1、基于 4G 网络的室内分布系统部署实例及分析【摘要】 随着移动通信技术的飞速发展，移动通信数据流量呈现爆发式增长，室内覆盖对运营商来说变得至关重要。本文从三个方面介绍下一代数字室内分布系统：首先分析了传统室内分布系统的局限性，其次对两种新型数字室分技术进行了详细介绍，最后结合具体实例分析了数字室分系统的部署及其优越性。 【关键词】 移动通信技术 LTE 室内覆盖 数字室分系统 一、 序言 LTE 作为 3GPP 主导的新一代移动通信技术标准，改进了 3G 的空中接口技术，使得网络结构进一步扁平化，能够更好的提供高速数据业务。国际电信联盟（ITU）的业务统计数据表明，3G 网络中 70%以上的高
2、速数据业务发生在室内，预计 LTE 室内业务占比将增长到 90% 1。因此，室内分布系统作为改善建筑物内移动通信环境的一种重要方式，将成为 LTE网络建设的重中之重。由于室内分布系统搭建要求高、规模大，因此可支持多频段，覆盖范围广的新型数字室内分布系统变得尤为重要。 二、传统室内分布系统局限性 传统室内无线网络建设将室内分布系统搭建作为解决方案，与信源共同完成室内无线网络的覆盖。传统的室内分布系统主要包括合路器、功分器、耦合器、馈线及天线等部分。 4G 时代，发生在室内的业务占比将增长到 90%。这给传统的室内分布系统搭建带来了巨大的困难，主要体现在以下几个方面：1） 引入MIMO 困难：传统
3、的室内分布系统采用的是室内分布式天线（DAS）系统，如果引入 MIMO 就需要新增一套 DAS 系统形成 MIMO，这会引起双链路不平衡，容量扩展困难 2） 管理优化难：传统室分系统节点多，节点老化故障导致网络隐患多。而且传统分布式天线系统网管无法管理，网络问题难以快速定位。 伴随移动通信技术的发展，传统的单一室内无线网络搭建方式开始向多元化发展，室内站点的覆盖方式也有了更多的选择。为了帮助运营商更好的应对传统室分在 4G 时代的挑战，各设备商也提出了不同的解决方案。下一节将对两种主要的新型数字室分技术进行介绍。 三、新型数字室内分布技术 3.1 微小区技术 微小区技术的数字室分系统，指在用户
4、需求地点安装具有载频功能的微射频功率接入设备，以完成无线接入，并通过公网或者移动终端的自身传送网来完成回传网络。此种解决方案代表是爱立信公司推出的Radio Dot 系统，其主要包括三部分：无线点（Radio Dot） ，室内无线单元（IRU） ，数字单元（DU）2。主要有以下几方面优势：1、小型化，便于快速部署，特别适合有物业困难和施工困难的场景。2、支持 MIMO的 LTE 网络，无需进行 DAS 改造，通过叠加点系统快速建设 MIMO 室内网络。3、统一监控实现 100%网络融合。 3.2 光分布技术 本技术方案是从基带单元（BBU）的 CPRI 接口引入信号，通过 rHUB进行级联或扩
5、展处理后发送到远端射频单元（pRRU）中，pRRU 通过内置的天线完成室内覆盖。其中，BBU 和 rHub 通过光缆相连，rHub 通过网线与 pRRU 相连。此技术的代表包括华为的 LampSite 以及中兴的 Qcell。 3.2.1 LampSite 系统 华为提出的 LampSite 系统提出了一种综合性的室内覆盖解决方案，针对不同场景下的室内网络覆盖和容量问题，提供了高性能增益和更好的移动用户体验。LampSite 整个系统由 pRRU、RemoteHUB（RHUB）和 BBU三个网元组成3。相比于传统的室内分布系统，LampSite 系统有以下三方面优点：1、小型化便于快速部署：结
6、构简单，以太网供电传输一体化降低了部署难度。2、支持多制式扩展：在原有 BBU 上扩容，扩容简便；一个 pRRU 承载多个制式。3、统一监控实现 100%网络融合：统一网管，简化运维，其独立解调降低底噪，进一步提升网络容量和性能，提升了网络性能。 3.2.2 Qcell 系统 Qcell 数字室分系统是中兴通讯提出的支持多频多模的 4G 室内有源分布解决方案。Qcell 有源数字室分系统主要由以下几个模块组成： BBU、远端汇聚单元（Pbridge） 、pRRU 以及多系统接入单元（MAU，可选模块）构成4。Qcell 的具体组网架构如图 1 所示。 Qcell 数字室分系统相比于传统的室内分
