精品案例高校场景pRRU规划建设指导书.docx
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精品案例高校场景pRRU规划建设指导书
高校场景pRRU规划建设指导书
1背景2
2校园场景特点2
3规划原则3
4pRRU方案设计5
4.1覆盖能力测算方法5
4.2容量能力测算方法7
4.2.1用户感知速率评估7
4.2.2容量估算9
4.3典型场景覆盖能力汇总10
4.3.1学生宿舍楼10
4.3.2行政楼11
4.3.3教学楼12
4.3.4图书馆13
4.3.5食堂14
4.3.6体育馆15
4.4干扰控制设计15
4.4.1pRRU小区与宏站间干扰控制15
4.4.2pRRU小区间干扰控制16
5pRRU优化策略18
5.1覆盖优化18
5.2邻区优化18
5.3室内外异频组网19
5.3.1空闲态重选策略20
5.3.2连接态切换策略20
5.3.3异频场景参数配置建议20
6pRRU分裂扩容22
1背景
随着电信在校园内推出各种优惠套餐,校园内电信用户数量及用户日均流量迅速增长。
校园内高负荷小区的数量持续增加,扩容压力巨大。
简单的在现有宏站上加载频已经无法满足校园内容量需求,新增宏站则存在选址困难、宏站间干扰严重等问题。
传统室内分布系统也存在馈线接头多、施工困难、维护摸查难、网络质量无法监控、扩容难度大等难题。
pRRU做为一种新型的有源室内分布系统具有网络结构简单,施工维护方便,有源设备可网管监控,扩容简单等优点,可以有效的替代传统室内分布系统。
本指导书旨在明确pRRU在校园场景的规划原则及应用方案,推动pRRU落地应用,提升室内深度覆盖。
2校园场景特点
校园内的建筑按照功能可细分为:
教学楼、宿舍楼、行政楼、食堂、图书馆、大礼堂、体育馆等小场景,不同场景的特点如下:
(1)教学楼:
隔断较多,教室面积加大,窗户较大,收室外宏站信号影响较大,上课期间接入用户多;
(2)宿舍楼:
隔断较多,宿舍面积小,房间穿透损耗大,通常不具备设备进房间的条件,夜间业务流量较高;
(3)行政楼:
隔断较多、办公室面积小,流量需求较小;
(4)食堂、图书馆:
室内开阔,传播损耗较小,业务高发期间流量需求较大;
(5)体育馆:
学校体育馆一般较小,看台及赛场区域空旷无阻挡,突发用户量大。
表2-1高校典型场景产品选型
高校场景
建筑特点
业务特点
话务模型
产品选型
宿舍楼
隔断最多
高速数据业务为主(如视频)
接入用户多
数据业务高
内置天线pRRU、外置天线pRRU
教学楼/行政楼
隔断较多
低速数据业务为主(如微信)
接入用户多
数据业务中
内置天线pRRU
图书馆
环境开阔
中高速数据业务为主(如网页浏览、视频)
接入用户多
数据业务高
内置天线pRRU、外置天线pRRU+定向天线
食堂
隔断较少
中高速数据业务为主(如网页浏览、视频)
接入用户多
数据业务高
内置天线pRRU、外置天线pRRU+定向天线
体育馆
无隔断
突发业务量大,平时业务量小
突发用户多
数据业务高
内置天线pRRU、外接天线型pRRU+定向天线\窄波束天线\赋型天线
3规划原则
针对高校场景的特点,站点规划总的原则是“统一规划,宏微结合,分区设计”,校园内道路、操场等室外区域使用宏站覆盖,室内高话务需求使用pRRU解决。
如下图所示:
图3-1校园场景建设方式示意图
pRRU规划要点包括:
(1)优先采用室内外异频组网:
整体规划校园的频段组网,即在室内采用高频段覆盖吸收话务,在室外采用低频段满足整网连续覆盖及NB需求,室内高话务区域采用多小区划分。
