室外微基站覆盖方案的综合分析

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DTmobile

微基站室外补盲方案分析汇报

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规划技术研究

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2023-9-5莫莉创立

2006-11-30莫莉V修改

目录

1引言.....................................................

1.1编写目的............................................

1.2预期读者和阅读提议.................................

1.3文档约定............................................

1.4参照资料............................................

1.5缩写术语............................................

2概述.....................................................

3微基站产品简介.........................................

4微基站覆盖和容量特性..................................

4.1覆盖特性............................................

4.2容量特性............................................

4.3解调特性............................................

5微基站的提议............................................

5.1微基站功率的提议....................................

5.2微基站尺寸提议......................................

6微基站室外补盲的不一样场景..........................

7附录：链路预算表.......................................

2概述

无线通信最重要的是给顾客提供一种可靠的、完全无缝1勺覆盖网络，网络运行商的网络优化工

作也意在构筑趋完善的无线网络。不过由于无线电波传播环境的复杂性，加上地形地貌的影响以及

都市规划和经济的发展，使得许多地方出现无线覆盖的盲点，本文就微基站在室外补盲的应用做一

探讨。

TDB03C基站是大唐移动通信设备有限企业开发的一种室内室外型微基站，和宏蜂窝基站互为

补充为运行商提供全系统U勺处理方案，微蜂窝基站与宏峰窝拉站相比，具有覆盖范围小、发射功率

低以及安装以便灵活等特点，因此微蜂窝基站可以作为宏蜂窝基站的补充和延伸，微蜂窝基站的应

用重要有三方面：一是提高覆盖率，应用于某些宏蜂窝基站很难覆盖到的盲点地区，如地铁、隧道、

室内弱信号区；二是提高容量，重要应用在高话务量地区，吸取话务量并提供高速数据业务，如购

物中心、交通枢纽、宾馆、体育场、写字楼等楼宇；三是铁路公路沿线覆盖：采用高增益定向天线

进行铁路公路沿线覆盖

3微基站产品简介

安装以便、灵活：

1.安装方式灵活，可以采用抱杆、挂壁、塔放、吊顶等多种安装方式；合用于

室内室外H勺多种安装应用场景；

2.紧凑型设计，体积小、重量轻，便于安装；

3.支持220V交流、-48V直流供电，供电方式根据场景和需求灵活可选：

4.整机的功耗低，经典场景峰值功耗90W；

5.该产品采用静音设计，在室内应用状况下不会产生噪音；

6.在采用多台TDBO3c共同覆盖一片高话务量地区的场景下，多台微蜂窝基

站共用GPS（GlobalPositionSystem,全球定位系统），提供安装灵活，

低成本的处理方案；

完美覆盖的产品保障

1.可以满足多种覆盖的规定，如：室内话务量吸取、补盲，室外补盲覆盖、铁

路、公路沿线覆盖；

2.支持多种天线方案，可以连接室内全向/定向天线，室外定向天线，还可以

采用分布式天线和泄漏电缆实现室内和地铁、隧道等的完美覆盖；

组网灵活

1.支持E1、STM-1组网方式；

2.支持灵活日勺传播组网方式，可以采用链型、星型组网方式；

3.（InverseMultiplexingonATM,ATM反向复用）和UN（User

NetworkInterface.顾客网络接口）方式,提高lub接口复用率;

4.支持同步于GPS时钟；支持时钟保持功能，时钟保持功能可保证基站在

GPS失锁后，正常工作时间不少于8小时;

产品外观

TDB03C基站外形尺寸为：

580(H)X350(W)X240(D)mm

机柜外型如图3-1所示。

图3-1TDBO3c外型图

机箱配置

整机包括微基站主箱体和安装配件，如卜.效果图示:

主机箱

安装配件

图3-2TDB03C整机图

主箱体为微基站内部板卡提供承载和保护；安装配件提供微基站挂墙和抱杆安装。

4微基站覆盖和容量特性

4.1覆盖特性

根据系标部最终提供的仿真成果，在满足12.2kI%和CS64Ko.I%,PS5%H勺业务质量

规定的前提下，重要业务的解调门限如下表所示(C/I)：

Eb/No(dB)BLER

业务类型DLIL

12.2kps

7.57.501.00%

语音

64kpsCS9.57.500.10%

64kpsPS7.26.005.00%

128kpsPS6.86.005.00%

384kpsPS7.56.005.00%

多种参数取值如下:

边缘通信

天线高度概率原则偏差阴影储备穿透损耗

密集市区3587.50%1011.520

一般市区3587.50%89.212

郊区4080.00%75.398

乡村4075.00%64.956

4.1.1单天线单载波定向覆盖特性

单天线定向覆盖适合于在一种狭长的街道中，周围都是高楼，微基站高度低于周隹楼房

II勺高度，信号在街道中定句传播。

下表为密集市区单天线链路预算表:

室外单站室内单站

密集市区上行室外上行室内下行室外下行室内面积面积

覆盖(km)覆盖(km)覆盖(km)覆盖(kn)(km2)(km2)

CS12.20.550.150.450.121.760.91

CS640.430.110.400.111.650.85

PS16/640.630.170.460.121.770.91

PS32/640.500.130.460.121.770.91

PS640.470.120.460.121.770.91

PS64/1280.470.120.490.131.780.92

PS64/3840.470.120.460.121.760.91

从上面口勺链路预算表成果中，可以看出，对于TD-SCDMA系统，多种业务H勺覆盖范围

是基本平衡欧b其中CS64业务欧J覆盖范围最小，因此，在后续日勺覆盖分析中均以CS64业

务的覆盖范围进行比较，以到达所有业务日勺持续覆盖。

下面是多种环境下单天线定向覆盖表，天线增益为17dBio

室外单站室内单站

一般市区上行室外上行室内下行室外下行室内面积面积

覆盖(km)覆盖(km)覆盖(km)覆盖(km)(km2)(km2)

密集市区0.430.110.400.111.650.85

一般市区0.610.280.570.261.971.32

郊区1.811.061.700.993.402.60

乡村4.042.703.782.535.074.15

单天线定向覆盖

4.50

4.00___________________

3.50/

3.00/--上行室外覆盖(km)

2.50/,上行室内覆盖(km)

2.00下行室外覆盖(km)

1.50________J匕______下行室内覆盖(km)

1.00

0.50______________

0.00

密集市区一般市区郊区乡村

4.1.2单天线全向覆盖特性

下面是多种环境卜单天线定向覆盖表，天线增益为UdBi。

室外单站室内单站

上行室外上行室内下行室外下行室内面积面积

覆盖(km)覆盖(km)覆盖(km)覆盖(km)(km2)(km2)

密集市区0.290.080.270.071.360.70

一般市区0.410.180.380.171.621.09

郊区1.210.711.140.662.782.13

乡村2.701.812.531.694.153.39

单天线全向覆盖

一上行室外覆盖(km)

上行室内覆盖(km)

下行室外覆盖(km)

下行室内覆盖(kin)

4.1.3三根天线定向覆盖特性

考虑到居民区由于在2023MHz频段范围的穿透损耗比900MHz的穿透损耗更高，因此,

虽然室外能到达持续覆盖，在室内的盲区现象将会比GSM更严重。在某些大型办公楼、商

场、超市、宾馆等地方可以做室内覆盖来处理问题，不过对于居民楼覆盖不也许都做室内覆

盖，因此，可以考虑采用超级基站拉远或者微基站补盲的方式，对于微基站补盲的优势在于:

不需要专门的机房，并且成本较低。对于这种居民楼的补盲方式，需要考虑用两根天线或者

三根天线来对成片区域进行补盲。由于目前H勺微基站只支持单根天线，因此，需要用功分器

把微基站的信号提成两路或者三路。

密集市区三载波三天线”勺链路预算成果如下:

室外单站室内单站

上行室外上行室内下行室外下行室内面积面积

覆盖(km)覆盖(km)覆盖(km)覆盖(km)(km2)(km2)

