室内覆盖规划覆盖分区和切换规划

对于大型的室内分布站点，由于站点规模较大，且内部结构较为复杂，各个区域的用户数量和用户行为差别较大，对话务容量和质量要求也不尽相同。为了能满足各区域用户的通话需求，需要对不同的区域分配不同的容量和功率资源。在信号分区和切换设计中应考虑以下原则。

–一个建筑物内需要采用多个扇区信号做信号源时，应考虑分区设置。

–分区应与建筑物结构、人员分布以及业务量分布相结合。

–分区间切换边界应避免设置在业务密集区。

–分区尽量有利于设备安装及主干路由布线。

–室内分布系统与室外宏基站的切换区域主要选择在大楼各出入口、停车场出入口等地方。

–切换区域的天线预留一定的功率余量，当室外基站小区不断优化调整时，可以调整天线口功率，控制好切换区域。

–在切换区域，可以采用定向进行覆盖，更好地控制切换区域的范围和防止室内信号外泄，通常要求在进出各出入口5m内完成切换。

–切换区域要通过优化手段加以调整，通过调整天线下倾角和方位角，改变切换区位置、大小以及信号强度分布。

–调整切换门限、切换迟滞、触发时间、测量滤波系数等切换参数，根据实际路测结果修改相邻基站的邻区列表，做好切换关系。增大切换区范围，更早进行切换，提高切换成功率。

信号源为分布系统提供信号源，信号源设计的好坏直接影响整个分布开通后的覆盖效果，在信号源的设计中需根据容量和覆盖需求，综合考虑业务发展趋势，结合建筑内安装条件选择合理的信号源。

施主信源及分布系统覆盖方式的选取应根据各类分布方式特点及信源容量、建筑结构类别、综合考虑覆盖区域面积、覆盖场景，满足多制式系统兼容的要求等因素选取。应遵循如下原则。

室内覆盖规划根据建筑结构类别选取

–对于建筑物内部结构简单、墙体屏蔽较小、楼层较低的场景优先选用无源分布系统。

–对于建筑物内部结构简单、墙体屏蔽较小、楼层较低但建筑物较为分散的场景优先选用光纤分布系统。

–对于建筑物内部结构复杂、墙体屏蔽较大、楼层较高的场景优先选用有源分布系统（宏基站 RRU覆盖方式）。

–对于建筑物内部结构狭长的特别区域可选用泄漏电缆分布系统。

室内覆盖规划根据覆盖区域面积及场景选取

–6000m2以下建筑物区域为微型建筑物环境，如地下居所、餐饮娱乐、地下停车场等业务容量较低区域，在离信号源较近处，建筑物内部结构简单、墙体屏蔽较小、楼层较低或地下的场景优先选用无源天馈分布系统。

– 6000～12000m2之内为小型建筑物环境，如大型超市、小型办公楼、小型医院等，该区域业务容量较高，对在离信号源较近处，建筑物内部结构简单、墙体屏蔽较小、楼层较低或地下的场景优先选用无源天馈分布系统；内部结构复杂、墙体屏蔽较大、楼层较高的场景可考虑选择可采用基站拉远或直放站拉远信源直接馈送加无源分布系统。

–12000～60000m2以内为中等覆盖规模的场景（如小区内多栋楼群），可根据业务容量大小选择微基站或宏基站信源馈送，对有一定距离楼宇或信号较弱的楼层时可考虑离施主信源的远近选取射频馈线加干线放大器、基站或拉远系统，尽可能减少设备串接使用级数。

–60000m2以上高话务密度和大覆盖规模的场景，如大型酒店和综合办公楼宇楼层较低，在离信号源较远或覆盖难度较大时，选用微基站或宏基站作为信号源加有源分布系统。如大型会展中心或体育场馆楼层较高，宜采用宏基站或基站拉远加光纤拉远有源天馈分布方式。

–对高层升降电梯等特定环境的覆盖。采用泄漏电缆分布系统或定向天线耦合分布方式。考虑建设成本，建议优先选用隔层定向天线耦合分布方式。

–对于公路隧道，双车道横向面积较宽，1000～1500m之内宜采用两端直放站引入信源加定向无源天馈方式，长度在1.5km以上的宜采用光纤拉远分布方式。

–对于城建地铁隧道，小于200m长度以下的宜采用射频分布系统；200～1500m长度之内宜采用泄漏电缆分布系统；1500m长度以上通常采用有源设备（如光纤拉远设备）加泄漏电缆馈送信源方式，顶端接至天线实现隧道内部切换方式。对于大于6km长度范围，宜采用数字光纤多级拉远直放站加泄漏电缆分布方式，同小区多级远端直放站间隔应不大于3km，切换区域采用电缆终接天馈定向覆盖方式。