图3-2室内外异频组网示意图
(2)校园内室分建设欠缺,需要宏站覆盖建筑室内,pRRU仅覆盖部分建筑时,室内外同频,需要调整宏站,避免宏站覆盖到室内或在室内形成大面积覆盖较强区域,使室内用户优先驻留在室内小区。
(3)结合PRRU覆盖能力及覆盖区域容量需求合理规划PRRU布放密度;宿舍楼、办公楼等隔断较多的场景单PRRU覆盖面积较小,单个PRRU覆盖区域内用户数较少,PRRU布放密度由PRRU覆盖能力决定;大型教室(学生人数超过200人)、礼堂、食堂、报告厅等大开间单PRRU覆盖面积大,单个PRRU覆盖区域内用户数较多,PRRU布放密度需考虑该区域需要规划的小区数量。
注:
PRRU覆盖能力参考4.2节,小区数量需求参考4.4节
(4)充分使用pRRU小区合并和分裂优势,在规划时预留未来2年话务增长后扩容需要的小区资源,前期容量需求不高时进行PRRU小区合并,后期容量增加需要扩容时直接后台进行小区分裂。
图3-3pRRU小区分裂合并示意
(5)合理设置小区边界,减少室内小区间干扰。
学生宿舍、教学楼、行政楼等多隔断场景优先利用楼板、墙体、拐角等物理隔断做为小区边界;食堂、报告厅等空间开阔,需要分裂多个小区的场景使用PRRU外接定向天线方式控制小区边界。
4pRRU方案设计
4.1覆盖能力测算方法
覆盖能力估算,是根据对频点、带宽、子帧配比、边缘速率的需求,和对部署环境的调研(主要是建筑类型、室内穿损估计),通过链路预算来进行覆盖能力评估(覆盖半径),从而为现网覆盖设计提供输入。
然后根据室内地图,推算覆盖、容量(这里要综合考虑初期容量需求和后期扩容策略)平衡的情况下的初始站点规模。
根据不同的穿透损耗、边缘场强、边缘区域设计速率,从上、下行方面计算PRRU最大覆盖半径。
1.覆盖指标:
LTEFDD指标:
覆盖门限RSRP≥-105dBm,SINR≥3dB
CDMA覆盖指标:
导频功率≥-82dBm,Ec/Io≥-10dB
上述指标的面积覆盖率为≥95%
2.室内场景链路预算
LTE链路预算采用国际电联ITU-RP.1238-6建议书的传播模型,用于规划频率范围在900MHz到100GHz内的室内无线电通信系统。
基本模型公式如下:
Ltotal=20log10f+Nlog10d+Lf (n)–28dB+LNFmarg+BPL
其中:
N:
距离功率损耗系数,校园场景取28
f:
频率(MHz)
d:
基站和便携终端之间的距离(其中d>1m)
Lf:
楼层穿透损耗因子(dB)对平层可不考虑
LNFmarg:
阴影衰落,学校场景取10
BPL:
介质损耗
表4-1不同介质穿透损耗
介质
介质损耗
玻璃
6~12
石膏天花板
6
铝合金天花板
20
普通砖混隔墙(<30cm)
8~15
普通砖混隔墙(>30cm)
15~20
金属
30
混凝土水泥墙
25
电梯
35~40
表4-2不考虑楼层穿透、介质穿透损耗时空间损耗
频段距离
5m
10m
15m
20m
30m
800MHz
59.63
68.06
72.99
76.49
81.42
2100MHz
68.01
76.44
80.03
83.53
88.46
结合PRRU发射功率2*100mw,室内传播模型,可算出不同场景PRRU覆盖半径如下表所示:
表4-3不同场景PRRU覆盖半径
FDD-LTE2100
参数
无明显遮挡的非视距
穿透一堵墙
穿透两堵墙
停车场
频谱带宽(MHz)
20
20
20
20
RB数
100
100
100
100
信号源(单载频)发射功率(mW)
100
100
100
100
信号源(单载频)发射功率(dBm)