密集市区0.310.080.210.061.190.61

一般市区0.440.200.290.131.410.95

郊区1.300.760.870.512.431.86

乡村2.891.931.931.293.632.97

4.1.4青岛实测覆盖特性

青岛微基站(巨孚隆)北面的覆盖盲区重要有两条测试道路，云溪路上有建筑物阻挡，

道路不可见；宝应路上无建筑物阻挡，道路可见，属于直射途径。巨孚隆依JP-CCPCH发射

功率配置为26dBm,通过优化后，西北方向的天线的水平角为260度，下倾角为6度，东

北方向的天线日勺水平角为355度，下倾角为6度。下面是微基站和周围相邻基站配置为同频

和异频时的覆盖状况。通过测试，异频加载干扰变化不入，基本可以忽视。覆盖和容量在加

载和未加载日勺状况下没有变化。同频覆盖是在周围三个重要邻小区100%真实加载状况下得

到日勺覆盖半径。

4.1.4.1异频环境覆盖

业务类型D宝应路(m)D云溪路(m)

700.4587.9

P-CCPCH

700.4587.9

12.2kps语音

12.2kps语音(7UE660.8578.3

均匀分布)

64kpsCS558.4193.8

64kpsPS627.5324.3

64kpsPS（2UE锁频）584.9281.6

128kpsPS667.1365.5

384kpsPS657.0290.8

在单顾客日勺时候，CS12.2k.PS64k业务覆盖范围上行受限，CS64k、PS128k.PS384K

业务上下行覆盖基本相称，

4.1.4.2同频加载覆盖

D宝应路D云溪路

业务类型

(m)(m)

467.9301.6

12.2kps语音

12.2kps语音463.0146.6

(7UE均匀分

布)

64kpsCS444.9207.3

64kpsPS397.4236.2

64kpsPS（2UE581.4168.3

锁频）

128kpsPS382.9247.4

384kpsPS450.3243.6

在单顾客的时候,CS12.2k.PS64k业务覆盖范围上行受限,CS64k、PS128k、PS384K

业务上下行稷盖基本相称,

4.1.5和实测时对比分析

在青岛采用两天线单载波，对视通和非视通的不一样道路上进行测试，宝应路(视通)

链路预算和实测成果对多种业务类型的覆盖距离的比较如下:

宝应路覆盖距离比较

800

700-----■----------------------------------------------------------------

600J—

500异频宝应路(m)

■―^

400—同频宝应路(m)

300理论覆盖5)

200

100

0

12.2kps64kpsPS128kpsP384kpsP

P-CCPCH64kpsCS

语音(2UE锁SS

一异频宝应路(m)700.4660.8558.4584.9667.1657

同频宝应路(m)700.4463444.9581.4382.9450.3

理论覆盖(m)490400350400430400

可以看出，在视通的环境，异频组网时，覆盖半径比理论估算高，同频组网时，和理论估算

口勺覆盖半径相差不大。

云溪路(非视通)链路预算和实测成果对多种业务类型的覆盖距离时比较如卜.：

云溪路覆赧距离比较

700

600

500

异频云溪路(m)

400

同频云溪路(m)

300

理论覆盖(ir)

200

100

U

12.2kps64kpsPS128kpsP384kp$P

P-CCPCH64kpsCS

语音(2UE锁SS

--异频云溪路(m)587.9578.3193.8281.6365.5290.8

-•-同频云溪路(m)587.9146.6207.3168.3247.4243.6

理论覆盖(m)490400350400430400

可以看出，在非视通的环境，异频组网时，覆盖半径比埋论估算低100米左右，同频组网时,

比理论估算的覆盖半径低150米左右。

4.2容量特性

在盲区位置补官•种微基站，弥补宏小区覆盖局限性，吸取该区域的话务。不过在盲区

内建立的微基站会受到宏基站日勺干扰，同样宏基站也会受到微基站日勺干扰，由于宏基站有智

能天线进行波束赋形和联合检测，可以抵消部分干扰，虽然在同频组网的状况下，微基站对

宏基站的影响也可以忽视，因此，本文注意研究补官微基站的分别在同频组网和异频组网时

日勺容量特性。

各个业务的下行参数如下:

Eb/No单顾客占

业务类型链路类型BLER规定时隙处理增益激活因子C/I

(dB)用BRU数

12.2kps语

DL0.017.5110.01150.672-2.5115

音

64kpsCSDL0.0019.513.1142186.3858

64kpsPSDL0.057.2I2.8857184.3143

128kpsPSDL0.056.823.041718.53.7583

384kpsPSDL0.057.530.051167.45

各个业务的上行参数如下:

BLER规Eb/No单顾客占

链路类型处理增益激活因子时隙C/I

业务类型定(dB)用BRU数

12.2kps语

UL0.0110.01150.6721-2.5115

音7.50

16kpsPSUL0.056.007.4401141-1.4401

32kpsPSUL0.057.505.5111411.989

64kpsCSUL0.0017.503.11421814.3858

64kpsPSUL0.056.002.88571813.1143

128kpsPSUL0.056.000.028811625.9712

384kpsPSUL0.056.000.0511635.95

4.2.1TD-SCDMA无线网络容量估算公式

对于上行链路单一业务，在理想功率控制状态下，根据顾客C//的平衡方程为:

-

（i）.（l+（l+/Ji）.Np.吁（1/=7

其中，P为单顾客接受功率之和，-为激活因子，儿为联合检测对小区内干扰消除因

子，色为联合检测对小区间干扰消除因子，，为小区间接受功率之和/本小区接受功率

之和。

由（3-1）得极限顾客数为

（1一团3+©“

“用户8一（1一口）（1+（1+人）」）3(3-2)

由（3-1）得负载因子为

lTo，alN（）

7=~=[（I-A）-（1+（1+Z?2）-i）-v--（1-A）-v]-（C//）rfg（3-3）

1total

下行链路与上行链路类似，只是小区内与小区间干扰因子■需要取整个小区内的平均

值，由于TDD系统与FDD系统之间干扰形式上的区别，不能用不一样基站到UE之间的损

耗差的平均值来替代，需要进行仿真确定。

4.2.2同频组网极点容量分析

4.2.2.1顾客均匀分布

由于i因子（即小区间接受功率之和/本小区接受功率之和）反应小区间干扰口勺影响，

对计算极点容量起重要作用.而i因子和详细的J无线环境，小区的I站间距，基站的高度、顾

客的分布等等都是亲密有关的，不一样条件下取值不一样。因此在计算极点容量的时候，假

设顾客在小区内是均匀分布的，同步针对不一样的i的取值进行分析。

而顾客在小区边界的时候，受到的小区间干扰最大，因此针对这种状况进行特定分析，

印顾客都处在小区边缘，重要是考虑某业务与否能成功从本小区切换到邻小区去，有几种使

用此类业务日勺顾客能成功切换。

下面的表格为在不一样i因子日勺状况下，同频组网时，上行的极点容最，顾客在小区内

均匀分布。

i=0.6i=0.7i=0.8i=0.9i=l

12.2kps语音UL8.948.427.957.537.15

16kpsPSUL4.984.694.434.193.98

32kpsPSUL2.602.452.312.192.08

64kpsCSUL1.761.661.571.481.41

64kpsPSUL2.152.021.911.811.72

128kpsPSUL1.421.331.261.191.13

384kpsPSUL1.421.341.261.191.14

同频上行极点容量

10.00

9.00■

1

8.00-^-i=0.6

7.00N

6.00-«-i=0.7

5.00XX___________________i=0.8

4.00

3.00___________________

2.00

1.00

0.00■■■1・■I

^//////

6靖sN赞F

下面的表格为在不一样i因了•的状况下，同频组网时，下行的极点容量，顾客在小区内

均匀分布。

i=0.6i=0.7i=0.8i=0.9i=l

12.2kps语音DL8.948.427.957.537.15

64kpsCSDL1.341.261.191.131.07

64kpsPSDL1.781.681.581.501.43

128kpsPSDL1.941.831.721.631.55

384kpsPSDL1.191.121.061.000.95

同频下行极点容量

4.2.2.2顾客均在小区边缘

对微基站周围三个邻小区进行加载，单时隙上8个语音顾客。

4.2.2.2.18个语音顾客加载

下行极点容量分析：

根据极点容量公式，并根据实际的ISCP和DPCHRSCP值可以估计下行极点容量如下

(其中ISCP和RSCP都是5分钟内的平均值)，可以看到，语音的理论估算比实际测试成果

好,CS64k业务和PS128k业务和实际测试成果比较吻合。由于分析的时候有也许有顾客掉

话，因此测量得到H勺ISCP不能保证非常精确，此外首先，对本小区语音顾客容量测试时，

由于只跟踪了一种顾客，有也许其他顾客I内功率在相对较低的水平，按一种顾客的RSCP

(mw)X6得到本小区内接受总功率口勺值也许偏大，同步假如有顾客掉话，其他顾客可以

得到相对较高H勺功率，导致i偏小。最终导致极点容量偏高。

小区内接

容量(单时隙用

ISCP(dB)RSCP(dBm)受总功率i

极点顾客数)