室内覆盖规划根据业务容量选取

–当与室外基站共同分担业务容量时，尽可能避免与室内同在一起的室外覆盖基站共用信源。

–对于时间交叉的忙闲不均的区域，可采用光纤载波池的方式或光纤拉远系统进行动态时间调动。

–基站信源应根据应用场景和覆盖距离选取微蜂窝或宏蜂窝发射功率的载波数量和功率等级。

容量规划的流程主要包括业务预测、单小区容量分析、单小区用户数分析和小区规模估算。

业务预测包括用户预测和业务量预测（如业务类型、业务模型、平均业务量等），是确定网络建设规模的重要依据，直接关系到工程建设的规模和投资以及工程建成后的经济效益。业务预测既要反映客观需要，也要反映业务发展趋势，对未来业务的扩展留有余量。

用户模型预测是对网络的话务模型进行分析。LTE网络的话务模型研究还处于起步阶段，可以通过3G现网数据业务的统计进行一定的推算，话务模型分析的主要目的是计算出每用户的吞吐量。

单小区平均吞吐量估算是计算单小区的容量，通过单小区容量的估算和用户模型确定单小区支持的用户数。

单小区用户数估算通常可根据每忙时每用户的吞吐量需求结合通过仿真或测试得到的小区吞吐量来计算小区在忙时能够驻留的用户数。

通过系统的用户数预测结果、用户模型、单小区吞吐量和单小区忙时用户数就可以计算出满足室内容量需求所需要的小区数量和基站资源配置情况。如果单小区可以满足容量需求，则不需要进行室内覆盖分区和室内切换规划；如果单小区不能满足容量需求，则需要进行室内分区和切换规划，这部分内容在后续介绍。

覆盖规划是室内分布系统建设中的重点内容，首先是要确定覆盖指标，然后确定天线口发射功率，最后确定天线分布。

不同的通信系统有不同的覆盖指标，因此在室内分布建设中，首先要确定系统的边缘覆盖指标。对于GSM系统是边缘场强，对于WCMDA系统是导频信号的RSCP和Ec/Io，对于LTE系统则是RSRP和SNR值。

边缘场强主要取决于接收机的灵敏度、衰落余量和干扰余量。其中接收灵敏度与硬件设备有关，衰落余量及干扰余量与站点结构和网络现状有关，对于不同站点和区域应有相应调整。另外覆盖边缘场强的取定还与宏蜂窝的切换有关系。因此，建议在考虑覆盖时，应考虑不同的区域，设定不同的覆盖边缘场强。对于靠近窗口或建筑物外围的地方，边缘场强要求高一些；而对于建筑物中间区域，可适当低一些。

对于GSM系统只需要考虑边缘场强指标即可。但是对于支持高速数据业务的WCDMA和LTE系统来说，还需要根据不同的覆盖要求确定相应的覆盖指标。对于高数据量、中低数据量和语音覆盖区域有不同的覆盖指标，需要根据实际的覆盖需求来确定。

确定覆盖指标后就需要对天线口发射功率进行设计，天线口发射功率与边缘场强和覆盖目标范围有直接关系，天线口发射功率主要考虑以下几个因素。

国家电磁辐射标准

国家电磁辐射标准规定天线口发射功率不能高于15dBm。

最小耦合损耗（MCL）

MCL定义为基站和手机之间的最小耦合损耗，MCL的降低将会引起基站底噪的抬高，降低基站灵敏度，使其他手机很难接入。

MCL=手机到天线的自由空间损耗 天线到基站接收机的天馈系统损耗。

手机到天线的自由空间损耗通常取值1m的空间损耗。

天线到基站接收机的天馈系统损耗=基站功率−天线口功率。

由此可以算出：

最大天线口功率=基站功率−天馈系统损耗=基站功率−MCL 手机到天线的自由空间损耗。

可根据MCL的要求计算出的为天线口功率的上限，即最大天线口功率（不能超过15dBm）。

边缘场强要求

为了满足在天线覆盖范围内，信号覆盖能够达到边缘场强覆盖的设计要求，可以计算出天线口功率的下限：

天线口功率下限=边缘场强 自由空间损耗 隔断损耗 阴影衰落余量

其中：自由空间损耗=20logf(MHz) 20logd(km) 32.4dB。隔断损耗与建筑物结构材料有关，可以通过模拟测试获取，多径衰落余量一般室内取10dB。

