 在实际中以2G信号电平反推的最小耦合损耗比较容易得到满足,主要是在分布天线 正下方可能存在这种问题,这里主要强调对室内覆盖容量和覆盖的影响。

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 20 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

对应上表我们可以得出这样的结论:如果2G室内分布系统的信号实测结果, bcch 的接收电平有超过-23.5dBm的点,此分布系统有可能受到干扰,需要更改配置,加大最 小耦合损耗。 此时运营商A的室内分布系统邻频泄漏也可能严重干扰运营商B的宏蜂窝在覆盖边 缘的终端,形成通信“死区”,分析可以参见场景二。 场景二:

图 5 运营商B的室内微蜂窝对运营商A的室外宏蜂窝 运营商A的宏蜂窝小区的终端在运营商B的室内分布系统内,由于受到来自运营商 B的室内分布系统下行干扰,将会对运营商A的室外宏蜂窝产生影响。一般可以接受的 由于运营商B的下行干扰而导致EcVsIo解调门限上升为0.4dB,也就是假定可接受的干扰 水平比系统的基础噪声低10dB, 我们可以通过运营商A和运营商B的3G信号电平比值来 衡量这种干扰的影响,详见下表。 表6 运营商B的室内对运营商A室外宏蜂窝干扰预算门限

上述场景就是我们上面提及的通信“死区”,即在运营商A的覆盖边缘可能会 受到运营商B的邻频的强干扰导致无法解码形成“死区”,在这里即指运营商A的宏蜂窝 的终端收到运营商B的强邻频泄漏干扰,在这里只要达到上面表格的测试要求,基本上

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 21 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

就可以避免通信“死区”。从上表我们可以看出只有当B的信号比A的信号高34.8dB时候 才会出现这种情况。 场景三:

图 6 运营商A自身的干扰 运营商A的手机距离其自身的室内分布系统天线很近的时候,在NodeB接收端会产生突发 的噪声抬高,在UE的最小发射功率之内无论如何是不能通过功率控制来限制噪声上升的,所以我们 必须注意其所对应的可能会对系统产生影响的最小耦合损耗, 也可以通过2G信号接收电平来等效3G 最小的耦合损耗来判断可能的影响,详见下表。 表7 运营商A自身的干扰预算门限

3dB的容忍噪声上升源于这样的假设,距离天线更远的手机(有更大的路径损耗)有3dB的 功率余量来克服距离天线更近的手机的突发干扰。如果被估计的功率余量比假设的更高的话,那么 通过2G信号电平反推得到的数据更加宽松一些,一般来讲只要分布天线正下方的2G信号电平在 -19dBm之下就不存在这类问题。

3.3.7 经验数据

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 22 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

在室内传播特性数据缺乏, 链路预算难以计算的情况下, 可以参考我司金茂内部网 规划报告5进行设计。 金茂内部网的情况是,天线口发射功率 15dBm 左右,楼层面积为 45×45 m2,每 层架设 2 个全向天线, 在房间的对角位置安装, 楼层内导频信号强度在 -90dBm 以上。 这里可以认为发射功率为 15dBm 左右的单个全向天线,如果被安装在房间中部, 其覆盖面积大致为 40×40 m2;理论上这 1 个全向天线基本可以覆盖金茂一个楼层, 但是金茂楼层中心位置是电梯筒,因此只能将天线对角安装,其有效覆盖面积减半。 在此我们总结我司室内分布系统的经验数据之后认为, 可以根据每一个分布天线所 要覆盖的区域的结构来进行室内空间传播的总结,可以大致分为以下几种情况: 设想可以分为正方形覆盖区域、长方形覆盖区域、圆形覆盖区域、半开放覆盖区域 等等,需要结合室内分布传播模型测试进行相关总结,需要经验数据支撑。 总之我们在系统设计天线分布的时候, 首先考虑有效性, 即可以满足最小的覆盖目 标要求,其次要考虑经济性,在满足覆盖的情况下天线分布要最少,最后就是要考虑天 线分布的合理性, 同样的天线数量不同的天线分布可能会有完全不同的覆盖效果, 同时 分布天线分布不合理将会导致室内信号泄漏,从而干扰室外基站。

3.4 室内分布系统器件选择 3.4.1 室内分布合路器滤波器
在多系统和多运营商信号的室内分布系统中,要共享DAS资源必须首先将各 个不同系统的信号或者是不同运营商的不同系统的信号进行合路,所以需要使用合 路器;同时由于信号源复杂,互相之间存在干扰问题,解决干扰的措施是采用隔离
的方法,常用的方法是空间隔离、降低干扰源功率和增加滤波器隔离。对于带外干扰, 最简单的方法是在接收机加滤波器,但对于带内干扰,就只能在发射机一侧想办法,比 如降低功率或者加滤波器。 空间隔离对解决加性噪声干扰和接收机阻塞以及互调干扰都 是有效的,隔离的大小取决于各个干扰需要的最大隔离度,但是作为室内分布系统,除 了信号源收发分开可以采用空间隔离之外,不可能在信号源之间采用其他的空间隔离; 降低干扰源功率的方法在室内分布系统信号合成时候也不宜采用; 所以说在室内分布系 统降低发射互调干扰、抑制杂散等最主要的方法就是在发射端增加滤波器。 多系统共用室内分布式天线时, 可以利用定制化双频合路器中的带通滤波器抑制系 统间的干扰。同时需要借助网络优化手段,进行频点规划,避免三阶互调产物落入被干 扰频段,来最大限度降低交调干扰,可以详见射频的文档。

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 23 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

在选用合路器和滤波器的时候, 注意考虑的器件性能指标包括频率范围、 插入损耗、 隔离度、 功率容限和驻波比等关键指标, 在实际的室内分布系统中一般使用的都是双工 滤波器,如果单独的双工滤波器不能满足隔离度指标则需要增加滤波器提高隔离度。 cross band coupler为常用的室内分布双频段合路器,主要的性能指标就是要考虑系 统间隔离度、插入损耗以及三介交调等,结合系统设计如果单独的cross band coupler不 能满足要求的话,需要在信号源增加相应的滤波器。 同时多频段合路器以及POI等也是属于室内合路器的范畴。 在目前室内分布系统应用当中合路器可以分为普通的二合一、多合一和混合合路 器,下图为一二合一的合路器产品样图:

图 7 合路器产品样图

3.4.2 室内分布系统天线选择
室内分布天线因为近距离覆盖、发射功率限制、安装空间限制、视觉污染限制等因 素,决定了室内天线将有别于室外型天线。根据室内分布系统天线应用场景基本上可以 分为几个应用场景,纯室内应用场景、地铁隧道等应用场景、电梯超市等应用场景。 纯室内应用场景分布式天线系统中使用的天线,一般增益较小,对波束的半功率宽 度也没有具体要求,这是由室内覆盖的特点决定的。对于一般单根天线覆盖区域较小的 场合,建议使用全向天线;如果是覆盖比较空旷的狭长区域,则建议采用定向天线,在

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 24 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

目前的多系统共用天线系统时候则要注意选用宽频天线。纯室内应用场景天线类型一般 可以为棒状全向天线、吸顶全向天线、定向平板天线,尺寸比较小,增益也较小(5dBi 以下),造型比较美观。

