4G 網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)多場景解決方案分析

吳越

摘 要：本文首先詳細(xì)介紹了室內(nèi)多場景，包括室內(nèi)覆蓋定義，室內(nèi)覆蓋規(guī)劃指標(biāo)要求。接著介紹了室內(nèi)多場景解決方案應(yīng)遵循的原則，包括覆蓋方式優(yōu)先級原則、信源及分布系統(tǒng)規(guī)劃原則、小區(qū)規(guī)劃原則。同時(shí)提出了分場景解決方案，包括多棟高層塔樓居民區(qū)/多棟高層非塔樓居民區(qū)/高低層混合居民區(qū)場景，多棟低層居民區(qū)，城中村，寫字樓，酒店，醫(yī)院，商場/大賣場，體育場館/會展中心，火車站/長途汽車站/機(jī)場，高校，隧道，地鐵，電梯，地下室。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)多場景 室內(nèi)覆蓋 分場景解決方案

中圖分類號：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（c）-0148-05

當(dāng)前，我國4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提出了“更深、更廣、更厚、更精”的建設(shè)策略。4G網(wǎng)絡(luò)已實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上的連續(xù)覆蓋和農(nóng)村的熱點(diǎn)覆蓋。重點(diǎn)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的重要性日益上升，良好的室內(nèi)覆蓋能切實(shí)吸納室內(nèi)業(yè)務(wù)量，保證室內(nèi)用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)，減輕宏站業(yè)務(wù)負(fù)荷，并有助于提高全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。保持深度覆蓋的絕對領(lǐng)先，是4G網(wǎng)絡(luò)“三領(lǐng)先一確?！钡闹匾繕?biāo)之一。

4G網(wǎng)絡(luò)室外頻段高、信號穿透力弱，建筑物內(nèi)部信號覆蓋的需求極其迫切。目前存在傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)需求不明確、建設(shè)協(xié)調(diào)困難、投入高、效益低、周期長、整改多等一系列問題，因此必須積極探索網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的新思路、新方法。

1 室內(nèi)多場景的總體介紹

1.1 室內(nèi)覆蓋定義

無線覆蓋主要解決“點(diǎn)、線、面”的問題，宏站重點(diǎn)解決“面”和“線”的問題，室內(nèi)覆蓋重點(diǎn)解決“點(diǎn)”的問題，即特定區(qū)域樓宇內(nèi)的無線信號覆蓋問題。室內(nèi)覆蓋方式分類如下，見圖1。

1.2 室內(nèi)覆蓋規(guī)劃指標(biāo)要求

不同建設(shè)方式的規(guī)劃指標(biāo)要求如下：

①室外輻射室內(nèi)方式規(guī)劃指標(biāo)，見表1。

②室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)方式規(guī)劃指標(biāo)，見表2。

③天線口功率規(guī)劃天線口功率規(guī)劃主要是指室內(nèi)覆蓋天線口最大功率限制，各接入系統(tǒng)天線口輸出功率如應(yīng)滿足表3要求。對于天線安裝高度較高的場景（如體育場館、會展中心、機(jī)場航站樓等）或?qū)Ω采w有特殊要求的場景（如干擾嚴(yán)重的建筑物高層等），天線口功率還可酌情提高，但應(yīng)滿足國家對于電磁輻射防護(hù)的規(guī)定。

在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，考慮到信源至天線口功率損耗的差別，天線入口功率控制在13dBm到16dBm之間。

2 室內(nèi)多場景解決方案應(yīng)遵循的原則

2.1 覆蓋方式優(yōu)先級原則

（1）根據(jù)室內(nèi)目標(biāo)覆蓋區(qū)域、周邊網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)現(xiàn)狀和覆蓋情況，進(jìn)行各系統(tǒng)室內(nèi)覆蓋現(xiàn)狀評估和典型區(qū)域初步方案模測。對于現(xiàn)狀評估和初步方案模測結(jié)果較接近室外輻射室內(nèi)信號覆蓋指標(biāo)要求的場景，優(yōu)先采用室外覆蓋室內(nèi)建設(shè)方式。