20.00
20.00
20.00
20.00
天线口RE或导频发射功率(dBm)
-7.8
-7.8
-7.8
-7.8
天线跳线插损(dB)
0.5
0.5
0.5
0.5
天线增益(dBi)
0
0
0
0
移动台接收天线增益(dBi)
0
0
0
0
天花板穿透损耗(dB)
0
0
0
0
边缘RSCP/RxLev要求(dBm)
-105
-105
-105
-110
阴影衰落余量(dB)
10
10
10
10
每层墙壁损耗(dB)
10
10
10
5
墙壁层数
0
1
2
1
最大允许的空间损耗(dB)
86.7
76.7
66.7
86.7
覆盖估算
中心频率(MHz)
2100
2100
2100
2100
覆盖半径(m)
52.9
23.3
10.2
52.9
4.2容量能力测算方法
pRRU可自由的对PRRU进行小区合并及分裂,最小可以把1个PRRU设为1个逻辑小区,最多可以支持BBU同一光口上级联的4级PB下挂的32个PRRU小区合并。
在进行pRRU规划时需考虑单个PRRU覆盖区域内的容量需求,单个PRRU覆盖区域内容量需求不能超过1个小区的容量需求。
需要对覆盖区域进行容量规划,满足覆盖区域内容量需求。
4.2.1用户感知速率评估
用户感知速率是指满足用户使用一定业务需求所期望达到的速率,主要受占用的小区容量、业务类型、用户数等因素影响。
当前无线数据业务大致分为如下几种业务类型:
即时通信、网页浏览、社交媒体、文件传输、视频、游戏、其他7种业务类型,不同的业务有不同的业务用户感知速率需求。
下表为不同业务感知速率基线
表4-4典型业务感知速率基线
业务类型
时延要求
速率基线取值
用户感知
网页浏览
<2s
1.2Mbps
网页浏览流畅
即时通讯
<2s
256Kbps
实时流畅
社交媒体
<0.5s
2.5Mbps
流畅无延时
720P高清视频
<3s
5Mbps
流畅无卡顿
网络游戏
<100ms
512Kbps
流畅无卡顿
文件传输
<3s
10Mbps
下载速度快
其他业务
512Kbps
同一时刻不同用户会产生不同的业务行为,用户业务综合感知速率可以较为准确的反映全网用户业务行为。
用户业务综合感知速率需要综合考虑业务基线速率和业务占比,用户业务综合感知速率的表达式为:
用户业务综合感知速率=∑(业务i用户感知速率基线*业务i占比)
下图为高校场景业务占比
图4-19高校场景不同业务占比
基于以上分析,结合高校场景业务占比统计结果,算得用户业务综合感知速率。
表4-5用户业务综合感知速率
业务类型
用户感知速率基线
业务占比
感知速率
网页浏览
1.2Mbps
42%
0.504Mbps
即时通讯
256Kbps
4%
0.01Mbps
社交媒体
2.5Mbps
11%
0.275Mbps
720P高清视频
5Mbps
16%
0.8Mbps
网络游戏
512Kbps
4%
0.02Mpbs
文件传输
10Mbps
6%
0.6Mbps
其他业务
512Kbps
17%
0.085Mbps
综合业务
-
2.3Mbps
表4-6不同忙时激活用户占比时单小区支持用户数
参数编号
参数名称
A
单小区容量(Mbps)
80
80
80
B
单用户平均速率(Mbps)
2.3
2.3
2.3
C
单小区支持同时在线用户数
34
34
34
D
忙时激活用户占比(%)
30%
25%
20%
E
单小区支持用户数
114
136
170
根据每小区支持用户数,控制每个小区覆盖范围内的接入用户数。
4.2.2容量估算
结合用户业务综合感知速率评估结果、电信用户占比、忙时激活用户数、单小区容量等参数进行容量估算。