图 8 室内天线举例 表8
型号 800 10137 频率范围 876-960/1710-2500MHz

室内分布馈线型号举例
天线说明 方向角 增益 2dBi 厂家 KATHREIN

垂直极化吸顶天线、 360度 N阴型连接器

TS-IAOMT-800/ 2400 TQJ-SA800/2500 -3

806-960/1420-2400MHz

垂直极化吸顶天线、 360度 N阴型连接器

2dBi

东方信联

824~960/ 1710~2500MHz

垂直极化吸顶天线、 360度 N阴型连接器

2dBi

三水盛路

上图中,1 ~ 2 是吸顶全向天线,3 ~ 4 是平板定向天线,5 是棒状全向天线。 作为地铁隧道特殊场景下室内覆盖的应用, 泄漏电缆在某些狭长的天线安装空间有 限室内覆盖区域中也有应用,如地下铁路、公路铁路隧道、地下商场、地下停车场等。 泄漏电缆的价格相对较贵(典型价格为 100 RMB/m),施工安装也比较困难。

图 9 泄漏电缆 作为电梯以及部分大型仓储超市应用场景,另外有两种窄波束定向天线——八木 (Yagi)天线和对数周期(Log-per)天线,国内也有厂家将八木天线音译为“雅奇天 线”。这两种天线一般建议在室内覆盖的电梯和大型仓储超市等装修不太考究的地方, 同时在室内分布系统的信号源为直放站的时候, 一般施主天线也为八木天线。 八木天线

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 25 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

是窄带天线,价格便宜,天线增益相对较大(> 10 dBi);对数周期天线是宽带天线, 价格较贵,天线增益相对较小(< 10 dBi)。在此要特别说明的是,因为八木天线是窄 带天线, 所以一般在WCDMA单系统时候建议使用, 对数周期天线是宽带天线建议在运 营商多系统共用DAS时考虑使用,尤其在多系统时候不能使用八木天线。

图 10

对数周期天线举例

室内天线的选型主要取决于物业对天线安装的要求 (避免视觉污染、 与天线安装位 置周围的装修相协调),天线安装位置与覆盖目标范围。选型原则如下: 贴墙安装,一般选用平板定向天线,进行层内覆盖; 吸顶安装,紧贴天花板安装,选用吸顶全向天线,进行层内或兼顾下一楼层的覆盖; 隐蔽安装,安装在天花板上面,选用棒状全向天线,进行层内或兼顾上一楼层的覆 盖,隐蔽安装在层内引入了天花板的穿透损耗; 电梯井,一般选用八木天线或者对数周期天线,在电梯井顶部(因为电梯的底部一 般为全钢板结构,穿透困难)进行安装,波瓣朝下打,以井内电梯为覆盖目标。 大型仓储超市, 一般内部装修不太考究, 可以因地制宜在对角等地方安装八木天线、 对数周期天线或者壁挂式天线。

3.4.3 室内分布系统馈线选择
在分布式天线系统工程设计中,要使用馈线把所有器件连接起来,一般我们可以选用两 种馈线,一种是损耗大,但成本低、容易弯曲的SYV型电缆;一种的损耗小,但成本高、不 易弯曲的7/8英寸馈管。前者适合于象功分器到天线这样的支路连接,后者适合于功分器到功 分器的干线连接。 表9 室内分布馈线型号举例

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 26 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计 SYV-50-7-1 特性阻抗 衰减常数 50欧 900MHz:0.22dB/m 1800MHz:0.31dB/m 2200M Hz: 所配N型接头型号 弯曲性能 BOM编码 14040184 非常好 25070009 LDF5-50A-7/8" 50欧

内部公开

1000MHz:0.0446dB/m 2000MHz:0.0659dB/m 2200M Hz: 14040121 区率半径为250mm 25070017

3.4.4 室内分布功分器耦合器
室内分布功分器耦合器的选型相对简单,主要考查器件性能指标,以满足带宽、隔 离度等要求。下面简单列举一些可选器件的性能参数。 表10 型号 K 63 23 6061 K 63 23 6101 K 63 23 6151 耦合衰减 7.0 / 1.0 dB 10.4 / 0.4 dB 15.1 / 0.1 dB 表11 Kathrein 耦合器参数指标 插入损耗 VSWR 三阶互调 <0.05 dB <1.15 <-150 dBc <0.05 dB <1.15 <-150 dBc <0.05 dB <1.15 <-150 dBc Kathrein 功分器参数指标 插入损耗 <0.05 dB <0.05 dB <0.05 dB VSWR <1.5 <1.5 <1.5 频带 800-2200 MHz 800-2200 MHz 800-2200 MHz

型号 K 737 303 K 737 305 K 737 307

输出端口 数 2 3 4

功分衰减

三阶互调 <-150 dBc <-150 dBc <-150 dBc

频带

3 dB 4.8 dB 6 dB

800-2200 MHz 800-2200 MHz 800-2200 MHz

耦合器与功分器都属于功率分配器件, 其主要差别在于功分器为等功率分配、 耦合 器为不等功率分配,因此耦合器与功分器有不同的应用场合。一般来讲,同一楼层内分 配功率到不同的天线时, 使用等功率分配的功分器; 从干线向不同楼层的支路分配功率 时,使用不等功率分配的耦合器。 耦合器与功分器的搭配使用, 主要达到一个目标: 使信号源的发射功率能够尽量平 均分配到系统的各个天线口,也就是整个分布系统中的每个天线发射功率基本相同。 在功分器的选型中,优先选择 1/2 功分器,尽量不选 1/4 功分器;使用 1/3 功分 器的时候要注意不能离天线太近,连接两者之间的馈缆长度在 20m 以上。 上述列举的都是一般常用的耦合器, 即我们平常所说的定向耦合器。 在室内分布的 应用当中还有另外一种重要的耦合器为hybrid coupler,hybrid coupler为四端口耦合器,

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 27 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

主要用于单系统之间的合路和分路, 采用该器件的一个好处就是可以使得分布系统中器 件单一化,替代了以往分布系统中二分和二合耦合器。

3.4.5 室内分布干线放大器
在WCDMA室内分布系统中, 某些分布系统支路由于馈线较长导致损耗较大,需要 大量采用干线放大器, 以弥补长距离传输和分配的损耗。 干线放大器是一个双向放大器, 主要指标是噪声系数、最大输出功率、增益和互调。由于干线放大器为有源器件,在采 用干线放大器的室内系统中需要考虑干放的噪声系数对于分布系统分支下行的灵敏度 影响和对于整个分布系统上行的噪声抬高, 同时需要特别注意的是干放的上下行增益调 节, 既要保证上行增益不能过高影响系统性能, 下行增益保证放大支路的天线口有效功 率发射, 又要注意上下行增益调节适度保证上下行平衡, 在系统设计中慎用干线放大器。

3.4.6 室内分布馈缆接头选型
馈缆接头用在馈缆两端, 用来连接设备、 器件, 接头的选型主要以器件选型为依据。 器件的接头一般都是母头,馈缆接头都是公头。 目前使用的接头类型有 N 型、 7-16 DIN 型和 SMA 型之分。 比如 Kathrein 的 1/2 功分器,K 737 303 为 N 型接头,K 737 304 为 7-16 DIN 型接头。 根据公司器件采购规范,今后新器件采购中,接头类型统一选用 N 型,那么对于 馈缆接头来讲,只需要采购 N 型公头就可以了。对于非 N 型接头的老器件,则需要 为之选配相应的馈缆接头或转接头。