（2）充分發(fā)揮室內(nèi)外協(xié)同作用，宏微結(jié)合，優(yōu)選室外輻射室內(nèi)的建設(shè)方式。

（3）對于覆蓋目標(biāo)區(qū)域封閉性好、穿透損耗大的物業(yè)點(diǎn)（如地鐵、交通樞紐、高檔寫字樓、高檔酒店、大型商場、大型居民樓等），以及覆蓋目標(biāo)區(qū)域用戶人數(shù)較高、流動性強(qiáng)、容量需求高的有價(jià)值的物業(yè)點(diǎn)，無法利用室外基站直接覆蓋方式達(dá)到室內(nèi)良好覆蓋時(shí)，可優(yōu)先考慮進(jìn)行室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)。從覆蓋面積和覆蓋場景兩個(gè)維度，對不同類型的新建室內(nèi)覆蓋建議如下：

①5000m2以下小型建筑的室內(nèi)區(qū)域

若建筑室內(nèi)結(jié)構(gòu)簡單、封閉程度低，優(yōu)先考慮室外蜂窩覆蓋室內(nèi)的建設(shè)方式。

若建筑室內(nèi)結(jié)構(gòu)簡單，但封閉和隔離較好，針對覆蓋和容量不足的熱點(diǎn)區(qū)域，可采用一體化皮基站方案。根據(jù)覆蓋面積和用戶容量需求的不同可采用不同的建設(shè)方案：對于單點(diǎn)覆蓋面積在數(shù)百至1000km2、并發(fā)用戶數(shù)小于32個(gè)的沿街商鋪、營業(yè)廳、開闊單間等場景可部署4G一體化皮基站設(shè)備滿足覆蓋和容量要求；對于覆蓋面積在數(shù)千平米的小型企業(yè)、超市、賣場、寫字樓、教學(xué)樓等能夠分離為幾個(gè)獨(dú)立開間的場景，可部署多臺4G一體化皮基站設(shè)備組網(wǎng)覆蓋。

②5000m2以上建筑的室內(nèi)區(qū)域

對于建筑面積大、封閉性好、穿透損耗高、用戶數(shù)量多、業(yè)務(wù)密度大的場景（如商業(yè)區(qū)、商場、體育場館、大型醫(yī)院、地鐵、高鐵站、政府樓宇等大型的公共場所），根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況和覆蓋情況，合理規(guī)劃室內(nèi)系統(tǒng)的建設(shè)。

綜合比較不同室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)方案的建設(shè)難度、成本等因素如下，見表4。

從覆蓋業(yè)務(wù)密度及覆蓋面積兩個(gè)維度分析，不同的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)有各自的適用場景：一體化皮基站設(shè)備安裝便利，適用于單點(diǎn)覆蓋面積在幾百至1000m2的營業(yè)廳、沿街商鋪、超市等室內(nèi)較開闊的小型建筑場景；同軸分布系統(tǒng)（含單、雙路同軸電纜）、光纖分布系統(tǒng)，分布式皮基站均可應(yīng)用于大型建筑，應(yīng)根據(jù)場景特點(diǎn)、業(yè)務(wù)預(yù)測和建設(shè)難度，合理選擇覆蓋手段。

2.2 信源及分布系統(tǒng)規(guī)劃原則

室內(nèi)分布系統(tǒng)的規(guī)劃方案應(yīng)區(qū)分為信源規(guī)劃方案和分布系統(tǒng)規(guī)劃方案。

2.2.1 把握各網(wǎng)不同的建設(shè)重點(diǎn)，按需部署信源

在已有4G網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域，2G網(wǎng)絡(luò)室分僅用于解決深度覆蓋?，F(xiàn)階段為保持2G網(wǎng)絡(luò)覆蓋及語音質(zhì)量競爭優(yōu)勢，對于新增弱覆蓋、電梯、停車場等區(qū)域可按需引入GSM網(wǎng)絡(luò)信源（主要采用現(xiàn)網(wǎng)調(diào)配方式解決）。

