中国移动室分系统学校场景覆盖技术方案.doc

内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第1页 中国移动室分系统学校场景覆盖技术方案中国移动室分系统学校场景覆盖技术方案 分册分册 征求意见稿征求意见稿 中国移动通信有限公司中国移动通信有限公司 网络部网络部 20122012年年2 2月月 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第2页 摘要摘要 随着国家经济的发展 学校用户的爆炸式增长与用户习惯的培养 使得学 校场景成为是室分优化工作的重要组成部分 目前 室分建设厂家众多 技术 能力参差不齐 各厂家在室分站点建设源头的方案设计工作中缺乏整体网络宏 观把控能力 输出的室分设计方案与实际站点业务需求相去甚远 急需一个标 准化的模板性文件来规范室分站点设计方案 提升站点建成后站点用户体验 减少后期工程整改工作量 本专题致力于学校典型场景进行了深入研究 从学校大型场馆结构特点和 用户实际需求出发 得出大型场馆场景室分站点设计要点 紧密结合中国移动 室分设计总册进行大型场馆场景室分站点设计要点研究分析 并以实际案例为 基础对各要点进行详细阐述 指导后续该类型站点的覆盖建设工作 关键字 室内覆盖 分场景 学校 覆盖 容量 本文档为 中国移动室分系统学校场景覆盖方案 分册 本报告归口单位 中国移动通信集团有限公司网络部 本报告V1 0主要审核人 沈忱 李冶文 赵培 阮征 本报告V1 0发布日期 2012年2月10日 本报告V1 0编制单位 浙江公司 河南公司 内蒙古公司 陕西公司 广东公司 甘肃公司 湖南公司 上海公司 北京公司 安徽公司 江苏公司 设计院 本报告V1 0主要编制人 李军 陆建军 李俊杰 王建东 张勇 王强 张弛 郑毅 赵志强 王强 曾伟超 贺青 黄吉海 王延涛 张蓬 袁方 王健 胡天亮 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第3页 目录 摘要 2 1学校场景概述 4 1 1学校特点分析 4 1 1 1宿舍楼及教学楼 4 1 1 2综合办公楼 4 1 1 3图书馆 大礼堂及体育场所 5 1 1 4大型餐厅 5 1 1 5楼宇布局 5 1 1 6场景周围环境特点 6 1 2设计方案关键点 6 2学校场景方案 8 2 1覆盖 8 2 2容量 10 2 2 1GSM容量估算 10 2 2 2TD容量估算 12 2 3频率规划 13 2 3 1单一频率组网模式 13 2 3 2双频网组网 13 2 4分布系统类型 14 2 5小区划分 14 2 5 1覆盖维度 14 2 5 2容量维度 14 2 5 3切换带维度 15 2 6切换 15 2 7外泄 16 2 8扩容演进 16 3案例分析 18 3 1覆盖规划案例 18 3 1 1问题描述 18 3 1 2分析及建议 18 3 2容量规划案例 19 3 2 1问题描述 19 3 2 2分析及建议 19 3 3小区划分规划案例 20 3 3 1问题描述 20 3 3 2分析及建议 21 3 4分布系统类型规划案例 22 3 4 1问题描述 22 3 4 2分析及建议 22 4总结 24 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第4页 1学校场景概述学校场景概述 1 1学校特点分析 1 1 1宿舍楼及教学楼 宿舍楼及教学楼区的楼层较低 横向纵深较浅 纵向纵深较深 建筑面积 较小 一般无电梯地下室 与其他宿舍楼或教学楼的间隔一般保持在50米左右 周围楼宇的布局及特点一般差别不大 宿舍楼及教学楼区建筑物一般采用钢 筋混泥土框架 房间间隔主要为砖混结构 图 1 宿舍楼及教学楼 1 1 2综合办公楼 综合办公楼结构特点与商业写字楼差别不大 该类型建筑物多为钢筋混泥 土结构或钢筋混泥土结构外加玻璃幕墙 通常楼层较高 有电梯地下室 由于 该类型建筑功能为写字办公所用 所以平层内部建筑隔断较多 穿透损耗情况 复杂 楼层间穿透损耗也较大 