表4-7容量估算表
参数编号
参数名称
参数说明
A
总人流量
建筑内总人数(高峰期)
B
电信用户占比(%)
C
LTE用户量
A*B
D
忙时激活用户数占比(%)
参考现网统计结果
E
忙时激活用户数
C*D
F
单用户平均速率(Mbps)
2.3(参考话务模型)
G
总容量需求(Mbps)
E*F
H
频谱效率
4Hz/bit(系统仿真结果)
I
小区平均带宽(M)
20
J
单小区容量
80(H*I)
K
最低小区数需求
(G/J)
表4-8经济管理系楼容量估算表
1F
2F
3F
4F
用户人数
210
450
450
390
电信用户占比
20%
30%
50%
100%
20%
30%
50%
100%
20%
30%
50%
100%
20%
30%
50%
100%
电信用户数
42
63
105
210
90
135
225
450
90
135
225
450
78
117
195
390
激活用户比
20%
20%
20%
20%
激活用户数
9
13
21
42
18
27
45
90
18
27
45
90
16
24
39
78
单用户速率Mbps
2.3
2.3
2.3
2.3
总容量需求Mbps
21
30
49
97
41
62
104
207
41
62
104
207
37
56
90
180
单小区容量Mbps
80Mbps
80Mbps
80Mbps
80Mbps
小区数量需求
1
1
1
2
1
1
2
3
1
1
2
3
1
1
2
2
选取福州大学至诚学院经济管理系楼做为容量规划案例。
根据电信用户的发展,可按电信用户占比20%、30%、50%、100%不同阶段计算教学楼内容量需求。
4.3典型场景覆盖能力汇总
4.3.1学生宿舍楼
学生宿舍主要有单边宿舍和双边宿舍两种结构,按边缘RSRP≥-105dBm规划。
1、单边宿舍
单个pRRU约覆盖单侧4间宿舍(卫生间靠近走廊场景为3间):
将内置天线的pRRU竖直安装(优先走廊外侧竖墙,尽量远离桥架等遮挡),面朝宿舍。
如下图所示:
图4-1单边宿舍PRRU布放示意
2、双边宿舍
单个pRRU约覆盖两侧共8间宿舍(卫生间靠近走廊场景为6间):
将内置天线的pRRU安装在走廊吊顶下方。
如下图示:
图4-2双边宿舍PRRU布放示意
图4-3学生宿舍楼RSRP测试结果
4.3.2行政楼
行政楼为多隔断场景,办公室面积较小,按边缘RSRP≥-105dBm规划。
PRRU安装在走道吊顶下方,覆盖走道两侧办公室。
PRRU间距25米左右,会议室及领导办公室等重点区域建议单独布放一个PRRU。
如下图所示:
图4-4行政楼PRRU布放示意图
图4-5行政楼RSRP测试结果
4.3.3教学楼
教学楼内教室大小不一,根据教室大小可分成小型教室、中型教室、大型教室和学术报告厅4种,按边缘RSRP≥-105dBm规划。
(1)小型教室面积在100㎡以下,可容纳学生人数在50人左右,单个PRRU覆盖走道两侧4间教室。
(2)中型教室面积在150㎡-250㎡,可容纳学生人数在120人左右,单个PRRU覆盖走道两侧2间教室。
(3)大型教室面积超过250㎡,可容纳学生人数大于150人,教室内单独安装1个PRRU覆盖。
(4)学术报告厅面积大于500㎡,可容纳学生人数超过300人,报告厅内需要小区分裂,为控制小区间干扰,推荐采用外置天线pRRU+定向天线覆盖,覆盖距离为55米左右。
并根据容量需求划分小区数。
下图所示为教学楼PRRU布放
教室报告厅
图4-6教学楼PRRU布放示意图
