移动通信室内分布系统设计分析

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【摘要】当前运营商移动通信网络规模不断扩大，室内分布覆盖已成为各运营商深度覆盖的常用手段，本文从室内分布系统设计涉及的信源规划设计、天馈系统设计、深度覆盖模型设计等方面进行分析。

【关键词】移动通信；室内分布；信源规划设计；天馈系统设计；深度覆盖模型设计

前言

目前室内覆盖是解决用户感受，吸收话务量的主要手段。据统计90%的移动数据业务发生在室内，相比于移动语音业务（70%），移动数据业务用户行为更多的发生在室内。而室内分布系统是移动通信室内覆盖中重要的手段。室内分布系统建设模式灵活多变，覆盖能力各有所长，天馈多且复杂，而且大都隐藏安装于天花或者墙体内，一旦施工完成后，后期要进行维护整改相当困难；因此，在室内分布系统的规划设计阶段有必要在信源规划设计、天馈系统设计、深度覆盖模型设计等方面进行分析研究，从源头上减少后期的维护需求，降低运营成本，提高网络质量。

1信源规划设计

在室分系统设计中，首先要选择好信源。由于在很长一段时间内GSM用户会长期存在，而3G网络正在退网中，因此在室内分布建设时，一般采取2G+4G合路建设的方式。

1.1信源规划原则

信源规划原则基于三个要件：覆盖目标、容量规划、建设条件。覆盖目标：规划前要确定好覆盖目标的区间有多大，有效面积有多少，才能合理选择覆盖模型和信源设备。比如覆盖一个营业厅可以选择一个pRRU，可是覆盖一栋楼就要一台普通RRU了。容量规划：随着用户的发展和各种数据业务的成熟和广泛应用，容量规划（尤其是4G）成为室分系统规划设计首先需要考虑的因素。根据场景的功能估算出其用户密度和总量，设计出满足当前和后续一定阶段的业务发展的室内分布系统。建设条件：室分系统的规划设计，还受到现场建设条件的限制，这些条件包括安装位置、安装方式、传输取电条件、业主是否允许等等。因此即使规划的再好也需要现场建设条件的允许。

1.2信源建设方式

2G信源建设方式主要包括独立信源、光纤直放站、无线直放站、宏站耦合。4G信源建设方式主要包括普通的BBU+RRU、皮基站、飞基站，光纤分布系统等，这些覆盖方式的适用场景和特点将在后面描述。

2室内分布系统天馈设计

室内分布系统中最重要的部分就是天馈系统，其负责将射频信号输送到远方，然后通过天线将射频信号转换成电磁波发射出去，这其中实际上包含天馈+天线两部分。天馈系统最重要的问题就是功率的损耗和分配问题。因此如何利用天馈系统将射频能量合理地分配到各个末端并按需求发射出去是一个设计者必须具备的基本技能，同时也是一个室分设计是否优秀的评估标准。

2.1天馈系统部分（不含天线）的设计

天馈系统设计为了尽量降低损耗，非特殊情况尽量不使用衰减器，另外也应该尽量避免使用拉超长馈线的方式进行覆盖设计。天馈系统选择时往往会要斟酌单、双路的建设方式。双路网络质量会更高但是造价昂贵，一般建议对具有演示需求和极高业务价值需求的室内覆盖可建设双路室分系统，其他场景采用单路由建设。对于已建设室内分布系统的楼宇尽量不进行双路由改造，数据业务需求极大的重要楼宇可新建支持双路室内分布系统。例如重要交通枢纽、大型商业中心、体育会展中心、地铁、一些特殊的需要展示LTE业务的场所等则可以考虑新建双路由系统。

2.2室分天线部分的设计

在室分系统中用到最多的就是室分天线，这其中包括全向吸顶天线，定向吸顶天线，定向壁挂天线，射灯美化天线，对数周期天线，其他类型的美化天线（美化树、烟囱、路灯杆、蘑菇头、开关美化天线等）。以上这些天线在使用时要特别注意场景，表1是各种天线对应特点和大致使用场景说明。