典型的平层房间布局为包括走廊 单 双边房间 或大开间 且一般具有多个会议室及一个大的会场等 图 2 综合办公楼 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第5页 1 1 3图书馆 大礼堂及体育场所 该类场所多为矩形空旷覆盖区 天花挑高通常在10米以上 该类建筑物多 为钢筋混泥土结构或钢筋混泥土结构外加玻璃幕墙 层数较少 室外体育场通 常为椭圆形覆盖区 格局为中间赛场 四周观众看台 面积大 可容纳人员多 室内体育馆通常也为椭圆形或矩形场馆 但一般整体面积要小于室外体育场 可容纳人员较室外体育场少 图 3 图书馆及体育馆 1 1 4大型餐厅 大型餐厅的建筑结构与室内体育馆类似 天花挑高较高 一般在5米以上 建筑物结构多为钢筋混泥土结构或钢筋混泥土结构外加玻璃幕墙 层数较少 可容纳人员较多 图 4 大型餐厅 1 1 5楼宇布局 学校场景的楼宇布局较大型小区的要复杂些 一般宿舍楼集中在一起 教 学楼集中在一起 餐厅 图书馆及体育场所在教学楼区和宿舍楼区之间 大礼 堂 综合办公楼一般独立在一区域 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第6页 图 5 楼宇布局 1 1 6场景周围环境特点 一般学校场景周围均比较空旷 高楼较少 一般都采用室外宏站覆盖 学 校场景内一般也受周围宏站的信号影响 如图6 图 6 学校周围环境 1 2设计方案关键点 结合上述场景分类和用户分析 我们可以看出学校场景区域大 各种类型 建筑物都有 且人流量大 话务突发性强 因此重点需要关注优化内容有 1 覆盖审核 2 容量审核 3 小区划分审核 4 频率规划审核 5 分布系统类型审核 6 切换审核 7 外泄审核 8 扩容演进审核 其中以覆盖 容量 小区划分 切换为最重要 且与普通场景差异较大 需重点关注 详细审核内容及思路见下面专题分析 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第7页 2学校场景方案学校场景方案 2 1覆盖 审核方案中电梯 地下室盲区等的重点覆盖区域 审核小区切换敏感区域以及定向天线或板状天线控制信号的传播方向 审核方案中天线点位的安装位置是否合理 有无造成外泄 弱覆盖或者 小区之间干扰的可能 学校场景内 鉴于楼宇的种类较多 性质不同等情况 需对覆盖分析进 行特殊审核 1 宿舍楼与教学楼之间如果走廊在外围 则一般采用在楼宇的外部走廊安 装定向天线 避免外泄覆盖 对于这类方案 由于定向天线的覆盖范围限制 天线距离不能太远 否则存在覆盖风险 一般以2个宿舍房间或1个教室的距离 布放 实际天线安装位置及天线间隔应以模拟测试结果为准 图 7 教室天线布防示意图 2 对于走廊处于房间中间的宿舍楼 行政楼及办公楼 一般在每层楼的走 廊中布放天线 天线间隔在根据房间布局确定 常见宿舍结构及合理的天线布 放如下图 在走廊的尽头靠近窗边位置安装天线应保留一定的安全距离避免信 号通过窗户泄露 一般建议全向天线距离窗边不小于五米 特殊区域 如会议 室 大礼堂等需在进行重点覆盖 设计方案中应包含该类区域有无系统延伸 天线安装数量能否满足覆盖且满足业务需求 对于纵深小于25米的会议室及礼 堂 可在会议室门口安装定向天线向内覆盖 大于25米的会议室及礼堂 应将 天线引入室内 根据情况选择天线型号及安装位置 可选择在会议室两侧墙体 上安装定向美化天线进行覆盖 由于空间较为开放 天线布放密度根据模拟情 况可尽量减少 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第8页 图 8宿舍天线布防示意图 3 体育馆及食堂等区域内部较为空旷 且吊顶高 在采用室内覆盖方案时 需审核该类区域覆盖方式是否合理 即天线的安装方式及馈线的路由等 由 于这些区域一般都是内部空间大且墙体透明或低损耗 因此在进行室内覆盖时 应尽可能将天线沿四周墙体布放 采用定向天线向内部覆盖的方式 降低泄 露的可能 采用室外覆盖方式时 需特别审核该覆盖方式能否达到区域全覆盖 