由此可以根据边缘场强计算出天线口发射功率的下限。

综上所述，可以根据计算出的天线口发射功率的上限和下限进行天线分布的设计。

天线分布的设计主要有以下几个原则。

–根据勘测结果和室内建筑结构，设置天线位置和选择天线类型，设置在相邻覆盖目标区的交叉位置，保证其无线传播环境良好，同时遵循天线最少化原则。

–根据覆盖目标和范围以及天线口功率的上下限合理设置天线口功率。

–对于层高较低，内部结构复杂的室内环境，宜选用全向吸顶天线，宜采用低天线输出功率、高天线密度的天线分布方式，以使功率分布均匀，覆盖效果良好，如写字楼、酒店等建筑。

–对于较空旷且以覆盖为主的区域，由于无线传播环境较好，宜采用高天线输出功率、低天线密度的天线分布方式，满足信号覆盖和接收场强值要求即可，如地下车库等区域。

–对于建筑边缘的覆盖，宜采用室内定向天线，避免室内信号过分泄漏到室外而造成干扰，根据安装条件可选择定向吸顶天线或定向板状天线，如建筑一层出入口处、楼宇沿窗区域等。

–对于电梯的覆盖，可采用3种方式：一是在各层电梯厅设置室内吸顶天线；二是在信号屏蔽较严重的电梯或在电梯厅没有安装条件的情况下，在电梯井道内设置方向性较强的定向天线；三是在电梯轿厢内增设发射天线，布放随梯电缆。较常用的为前两种方式。应尽量避免电梯内的切换，以避免电梯运行过程中由于切换造成的掉话。

室内覆盖站点的勘察工作的目的是调查该站点的覆盖情况、内部和周围环境以及用户和业务的需求情况，明确建设分布系统的必要性和可行性以及初步的覆盖方案。站点勘察的主要工作包括对建设站点进行初步勘查、预规划，综合考虑目标建筑室外无线网络覆盖现状，目标建筑地理位置、周边情况，用户组成和分布情况等，并根据不同系统建设质量指标要求和运营商的特殊要求，结合目标建筑特点和建筑用户分布情况，大致确定室内覆盖目标区域、覆盖方式、信号源类型、投资估算等，并同业主做前期沟通，获取站点资料信息，为以后的详细勘察设计做指导性的规划，并对建设资金使用情况有初步了解，有利于建设资金的合理分配和使用。

站点的勘测工作是室内覆盖项目至关重要的环节，该项工作的质量好坏直接影响到整个项目的成败，因而勘测工作必须考虑周到，考察详细，提供完整、详尽的勘测报告，以便于后续工作的开展。

站点的查勘主要包括以下几个部分。

–建筑物情况，包括楼层面积、楼层高度、电梯数量及运行区间，地下停车场、天花板、弱电井等。

–周围站点信息，包括周围基站的坐标、天线方位和话务情况等。

–信号测试情况、现网无线信号情况，以及竞争对手信号情况。

–信号源、馈线、天线安装位置及走线，并为安装位置照相存为资料，这需征得业主的同意，尽量避免后来做设计变更。

–业主提醒需注意的问题，包括特殊的覆盖区域，伪装天线等。

通过勘测确定哪些区域已被基站所覆盖，哪些区域还需室内分布系统增强信号。在勘测时，应特别注意话务繁忙地带，即用户最经常使用移动电话的地方。由于建筑物的结构和建筑材料不同对信号的损耗差异较大，可以通过信号发生器、天线、信号接收设备来模拟实际覆盖效果，通过对模拟测试结果的分析，确定该楼宇的室内传播特性及穿透损耗，为楼宇的室内分布系统设计和室外覆盖该楼宇的基站参数调整提供依据。