3.4.7 室内分布系统器件更换
在上面的介绍中,基本上将3G室内分布系统所要使用的主要器件进行了总体介绍, 在实际的室内系统网络规划过程中,如果是新建的WCDMA单系统,则可以直接按照上 述原则进行器件的选择, 如果是运营商多系统共用分布系统, 则需要考虑器件必须兼顾 多个系统的规格要求, 运营商多系统共用分布系统建设一般已有系统已经建设完成, 这 时我们在器件选择之前必须首先向运营商了解已有系统器件的规格型号, 察看所有的器 件规格是否可以满足WCDMA系统要求,如果全部满足则全部器件留用,如果存在部分 规格不满足的情况则需要进行器件更换, 更换原则就是新选器件必须满足分布系统内所 有共存系统的输入要求, 各个器件的主要性能指标参考察看上面的文档相应部分, 例如 可能在已有的系统中天线是单频段天线,不能兼顾WCDMA频段, 所以需要更换双频段 的天线,也可能根据设计需求在新系统中需要增加滤波器等器件来提高隔离度等等。

3.5 室内分布系统共系统分析

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 28 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

3.5.1 室内分布系统信号源选择
室内覆盖系统,对信号源的选型较室外系统而言,有更多的选择余地;室内场景的 差异性、网络覆盖目标的差异性,也要求提供更多的各具特色的可选信号源设备。目前 来讲对于室内分布系统而言信号源的选择可以从以下几个方面考虑: 一是大容量的基站设备HUAWEIBTS3812,BTS3812基站是华为技术有限公司根据 3GPP R99 FDD协议开发的一种室内型宏蜂窝基站,单机柜最大可支持12小区,主要为 WCDMA运营商提供大容量、广覆盖的解决方案。可以提供较大容量的业务需求,在机 场车站以及大型写字楼等高话务室内分布系统可以优先考虑大容量基站. 二是中等容量的基站设备HUAWEIBTS3806,是HUAWEI公司设计的中等容量基 站, 支持初期小容量逐步扩容策略, 建议在初期系统容量不是很大并且有扩容潜力的室 内系统可以引入3806基站作为信号源. 三是小容量基站设备HUAWEI3802C,是华为公司针对小容量需求设计的2载频基 站设备,可以在小容量需求情况下引入,同时因为基站体积较小且为室外型,可以节省 机房空间. 四是RRU,主要是考虑室外宏蜂窝的基站容量较大,室内分布系统和室外宏蜂窝 之间存在切换关系且切换区域较大,可以引入该室外基站的RRU来作为室内覆盖的信 号源从而使得室内室外切换关系更加简单高效,同时又提高了室外宏蜂窝的利用率. 五是直放站作为信号源, 由于直放站本身不能提供系统容量, 所以其适用范围首先 为话务量较少,而且直放站作为信号源时候尤其是RF直放站作为室内分布信号源的时 候, 尤其注意其施主信号源的要求比较严格, 首先直放站接收到的施主信号电平最低为 -80dBm以上,其次为避免在分布系统内造成乒乓切换,直放站的施主信号至少比次好 信号电平高12dB以上,最后建议在城区选用直放站作为信号源应该更加慎重,尽量选 择在覆盖区域相对较为封闭的区域.如地下停车场等区域。

3.5.2 室内分布信号源引入分析 3.5.2.1 运营商多频系统共用分布系统分析
在现实的室内分布系统中由于大多数运营商既有2G系统也有3G系统,在日益竞争 激烈的移动通信市场运营商将会选择共享资源节约成本, 所以多系统共用分布系统将是 我们在设计室内分布系统时候需要仔细研究的一个课题,目前我们在3G室内覆盖设计 过程当中可能会涉及的共用分布系统有:GSM900和WCDMA,DCS1800和WCDMA, PHS和WCDMA, WLAN和WCDMA, WLAN和GSM900和DCS1800和WCDMA, GSM900 和DCS1800和WCDMA,GSM900和CDMA800和WCDMA等多种不同共用分布系统形

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 29 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

态,具体情况和运营商的已有牌照和网络资源紧密相关,由于在以上几种系统中 DCS1800和WCDMA之间频段相近,干扰明显,本文以DCS1800和WCDMA共用分布系 统为例加以说明我们今后在遇到多系统共用分布资源时候的如何引入信号源的分析方 法。 分析DCS1800和WCDMA共用分布系统主要是分析系统之间的干扰, 根据两者的频 率关系以及接收和发射特性来具体分析其中的干扰情况。 一般来讲我们认为干扰主要可 以分为三个方面,分别为杂散干扰,阻塞干扰和互调干扰。在这三种干扰当中频率互调 干扰可以通过合理的频率计划在很大程度上可以将互调干扰降到一个可以忍受的范围, 同时器件的互调干扰一般通过器件指标选择和工程规范来约束, 而阻塞干扰一般对于系 统的影响也比较小, 本文主要是介绍在信号源引入时候, 如何进行器件选择进行相关分 析, 所以我们将主要分析对于系统影响最大以及器件选择影响较大的杂散干扰, 其他共 系统相关交调阻塞等更加详细的共站干扰分析,可以参考文档无线网络规划部指导书 《共站址分析》。 由于DCS1800和WCDMA在共用分布系统时候信号是共用同一天馈, 所以DCS1800 的发射会干扰WCDMA的接收,即DCS1800的杂散会落在WCDMA接收机带内,从而提 高了WCDMA的上行噪声电平,使得WCDMA上行链路恶化,影响WCDMA系统的容量 以及其他性能指标影响网络指标变差。 如果两个系统基站之间没有足够的隔离或者干扰 基站的发射滤波器没有提供足够的带外衰减, 那么落入被干扰基站的接收机带宽内的干 扰信号就可能会很强, 并导致接收机噪声门限的增加, 系统性能的降低很大程度依赖于 干扰信号的强度,所以共用分布系统的干扰解决的目标就是降低干扰信号的强度。 在进行具体的信号源分析之前,我们先作以下假设: 1. 每个接收机的典型噪声系数为2dB 2. NodeB的输出功率为43dBm 3. DCS1800BTS的输出功率为43dBm 4. NodeB满足TS25.104的各项指标要求 5. 由于接收机受干扰而导致的DCS1800或者WCDMA系统灵敏度降低的最大幅 度为0.4dB 下面可以进行具体的计算过程: 首先计算接收机的等效噪声电平,N1=N0+NF=-124 (dBm/100KHz) + 2dB = -122 dBm/100KHz 其次就是计算在由于接收机受干扰而导致的系统灵敏度下降不超过0.4dB时候对应的

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 30 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

系统能够忍受的最大干扰信号强度,Pi = N1 + 10*log10(10^(0.1*reduction)-1) = -122 (dBm/100KHz) - 10 dB = -132 dBm/100KHz,即系统所能够忍受的最大干扰信号强度为 -132dBm. 第三就是根据系统性能测试情况判断杂散要求是否可以满足系统要求的最小干扰信号 强度,如果不能满足要求,是否需要增加滤波器来增加系统之间的隔离度以满足系统隔离 度要求。 下面以香港SUNDAY室内系统为例来说明。 下表为SUNDAY的2GNORTEL不同基站杂散指标测试情况: 表12
GSM1800 BTS type

