微小站在4G室内覆盖中的应用策略
发布时间:2017-12-07

肖育苗

(广东省电信规划设计院有限公司,广东 广州 510630

收稿日期:2017-01-18

【摘要】为了更好地改善用户室内网络体验,故分析了微小站在4G室内深度覆盖中的应用策略,文章介绍了微小站的定义和分类,研究了各类型微小站在4G室内覆盖中的适用场景和具体建设方式,并根据工程实际建设中的两个具体应用案例,对微小站建设前后测试区域的RSRP和上下行速率进行了对比分析,测试结果证明,微小站在室内深度覆盖中的应用切实可行。

【关键词】微基站    皮飞站    飞基站    室内覆盖

doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2017.05.000      中图分类号:TN929.5       文献标志码:A      文章编号:1006-1010(2017)05-0000-00

引用格式:肖育苗. 微小站在4G室内覆盖中的应用策略[J]. 移动通信, 2017,41(5): 00-00.

 

Small Cell Application Strategy in 4G Indoor Coverage

XIAO Yu-miao

(Guangdong Planning and Designing Institute of Telecommunications Co., Ltd., Guangzhou 510630, China)

 

[Abstract] With the rapid deployment of 4G network,, the application of small cell equipment with the characteristics of small volume, light weight, low requirements for the installation conditions is becoming more and more popular. In order to make a depth analysis of the small cell application strategy in 4G indoor coverage, the article introduce the definition and classification of small cell, study the applying scenes and concrete construction modes of the various types small cell in 4G indoor coverage, and according to the two specific application cases in actual project construction, comparative analyzes the RSRP and the data rate of uplink and downlink in the test areas before and after the small cell construction. The test results proves that the application of small cell in the indoor coverage is feasible.

[Key words] Small Cell    Micro Cell    Pico Cell and Femto Cell    Indoor Coverage

 

 

1   引言

良好的室内覆盖对于4G业务在确保网络质量、提升用户业务体验方面发挥着重要的作用。随着4G网络的快速部署,网络建设重点由广度向深度转变,室内站点比例逐年提高,室内覆盖成为打造优质网络的重要环节之一。与此同时,建设难度也在慢慢加大,站址资源的获取越来越难。因此,如何在尽量节约投资的情况下,快速、优质地完成室内覆盖建设已成为当前4G网络规划和建设中面临的重要问题。

近年来,微小站以其体积小、重量轻、对安装条件要求低、部署灵活快速、建设成本低等方面的优势得到了业界的青睐,并迅速开始普遍应用。微小站不但可用于室外补盲建设,在室内深度覆盖中也发挥着不可或缺的作用。

本文从介绍微小站的定义和分类入手,结合微小站的技术特点,系统分析了各类型微小站在4G室内覆盖中的应用策略,并根据两个案例,详细阐述了微小站在工程实际建设中的具体应用。

 

2   微小站的定义和分类

根据3GPP无线网络基站设备分类标准和科学计数法的命名原则,将4G无线网络基站设备分为四大类:宏基站设备、微基站设备、皮基站设备和飞基站设备。各类基站设备的名称、单载波发射功率、覆盖能力等参数如表1所示:

1    微小站的定义及分类表

类型

单载波发射功率
20 M带宽)

覆盖能力
(覆盖半径/m

名称

英文名

别称

宏基站

Macro Site

宏站

10 W以上

200以上

微基站

Micro Cell

微站

500 mW~10W(含10 W

50~200

皮基站

Pico Cell

微微站、企业级小基站

100 mW~500 mW(含500 mW

20~50

飞基站

Femto Cell

毫微微站、家庭级小基站

100 mW以下(含100 mW

10~20

其中的微基站、皮基站和飞基站统称为微小站,皮基站和飞基站又可统称为皮飞站。

2.1  微基站

微基站可分为分布式微站和一体化微站。分布式微站基带处理单元和射频处理单元分离,由BBU和微RRU构成,支持天线一体化安装,支持小区合并。一体化微站则将基带处理单元和射频处理单元集为一体,支持天线一体化安装,但不支持小区合并。

2.2  皮飞站

皮飞站可分为分布式皮站、一体化皮站、分布式飞站与一体化飞站。

分布式皮飞站BBURRU分离,需要通过光纤和网线构建分布系统,BBU需要外接GPS并需要机房,RRU端需通过POE或者POE+方式供电。与同轴电缆相比易于布放;远端单元可以直接放装、外接天线;不同级数的扩展单元与远端单元相结合,便于灵活构建较大规模的分布系统。