经过实地勘测和现场模拟测试，可基本确定各分布天线的位置和天线覆盖范围，并根据天线覆盖区域与范围来确定其输出功率。

从无线网络的整体看，室内分布系统是室外覆盖的延伸，同时也提高网络的容量，是对网络覆盖能力的增强。无论从覆盖需求还是投资方面来考虑，既没有必要也没有需要对所有的建筑物建设室内分布系统。室内分布系统是一个复杂的系统工程，理论上室内分布系统可以适用于所有的室内覆盖场景，但是室内分布系统建设不仅要考虑提升网络质量和业务体验还需要考虑建设成本和投资效益，因此需要对站点进行选择，做到既不浪费投资也能满足用户需求。

室内分布站点选择一般会按照业务量和品牌影响的原则进行划分，优先选择业务量高和品牌提升效益好的站点建设分布系统。此外，室内分布站点选择还需要考虑建筑物的特点，一般优先选择大型商场、医院以及业务发展影响重大的会展中心、机场、重要写字楼、宾馆酒店和政府办公大楼等公共场所，优先考虑较为封闭的大型建筑物，对于小型建筑物可以通过其他的方式进行覆盖。

频率规划与干扰控制是指对室内分布系统和室外宏基站的频率选择规划和干扰控制，不同的频率选择方案对应的干扰情况也不相同，需要结合频率的情况对系统内的干扰进行控制，室内外频率规划的方案主要有以下几种。

–室内外同频方案。

–室内外异频方案。

–室内低层和电梯与室外同频、高层与室外异频方案。

–室内低层与室外同频，高层和电梯与室外异频方案。

室内覆盖规划室内外同频方案

室内外同频组网方案如图10-34所示。

同频组网方案中室内与室外完全同频配置，其优点主要有以下几点。

–不用开通第二载频，节省频谱资源。

–配置策略简单，参数调整要求不高。

–室内小区大小比较容易控制，可以使室内信号覆盖完全控制在大楼内。

–采用同频覆盖，可以减少异频切换、降低切换时延。

–整个大楼采用同频方式时，可以减少由于异频方式时出入电梯口引起的信号快速衰落所带来的掉话。

同频组网也有其不足之处，主要是由于室内小区和室外小区同频，可能会遭到室外基站的干扰（尤其是高层），造成较为严重的同频干扰。这样一方面会造成用户在靠近窗边的区域的频繁切换而导致掉话，另一方面会造成系统容量的下降。此外，同频情况下，室外小区的调整都会影响到室内分布系统。

室内覆盖规划室内外异频方案

室内外异频组网方案如图10-35所示。

异频组网方案中室内与室外完全同频配置，其优点主要以下几点。

–室内信号完全不受室外信号干扰，可以保证所有室内覆盖区域，包括高层靠近窗边的区域都能很好地被室内分布系统所控制，室内小区的系统容量不受损失（理论和实际测试都验证异频组网比同频组网容量高）。

–由于室内室外采用的频率不同，因此室外站的调整不容易影响到室内分布系统。

异频组网也有其不足之处，主要表现在以下几点。

–需要启用第二载波，频率利用效率降低。

–室内外切换为异频切换，相比同频切换时延长、成功率低。

– 需要做大量的优化工作。室内小区参数设置和室外有所不同，因此还需要做大量的测试来选定异频切换区域和空闲状态下的小区重选区域。

–室内小区的覆盖大小不太容易控制。试验网测试发现室内小区的信号强度会覆盖到离大楼以外较远的范围，需调整窗边天线的发射功率，减少室内信号的外泄。

室内覆盖规划室内低层和电梯与室外同频，高层与室外异频方案

此种方案是建筑物的低层与电梯与室外同频，高层与室外异频设置，如图10-36所示。这种方式利用了室外信号对室内高楼层干扰严重，而对低楼层由于周边建筑物的阻挡干扰较小的特点，其优点主要表现在以下几点。

–低层采用同频，利用同频保证了用户室内外进出的切换质量，可以根据干扰分布，合理设置同频区域。

–在高层利用异频设置，避免了高层室外信号的干扰，用户不易切换到室外小区。

–最繁忙的低层电梯进出也是同频切换，保证了低层出入电梯的信号质量。

–室内信号向室外泄漏小，对室外影响小。

–室外站的调整不容易影响到室内分布系统。

此方案的不足之处主要在于以下几点。

–跟异频组网方案一样，需要占用两个频点，频率利用率低。

–仍需要做大量的优化工作，特别是进出中高层电梯的切换优化，由于室内电梯采用与室内中高楼层小区异频覆盖，在进出电梯时，由于电梯门迅速地开启及关闭，会引起小区信号的快速衰落，容易产生掉话，需要得到良好的参数控制及信号的衔接关系，以避免这种情况的发生。