是否满足业务需求等 4 学校场景的室外区域 一般采用室外覆盖 审核时需考虑基站规划的位 置 每个扇区的主打方向 天线的下倾角 能否达到全覆盖以及与室内信号之 间存在的干扰问题等 建议将宏站规划在室外体育场 公园等区域周边 这些 区域没有办法进行室分建设 其在特定活动期间的话务吸收应主要由这部分宏 站承担 同时 宏站下倾角方向角应以主覆盖这些区域为准 并兼顾与室内分 布系统之间的覆盖协同 实现校园内部室内外的协同 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第9页 2 2容量 2 2 1GSM容量估算 学校的容量估算时不能简单的按每用户话务量0 02Erl计算 通过对现网的 话务量分析 学校每用户话音业务话务量建议按照0 038Erl计算 同时学校场景 中的数据业务渗透率接近100 晚忙时及宿舍熄灯后是语音与数据业务高峰期 每用户数据等效话务量接近于0 03Erl 1 学校每用户话务量计算 以西亚斯学院室分为例 6栋宿舍楼分别用6个小区覆盖 根据现网指标统 计结合人员分布情况 可以得到每用户平均话音业务话务量0 038Erl 每用户数 据等效话务量为0 03Erl 每用户SD话务量0 003Erl 小区CI LAC 小区 中文 名称 人员 数量 查询日期 最大语 音话务 量 Erl 数据等效 话务量 SD话务量 每用户话 音话务量 每用户数据 等效话务量 每用户SD话 务量 2011 11 1430 5629 532 680 043 0 041 0 004 2011 11 1526 4631 012 180 037 0 043 0 003 2011 11 1630 6126 852 690 043 0 037 0 004 2011 11 1727 8826 171 950 039 0 037 0 003 1802414210 西亚 斯3 1024 2011 11 1818 522 421 150 026 0 031 0 002 2011 11 1423 7423 371 910 032 0 032 0 003 2011 11 1528 4414 961 690 039 0 020 0 002 2011 11 162911 121 610 039 0 015 0 002 2011 11 1731 429 411 610 043 0 013 0 002 1802614210 西亚 斯A1 1052 2011 11 1817 5711 961 530 024 0 016 0 002 2011 11 1424 3730 021 670 033 0 041 0 002 2011 11 1527 1630 012 360 037 0 041 0 003 2011 11 1627 330 012 120 037 0 041 0 003 2011 11 1725 7629 552 030 035 0 040 0 003 1802714210 西亚 斯A2 1052 2011 11 1818 3730 021 590 025 0 041 0 002 2011 11 1435 3930 331 840 048 0 041 0 002 2011 11 1538 51292 690 052 0 039 0 004 2011 11 1640 3127 792 180 055 0 038 0 003 2011 11 1742 5726 292 080 058 0 036 0 003 1802814210 西亚 斯A3 1052 2011 11 1826 8318 421 730 036 0 025 0 002 2011 11 1423 6424 71 40 032 0 034 0 002 2011 11 1519 4726 551 560 026 0 036 0 002 2011 11 1621 2225 731 270 029 0 035 0 002 2011 11 1723 6322 041 360 032 0 030 0 002 1802914210 西亚 