NORTEL DCS1800不同基站的杂散指标
S8000 2000E 2000H 2000L

FDD Rx Frequency range (MHz)

1920-1980

1920-1980

1920-1980

1920-1980

GSM1800 spurious power level at Txconnector (dBm/100kHz)

-135.5

-131

-68

-68

在实际选择滤波器的过程中考虑上述杂散指标本身时需要考虑一定的设计余量。 表13 GSM1800 BTS type Frequency band Frequency range (MHz) NORTEL不同基站的隔离度要求 S8000 FDD Rx 1920-1980 2000E 2000H FDD Rx FDD Rx 1920-1980 1920-1980 2000L FDD Rx 1920-1980

GSM1800 spurious power level at Txconnector (dBm/100KHz) UMTS Noise Figure(dB) UMTS Noise Floor (dBm/100KHz) Max_Tolerable_Interf_Level at UMTS Rxconnector(dBm/100KHz) Engineering Isolation Margin(dB)
Required Isolation (dB)

-135.5

-131

-68

-68

3 -121 -131

3 -121 -131

3 -121 -131

3 -121 -131

10 5.5

10 10

10 73

10 73

下表是根据计算结果给出的最终是否采用滤波器以及型号。 表14 Need of filter type UMTS Tx UMTS Rx GSM1800 Rx GSM 1800 Tx
12-4-15 Page 31 , Total 51

计算结果总结

Requiring condition if isolation < 33dB from UMTS Tx to GSM1800 Rx if isolation < 30dB from GSM1800 Tx to UMTS Rx if isolation < 43dB from UMTS Tx to GSM1800 Rx

华为机密,未经许可不得扩散

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计 S8000 S2000H S2000L S2000E if isolation <5.5dB from GSM1800 Tx to UMTS Rx if isolation < 73dB from GSM1800 Tx to UMTS Rx if isolation < 73dB from GSM1800 Tx to UMTS Rx if isolation < 10dB from GSM1800 Tx to UMTS Rx

内部公开

3.5.2.2 多运营商共用分布系统分析
香港的室内覆盖中有个特有的现象,网络共享,多个运营商共享室内分布系统、天 馈、机房(由于香港房租、物业等费用太高,运营商只能进行合作,国内这种情况就很 少见) 香港运营商称这样的站点叫做IRS , (Integrate Radio System) 每个IRS有个Leader , Operator,由他来管理共用的部分,其它Operator向他缴纳费用;直接将馈缆接到POI (Point of interface)上,其它的事情有Leader Operator来负责调试和保证,一般IRS都 会接多种系统(GSM、DSC、CDMA、WCDMA) 随着移动通信竞争的进一步加剧,相信以后会有越来越多的运营商会考虑采用IRS 系统来建设网络节约成本,尤其是在室内分布系统中由于物业问题将会有越来越多的 IRS系统出现,本文以香港SUNDAY的3G室内分布系统为例,来简要说明在IRS系统中 引入室内信号源时候需要考虑的问题。 一般来讲IRS系统通过一个称之为POI的接口节点来将不同运营商的不同系统的 信号引入分布系统,目前从应用上来分可以分为两类POI,一类为无源POI,另一类为 有源POI,有源POI主要是涉及信号放大部分增加了功放,无源POI设计较为简单,类似 于较为复杂的多系统合路器,在设计中主要考虑有源POI的噪声系数影响系统的灵敏 度, 同时系统间的杂散以及阻塞干扰是POI系统设计者需要考虑的问题。 我们可以将POI 归结为两类问题,一类是作为POI的leader来设计POI系统,另一种是作为使用者来使用 POI时候需要考虑的问题,下面将从两个方面来阐述。 作为POI的leader,在设计POI的时候首先是考虑POI的选型,目前这方面的资料比 较匮乏,一般在设计时候需要考虑很多假设的条件来推断给出各个业务的门限电平, 其次是建议整个POI系统的收发分开,因为引入较多的信号源时候杂散和交调干扰难以 预测,为在最大限度上减少系统之间的交调和杂散干扰,建议在设计POI系统时候考虑 收发分开。 作为POI的使用者, 由于POI的leader已经就将系统设计完成, 使用者只需根据leader 提供的POI规格说明进行信号引入即可,一般来讲只需要保证满足POI规格给予的业务 门限电平。下图为A运营商提供给B运营商的3GIRS规格说明。 表15 IRS规格说明举例

Specifications of 3G IRS
12-4-15 华为机密,未经许可不得扩散 Page 32 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

Downlink Requirement
Items DL-1 DL-2 DL-3 DL-4 DL-5 DL-6 DL-7 DL-8 Descriptions Data Rate Maximum no. of carriers Cut-in Common Pilot Channel (CPICH) power per carrier Maximum composite power to POI Minimum Carrier-to-Intermodulation Minimum CPICH signal level* (MinDownLev) at user terminal per carrier Minimum percentage of time of measurements > MinDownLev Minimum percentage of area of measurements > MinDownLev Data 384 3 30 43 45 -85 90 90 Unit kbps no. dBm dBm dBc dBm % %

Uplink Requirement
Items UL-1 UL-2 UL-3 UL-4 UL-5 UL-6 UL-7 Descriptions Data Rate Transmit power at user terminal Maximum noise received power level at no load at 3840kHz at POI Minimum Carrier-to-Intermodulation Minimum uplink signal level** (MinUpLev) at POI Minimum percentage of time of measurements > MinUpLev Minimum percentage of area of measurements > MinUpLev Data 384 21 -98 33 -90 90 90 Unit Kbps dBm dBm dBc dBm % %

在上述IRS系统中,就明确说明如果B运营商的3G信号源引入A运营商的IRS系统, 只要保证B运营商的3G输入信号每载频导频功率电平大于30 dBm且不高于43dBm的情 况下,就可以保证在90%的时间内90%的区域内基本业务384K下行接收的Ec大于-85 dBm并且基站接收Ec大于-90 dBm,在IRS系统设计时候最主要的工作就是要拿到 POIleader提供的IRS系统规格说明。

3.6 分布系统方案设计 分布系统方案设计 系统方案
到目前为止,我们已经完成了整个从3G室内分布系统的容量以及分布系统所有的 前端信号引入、干扰分析、器件选择等工作,现在我们进行室内分布系统的方案设计, 本阶段工作的输出主要包括:⑴ 各楼层的天线布置图,包括各楼层的天线数量、天线 安装位置 (根据建筑平面图) 和每个天线口的功率预算 ⑵ 分布系统的详细网络拓扑图, 图中标注各段馈缆的长度、直径和各耦合器耦合衰减 ⑶ 结合建筑图纸的详细走线图 (垂直和平面);图中标注各段馈缆的长度,接头、功分器、耦合器的安装位置。

3.6.1 各楼层天线布置图

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 33 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