2.2.2 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及業(yè)務(wù)需求，按需進(jìn)行室分改造及新建

對于已有2G室分建設(shè)的區(qū)域，需要引入4G信號的，應(yīng)按需進(jìn)行改造并耦合4G信源，避免采用簡單合路方式進(jìn)行建設(shè)。針對有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的新建重點(diǎn)室分站點(diǎn)應(yīng)充分采用新技術(shù)提升性能，如雙流室分等，同時(shí)系統(tǒng)器件、天線密度、天線口輸出功率等指標(biāo)必須滿足4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

對于小型企業(yè)或零星用戶的場景，積極引入一體化皮基站/飛基站進(jìn)行靈活建設(shè)；根據(jù)適用場景，積極推進(jìn)光纖分布系統(tǒng)、分布式皮基站等多種新技術(shù)新手段的應(yīng)用。endprint

2.3 小區(qū)規(guī)劃原則

①室內(nèi)分布系統(tǒng)多網(wǎng)段的小區(qū)規(guī)劃要充分考慮室內(nèi)具體環(huán)境。規(guī)劃時(shí)重點(diǎn)考慮小區(qū)之間的隔離?？梢越柚ㄖ锏臉前?、墻體等自然屏障產(chǎn)生的穿透損耗形成小區(qū)間隔離。

②空曠或封閉性較差的室內(nèi)環(huán)境（如：同一樓層由多個(gè)小區(qū)覆蓋的商場、超市，上下分區(qū)的樓宇中電梯及電梯廳或挑空大堂、體育場館等開放性室內(nèi)環(huán)境），必須嚴(yán)格控制不同小區(qū)之間的覆蓋區(qū)域，并通過不同小區(qū)之間采用異頻組網(wǎng)等手段，保證分布系統(tǒng)達(dá)到最佳性能指標(biāo)。

③小區(qū)數(shù)量應(yīng)均衡覆蓋和容量，并結(jié)合不同廠家的產(chǎn)品性能及R RU數(shù)量綜合考慮，從而避免后期因容量增加對室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行大的調(diào)整。

④在使用分布式基站時(shí)，可根據(jù)容量規(guī)劃，覆蓋規(guī)劃需求使用室內(nèi)外小區(qū)合并技術(shù)。

2.4 分場景切換區(qū)域規(guī)劃應(yīng)遵循以下原則

①寫字樓、商業(yè)類建筑、醫(yī)院、賓館：如設(shè)置多個(gè)小區(qū)，同層盡量避免分為不同小區(qū)，小區(qū)以樓層進(jìn)行劃分，電梯和低層劃分為同一個(gè)小區(qū)。

②交通樞紐建議以平層或有明顯隔離的功能區(qū)分小區(qū)，切換區(qū)宜設(shè)置在隔離度較大的區(qū)域。

③居民小區(qū)、校園區(qū)：不應(yīng)多個(gè)小區(qū)信號對同一樓宇重疊覆蓋，盡量減少樓宇內(nèi)乒乓效應(yīng)。

④地鐵切換區(qū)應(yīng)設(shè)置在業(yè)務(wù)量相對較低的區(qū)域，并預(yù)留足夠的切換區(qū)域。

⑤關(guān)于電梯的小區(qū)劃分，建議將電梯與低層劃分為同一小區(qū)，電梯廳盡量使用與電梯同小區(qū)信號覆蓋，確保電梯與平層之間的切換在電梯廳內(nèi)發(fā)生。

2.5 室內(nèi)外小區(qū)協(xié)同規(guī)劃應(yīng)遵循以下原則

①避免出現(xiàn)同一區(qū)域由于室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋信號電平與室外覆蓋電平相當(dāng)而導(dǎo)致用戶在室內(nèi)小區(qū)和室外小區(qū)間頻繁切換的情況。

