擴展型皮基站室內(nèi)覆蓋應(yīng)用研究

1 引言

隨著不限流量套餐的全面推出，用戶行為發(fā)生了很大變化，特別是對流量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求不斷增長。經(jīng)統(tǒng)計，高流量業(yè)務(wù)主要發(fā)生在室內(nèi)，保證室內(nèi)深度覆蓋的邊緣場強，確保用戶體驗，這對深度覆蓋提出更高要求。

傳統(tǒng)的室分系統(tǒng)，大量使用無源器件和饋線，施工周期較長，同時也帶來了較多的隱患故障點。相比而言，雙模分布式Femto小基站易部署、末端可監(jiān)控，能夠更加快速有效發(fā)現(xiàn)和定位故障點。另一方面，傳統(tǒng)室分系統(tǒng)存在部署點位不確定，設(shè)備不兼容5G演進的問題，而皮基站較方便地引入5G，綜合考慮經(jīng)濟效益、保護投資與業(yè)務(wù)演進需求，容量型場景應(yīng)優(yōu)先采用皮飛站建設(shè)[1]。

2 擴展型皮基站室內(nèi)覆蓋方案

2.1 擴展型皮基站特性

擴展型皮基站是一種小型低功率企業(yè)級基站，由擴展型主機（母機）、擴展型交換機、擴展型從機(子機)組成，通過固網(wǎng)寬帶接入到移動核心網(wǎng)，為用戶提供LTE移動通信信號覆蓋，實現(xiàn)精確、深度覆蓋，提升網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的上網(wǎng)體驗，同時還能吸收熱點話務(wù)，為宏網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分流。

以某廠商Super-Cell擴展型皮基站為例，簡述擴展型皮基站的組網(wǎng)原理，如圖1和圖2所示。

Super-Cell主要由母機和子機構(gòu)成，母機和子機之間采用標準以太網(wǎng)連接，母機通過以太網(wǎng)拉遠子機，系統(tǒng)容量由母機提供，子機提供無線覆蓋，從而實現(xiàn)小基站分離的系統(tǒng)架構(gòu)。利用母機的SON功能，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的智能化，可以根據(jù)區(qū)域的業(yè)務(wù)量的負荷動態(tài)調(diào)整無線資源，支持小區(qū)分裂或者合并，滿足潮汛效益，達到C-RAN的效果。

圖1 某廠商Super-Cell系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

圖2 某廠商Super-Cell基本組網(wǎng)示意圖

通過不同組網(wǎng)配置方案滿足不同容量場景需求（如表1所示）

表1 某廠商Super-Cell組網(wǎng)配置方案

2.2 擴展型皮基站室內(nèi)覆蓋試點案例

（1）物業(yè)點情況（如圖3所示）

室內(nèi)覆蓋試點物業(yè)為某市榮一商住兩用商場，主要為各類教育培訓(xùn)機構(gòu)。二樓4G信號覆蓋差，多數(shù)區(qū)域僅有2G覆蓋。

圖3 物業(yè)點位置及外觀圖

（2）站點建設(shè)方案

采用某廠商LTE擴展型皮基站系統(tǒng)Super-Cell解決方案對二樓區(qū)域進行室內(nèi)4G信號覆蓋。某廠商LTE擴展型皮基站系統(tǒng)Super-Cell形態(tài)為X86子母機系統(tǒng)，子機采用POE供電，同步方式為GPS同步，站點傳輸采用PTN組網(wǎng)與核心網(wǎng)對接。根據(jù)站點實際情況，采用1臺母機+14臺子機的組網(wǎng)方式，設(shè)備部署如圖4和圖5所示。

圖4 組網(wǎng)示意圖

圖5 設(shè)備布放示意圖

主機安裝于二樓配電房，子機安裝于過道及房間墻壁 頂部，安裝示意圖如圖6和圖7所示。

圖6 母機安裝示意圖

圖7 子機安裝示意圖

（3）測試結(jié)果

擴展型皮基站部署后測試RSRP及SINR情況（如圖8和圖9所示）

圖8 RSRP測試圖

部署擴展型基站后，東湖教育城RSRP>-105 dBm 的覆蓋區(qū)域，相比部署前，提升了94.66%。

圖9 SINR測試圖

部署擴展型基站后，東湖教育城SINR均值為28.85 dB，SINR覆蓋提升100%。測試上行下載業(yè)務(wù)情況（如表2和表3所示）從下載測試數(shù)據(jù)可見，在站點多用戶使用的情況下，近點下行速率可達96.2 Mbit/s。