根据 3.3.3 和3.3.4以及3.3.7的覆盖估算, 确定每个楼层的天线数量, 并结合建筑平 面图绘制天线安装位置图,如下图所示。

80米
N

105米

图 11 楼层内天线布置图举例

3.6.2 天线口发射功率预算
这里以覆盖八个楼层的室内分布系统为例, 选用 3812 宏基站作为信号源、 单小区 配置,调整发射功率为 5W。天馈系统组成:7/8" 馈缆 + 耦合器 + 1/2 功分器 + 吸 顶全向天线,如下图。 为了简化计算、介绍计算过程,干线和支路没有使用不同尺寸的馈缆,没有引入干 线放大器,每个楼层统一使用 2 个天线进行覆盖。

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 34 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计 耦合器与功分器参数指标请参考表9与表10数据。

内部公开

图 12 天线口发射功率预算举例 分布天线系统设计中,一般天线口发射功率典型取值:10 ~ 15 dBm。根据 GB 8702-88《电磁辐射防护规定》,针对 2GHz 频段的照射强度要求 < 0.4 W/m2;假设 EiRP = 17 dBm,则距离天线 1 m 远处的信号功率强度为:0.0031 W/ m2,满足要求。 表16 每个天线发射功率预算 A3 / A4 37 120 7.33 0.32 ? 2 0.15 ? 6 0.1 0.4 7.0 6.0 2.0 16.63 A5 / A6 37 70 4.28 0.32 ? 2 0.15 ? 5 0.1 10.4 0 6.0 2.0 16.83 A7 / A8 37 20 1.22 0.32 ? 2 0.15 ? 4 15.1 0 0 6.0 2.0 15.44

BTS输出功率 (dBm) 馈线总长 (m) 馈线总损耗 (dB) 3m 跳线损耗 (dB) 接头损耗 (dB) 15dB耦合器损耗(dB) 10dB耦合器损耗(dB) 7dB耦合器损耗 (dB) 1/2 功分器损耗 (dB) 天线增益 (dBi) EiRP (dBm)

A1 / A2 37 200 12.22 0.32 ? 2 0.15 ? 6 0.1 0.4 1.0 6.0 2.0 17.74

天线 A9 ~ A16 的发射功率推导过程相同, 此方法同样可以推广到包含干线放大器 的情况。不过在 3812 作为信号源(最大 20W)的情况下,可不考虑使用干线放大器。
12-4-15 Page 35 , Total 51

华为机密,未经许可不得扩散

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 36 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

3.6.3 详细网络拓扑图
根据前两节的结果, 绘制详细的室内分布系统网络拓扑图, 图中需要标注各段馈缆 的长度、直径和耦合器的耦合衰减。

图 13 金茂内部网室内分布系统网络拓扑图

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 37 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

一般情况下馈缆的选型,干线选用 7/8" 馈缆、支路选用 1/2" 普通馈缆或超柔馈 缆。 另外当干线走线过程中遇到曲率半径不满足要求的情况下, 可以在拐角处断开干线, 接上一段 1/2" 超柔馈缆通过拐角。 设计各段馈缆长度的时候需要注意一下, 馈缆都是按箱到货的, 每箱的额定长度一 般为 100 m。因此要对系统中的耦合器、功分器、转接头配置,以及这些器件之间的各 段馈缆的长度分配进行优化设计,尽量避免馈缆等物料浪费和信号功率浪费。 一般来讲,各种耦合器、功分器、滤波器以及双工器等器件统一放置于一个便于维 护的弱电井内,特殊情况下比如不好走线等也有分开放置的。

3.6.4 详细走线图
完成网络拓扑图以后,就可以结合建筑图纸绘制详细走线图(垂直和平面)。图中 标注各段馈缆的长度,接头、功分器、耦合器的安装位置。如下图所示:

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 38 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

N

走廊拐角 走廊拐角

15 米

15 米 45 米

电梯间口

28 米

45 米

图 14 平面走线图举例

3.7 室内分布系统物料清单
至此已经基本完成了室内分布系统的全部硬件设计过程, 作为硬件设计的输出文 档,我们必须在此时生成《室内分布系统物料清单》作为工程实施的依据,室内分 布系统物料清单可以参考下列清单: 器件类型 天线 器件型号
800 10137 TS-IAOMT-800/24 00

连接接头
N阴型 N阴型

所需数量 根据方案

说明
垂直极化吸顶天线

根据方案
垂直极化吸顶天线

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 39 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计
TQJ-SA800/2500-3 N阴型

内部公开 根据方案
垂直极化吸顶天线

电缆

SYV-50-7-1 LDF5-50A-7/8" 1/2超柔电缆 泄漏电缆

/ / / /

根据方案 方案中长度相加 根据方案 方案中长度相加 根据方案 根据方案 方案中长度相加 方案中长度相加

耦合器

7dB 10dB 15dB

N阴 根据方案 N阴 N阴 N阴 N阴 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据方案 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明 根据实际说明

功分器

一分二 一分三 N阴

合路器

二合一 N阴 三合一 GSM/WCDMA DCS/WCDMA N阴 N阴 N阴 N阴 N阴 N阴 N阳 N阳 / / / / / / /

双工器

滤波器

GSM滤波 WCDMA滤波

干线放大器

GSM干放 WCDMA干放

负载

50W 100W

接头

N型阴头 N型阳头 DIN型阴头 DIN型阳头 N阴到SMA阴

热缩管

热缩套管-φ30 热缩套管-φ20

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 40 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

上述室内分布系统物料清单是根据以往我司室内分布系统相关经验中经常用到 的器件,主要是列举了可能用到的器件类型,至于详细的器件型号,应该在设计初 期参考公司的室内分布系统库存情况并以满足系统设计目标为前提,确定所需器件 型号,使用数量请根据系统设计实际情况进行填写。如果在设计方案中所用器件超 出了上表请自行补充。

3.8 室内分布系统切换设计 3.8.1 室内分布切换规划 3.8.1.1 室内室外切换
总体上室内室外切换可以分为以下几种情况: 一、室内单小区和室外同频小区切换

图 15 室内单小区和室外同频小区切换 在室内单小区和室外同频小区情况下, 切换考虑较为简单, 只需考虑室内室外小区 在建筑物出口处的切换,此时在出口处的切换一般为软切换,切换成功率较高,这时只 需要将存在切换关系的室内室外小区互相配置为邻区即可, 此时重点关注的是切换区域 大小是否满足正常的软切换要求,即保证足够的覆盖区域重叠以避免掉话。 二、室内室外异频切换

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 41 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

图 16 室内室外异频切换 室内室外在不考虑手机对异频硬切换支持的好坏情况下,室内采用异频可以简化规 划,避免干扰,应该说是优于同频方案,这个已经通过北京外场的测试结果验证。但是 实际上,各款手机对异频硬切换支持的情况有好有坏,所以我们建议的室内规划策略是 是先采用同频,如果发现室内系统有很强的泄漏到室外的信号,再改成异频。但是在室 内室外异频情况之下干扰可以得到很好的控制,同时规划比较简单,在室内室外为异频 硬切换时候一般发生大厦的进出口区域,这些区域信号的波动一般比较大,应考虑设置 2d、2f事件的延迟触发时间比室外普通环境稍大,尽量避免压缩模式的频繁启动。 三、室内多小区和室外同频小区切换