(mw)

CS12.2-87.70291-89.081527.41E-090.22893311.64

CS64-89.31643-93.197769.58E-101.2220910.97

|PS128|-90.01117|-87.46649|1.79E-09|0.556586|1.99|

上行极点容量分析：

小区内接容量(单

小区间接受

RSCP(dBm)RSSKTS2)(dBm)受总功率i时隙用极

总功率(dBm)

(mw)点户数)

CS12.2UE1-77-711.197E-07-4.02829E-08-0.33648821.560921

CS64UE2-85-789.472E-096.37708E-090.67326661.6861245

PS64-91-897.943E-104.64597E-100.58489321.4286765

可以看到，对CS64k业务和PSI2k业务理论计算和实测成果还是比较吻合，不过12.2k

业务的极点容量推导不小于实测的成果。对于12.2k业务，在远点顾客都集中在一起，同频

组网时互相之间以及小区间的J干扰比较大，因此，各个顾客都提高功率，导致到达基站的接

受功率尚有-77dB,因此，最终导致掉话。而根据单个顾客艮I功率来估计也许会导致本小区

接受总功率偏大，从而导致i偏小。

4.2.2.2.22个PS64k业务顾客加载

对微基站周围三个邻小区进行加载，拨2部PS64k业务，一部上传，一部下载。

下行极点容量分析：

根据极点容量公式，并根据实际的ISCP和DPCHRSCP值可以估计极点容量如下(其

中ISCP和RSCP都是5分钟内U勺平均值)，和实际测试成果比较吻合。

小区内接

容量(单时隙用

ISCP(dB)RSCP(dBm)受总功率i

极点户数)

(mw)

CS64-85.79518-88.255312.989E-090.881C1541.14

2CS64-88.64753-88.614752.751E-090.49624031.44

PS64-90.77781-93.197879.577E-100.87292491.52

2PS64-90.73878-90.178881.919E-090.43952171.98

PS128-93.41463-82.810915.235E-090.087C2182.86

PS384-92.93656-81.515247.055E-090.072C8881.77

上行极点容量分析:

小区间接容量(单

小区内接受

RSCP(dBm)RSSKTS2)(dBm)受总功率i时隙用极

总功率(mw)

(dBm)点户数)