3常用的LTE室内深度覆盖模型设计

在进行室内LTE深度覆盖设计时，主要根据覆盖场景的业务量分布情况，施工条件来选用覆盖模型，表2是几种常用接下来对上述几种覆盖模型做详细的探讨。

3.1普通BBU+RRU+天馈拉远方式覆盖模型

技术特点：本技术主要是实现基带射频的分离，从而实现射频单元（RRU）的分布式安装，再根据现场需要将拉远的RRU进行小区自由合并，实现多RRU共小区的技术。RRU分布式安装灵活，且合并小区只需在后台操作。其次由于BBU和RRU之间走的是光纤，在室内施工方面更加简单灵活，成本更低，且比馈线更容易为业主所接受。因为以上特点，所以该设计模型可以应用于目前的绝大部分的室内场景，是目前应用最多的室内覆盖模式。适用场景：大型商场、写字楼，办公楼，医院，学校宿舍，教学楼，酒店宾馆KTV等场合均适用。

3.2光纤分布系统覆盖模型

技术特点：本技术主要是实现将不适宜远距离传输的射频信号转换成光信号后进行拉远，在末端再将光信号转换成射频信号输出（如图1所示）。主接入单元MAU完成对多系统射频信号的处理并进行电光转换；扩展单元EU对接收到的光信号进行分路转发；远端射频单元RU负责将接收到的光信号进行光电转换和放大，并通过天线转换成电磁波发射出去。根据实际需要RU可以集成天线一体化，也可以引出天馈线进行室内天线部署。本技术的特点主要是实现对源基站的射频信号的“拓展”，类似于直放站，所以其业务容量取决于源站，其本身并不增加容量。该技术特点首先可以减少或者不用部署大量天馈，减少馈线损耗同时降低业主对室内施工的抵触和反感。其次RU部署灵活，室内室外部署均可，可以不接室外天线也可以再接天线。该系统也能实现多系统的合路后输出。该技术可能会存在上行叠加干扰，因此对RU本身的技术指标要求较高，如噪声系数，低噪放水平。适用场景：该模型适合于补盲。城中村场景，居民住宅区，酒店、单位办公楼等。

3.3皮基站和一体化皮基站覆盖模型

（1）分布式pRRU：技术特点：不同系统的信号（可以是光信号也可以是射频信号）输出到DCU，DCU对2/3G的射频信号进行电光转换后和LTE光信号合路传输到rHUB，rHUB对光信号进行处理后再通过五类线将基带信号分发传送到pRRU。若只有单一的LTE系统，则可以不使用DCU，直接将BBU出来的基带信号通过光纤传送给rHUB再进行光电转换分发。该系统模型的最大优点是没有天馈系统和无源器件，全程都是光纤和网线，容易施工，特别容易为业主所接受。适用场景：对施工要求比较严格，走馈线困难的场景。比如室内隔断比较少的高档写字楼，大型酒楼，机场，电影院等人流较大，业务比较大的公共区域。（2）一体化皮基站：技术特点：一体化皮基站和分布式皮基站的区别就是基带和射频集成在一起，其他无区别。由于其基带和射频集成在一起，发射功率小，因此其覆盖区域会比较小，仅仅只是一个射频的覆盖范围。在施工方面来讲非常方便，只要光纤到位，一台AP大小的设备挂墙安装即可。适用场景：移动营业厅，800m2以下的空旷客厅、房间、会议室、餐厅等等。受限场景：不适合覆盖面积较大的区域。

4结束语

室内分布规划设计中，覆盖场景分类繁多，建设条件复杂，新技术也日新月异，如何规划信源，选择合适的室内覆盖方式，正确的布局天馈系统，做到从源头上优化网络质量，控制建设成本和兼顾后期维护的便利性，是各运营商十分关心的问题，也是值得设计人员仔细研究分析的部分。

参考文献

[1]蒋颖锋.移动通信室内分布系统设计[J].科技与企业，2015，8（16）：136~137.

[2]简岩，杨道平.基于TD-LTE室内分布系统设计[J].无线互联科技，2016，3（11）：50~51.

[3]于常庆.高层楼宇Td-LTE室内分布系统设计与优化[D].山东大学，2015.

作者:裴守正 单位:杭州山脉通信有限公司