–室内外负荷不断增加的时候，低楼层由于使用与室外同频系统可能会受影响。

室内覆盖规划室内低层与室外同频，高层和电梯与室外异频方案

此种方案是建筑物的低层与室外同频，高层和电梯与室外异频设置，与方案3的不同之处在电梯的频率选择不同，如图7所示。这种方式利用了室外信号对室内高楼层干扰严重，而对低楼层由于周边建筑物的阻挡干扰较小的特点，其优点主要表现在以下几点。

–一楼室内外进出口采用同频，利用同频切换保证了用户室内外进出的的切换质量。

–充分利用异频设置，避免了中高层室外信号的干扰，用户不易切换到室外小区，室内系统容量大。

–绝大部分电梯出入口的切换都是同频软切换，切换质量得到保证。

–室内信号向外泄漏小，对室外影响小。

–室外站的调整不容易影响到室内分布系统。

此方案的不足之处主要在于以下几点。

–跟异频组网方案一样，需要占用两个频点，频率利用率低。

–需要做优化工作，尤其是一层电梯出入口的切换优化，保证电梯间异频切换的质量。

不同的频率组网方案都有各自的优缺点，在实际工程规划中需要结合网络的现状和需求进行规划。对于频率资源紧张的情况，则可选择同频组网方案，可通过室内外联合规划和优化来解决室内外同频干扰问题，对于频率资源宽松的情况可以采用异频组网或部分同频组网的方式来控制室内外的干扰，提升系统的性能。

在室内分布系统规划中，除了频率规划外还需要进行干扰控制，主要是室内边缘覆盖和室内信号外泄的控制，在室内的边缘如窗口等问题，由于室外信号干扰较大，很容易出现频繁的切换或者乒乓切换的场景，可以通过规划室内信号的强度和切换参数等保证用户驻留在室内的小区。在保证室内边缘覆盖的情况下还需要对室内信号外泄的强度进行控制，减小室内信号对室外小区的干扰。

建筑物自身的屏蔽盒吸收作用及室内的复杂结构，造成了无限点波较大的传输哀耗，在建筑物内部形成了移动信号的弱场强区甚至盲区；建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现乒乓切换，语音质量难以保证；大型购物商场、会议中心等大型建筑物，由于移动台使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞。移动台在这些建筑物内无法正常通话。这些问题都可以通过室内分布的覆盖方式有效解决，室内分布系统能够为室内用户提供良好、清晰的通话环境。

设计合理的室内分布系统解决方案，接受宏蜂窝或微蜂窝的信源信号，经过直放站将需要的信号进行有效的放大，利用室内无线分布系统将信号均匀的分布在室内的每个角落，实现室内无线网络的优化，为用户提供良好的无线通话环境。弱区、盲区型的室内环境，采取少天线点、较低功率的分布方式，重点为提供足够信号强度，满足覆盖；高话务型的室内环境，采取多天线点、正常功率的分布方式，重点为充分吸收话务量，分担室外基站负荷；存在干扰型的室内环境，采取多天线点、较高功率的分布方式，重点为提供主控信号，解决干扰。

《移动通信多系统室内综合覆盖》从移动通信室内无线信号传输的角度出发，在介绍单个通信系统的室内覆盖的基础上，着重对多系统合路建设即综合覆盖进行了难点分析和系统设计介绍，并结合工程实例加以说明。考虑到读者的需求，在前面的章节中，对移动通信系统、射频信号的传输和无线电波的传播等有关基础知识做了铺垫性质的叙述。最后，还对多系统综合覆盖的管理进行探讨。

《移动通信多系统室内综合覆盖》理论与实践相结合，在移动通信的工程设计中具有实际指导和参考价值。可以作为移动通信工 程技术人员和管理人员的实用手册，以及大专院校通信专业师生的参考书。

主要阐述移动通信信号室内覆盖的原理和工程设计，内容包含无线电技术基础、移动通信网络基础、 信号室内覆盖的基本原理、室内覆盖系统工程勘察与设计、多系统共存设计、MIMO技术及室内实现、中继技术、工程安装设计、典型场景的覆盖解决方案。