图4-7教学楼RSRP测试结果
4.3.4图书馆
图书馆一般为不规则格局,环境开阔,隔断较少。
PRRU安装在吊顶下方,PRRU间距45米左右,如下图所示
图4-8图书馆PRRU布放示意图
图4-9图书馆PRRU测试结果
4.3.5食堂
学校食堂主要分为厨房区、售卖区及就餐区,厨房隔断多,就餐区空旷无隔断。
PRRU安装在吊顶下方,PRRU间距45米左右,如同一楼层食堂需要划分为多个小区,小区之间如果没有明显的物理间隔,采用外置天线pRRU+定向天线方式覆盖,覆盖距离为55米左右。
如下图所示
图4-10学生食堂PRRU布放示意图图4-11学生食堂PSRP测试结果
4.3.6体育馆
学校体育馆一般较小,看台及赛场区域空旷无阻挡。
观众席较少的场馆,容量需求较少,使用全向PRRU覆盖,PRRU间距45米左右。
观众席较多的场馆,容量需求大,需要划分为多个小区,使用PRRU外接定向天线覆盖,覆盖距离为55米左右。
下图为全向PRRU覆盖体育馆示意图:
图4-12体育馆PRRU布放示意图
4.4干扰控制设计
4.4.1pRRU小区与宏站间干扰控制
(1)pRRU部署后,对覆盖该建筑物的宏小区做RF调整,使宏站仅覆盖室外区域即可,减少对室内信号的干扰,例如降低天线挂高,调整天线朝向。
(2)通过宏站RF优化后,室内宏站信号仍然很强的情况可以采用室内外异频组网方式:
为降低pRRU和宏站之间的干扰,获得更佳的网络性能。
(3)切换参数设置,使用户从宏站切入室内小区更容易,从室内小区切入宏站更困难。
室内外同频组网时,调整pRRU和宏小区互配的邻接关系中的CIO参数。
室内外异频组网时,pRRU小区设置为高优先级让用户优先驻留在pRRU小区。
室内外小区间推荐如下切换策略:
a.室外宏站向室内pRRU小区的切换使用基于覆盖的异频切换A4事件
b.室内pRRU小区向室外宏站的切换使用基于覆盖的异频切换A5事件
图4-13室内外异频切换示意图
4.4.2pRRU小区间干扰控制
为了降低分布式微站逻辑小区之间的干扰,在满足容量和覆盖的前提下,应尽量减少相邻小区之间的重叠覆盖面积、使用尽量少的逻辑小区数量。
(1)分布式微站逻辑小区之间,应充分利用墙体、楼板、拐角等阻碍物隔离,避免视距直达。
实测证明:
走廊的直角拐弯对信号的衰减非常明显,直角拐弯后几米距离,信号强度下降幅度可达10~20dB。
视距直达的分布式微站之间,尽量合并为同一逻辑小区。
图4-14利用建筑拐角做为小区边界
(2)当分布式微站在每层部署时,要尽量避免部署点位相互错开,如下图,大多数建筑物的楼板穿透损耗不是很大,因分布式微站上下旁瓣的影响,当上下楼层的PCI不同时,则红叉处附近容易形成逻辑小区之间的切换区。
解决方法是,各层分布式微站的部署点位尽量一致。
图4-15点位相互错开部署方式的切换区
(3)空旷场景使用PRRU外接定向天线方式覆盖,控制小区边界。
如下图,建筑平层空旷无阻挡分为2个小区,PRRU外接板状天线,调整板状天线方位角控制小区间干扰。
图4-16PRRU外接定向天线控制小区间干扰
(4)室外宏站影响小的室内场景,使用1.8G+2.1G异频插花组网。
如下图,体育场观众席需要划分多个小区,小区间无隔断做为小区边界,使用2.1G+1.8G插花组网减少小区间同频干扰。
图4-17pRRU小区异频插花组网
(5)宏站对室内影响大且室内同一楼层需要划分多个小区的场景,室外使用1.8G覆盖,室内使用2.1G覆盖。
将2.1G的20MHz带宽拆分为2个10MHz的频段,频段1为2110MHz-2120MHz,频段2为2120MHz-2130MHz。