7、布系统，具有大容量、快速部署、平滑演进、可管可控等优势，可以帮助运营商快速搭建一个同时具备低成本和高性能的 2G/3G/4G 多模融合的室内覆盖网络。 四、数字室分系统部署实例及分析 为提高用户体验，打造卓越 4G+网络，盐城联通决定采用中兴通讯提供的 Qcell 系统为联通大楼部署双载波室内分布系统，并且进行了后续的测试。盐城联通大楼是一栋 6 层建筑，其中，1F 为营业厅，2F 为机房，3F 为健身房，4F-6F 为办公区，每层长约 30m，宽约 16m。 首先，进行室分系统部署之前我们对链路预算及覆盖范围进行了分析。其中，pRRU 下行最大功率 2*50mW，RB 数为 100，信号源（
8、RRU）发射功率为 50mW，天线口 Re 或导频发射功率为-10.8dBm，天线跳线插损0.5dBm，天花板穿透损耗为 6dBm，边缘参考信号接收功率（RSRP）要求-95dBm，阴影衰落余量 8dB，最大允许的空间损耗 69.7dB，每层墙壁损耗为 10dB。在 1800MHz 和 2100MHz 频段非视距环境及有一道阻隔墙环境下，中心频率分别为 1850 和 2165MHz，天线口下 1 米处路径损耗分别为 37.3和 38.7dB，可覆盖半径分别为 14.3m、6.3m 以及 12.8m、5.6m。 根据对链路预算及覆盖范围的分析，对联通大楼进行 Qcell 数字室分系统总体部署，其
9、中，1，4，5，6 层 pRRU 数量为 3 个，3 层 pRRU 数量为 2 个，每层的 PB 数为 1 个，1、3、4、5、6 层网线长度分别为157，77，127，112，97，570m。测试对比结果如下表 1 所示，下载测试为单载波测试。 从室分系统部署前后的测试结果可以看出，RSRP的提升比例高达 21%以上， SINR 提升比例高达 23%以上，而下载速度更是提升至 138.35%以上。 为了在数字室分系统的基础上，进一步提升单用户峰值速率和系统容量，本次实验增加了载波聚合（CA）的测试。载波聚合技术即是将两个或多个的载波单元（CC）聚合在一起以支持更大的传输带宽（最大为100MH
10、z） ，其中，每个 CC 的最大带宽为 20 MHz，CA 可以聚合同一频带内或不同频带内的载波5。本次联通大楼测试中，载波聚合使用的是BAND1（下行 2150-2170） ，上行（1960-1980）与 BAND3（下行 1840-1860，上行 1745-1765）之间的 20M 频带进行聚合，采用的测试终端为三星 NOTE4。其在室分系统下，载波聚合的下载峰值可达 300Mbps。 五、 结语 本文从 LTE 时代室内覆盖将面临的严峻形势出发，分析了室内覆盖对于运营商来说的重要性。结合具体实例，研究了新型数字室分系统相对于传统室分 DAS 系统的优越性。可以预见，新型的数字室内分布系统
11、由于具有大容量、快速部署、平滑演进、可管可控等技术优势，必将成为 4G 时代解决室内覆盖的有效补充方法。 参 考 文 献 1 X. Fangtang， X. Weizhu， Z. Qikuai. Wideband slot antenna for LTE indoor distribution on applicationsC. 2014 Antennas and Propagation Society International Symposium， 2014：1841-1842. 2 石磊. 高性能室内分布系统-“点”系统（RDS）应用研究J. 邮电设计技术， 2015（9）：31-34.
12、 3 孙小兵. LampSite 室内覆盖解决方案研究J. 邮电设计技术， 2015 （9）：26-30. 4 谢卫浩. LTE 有源室分部署的无线网规方法和实例 J. 移动通信， 2015（8）：256-263. 5 D. P. sharma， S. Gautam. Distributed and Prioritised Scheduling to Implement Carrier Aggreation in LTE Advanced SystemsC. 2014 Fourth International Conference on Advanced Computing&Communication Technologies， 2014：390-392.