②室內(nèi)分布系統(tǒng)小區(qū)與室外宏基站的切換區(qū)域應(yīng)規(guī)劃在建筑物的出入口處。

③嚴(yán)格控制室內(nèi)小區(qū)泄漏，在建筑物一定距離外應(yīng)保證室外小區(qū)信號占主導(dǎo)地位。

④根據(jù)室外基站在建筑物內(nèi)的覆蓋情況合理設(shè)置室內(nèi)覆蓋目標(biāo)，在建筑物高層可適當(dāng)提高室內(nèi)覆蓋電平，盡量保證室內(nèi)小區(qū)信號占主導(dǎo)地位。

⑤相鄰室內(nèi)外小區(qū)的切換過渡區(qū)域設(shè)置應(yīng)保證避免用戶移動時(shí)大量集中的小區(qū)間切換發(fā)生，切換區(qū)域的范圍應(yīng)保證切換的可靠進(jìn)行，同時(shí)避免出現(xiàn)用戶在室內(nèi)外小區(qū)間的頻繁切換。

3 分場景解決方案

3.1 多棟高層塔樓居民區(qū)/多棟高層非塔樓居民區(qū)/高低層混合居民區(qū)

解決方案：對于高層（小高層）小區(qū)（8層以上（小高層為8-11層），有電梯），采用美化天線及分布式微站對打，室外打室內(nèi)與同軸電纜相結(jié)合的方式進(jìn)行覆蓋。室內(nèi)采用安裝全向/定向天線解決走廊公共區(qū)域、部分靠近走廊的房間覆蓋。根據(jù)走廊公共區(qū)域的布局，酌情布放天線。美化天線/分布式微站對打方式主要解決居民區(qū)房間內(nèi)的信號覆蓋。優(yōu)先選擇美化天線方式進(jìn)行覆蓋，在美化天線協(xié)調(diào)困難的情況下，可考慮采用分布式微站進(jìn)行覆蓋。采用定向美化天線對打?qū)崿F(xiàn)覆蓋：15層以下采用普通美化天線（垂直半功率角為59度）。15層以上采用大張角美化天線（垂直半功率角為65度）。優(yōu)先選取樓體外立面安裝天線的方式。不同小區(qū)天線水平覆蓋應(yīng)注意天線間距，避免重疊覆蓋。在建設(shè)時(shí)應(yīng)根據(jù)小區(qū)環(huán)境、協(xié)調(diào)情況及施工難度，選擇美化天線類型及安裝位置（地面/樓頂）。若環(huán)境較為封閉，室外美化天線可以采用從樓頂斜向下覆蓋的方式，封閉環(huán)境可以防止信號泄露；若環(huán)境開闊，室外美化天線安裝需充分利用裙樓、外圍多層建筑，以向上覆蓋為主，從而控制泄漏。采用分布式微站方式實(shí)現(xiàn)覆蓋：優(yōu)先選用發(fā)射功率為5W（37dBm）以上的分布式微基站產(chǎn)品（目前我省所有的分布式微站發(fā)射功率均在5W以上）。對于建筑物厚度為12m或以下場景，采用單向覆蓋方式，對于建筑物厚度為12m或以上場景，采用多個(gè)方向進(jìn)行覆蓋。高層（20層以上）覆蓋天線安裝在高層樓頂，中層（10～20層）覆蓋天線安裝在裙樓頂、高燈桿或中層室內(nèi)走廊（通過玻璃窗外打），低層（10層以下）覆蓋天線安裝在裙樓頂或地面。

3.2 多棟低層居民區(qū)