2个2.1G频段进行异频插花组网,如下图所示:
图4-18pRRU小区异频插花组网
5pRRU优化策略
5.1覆盖优化
pRRU因其自身特点,其覆盖有一定的针对性,pRRU一般是一体化覆盖,其天线与设备安装于同一位置,因此其覆盖效果受设备安装位置及安装方式影响较大,另外,由于pRRU功率较小,20MHz情况下RSRP输出最大仅为-10.8dBm,因此其覆盖范围一般较小。
对pRRU的覆盖优化主要是设备及天线安装、RS功率进行调整,调整规则如下:
1.pRRU与覆盖目标区域间尽量避免金属或实体墙等信号衰减较大的阻挡物;
2.pRRU天线一般垂直于地面安装,避免天线倾斜或天线横放;
3.20MHz组网情况下,设备RS功率最大为-10.8dBm,可根据目标区域覆盖情况适度调整;
4.若以上均已满足,但仍不能满足目标区域覆盖需求,则需增加pRRU进行覆盖。
5.2邻区优化
邻区优化主要目的是确保用户在pRRU小区之间或与一般宏站/微站小区之间来回移动时能保证业务的连续性,邻区优化包括邻区添加/删除、特殊邻区参数配置、邻区干扰规避等。
1.邻区添加/删除:
通过测试获取与pRRU小区相邻的小区信息,并与该pRRU的邻区列表进行对比,添加漏配的邻区,删除冗余的邻区。
2.特殊邻区参数配置:
(1)根据小区覆盖位置环境确定邻区配置为单向邻区或双向邻区,如对于高层楼宇的高层小区,pRRU一般建议配置与室外的单向邻区,仅可通过室外切换至室内,而在室内则尽量占用pRRU的信号,仅在出入口处与室外宏站配置双向邻区,保证用户室内外正常切换;
(2)根据切换情况设置切换值迟滞、时间迟滞及个体偏移等参数,确保切换及时并避免乒乓切换;
(3)对于异频切换、合理设置A1、A2值,避免过早或过晚开启异频测量。
3.邻区干扰规避。
(1)PCI优化,避免模三、模六干扰;
(2)对于相邻小区间隔离度过低导致的干扰,应通过调整pRRU位置或RS功率进行规避,必要时候可以引入异频组网。
5.3室内外异频组网
对于室内外异频组网场景,就没有同频组网场景下的室内外同频干扰,所以室内覆盖的质量要优于同频组网,同时室内外RF协同优化的难度要比同频组网要简单一些,同时同频的RF策略也同样适用于异频组网,这里就不再赘述。
另外异频组网场景下的异频测量的时机对连接态的速率有一定影响。
1.异频测量启动过晚
可能导致掉话或者由于没能尽早切换到覆盖质量更好的异频而无法享受更好的速率体验。
2.异频测量启动过早
在源频点小区信号质量不错的情况下过早的启动异频测量而降低了速率体验。
具体参数配置参见5.3.3章节
5.3.1空闲态重选策略
异频组网为了让用户更早的驻留在室内小区,让室内小区起到分流室外小区高话务的作用,同时室内异频覆盖信号质量比较好,尽早切换如室内小区也可以获得比较好的体验。
可以通过设置不同的优先级来实现优先驻留在室分系统下,也可以通过同优先级+不同的频间频率偏移值来实现。
优先级方式会简单一些。
具体参数配置参见5.3.3章节
表51频间偏移和小区重选优先级参数说明
5.3.2连接态切换策略
同样为了让用户更早的驻留在室内小区,让室内小区起到分流室外小区高话务的作用,推荐采用如下切换策略:
1.室外宏站向室内pRRU小区的切换使用基于覆盖的异频切换A4事件,使用户一进入室内就从宏站切换到pRRU小区;
2.室内pRRU小区向室外宏站的切换使用基于覆盖的异频切换A5事件,增加用户从pRRU小区向宏站切换的难度,使用户尽可能驻留在pRRU小区。
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