图 17 室内多小区和室外同频小区切换 在此种场景之下,对于楼层比较多,室内外配置同频的情况,高层需要和室外配置 邻区关系,否则室内某些区域会存在干扰,容易掉话,特别是在面对室外小区的那些窗 户边上,但是配置应该较为谨慎,不要配置过多,同时为了减少窗口附近和室外小区发 生切换,应该加强高层小区的信号强度,在室内两个小区之间配置邻区关系;对于出入

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 42 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

口切换区域, 仅仅配置最强的几个邻区即可, 这种测试场景更多的建议有待测试验证之 后给出, 四、室内多小区和室外异频小区切换

图 18 室内多小区和室外异频小区切换 在室内室外异频设计时候, 建议不要将室内高层小区和室外宏蜂窝小区互相配置为 邻区,此时在大楼出入口处的切换为异频硬切换,切换成功率将会较低。这里我们根据 国内试验局的测试效果建议, 如果室内室外采用异频的策略时候, 在大厅中空的楼宇结 构下, 存在共同空间的楼层宜采用相同小区进行信号覆盖, 例如在该例中就应该考虑如 果F1、F2如果存在共同空间,应当将F1、F2的覆盖信号采用相同小区覆盖,这里建议 采用CELL1进行覆盖,否则的话如果F1、F2如果分别为CELL1、CELL2的话,则会出 现F2的CELL2泄漏到F1的情况比较严重,对F1的CELL1导频的Ec/Io影响也比较大,同 样也反映了同频之间的相互干扰问题。 实际上在室内室外异频策略时候, 在室内系统容 量较大需要扩容时候, 可以室内大厅使用双频扇区来和室外发生同频切换而在室内发生 异频硬切换,经过试验局验证切换成功率比较理想。 总之, WCDMA系统的室内覆盖需要根据实际的楼宇结构和所处的无线网络环境综 合考虑, 根据实际场景确定适用的切换策略; 室内分布系统的设计与施工方案都要以已 确定的切换策略为目标进行。

3.8.1.2 室内分布系统内部切换
目前关于室内覆盖系统的切换可以分为:同频切换、异频切换、异系统切换等几个切 换模式。 在室内覆盖建筑物当中,在同一楼层内的一般来讲不存在切换(如果电梯和楼层为 异小区或是异频则可能在电梯口会产生切换) 在不同楼层的同基站不同小区为同频更 , 软切换, 此时我们在不同楼层的小区之间互相配置邻区关系即可, 此类切换一般发生在

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 43 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

楼梯之间; 对于有两个以及两个以上载频的室内分布系统在室内还存在异频切换, 此时 我们的切换策略是优选某一载频,只有发生负荷切换时候才考虑异频切换。 对于大型室内覆盖由于要考虑不同小区覆盖, 建议在可以以容量为先导设计在分楼 层分别为低层、中层、高层等模式来由不同的小区来覆盖,如果在该大楼内涉及电梯覆 盖时候, 由于用户习惯, 建议在电梯覆盖所用信号源小区和低层覆盖所用小区采用同一 小区信号源。室内一般是话务密集场合,电梯、大堂出入口、车库出入口等环境具有人 员流动性大,信号波动比较大的特点,同时也应注意到室内环境一般切换区域比较小, 切换参数应结合这些环境特点进行配置和调整: 1、 电梯环境:切换区域比较小,切换需要在较短时间内完成,可以考虑1A、

1B、1C、1D、1E、1F事件迟滞和延迟触发时间设置与普通环境一致或稍小。 2、 大堂出入口、车库出入口环境:切换区域相对较大,同时信号波动较大,可

以考虑1A、1B、1C、1D、1E、1F事件迟滞和延迟触发时间设置比普通环境稍大,用来 加强对抗信号的波动。 3、 异频硬切换一般发生大厦的进出口区域,这些区域信号的波动一般比较大,

应考虑设置2d、2f事件的延迟触发时间比室外普通环境稍大,尽量避免压缩模式的频繁 启动。 4、 应用于同频邻区之间,室内外参数配置没有特别要求。同频硬切换一般应用

于高速BE业务,切换时业务信道会需要较大的功率开销,应适当注意加大这些业务的 功率配比。 5、 异频硬切换,应用于异频邻区之间,需要合理设置发生异频切换的位置和切

换条件,一般情况下,如果异频硬切换压缩模式启动门限设置过高,会造成用户在接近 小区边缘位置频繁启动压缩测量模式, 造成过多的信令开销和系统干扰, 如果异频硬切 换压缩模式启动门限设置过低,会造成用户在到达小区边缘位置启动压缩测量模式太 晚,来不及切换而造成掉话,一般压缩模式启动门限设置为-90dBm左右,关闭压缩模 式门限设置比启动门限小5dB,相应的切换门限设置为-85dBm,应结合具体场景及信号 的分布情况来设置。 6、 对于直放站为信号源的室内分布系统, 应该注意其切换参数设置时候可能的

影响,由于直放站本身大概有5us左右的时延,所以在直放站施主小区的切换磁滞以及 判决时间设置上应该考虑到这一点, 尤其是在对于切换时间和切换区域较为敏感的覆盖 系统,减短切换判决和切换时间。 7、 对于RRU为信号源的室内分布系统, 在和室外的源基站小区发生切换关系时

候,应该为更软切换.

3.8.1.3 3G室内和2G系统切换考虑

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 44 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

总体来讲对于3G/2G的切换策略还是在有3G信号的区域尽量在3G系统上工作,这里需 要考虑的是在3G信号不好的地方让3G可以顺畅的切换到2G系统,从而保证整个无线网 络的有效服务,比如在一些没有作3G室内覆盖的地方,象地铁以及部分获取站点有难 度的IRS系统等,在切换设置时候应该考虑可以让3G系统顺畅的切换到2G系统上服务。

3.8.1.4 室内覆盖系统邻区规划
对于室内系统的邻区规划,一般来讲由于室内覆盖范围相对较为封闭,所以在配置 邻区关系时候应该以实际的切换区域信号强度为基础来进行设置, 基本原则是邻区关系 尽量简单。对于楼层比较多室内外配置同频的情况,高层需要和室外配置邻区关系,否 则室内某些区域会存在干扰,容易掉话,特别是在面对室外小区的那些窗户边上,当然 配置室外邻区也会过多占用室外站的功率资源。 对于异频系统我们建议可以不作室内室 外的高层切换关系,需要测试进行验证。在3G覆盖的密集市区可以将2G配置为3G的邻 区,如果发现3G的覆盖已经很好并且对于手机来讲没有必要重选切换到2G,可以将2G 邻区删除。

3.8.2 不同场景的切换 3.8.2.1 机场车站码头等切换考虑
在机场车站码头室内覆盖中有一个明显的特征就是人员流动性大, 话务密度高, 同时 还有就是相对较为空旷, 室外基站可以部分覆盖到室内, 所以此类场景的室内覆盖与室 外覆盖一般需要通盘考虑, 使用室外基站实现对室外及部分室内覆盖, 室内分布系统主 要对室外基站的覆盖盲区和话务热点区域进行附加覆盖。 建议室外宏基站可直接或通过 RRU 间接,分配出 1 个或多个小区作为室内分布系统的信号源,这可以保证室内? 室外的用户切换为更软切换。如果室内独立信号源的情况下则此时室内室外为软切换。