斯A4 1052 2011 11 1815 295 031 040 021 0 007 0 001 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第10页 2011 11 1431 9919 062 570 042 0 025 0 003 2011 11 1528 8619 922 460 038 0 026 0 003 2011 11 1634 9218 542 170 046 0 024 0 003 2011 11 1733 6118 331 90 044 0 024 0 002 1812714210 西亚 斯A6 1088 2011 11 1829 4418 21 530 039 0 024 0 002 表 1 学校每用户话务量表 2 容量估算 规划校园小区总话务量 规划小区校园用户人数 某运营商市场占有率 校园 忙时人均话务量 举例 假设某校园宿舍区1088名学生 中国移动市场占有率70 则中国移动的 校园用户数目 1088 70 762 校园忙时TCH人均话务量0 038Erl 则校园忙时话务量 762 0 038Erl 29Erl 话音业务呼损率2 则TCH信道数目约为38 3 数据业务容量分析 按照每用户等效话务量为0 03Erl计算 校园忙时等效话务量 762 0 03Erl 2 2 86Erl 数据业务呼损率按照5 计算 则需要的业务信道数约为28 4 SD业务容量分析 按照每用户SD话务量为0 003Erl计算 校园忙时SD话务量 717 0 003 2 29 Erl 按照控制信道呼损率1 计算 则需要SD信道数约为7 该高校整体所需的信道数为38 28 Roundup 7 8 67 则该小区配置为Ro undup 67 8 9载频 与现网实际配置为8载频 各项指标良好 综上所述 基于容量分析 因此一般校园小区的载频配置为8 10载频 建 议小区覆盖用户数不超过1088人 2 2 2TD容量估算 目前TD的容量估算大部份方案采用1小区3个载波预先配置 随着站点开起 后再根据容量拥塞情况进行扩容 其优点是在TD容量估算困难 避免估算误差 太大 缺点是在站点开起后如果出现拥塞 处理起来可能不及时 因此对于学 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第11页 校这种数据业务较多的场景 不建议采用这种模式 而是需要进行估算 在小 区开起时就能保证数据业务的顺畅 提升用户感知度 对于TD的容量估算一般采用等效爱尔兰方法 基本原理是根据业务所消耗 的资源大小 将一种业务等效成另外一种业务 并计算等效后的业务的总话务 量 然后计算满足此话务量所需的信道数 TD SCDMA网络中 一个信道就是载波 时隙 扩频码的组合 称为一个资源单位 RU Resource Unit 其中一个时隙内由一个16位扩频码划分的信道为最基本的资源单位 即 BRU 各种业务占用的BRU 个数是不一样的 下表显示了各种业务使用BRU的情况 各种业务使用各种业务使用BRUBRU表表 业务类型承载速率 Kbps 占用资源 AMR12 2K12 2 3 42 CS64K64 3 48 PS64K64 3 48 PS128K128 3 416 表 2 各种业务使用BRU表 由此可见 在一个时隙中 最多可有8个语音AMR12 2K业务 或者2个CS6 4K业务 或者2个PS64K业务 或者1个PS128K业务 根据上表可以估算不同业 务占用资源比例 例设业务A为AMR12 2K 业务B为CS64K 预测A的话务量 为12Erl 预测B的话务量为6Erl 根据上表 业务A 每个连接占用2个BRU信道资源 业务B 每个连接占用8个BRU信道资源 因此根据每种业务占用信道资源的比例 可以将1Erl的业务B等效为4Erl的 业务A 则网络中总话务量为6 4 12 36Erl 业务A 如果要求阻塞率为2 则通过查询爱尔兰B表 共需要46个业务A的信道资源 共需要92个BRU资源 也可以将4Erl的业务A等效为1Erl的业务B 