解決方案：對于多棟低層居民區(qū)（8層以下，無電梯）采用宏站及附近微站進(jìn)行覆蓋。低層居民區(qū)距宏站250m以內(nèi)首選宏站覆蓋，采用標(biāo)準(zhǔn)宏基站設(shè)備+八通道智能天線。宏基站高度應(yīng)明顯高于居民區(qū)平均樓高，覆蓋方向上應(yīng)無明顯大型建筑物阻擋。且同時(shí)兼顧與周邊宏基站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理性，通過天線及參數(shù)優(yōu)化做好與周邊宏基站的協(xié)同覆蓋。對于距宏站超過250m的低層居民區(qū)，需相應(yīng)減小基站與居民區(qū)距離。天線選用半功率角為65°的八通道智能天線，天線增益14dBi/16dBi（F/D頻段）。

3.3 城中村

解決方案：在室外宏/微站信號無法滿足覆蓋要求的情況下，選擇光纖分布系統(tǒng)，零星區(qū)域可采用一體化皮站進(jìn)行覆蓋。根據(jù)覆蓋距離確定是否外接天線，光遠(yuǎn)端及天線安裝在附近燈桿或建筑物外墻（高3～5m左右）。光遠(yuǎn)端間距10～20m。

3.4 寫字樓

解決方案：開間大、結(jié)構(gòu)簡單、面積5000m2以下的辦公寫字樓可采用一體化皮站進(jìn)行覆蓋，一般建議對于補(bǔ)熱場景建議按照15～25m進(jìn)行覆蓋；對于補(bǔ)盲場景（邊緣場強(qiáng)-105dBm）按照25～35m進(jìn)行覆蓋。5000m2以上的非開闊辦分樓、寫字樓，采用同軸電纜方式進(jìn)行覆蓋。

3.5 酒店

解決方案：四星級以上酒店客房區(qū)域、四星級以下酒店所有區(qū)域采用同軸電纜進(jìn)行覆蓋。單天線參考覆蓋半徑為4～7m，需結(jié)合現(xiàn)場建筑情況來決定天線密度。對于縱深超過4m的客房/會議室，需將天線延伸至客房/會議室。天線盡量安裝在房間墻壁之間，盡量擴(kuò)大天線有效覆蓋范圍，目標(biāo)覆蓋區(qū)與天線之間不超過2堵墻。四星級以上酒店非客房區(qū)域（大堂）：由于無合適的天線安裝位置，建議采用定向天線緊貼大廳立柱或頂部建筑朝向大門區(qū)域、或采用定向吸頂天線緊靠大門朝室內(nèi)進(jìn)行覆蓋。四星級以上酒店客房外區(qū)域，如業(yè)務(wù)需求高、有其他運(yùn)營商競爭需求，采用分布式皮站。非?？諘缁緵]阻擋或只有玻璃阻檔，PRRU覆蓋半徑為20～30m。endprint

3.6 醫(yī)院

解決方案：鑒于電磁輻射安全性，優(yōu)先采用同軸電纜進(jìn)行覆蓋。覆蓋區(qū)域建設(shè)方需與院方進(jìn)行溝通確認(rèn)。醫(yī)院大堂，天線覆蓋半徑為15m左右。醫(yī)院門診樓、住院部按照走廊+單雙邊房間場景。對于病人候診室、住院部等病人集中等候區(qū)域可適度部署雙路室分。為保證雙路分布系統(tǒng)鏈路功率平衡，4G雙通道功率差應(yīng)不高于5dB。

3.7 商場/大賣場

解決方案：對于單點(diǎn)覆蓋面積在數(shù)百至一千平米、并發(fā)用戶數(shù)小于32個(gè)的沿街商鋪、營業(yè)廳、開闊單間等場景可部署4G一體化皮基站設(shè)備滿足覆蓋和容量要求。對于覆蓋面積在數(shù)千平米的小型超市、賣場等能夠分離為幾個(gè)獨(dú)立開間的場景，可部署多臺4G一體化皮基站設(shè)備組網(wǎng)覆蓋。一般建議對于補(bǔ)熱場景建議按照15～25m進(jìn)行覆蓋；對于補(bǔ)盲場景（邊緣場強(qiáng)-105d Bm）按照25～35m進(jìn)行覆蓋。