CS64UE2-91-851.58866E-091.574E-090.99053591.417375

PS64/64-90-850.1.162E-090.58113882.1761808

PS64/128-95-953.16228E-10002.2642996

PS64/384-95-943.16228E-108.188E-110.25892541.8035114

可以看到，PS64k业务比实测成果稍好，CS64K业务和实测成果比较吻合。

4.2.2.3结论

可以看到，在同频组网的时候，12.2K业务II勺顾客只能同步保持5〜6个；CS64k业务

的顾客能接入两个，不过不能满足规定的BLER,并且不能长时间保持；PS64k业务的顾客

能接入两个，不过不能满足规定的BLER和下载速率；能正常接入并保持1个PSI28K业务；

能正常接入并保持1个PS384K业务。

4.2.3异频组网极点容量分析

异频组网时，微基站和周围日勺宏小区采用不一样日勺频率。由于基站发射机和接受机存在

滤波间隔，至少是33dB,会消除较大部分异频干扰。受到的干扰会很小，因此考虑i因子

为0。下面的表格为异频组网时，下行的极点容量，顾客在小区内均匀分布。

极点容量

业务类型链路类型

i=0

12.2kps语

DL14.3059

音

64kpsCSDL2.14919

64kpsPSDL2.85157

128kpsPSDL3.10446

384kpsPSDL1.89944

下面的表格为异频组网时，上行日勺极点容量，顾客在小区内均匀分布。

极点容量

业务类型链路类型

i=0

12.2kps语音UL14.31

16kpsPSUL7.97

32kpsPSUL4.16

64kpsCSUL2.82

64kpsPSUL3.44

128kpsPSUL2.26

384kpsPSUL2.27

从上面H勺分析可以看出，在异频组网时，微基站容量能到达满容量。

4.2.3.1实测成果

通过实际测试，对部分邻区打桩，部分邻区真实加教，对12.2K业务的单顾客进行覆盖

测试，下行观测在TS4的ISCP,发目前一105dB左右，和空载（ISCP在-104dB左右）相比

没有变化。如下图，其中ISCP比较高的个别点是由于在基站近处，UE接受到H勺RSCP比

较强，影响了ISCP的测量精确性。

雪图-口逐

|♦——10.巨学龙122K覆盖三—2006111212X)61112"JDTM8101C1)・nm#HSCP4|

•98

-100

君3

P

-104

-106

•100

13:35:0013:36:001337:0013:380013:39:001340:0013:41:0013:42:0013:43:0013:440013:45:0013:46:0013:47:0013:48:00

Tire

上行观测在TS2的ISCP,发目前一UOdB左右，和空载（ISCP在JlOdB左右）相比没

有变化。下图是上行的ISCP图：

空载时上行ISCP：

叶障干扰功至ISCP

37643764

-83

-106-------1"即……-TH.0Q…・3■•69・・卜・斗”；第…—m,oo……”44/&-wgrsa

-117

-128

6080100120140160180200

TS3.TS4.TS5.TS6.

邻小区异频加载时上行日勺ISCP

打原干扰功刊SCP

TS5.TS6|

在本小区近点和远点分别进行容量加载，都能上满8个语音顾客。阐明异频的干扰基本

可以忽视。

4.2,3,2结论

分别在近点：P-CCPCHRSCP：-64^74dBm；中点：P-CCPCHRSCP：-75dBm；远

点：P-CCPCHRSCP：-80〜-95dBm进行容量测试。

测试成果：能正常接入并保持8个12.2K业务的顾客；能正常接入并保持I个PSI28K

业务，下载速率能到达128Kbit/s；能正常接入并保持2个PS64K业务，下载速率均能到达

64Kbit/s；能接入并保持两个CS64k业务的顾客，通话过程中上下行W、JBLER到达0%。和

理论分析一致，阐明异频组网完全可行。

4.3解调特性

4.3.1下行链路解调特性汇总

业务类型BLERSIR（同频加载）SIR（异频环境）

12.2kps1%1212

64kpsCS0.10%1314.5

64kpsPS5%9.511

128kpsPS5%98

38妹psPS5%4.59.5

根据终端的J实现，SIR=（RSCP/ISCP）XSF,其中ISCP是联合检测之前的J干扰，从上

面日勺解调特性来看，对某类业务，要到达相似日勺误码率，异频需要到达『、JSIR比同频高。一

原因是异频日勺干扰信号通过ACLR和ACS,落到本小区基本上无干扰，这从前面日勺异频加

载测试也能看出来，在异频环境下，周围3个邻小区100%真实加载，ISCP并没有明显的变

化。而同频加载的状况下，尚有很大一部分是联合检测可以消除的干扰。由丁-SIR是联合检

测前测到，因此，要到达相似的误码率，异频需要到达的SIR比同频高。假如SIR是联合

检测后的J值，那么，要到达相似的误码率，异频需要到达H'、JSIR和同频相似。

4.3.2上行链路解调特性汇总

业务类型BLERSIR（同频加载）SIR（异频环境）

12.2kps1%109

64kpsCS0.10%910

64kpsPS5%9.59.4

根据NodeBH勺实现，SIR是联合检测之后测量得到的，类似于SNR。因此上行的解调

特性同频和异频基本没有差异。

5微基站的提议

5.1微基站功率的提议

从第4节的链路预算成果中,可以看出.在微基站既有功率只有IWH勺状况下，微基站

在室外口勺补盲范围是比较小的，假如要到达单天线单载波的)覆盖半径，即室外覆盖半径为

400米，室外信号穿透后室内覆盖半径为110米，则需要增长微基站的I发射功