则网络中总话务量为12 4 6 9Erl 业务B 如果要求阻塞率为2 通过查询爱尔兰B 表 共需要15个业务B的信道资源 共需要120个BRU资源 从以上结果可见 等效爱尔兰算法的局限性表现在当选择不同的等效业务时 计算所需信道数目 不同 采用业务A 作为等效业务 结果偏小 估算结果过于乐观 网络运行时业务呼叫阻塞率将 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第12页 高于设计值 采用业务B 作为等效业务 结果偏大 估算结果过于悲观 网络基站投资规模过大 等效爱尔兰法输出 等效爱尔兰法输出等效爱尔兰法输出 CS12 2KCS64KPS64PS128PS384 话务量 Erl 250 0000 13 8889 5 5556 5 5556 2 7778 占用资源 2 8 8 16 40 等效 Erl 427 7778 106 9444 106 9444 53 4722 21 3889 表 3 等效爱尔兰法输出 2 3频率规划 2 3 1单一频率组网模式 GSM高校覆盖在使用单一频率组网时 应对室分系统预留频点 考虑高校 室分的容量需求 建议预留2个BCCH频点4个主用TCH频点及2个保留频点 保 证室分系统及宏站之间的频率独立 TD高校覆盖采用N频点组网策略 由于高校容量需求较大 需采用F A频 段满足容量需求 室内分布及室外分布场景 可选用室内频点 小区可根据容 量需求采用O3 B 或O3 B O3 A 配置 组网方式采用N频点组网 主载波异频 2 3 2双频网组网 在高校区域建议采用双频组网策略 宏站使用900M频率组网 室分系统采 用1800M组网 室分系统预留专用频点 确保在高校校园内900M宏站频率复用 度高增加1800M宏站进行话务分担时与室分系统之间不存在干扰 2 4分布系统类型 GSM室内覆盖优先采用分布式基站 应尽量不使用延伸覆盖设备接入方案 减少直放站等设备对网络低噪的影响 TD SCDMA采用BBU RRU方案 2 5小区划分 由于学校场景的千差万别 在进行小区分区时也是需要多方面考虑 尽量 保证在覆盖 切换 容量等各个方面的平衡 在进行小区划分时 应充分考虑 高校自身话务分布特点 利用教学楼 餐厅 图书馆与宿舍楼的潮汐效应 合 理利用小区资源 利用时间的差异性实现容量的动态平衡 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第13页 2 5 1覆盖维度 从覆盖方面考虑 在保证容量均衡及控制信道负荷均衡的前提下 其小区 分区原则是尽量保证覆盖同一片区域的信源合成1个小区 如通过室外定向覆盖 同一栋宿舍楼的几个RRU 建议合并成1个小区 避免不必要的切换 如图9 图 9 覆盖纬度的小区划分 2 5 2容量维度 理论上 小区划分数量越少则切换越少 指标表现贡献越大 但还是需要 考虑容量配置的合理性 GSM TD每个小区的载频配置都需要综合考虑 不能 无限制扩容下去 在学校场景中 用户数量庞大及数据业务高渗透率更需要重 点关注 特别在规划阶段就应做好小区划分 因此 覆盖方案阶段需要对所覆 盖区域的人流量 GSM TD的容量进行预测 并预留足够的冗余应对后续话务 增长 在进行业务容量和信道配置估算的同时 公共控制信道容量也要进行综 合考虑 在数据业务较高的区域 往往因为公共信道不足导致寻呼删除等现象 在容量规划阶段应预留充足的资源 2 5 3切换带维度 切换带设置的好坏直接关系到小区的KPI指标及用户感知度 在进行小区 划分时一定避免切换带设置在人流量大或移动台速度过快的区域 如果按照覆 盖维度与容量维度的最佳考虑 切换带正好在人流量大区域 则建议通过增加 小区优先保证切换带与覆盖维度 同时增加小区可使容量更有保证 这种方法 是解决此类问题最佳方式 对于宿舍楼群 同样征询上述原则 一般小区划分的切换带设置在2个宿舍 之间 即人流量少的宿舍楼之间 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第14页 2 6切换 在学校场景中 