3.8.2.2 会展中心体育馆切换考虑
此类场景下,用户的话务主要以事件为触发;平时几乎没有话务量,但是有展览 / 会议 / 赛事举行的时候,话务量会出现涌浪高峰,所以容量估算时要留有足够的余 量, 一般来讲在此种场景之下容量估算是以峰值话务量来设计, 所以会出现同一室内系 统多小区的情况出现, 甚至会出现两载频以上的配置, 在此种场景之下主要考虑的是切 换区域设置合理, 不能将切换区域刚好落在话务高峰区域, 由于容量已经是这类场景的 主要问题,所以异频切换不可避免,此时只能通过系统设置优选某一载频,只有在负荷 切换时才会启动异频切换.以体育馆为例,在布置室内天线的时候注意信号强度控制, 不要将切换区域落在观众席中间。

3.8.2.3 室内电梯覆盖切换考虑
12-4-15 Page 45 , Total 51

华为机密,未经许可不得扩散

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

在室内覆盖项目中, 电梯是人们进出最为频繁的场合之一, 良好的电梯覆盖和进 出电梯的切换设计对于网络的性能非常重要, 为了积累相关经验, 根据华为公司目前试 验局测试情况这里共考虑设计了一下几种实现方法并进行进行简单分析: 第一种小型楼宇内的电梯覆盖, 小型楼宇由于容量相对较小一般可以采用一个小区 来覆盖整个楼宇, 此时可以在电梯井最上部引入同一小区来覆盖电梯, 此时不涉及切换 问题所以问题较为简单。 第二种为中等楼宇, 由于我们中等楼宇的覆盖策略为上下分层分小区覆盖, 此时电 梯覆盖利用小区低层小区的信号,在电梯井最上部采用定向天线沿经向垂直向下覆盖, 这样在整个电梯井上部,低层小区信号最强,利于实现和楼层间上部小区的切换;在电 梯井下半部楼层虽然电梯井内部的覆盖信号已经衰落变弱, 但由于电梯和低层楼层为同 小区覆盖,进出电梯无需切换,同时在大楼的下半部,进出电梯的人员较多,这样可以 尽量减少进出电梯的切换。 这种覆盖方案重点是要把握好在楼层中部进出电梯与楼层间 切换的实现。 这种方案可以通过调整电梯井内最上面定向天线的天线口信号强度, 使得 整个电梯井内部的覆盖良好。 第三种为较大楼宇的覆盖,如果在第二种方案中经过链路预算从电梯最上部不能 满足中部的覆盖时候, 可以考虑电梯井内引入两个小区信号, 这种覆盖方案重点是在电 梯运行过程中两个小区的切换区域大小是否能够满足要求, 在设计上需控制在电梯井内 两个小区信号的相对强度, 由于电梯底部的穿透损耗较上部大, 设计时要保证底部小区 信号在电梯内部的强度。在电梯运行过程中,在电梯井中部产生两个小区的切换,试验 局现场测试中发现在切换过程中会发生较为频繁的切换失败,切换成功率大约在70~ 80%,跟踪信令和分析切换失败原因,主要是因为,方案中切换在电梯运行中完成,相 对快速运行的电梯切换区域过小,切换时间不够,导致切换失败掉话,所以这种场景之 下必须通过合理设置切换参数来消除切换失败。 第四种电梯覆盖为超高建筑的电梯覆盖,超高建筑由于高度很高,所以上述二三 种方案已经不能满足覆盖要求, 此时可以考虑在中间分段进行覆盖, 但是一般来讲分段 信号引入时候安装较为困难, 所以本文建议在超高建筑的室内电梯覆盖时候采用泄漏电 缆进行电梯覆盖,至于泄漏电缆的信号源引入则需要参考机房所在位置等因素。 对于电梯覆盖因为每层楼都会有电梯入口, 当用户保持连接进入时, 要保证不掉 话。一般来说我们每层或某几层楼都是一个小区,和电梯内可能是不是同一个小区,这 样进出电梯时就会发生软切换, 为了保证能够保证在电梯门关上的时候完成软切换, 提 高软切换成功率和软切换时延, 就必须优化调整面向小区的切换参数, 即让切换判决更 快一些,减少判决时间和切换磁滞;如果是异频切换,需要注意需要结合整体室内分布 的切换策略进行电梯切换策略的选择。

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 46 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

3.8.2.4 商务中心宾馆超市等切换考虑
一般的商务中心和宾馆超市等室内覆盖切换区域则主要是电梯和出口处,电梯切 换我们已经在上面单独介绍, 这里主要探讨出口处的切换问题, 只需考虑室内小区在出 入口处和室外宏蜂窝小区的切换关系即可, 详细可以参考上述的章节室内室外切换。 可 以按照我们对于室内覆盖的整体切换策略, 由于该场景切换区域相对较大, 同时信号波 动较大,可以考虑1A、1B、1C、1D、1E、1F事件迟滞和延迟触发时间设置比普通环境 稍大,用来加强对抗信号的波动。

3.8.2.5 地铁隧道等场景切换考虑
对于地铁隧道的室内分布情况较其他场景不同, 一般的解决方案是在较短的隧道 当中采用一个基站小区或者是一个小区加功分器分信号到隧道的两头, 此时需要考虑的 是隧道小区和室外宏蜂窝小区的软切换; 对于较长或者同时覆盖隧道外的隧道覆盖, 一 般的解决方案是在隧道两头各有一个小区, 此时不仅仅是考虑隧道内外的切换, 还要考 虑隧道内两个小区之间的切换。 由于在隧道内部一般列车速度较快, 而不论是发生更软 切换还是软切换均需要一定的时间, 所以在规划阶段必须考虑隧道内部两个小区之间有 足够的覆盖重叠切换区域,隧道内部和隧道外室外宏蜂窝基站之间的切换区域足够大, 同时可以通过切换磁滞和判决时间等切换参数设置使得切换尽快完成, 在切换关系确实 比较简单时可以考虑将切换门限设为负值,以地铁速度为30M/S为例,以常见的软切换 增加链路需要时间为1000ms左右,则至少需要切换区域为30M,建议此值基于测试结 果。对于地铁覆盖系统来讲,和隧道稍有不同,在地铁内部切换关系和隧道内部较为一 致, 不同的是地铁由于线路较长内部切换次数多于隧道, 同时根据各地的用户习惯不同 将会面临不同的地铁话务策略,比如在香港上下班期间地铁话务非常高,对于3G系统 而言可能还会面临容量问题, 此时在一个主覆盖方向即扇区可能会有两个以上的载频小 区, 这时就会出现异频切换问题, 对于可能出现的异频切换问题, 只能是优选某一载频, 在负荷切换时启动异频切换. 在地铁车站的出口处也面临着地铁内部和室外宏蜂窝的切 换,可以归结为简单的室内室外切换。

3.9 室内分布系统 室内分布系统3G/2G小区选择重选 小区选择重选
对于室内分布系统小区选择重选策略为尽量驻留在3G小区。对于有UMTS室内覆 盖但是没有GSM小区覆盖的小区,不配置3G到2G的小区选择重选,即该区域对3G而言 只切入,不切出。对于同时有3G/2G的室内分布系统,一般我们可以通过Qsearch_I参数 和QOffset1sn来控制让手机尽量选择重选到3G系统。 对于更加详细的小区选择重选请参 阅无线网络规划部相关文档。