一体化皮飞站的BBURRU一体化,内置或外接小型化天线,GPS1588v2同步。需要宽带接入,无需Ir接口,无需机房,AC供电。

 

3   微小站在4G室内覆盖的应用策略

3.1  微基站室内覆盖应用策略

1)适用场景

微基站用于室内覆盖时,主要适用的场景是建筑物结构相对简单、易于穿透的室外打室内场景,具体可细分为以下3类:

1)近距离部署:微站功率低、覆盖范围相对较小,因此一般与覆盖目标建筑物近距离部署,如微站距离建筑物保持在50~100 m左右。

2)快速灵活部署:由于微站的体积小、易伪装,可以利用微站快速灵活地实现对小范围的室内建筑物的精确覆盖,可用于宏站或室分建设改造困难或投资收益比过大的室内覆盖场景。

3)高层覆盖:微站的一体化天线增益较低,但垂直面半功率角较大,因此,可以利用微站近距离覆盖高层建筑物等。

对于建筑物数目较多、楼宇遮挡较严重、覆盖范围相对较大的场景,如大型居民小区、政府机关、医院、学校、工厂、城中村等,可考虑采用微RRU进行覆盖。

对于宏站难以覆盖或建设成本过高,且建筑物数目较少的单点单小区覆盖场景,如小型酒店、商场、居民楼等,可考虑采用一体化微站进行覆盖。

2)具体建设方式

对于楼宇遮挡严重、覆盖不足的场景,如低层居民小区、多层居民楼等,可采用微RRU或一体化基站室外覆盖室内的方案进行覆盖,并根据覆盖目标情况,合理选择微基站与天线覆盖方案,如可采用多个分布式微站+小区合并模式组网覆盖大型居民社区,低层居民小区场景采用微RRU+灯杆伪装/美化天线进行覆盖,对多层居民楼采用微基站+地面全向/定向天线进行覆盖。

对于建站困难、天面获取困难,建设室内分布系统存在投资与物业问题的高层建筑场景,可采用室外微站对室内进行覆盖。对于独幢高楼情况,若高楼周边存在相对较低的楼宇,可以采用低站高打进行覆盖,将微RRU/一体化基站就近部署在临近建筑物上,覆盖高层建筑。对于密集高楼情况,可采用微基站+壁挂天线对打方式进行覆盖等,如图1所示:

图1    低站高打与平层对打安装示意图

3.2  皮飞站室内覆盖应用策略

1)适用场景

分布式皮站用于传统室分建设比较困难、目标覆盖面积在几百或者几千平米以上的大型商场、写字楼等。一体化皮站用于室内需要覆盖的目标面积在几百平米以内,用户数较多的场景,如沿街商铺、营业厅、开阔单间。

分布式飞站用于传统室分建设比较困难、总体覆盖面积较大、用户数多的场景,但单个空间较小的场景,如写字楼、高档住宅等….。一体化飞站用于室内需要覆盖的目标面积小于100 m2,用户数较少的家庭、小公司等场景。

2)具体建设方式

皮飞站建设方式较为简单,无需传输铺设与线路布局,根据物业点网络覆盖状况选择皮站、飞站安装位置,皮飞站一般体积较小,可以直接安装或外接天线安装。皮飞站组网方式如图2所示:

图2    皮飞站组网方式

 

4   微小站解决室内深度覆盖案例

4.1  微基站应用案例

某营业厅,楼高4层,1F为营业厅,2F4F为居民住宅,周边为繁华道路及居民区。由于城区纠纷严重导致站点建设缓慢,且建筑物遮挡和营业厅位置限制,营业厅内部覆盖不理想,故规划通过建设站点提升客户感知。考虑到站点位处密集居民区,建设传统室内分布系统难度大、工作量大、容易引起纠纷,因此最终采用微RRU进行建设,新增1BBU1台微RRU设备,安装于服务区和等候区侧面。

图3    某营业厅室内结构

作为移动自有营业厅,建设本站点可起到提升客户感知的重要作用。和传统室分系统相比,采用微RRU设备建设本站点,建设难度大幅降低,无需破坏室内天花结构及装饰产品,只需挂墙安装设备即可,施工方便快捷。

本站点建设总造价约为4万元,建设完成后,该营业厅的室内覆盖建设需求得到满足,测试指标达标。测试区域RSRP和上下行速率对比如表2所示:

2    某营业厅测试区域RSRP和上下行速率对比表

测试区域

建设前后

平均RSRP/dBm

平均SINR/dB

上行速率/Mbps

下载速率/Mbps

营业厅

建设前

119

3

0.5

0.9

建设后

-67

29

8

72.7

4.2  皮飞站应用案例

某写字楼,楼高6层,呈长方形,共四部电梯,每层面积2212 m2,周围建筑密集,人流量较大,移动用户众多,对网络质量要求很高。写字楼现场环境照片如图4所示:

图4    写字楼现场环境照片

根据现场测试,由于建筑物密集、内部结构信号屏蔽明显,楼宇遮挡有弱覆盖情况。另外,由于写字楼内有大量人群使用移动网络,手机上网等数据业务量大幅提升,导致小区拥塞,容易出现掉线现象。针对以上情况,急需进行室内覆盖建设。

但业主对本项目态度抗拒,网络质量要求较高,美化要求较高,允许工程完成期限较短。综合考虑人流量、话务量、综合布线美观、建设工期等要求,最终选择采用分布式皮飞站建设方案,采用1BBU5PB36PRRU设备。5PB安装在对应楼层的弱电井,PRRU设置在内部走廊,采用全向吸顶的方式向周边覆盖,个别较大办公室放置在房间内。

由于分布式皮飞站PBPRRU之间是采用网线链接,走线灵活易部署,不用破坏写字楼墙体,因此极大程度地降低了业主协调难度,并且扁平化的结构使得总体工程复杂度降低,在施工工期上也满足了业主要求,从而本站点顺利建设完成。

本站点建设总造价约20万元,建设完成后,写字楼的室内覆盖建设需求得到满足,测试指标达标。测试区域RSRP和上下行速率对比如表3所示:

3    某写字楼测试区域RSRP和上下行速率对比表

测试区域

建设前后

平均RSRP/dBm

平均SINR/dB

上行速率/Mbps

下载速率/Mbps

1F

建设前

-

-

-

-

建设后

-80

14

13

56

3F

建设前

-

-

-

-

建设后

-75

16

13

56

5F

建设前

-

-

-

-

建设后

-74

16

13

56

 

5   结束语

微小站具有体积小、重量轻、对安装条件要求低、部署灵活快速、建设成本低等方面的优势,适用于建筑物结构相对简单、易于穿透的室外打室内场景或传统室分建设比较困难的室内场景,如大型商场、写字楼、高档住宅等,通过合理部署微小站,可有效解决室内深度覆盖问题,提升用户感知。本文根据工程实际建设中的两个具体应用案例,对微小站建设前后测试区域的RSRP和上下行速率进行了对比分析,测试结果证明,微小站在室内深度覆盖中的应用切实可行。在后期的TD-LTE室内深度覆盖建设中,微小站的应用或能进一步促进TD-LTE网络的快速发展。

 

参考文献

[1] 刘金科,黎建波. LTE微基站应用分析[J]. 移动通信, 2015,39(7): 32-36.

[2] 刘远高,张磊,蒋晓虞. 微基站在4G网络中的应用[J]. 电信快报, 2014(8): 14-16.

[3] 叶俊,吕杨铈. 浅谈微小站在LTE网络中的应用[J]. 中国新通信, 2016(9): 57-58.

[4] 聂君,门里,钟声,等. LTE深度覆盖技术演进与方案选择[J]. 邮电设计技术, 2016(10): 33-37.

[5] 浦恩彦. LTE网络建设中微基站的应用探讨[J]. 中国新通信, 2016(16): 89-90.

[6] 伍岳. 一体化小基站在4G深度覆盖中的应用研究[J]. 邮电设计技术, 2016(7): 63-66.

[7] 殷哲,马哲锐,山笑磊. LTE网络建设中微基站的应用探讨[J]. 移动通信, 2016,40(5): 55-59.

[8] 李新,王四海,杨光,. LTE微站应用以及宏微协同组网研究[J]. 邮电设计技术, 2015(9): 18-21.

[9] 罗肖. 移动通信网络微基站应用部署探讨[J]. 信息通信, 2015(1): 233-234.

[10] 申建华. 4G LTE室内覆盖解决方案探讨[J]. 数字通信世界, 2015(10): 10-13.

 

 

作者简介

肖育苗:工程师,PMP,硕士毕业于华南理工大学电子与信息学院,现任职于广东省电信规划设计院有限公司,主要从事无线通信工程规划、设计及咨询等工作,长期关注跟踪TD-LTE技术发展和产业化进程。

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