3.8 體育場館/會展中心

解決方案：優(yōu)先考慮分布式皮站進(jìn)行覆蓋，目前中興、華為均提供支持GSM1800MHz、4GE頻段的雙模分布式皮站，可同時(shí)滿足G網(wǎng)需求。愛立信僅提供支持單模LTE/單模GSM，如建設(shè)G網(wǎng)，需布置兩套系統(tǒng)。

3.9 火車站/長途汽車站/機(jī)場

解決方案：優(yōu)先考慮分布式皮站進(jìn)行覆蓋，目前中興、華為均提供支持GSM1800MHz、4GE頻段的雙模分布式皮站，可同時(shí)滿足G網(wǎng)需求。愛立信僅提供支持單模LT E/單模GSM，如建設(shè)G網(wǎng)，需布置兩套系統(tǒng)。

3.10 高校

解決方案：舊式6層以下，單側(cè)或雙側(cè)房間的采用室分美化天線/小微站，由室外覆蓋室內(nèi)。天線/小微站一般安裝在宿舍樓樓頂具備條件的地方，可將天線安裝在宿舍樓周圍的綠化帶中。樓頂采用定向美化天線；地面天線采用全向美化天線或定向美化天線。

3.11 隧道

位于城區(qū)的隧道可列入室分項(xiàng)目。

解決方案：長隧道一般采用泄漏電纜覆蓋，不考慮MIMO；短隧道一般在隧道洞口設(shè)置天線向內(nèi)打。城區(qū)隧道主要為公路隧道，一般在隧道洞口設(shè)置天線向內(nèi)打。

3.12 地鐵

解決方案：隧道采用泄漏電纜進(jìn)行覆蓋，站廳內(nèi)設(shè)置分布式天線。

3.13 電梯

非觀光電梯以信號覆蓋為主，為避免影響電梯運(yùn)行，16層以下樓宇電梯采用定向窄波束天線進(jìn)行信號覆蓋，建議每4層在電梯井內(nèi)安裝一幅天線。16層到30層樓宇電梯采用TDD系統(tǒng)基站小型化天線，在樓頂電梯井內(nèi)安裝一幅天線即可。30層以上樓宇，兩種天線結(jié)合使用。

3.14 地下室

關(guān)于地下室、車庫信號覆蓋方式，在滿足覆蓋要求的情況下，基本的原則為首選性價(jià)比較高的方案，即如果能達(dá)到相同的覆蓋能力，都能解決覆蓋問題的前提下，優(yōu)先選擇投資較少的方案，若投資沒差別或極小，可考慮選擇推廣新技術(shù)方案。

4 結(jié)語

目前，4G網(wǎng)絡(luò)已實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上的連續(xù)覆蓋和農(nóng)村的熱點(diǎn)覆蓋。對于重點(diǎn)區(qū)域而言，4G網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的重要性日益上升，良好的室內(nèi)覆蓋能切實(shí)吸納室內(nèi)業(yè)務(wù)量，保證室內(nèi)用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)，減輕宏站業(yè)務(wù)負(fù)荷，并有助于提高全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。因此提出了4G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)多場景解決方案。該方案包括室內(nèi)覆蓋定義，室內(nèi)覆蓋規(guī)劃指標(biāo)要求。該方案包括室內(nèi)多場景解決方案應(yīng)遵循的原則：例如覆蓋方式優(yōu)先級原則，信源及分布系統(tǒng)規(guī)劃原則，小區(qū)規(guī)劃原則。該方案包括分場景解決方案，例如多棟高層塔樓居民區(qū)/多棟高層非塔樓居民區(qū)/高低層混合居民區(qū)分場景的解決方案，多棟低層居民區(qū)分場景的解決方案，城中村，寫字樓，酒店，醫(yī)院，商場/大賣場等分場景的解決方案，體育場館/會展中心，火車站/長途汽車站/機(jī)場，高校，隧道，地鐵，電梯，地下室等分場景的解決方案。

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