3.10 测试验证并进行方案改进
12-4-15 华为机密,未经许可不得扩散 Page 47 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

室内覆盖设计方案完成以后, 需要进行实地测试验证工作。 测试验证工作在室内系 统规划中的作用非常重要, 这与室外宏蜂窝系统的规划设计有较大差别。 主要原因是室 内场景的无线传播环境差异性很大, 虽然可以使用已知的传播模型进行链路预算, 但路 径损耗的标准差比较大。 所以估算结果数据的可信度比较低, 必须对设计方案进行实地测试验证, 以保证室 内系统的最终覆盖效果。 测试验证活动可只在确定的特征楼层内进行。 图19是楼层内的 测试验证方案举例。 测试步骤如下: 将方案中选用的天线,根据方案安装到位; 让楼层内每个天线都按预期的功率电平进行连续波发射; 选择足够多的测试点,进行信号电平测试; 条件允许也可以进行室内路测。 测试完成之后,对测试数据进行分析,验证设计方案是否达到覆盖要求;如不满足 要求,则采取相应的措施,对原有覆盖方案进行改进。

图 19 楼层内实地测试验证方案举例 上述为对于楼层内实地测试验证方案, 对于建成的室内分布系统的测试验证, 我们 可以从以下几个方面考虑,

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 48 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计 一、系统间干扰测试,主要可以测试系统间杂散、阻塞、互调等干扰。

内部公开

二、GSM和WCDMA覆盖对比测试,主要完成整个两网的信号强度分配测试以及两个 系统的各个业务功能测试。 三、WCDMA室内室外干扰测试,需要射频人员给出具体测试项目或者建议。 四、室内分布系统小区切换测试,主要可以测试建筑物入口处切换、楼层之间切换,大 型室内分布系统可以测试分布系统内小区间切换。 五、UE干扰测试,需要射频人员给出具体测试项目或者建议。 在实际的测试当中,我们建议对于室内系统主要针对第二项和第四项进行测试, 即为必选测试项;对于第一、第三、第五三项作抽样测试,即作备选测试项。 对于必选测试项,作以下初步归纳总结: 1.室内DT测试,就是和测试室外宏蜂窝的信号覆盖相同,在室内环境下进行路测,不 同的是室内没有GPS信号,测试之前需要先将室内建筑物的楼层结构图导入到测试后 台,然后在测试期间进行关键拐点的人工打点,从而绘制室内路测覆盖测试图。 2. 室内CQT测试,即用户呼叫拨打测试,在3G测试时候由于3G业务较2G丰富,所以在3G 拨打测试需要按照业务制定相应的测试表格,分别为VOICE,VP,PS,其中VOICE,VP的测 试方法可以参考2G,关于PS的测试方法,主要是用户浏览网页和流媒体用户体验。 3. 室内HANDOVER测试,在3G室内切换测试过程中,主要考虑两种测试,分别为室内3G 到2G的双向切换测试, 室内室外的3G双方测试, 如果规模较大时候可以考虑室内3G小区 之间的切换测试。 4.REPEATER,如果是直放站信号源的话,需要确认由于直放站施主天线的变化可能导 致 2G 室内信号的变化,并且需要确认直放站是选频还是宽频直放站等等。

4 室内分布系统优化考虑
这里讨论的室内分布系统优化考虑主要是从规划的角度进行优化考虑, 即采用优化 的方法来完成部分规划的工作。

4.1 室内分布系统覆盖优化考虑
对于已有2G系统的室内覆盖,需要和3G共用DAS时候,一般我们以前面所述的方 法,即以2G信号电平反推3G业务门限电平判断是否可以满足业务门限需求,在3G室内 分布系统建成之后,我们需要进行验证测试,即3.9中的各项测试验证工作.在测试验 证之后发现有不满足业务门限需求的地方,我们必须着手进行室内覆盖的相关覆盖优 化,即改造已有的DAS系统.目前我们可以从以下两个方面来考虑进行覆盖优化方法, 第一就是小范围内的覆盖问题, 可以通过更换稍高增益的天线以及增加和重新布局室内

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 49 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

分布天线的方法来加以解决;第二种就是在某一支路的较大范围内出现信号弱的情况, 此时我们可以考虑在该支路增加干线放大器等措施来加以解决.

4.2 室内分布系统切换优化考虑
需要在优化实践中进行总结.目前尚未有测试数据以待后续补充。

5 室内分布系统典型案例

6 室内分布系统设计总结 6.1 室内设计面临的问题
●室内传播的多样性和差异性, 这导致通常的网络估算方法不适用于室内情况; ●建筑结构和建筑材料的多样性和差异性, 这导致获得经验数据的难度增加、指导意义弱化; ●规划、设计方案的不确定性 这导致室内分布系统的网络质量对测试验证和优化的依赖性大大增加

6.2 室内分布系统设计目标
●性能与价格的最佳组合 从设备选型、方案设计各个阶段来保证设计方案的最优化,达到网络质量与建设成本 的最优组合; ●干扰与抑制 保证足够室内信号强度的条件下,尽量减少对室外小区的干扰(比如在天线布置时尽 可能远离窗口,将室内小区边缘构建在外墙位置); ●充分利用现有资源 包括传输、电源、走线井、布线用 PVC 管道等。

6.3 室内分布系统未尽事宜
由于无线网络的不断发展, 整个网络结构不断复杂, 同时室内分布系统的形态也在 不断的发展变化之中, 本文在多系统共用DAS时候以DCS1800为例进行了说明, 但是在 实际的运营当中会有更多的共系统形态,例如GSM900和WCDMA,GSM、DCS和 WCDMA共用,PHS和WCDMA等等不同的共分布系统形态,以及相关的切换重选等策 略,希望在后续的工作实践当中来不断的补充更新完成。

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 50 , Total 51

WCDMA RNP 专题指导书 室内分布系统设计

内部公开

关于室内覆盖的传播模型因为各方面因素没有进行, 所以需要后续进行分场景测试 室内传播模型校正。

参考资料清单:
1

Agilent,Indoor Getting Started Guide,Agilent Technologies,2000/09/26
2

苗家澍,WCDMA RNP 无线网络估算指导书,部门文档,2002/10/29
3

王明敏,WCDMA RNP 专题技术研究 链路预算工具详细设计说明书,部门文档,2002/08/17
4

S. Y. Seidel, T. S. Rappaport, "914 MHz Path Loss Prediction Models for Indoor Wireless Communications in Multifloored Buildings," IEEE Trans. on Ant. & Prp., Vol. 40 No.2, 1992
5

魏建,WCDMA RNP 金茂内部网规划报告,部门文档,2002/12/04

12-4-15

华为机密,未经许可不得扩散

Page 51 , Total 51


相关文档

室内分布系统设计指导书(最终版)
W-专题指导书+天线选型-20050316-A-2.0
CDMA室内分布系统设计指导书
中国电信-室内分布系统设计指导书(最终版)
W-室内覆盖设计指导书-20060330-A-3.0
3G室内分布系统设计及审核指导书
室内分布系统设计指导书
W-专题指导书 呼叫跟踪数据采集-20050316-A-2.0
室内分布系统设计指导书(V4)
电脑版