表2 下載業(yè)務(wù)速率測試

表3 下載業(yè)務(wù)速率測試

通過以上測試前后對比分析，擴展型皮基站建成后，在規(guī)劃覆蓋區(qū)域內(nèi)信號覆蓋質(zhì)量相比部署前RSRP提升97%，SINR提升近100%，測試下行業(yè)務(wù)速率高，能較好地滿足該區(qū)域用戶業(yè)務(wù)需求，有效提升用戶的業(yè)務(wù)感知。

根據(jù)實際試點建設(shè)情況，總結(jié)擴展型皮基站優(yōu)勢如下[2]：

（1）回傳便利性。擴展型皮基站支持GPON和PTN兩種回傳方式，更加靈活便利，特別是在寫字樓、商業(yè)樓宇、賓館酒店等具備寬帶和IP資源的場景，可以快速實現(xiàn)建網(wǎng)補盲。

（2）設(shè)備可監(jiān)控。每一節(jié)點都可視可管理，相對于傳統(tǒng)室分天饋無法監(jiān)控的問題，故障易發(fā)現(xiàn)，問題易定位。

（3）信號利用率高。末端節(jié)點功率可設(shè)，沒有任何損耗，全部用于深度覆蓋，相對于傳統(tǒng)室分信號隨著合路器/功分器/饋線一路衰減， 越到末端信號越弱，信號利用效率更高。

（4）施工簡易。天線美觀，同時采用網(wǎng)線布線，相對于傳統(tǒng)室分施工周期可縮短40%以上。

2.3 擴展型皮基站與分布式基站建設(shè)成本對比

為對比擴展型皮基站與分布式基站的建設(shè)成本，以8 000平方米寫字樓場景建設(shè)作對比，考慮分別采用A廠家分布式皮飛站、B廠商擴展型皮基站Super-Cell以及C廠商擴展型皮基站進行室內(nèi)覆蓋，對比三者建設(shè)成本如表4所示。根據(jù)表4分析，擴展型皮基站造價與傳統(tǒng)室分系統(tǒng)及廠家的分布式皮飛站設(shè)備相比有一定的價格優(yōu)勢。進一步考慮覆蓋面積的影響，根據(jù)試點經(jīng)驗，按每子機平均覆蓋半徑12.5米計算并對比不同覆蓋面積下采用分布式皮飛站方案與采用擴展型皮基站每平米造價，如圖10和圖11所示。

表4 擴展型皮基站與分布式基站建設(shè)成本對比

圖10 LTE單模建網(wǎng)擴展型皮基站與分布式皮基站單位造價對比

圖11 LTE雙模建網(wǎng)擴展型皮基站與分布式皮基站單位造價對比

在中等人口密度（8～10平方米/人）的場景，LTE單模擴展型皮基站建網(wǎng)平均每平方米造價約7塊，雙模建網(wǎng)平均每平方米造價約9塊；相同場景下，單模建網(wǎng)擴展型皮基站較分布式皮站平均單位面積造價低30%，雙模建網(wǎng)時，擴展型皮基站較分布式皮站平均單位面積造價低50%，隨著覆蓋面積的減少，擴展型皮基站建設(shè)成本優(yōu)勢逐漸加大[3]。

根據(jù)試點應(yīng)用結(jié)果分析，擴展型皮基站主要適用于10 000平米以內(nèi)的場景，不建議大面積廣覆蓋場景使用，譬如大型場館。主要原因在于擴展型皮基站為單載波、20M的設(shè)備，對于大型場景的覆蓋，在滿足覆蓋面積及容量的綜合因素下，需要使用多套設(shè)備才能滿足需求，建設(shè)成本將大幅上升，且需要使用多套傳輸資源。建議此類設(shè)備主要應(yīng)用于中小型的室內(nèi)場景覆蓋。

3 總結(jié)與展望

通過試點驗證及建設(shè)成本分析，擴展型皮基站具備易部署、易維護、易優(yōu)化、低損耗、低功耗等優(yōu)點，10 000平米以內(nèi)的中小場景下，相對分布式皮站建設(shè)成本較低，綜合投資及業(yè)務(wù)發(fā)展考慮，建議存在容量需求的中小型場景優(yōu)先采用擴展型皮站建設(shè)。