切换带设置的特殊之处主要集中在室分系统之间 如宿舍 楼与宿舍楼的切换带设置 其余如教学楼 办公楼 体育场馆的切换带设置可 以征询总册中的普通模式 学校宿舍楼室内分布系统间的切换带设置与小区划分息息相关 实际勘测 时必须关注人流情况及用户习惯 从而设置合理的切换带 技术方案主要关注 如下要点 1 审核学校场景方案中不同小区之间的临界点的天线的功率及点位的分布 情况是否合理 临界点的天线功率大小最好保持平衡 2 根据模测结果判断学校场景方案中不同小区之间是否会有切换不及时或 无法切换的情况存在 图 10切换纬度的小区划分 2 7外泄 校园室外部分一般采用宏站覆盖 校内移动台移动速度较慢 室内外泄 一般不用太关注 但对于靠近校园主马路旁用于室内分布覆盖的宿舍楼走廊两 端的天线需要注意外泄控制 对于靠近校外马路的校内楼宇 需要注意校内室分对校外马路的外泄影 响 可以采用定向天线来避免外泄 如无法通过定向天线来控制外泄 可利用 室内外协同规划原则 将切换带设置在室内或靠近室内区域 通过对靠近马路的天线进行功率估算 确保不会产生外泄 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第15页 GSM信号外泄受控比例 室内信号泄漏至室外10米处的信号强度 90dBm或低于室外主小区10dB的采样点比例 2 8扩容演进 学校因用户群的庞大而使得话务量增加迅速 需要设计审核方案中应该 对容量冗余充分考虑 如考虑到以后GSM信源功率在载频扩容后3dB损耗余量 或考虑在合路TD系统后增加WLAN时 由于信源系统功率下降需要增加TD 信源功率 另外 设备尽量不要全部满功率输出 考虑到以后RRU载波板扩容 的槽位及不同型号载波最大支持的RRU个数 传输的设计及机房安装环境的设 计冗余等 学校由于楼宇较多 特别是在宿舍楼内 基本上都需要1 2台RRU 很 多设计中为了减少小区划分 将大量RRU划成1个逻辑小区 这对小区性能产生 很大隐患 因此需要审核方案中BBU RRU的拖带方式及每个BBU下的RRU数 量是否合理 一般每台BBU下拖带的RRU数量在8台之内 宿舍楼由于走廊很长 在技术方案中大量使用了直放站与干放 使用不 当将会造成室分小区性能下降 严重影响KPI与用户感知 因此在技术方案中 需要明确RRU和干放 光纤直放站的拖带方式 一般每台RRU下拖带的干放或 者光纤直放站数量不超过3台 考虑到学校场景内的业务需求量有很大的不确定性 寒暑假少 开学后 宿舍楼中午 晚上9 00之后业务量高峰等 在技术方案中容量需要冗余考虑 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第16页 3案例分析案例分析 3 1覆盖规划案例 3 1 1问题描述 学校场景中宿舍楼的深度覆盖是关键 主要表现在天线密度不够 走廊距 离较长 末端天线口功率难以达到要求 如下图所示 图 11 宿舍不合理方案 3 1 2分析及建议 上图的方案中末端天线的功率很难保证 如果要保证其天线口功率 则对 信源的性能及数量要求较高 如果把有源设备移到中间井道 通过从中间往两 端引天线 则效果增加明显 如下图 图 12 宿舍合理方案 3 2容量规划案例 3 2 1问题描述 内部文档 请勿扩散 中国移动通信有限公司 第17页 由于前期方案设计时 对覆盖区域人数及容量估算错误 采用两个8载频的 小区数进行覆盖 导致两个小区语音和数据业务拥塞严重 增加小区前 日期小区CITCH拥塞率硬拥塞 2011 4 1211643 89 1 61 2011 4 1311644 01 1 11 2011 4 1411643 42 2 03 2011 4 1511644 01 1 40 2011 4 1211655 63 2 31 2011 4 1311654 89 2 56 2011 4 1411655 01 3 01 2011 4 1511654 98 2 11 3 2 2分析及建议 通过对覆盖区域各个楼宇的人员数量和容量进行重新预测 对覆盖区域方 案进行重新调整 增加一个8载频的小区 重新分区覆盖 重