摘要：近年来，LTE技术的发展和数据业务容量的持续增大，给室内覆盖带来了更高的要求。据此，本文在总览室内覆盖方案的基础上，从应用场景、配套建设、投资成本等方面对各种室内覆盖解决方案进行对比分析，指出各种方案的优劣势，可为后期网络建设提供指导作用。
关键词：室内覆盖；室外分布系统；F频段宏站
引言
室内覆盖是整体无线网络的重要组成部分，据统计70%以上的移动数据业务发生在室内。随着LTE时代的到来，用户对网络速率、网络感知体验更加敏感。与此同时，由于LTE的频段较高，信号传播能力较弱，室内深度覆盖受到了较大限制。因此需要提升深度覆盖能力，解决室内覆盖不足等问题。基于此，本文分析了8种室内覆盖方案在应用中的优劣势，并给出方案总体应用的建议。
1.室内覆盖方案总览
当前室内覆盖主要分为室外穿透覆盖室内、室内分布以及室内部署小型基站三大类别[1]。其中室外穿透覆盖室内主要包含室外分布系统、F频段宏站、室外型光分系统和微放器。室内分布主要包含传统无源室分系统和光纤分布系统、变频室分等。室内部署小型基站主要是分布式皮基站/飞基站。
图1 室内覆盖方案总览
2.方案对比分析
2.1 室外分布系统
室外分布系统是根据楼体高度、楼体宽度、天线与楼体距离，选择合适的天线型号，同时在是在覆盖对象周边选取合适的天线安装位置，因地制宜，灵活选用各种站型、多种手段、立体分层的组网方式，如图2。
图2 室外分布系统示意图
方案优势：
(1)覆盖效果好：室分RRU功率大约为40W，功率明显高于光分布系统和微放器，即使引出8个天线，每个天线也基本可以达到3W以上。2.成本低：每个RRU约6000元，每副射灯天线约2000元，覆盖一栋高层居民区约1万元，远低于室内分布系统和光分布系统。3.协调相对容易：高层居民区、高层写字楼距离地面较远，采用小板状天线或者射灯天线进行覆盖，普通用户一般不会阻止。
方案劣势:
(2)由于楼间距较小，覆盖控制较难，容易造成信号泄露到小区外面道路上，或者不同居民区之间形成干扰。2.功率分配复杂，传输损耗大，走线困难。3.对于超宽、超厚楼体，设计方案复杂，需要考虑因素较多。
2.2 F频段宏站
普通宏站覆盖室内一般采用双层网模式[2]，高频段用于覆盖道路和吸收外部话务，低频段则用于室内深度覆盖，如图3。
图3 F频段宏站覆盖室内
方案优势：
成本相对较低。
方案劣势：
(1)覆盖范围相对有限，天线距离目标居民楼大于200米基本无效果。(2)增加网络复杂度，给后期优化增加难度。
2.3 室外型光分布系统
室外光分系统通过接入单元（MAU） 将信号引入，经过信号处理转换为光信号，利用光纤传输至拓展单元（MEU），同时可以融入WLAN或宽带的信号，最终通过光纤或网线传输至远端单元（MRU），MRU将信号解调后放大输出，如图4。
图4 室外型光分系统
方案优势：
(1)覆盖效果好：针对投诉用户，远端单元安装在用户家中。(2)质量更精：精确覆盖，减小邻区间干扰，提升边缘区数据吞吐量，降低频率规划难度。(3)隐蔽性强：采用隐蔽式外观，同时只用一根光缆完成设备的射频传输、供电，规避居民对传统设备、馈线及天线的抵触。(4)更加便捷：物业协调简单、施工便利；方案设计无需链路计算，建站迅速。
方案劣势：
光纤分布系统造价相对较高。
2.4 微放器
微放器采用无线回传、将室外施主基站信号通过微放器引入室内，增强信号强度[3]。可通过单点连接覆盖小范围特定区域，也可通过扩展级联连接覆盖大范围区域，如图5。
图5 微放器多点覆盖
方案优势：
(1)快速解决因宏站选址困难、室分天线入户困难等问题。(2)组网方式灵活。
方案劣势：
覆盖范围较小。
2.5 同轴电缆分布系统
同轴电缆分布系统即传统室分，分为单路同轴分布系统和双路同轴分布系统。
方案优势：
分布系统网络性能稳定、技术成熟度高。
方案劣势：
(1)单路同轴电缆分布系统不支持MIMO工作模式，速率低。(2)建设难度大、建设成本高，双路系统MIMO性能的发挥易收到器件的影响。(3)同轴电缆的价格比价格较光纤、网线高，长远看建设成本会高于光纤/五类线分布系统。
2.6 室内光分系统系统
室内光分系统原理与室外光分系统相同，以光纤取代原有馈线传输，以远端单元替代原有室分的功分器、耦合器，如图6。
图6 室内型光分系统
方案优势：
(1)有效降低建设成本，有效覆盖面积远较传统室分大。(2)设计简单、组网灵活、扩容能力强。采用光纤传输，降低物业协调、施工难度。(3)避免传统室分建设中因大量无源器件的使用导致整体网络质量下降的隐患。(4)多业务同推广，一次性建设，避免重复投资。
方案劣势：
室内光分布系统造价相对较高。
2.7 变频室分
变频分布系统是对现有分布系统进行MIMO改造的补充建设，在传统室分设备上增加有源合路器、有源天线及有源天线供电设备实现双路MIMO。
方案优势：
(1)降低了现有分布系统改造支持MIMO系统的建设难度，有效提升LTE吞吐量。
方案劣势：
(1)变频分布系统需要对每个天线替换为带有有源变频设备的天线，建设投资较大，同时由于引入了较多有源设备提高了运营维护难度。(2)有源天线需要供电，取电困难或环境潮湿的场景无法使用。(3)目前变频分布系统的生产厂家较少，产业成熟度尚待提高。
2.8 分布式皮基站/飞基站
利用BBU+RRU结构将BBU的基带信号通过光纤传输和分布，系统由BBU、rHUB、pRRU三部分组成，如图7，目前仅4G系统存在该产品形态，如华为LampSite，爱立信Dots，中兴Qcell等。
方案优势：
(1)pRRU间可以灵活进行小区合并，容量扩展范围大且灵活。(2)因光缆/五类线施工容易，工程建设量较小。(3)系统性能较好，维护成本较低。
图7 分布式皮基站/飞基站组网结构
方案劣势：
建设成本较高，FDD扩展性较差。
3.方案应用总结
4.结语
综上所述，室内的深度覆盖不足已成为当前影响客户感知的重要因素之一，如何提升LTE室内深度覆盖、吸收热点业务量，保障室分网络质量和用户感知显得尤为重要。在室内深度覆盖方案的选择中，应按照建筑物面积、结构、用途等因素对场景进行精细划分，并针对不同的场景，综合考虑多方面的因素，有针对性的选择合适的覆盖方式；此外还应遵循室内外覆盖协同规划、协同建设与协同优化的原则，通过采取有效的措施，以高效优质地解决室内覆盖问题，提升用户的网络感知体验。
参考文献：
[1] 刘素芳. 高层室内覆盖方案分析与应用[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2013(18).
[2] 董海涛. TD-LTE深度覆盖方案探讨[J]. 军民两用技术与产品, 2015(2).
[3] 喻根. LTE室分深度覆盖优化建设方案[J]. 通信与信息技术, 2017(3):66-71.
论文作者:刘国平
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/11
标签：室内论文; 方案论文; 系统论文; 天线论文; 分系统论文; 基站论文; 室外论文; 《电力设备》2018年第17期论文;