室内分布系统规划设计手册
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一、室内覆盖发展历程

从1995年商用至今的二十余年,室内覆盖总体上可分为3个具有代表性的阶段,即初期补盲阶段、优化发展阶段以及协同规划阶段。

(1)初期补盲阶段。国内的民用移动通信业务起步于1995年,网络建设当时的目标主要是实现室外的连续覆盖,网上移动用户数量很少,对系统负荷以及业务质量的要求也是偏低的。因此,在移动通信起步的初始阶段还没有对室内覆盖的具体需求。随着移动通信技术的发展,手机的普及以及移动用户数量的逐步增加,用户行为习惯从过去在室内使用固定电话,在室外使用手机,逐步转变为在室内外都使用手机。用户行为习惯的改变,使得建筑物室内的网络覆盖质量越来越受到关注,用户对网络的要求也在不断提升。为了实现各种室内场景下的信号覆盖,刚开始多是直接采用直放站的形式引入室外信源信号,在实际操作中缺乏统一的规划指导,建设方案简单,只要能达到补盲目标覆盖区域的目的并提供语音和短信业务即可,该种方式也一直是网络建设初级阶段的核心建设思路。

(2)优化发展阶段。在2000—2009年近10年的发展中,随着移动通信技术的不断成熟,移动通信网络布局的逐步完善,移动用户数量获得了持续稳定的快速增长。同时,伴随着计算机、IT互联网技术的飞速发展,使得只提供语音和短信业务的室内覆盖已不能满足用户的需求。网络的建设不仅要满足不断增长的用户数量和业务需求,还需保障用户接入网络后的通信服务质量要求,并要提供一定的数据接入服务能力。这一阶段,室内网络覆盖建设的重要性逐步得到关注,对其建设的重视程度也逐渐达到与室外网络建设相同的级别。对于所建设的室内覆盖系统,其作用已经不仅仅是补盲,更加关注提升室内网络覆盖质量、有效地吸收话务量,从而分担室外基站的业务负荷。其间,室内覆盖系统开始使用基站(宏蜂窝、微蜂窝等)作为室内覆盖系统的信号源,并且引入监控系统,提升网络运行质量。另外,室内覆盖系统的新技术、新方法不断涌现,如覆盖收缩、小区分裂、多频段引入、新型设备器件等,也逐步应用到室内覆盖系统的建设中。

(3)协同规划阶段。2009年1月,工业和信息化部(后面统称工信部)正式向中国移动、中国联通和中国电信三家运营商发放了3G牌照,中国正式进入3G时代。随后,在2013年12月工信部又向三家运营商发放了4G的TD-LTE牌照,并在2015年2月又向中国电信和中国联通发放了FDD-LTE的经营许可。这一阶段的特点是多种制式的通信网络并存,并且频段范围从GSM的900MHz到TD-LTE的2.6GHz。这就要求在室内覆盖系统设计时需要考虑同时兼容各种制式、各种频段的通信系统。伴随着国家铁塔公司的成立,为深入贯彻国家对电信基础设施共建共享以及节能减排的要求,在提升网络性能的同时,室内覆盖系统逐步要求多制式网络共享合路的方式进行建设,以充分节约投资。与此同时,为提升网络整体效果,各电信运营商也越来越关注室内外网络的协同规划,以及多制式网络的统一规划设计,逐步将室内覆盖系统建设纳入室内外整体网络一并规划。

二、室内覆盖现状

现有的室内覆盖系统由于受到室外基站信号渗入室内的影响,大部分室内业务无法有效吸收,仍被室外宏站分担,所建设的室内覆盖系统利用率不高,进而引发室内覆盖系统建设投资回收周期长、投入产出比低的问题。另外,考虑到现阶段多网络制式的共同接入、共建共享和节能减排的要求,多网融合的室内覆盖建设势在必行。

经过多年对2G/3G网络的研究,当前的电信运营企业、科研院所及相关专业公司对传统的室内覆盖规划建设都有了较为深入的认识。但是,为了更好地适应现阶段的LTE室内覆盖建设需求和不久的将来的5G室内覆盖,就必须充分考虑到当前LTE网络以及未来5G网络的架构、技术、运行等特点,把现阶段的理论研究成果更多地用于工程实践,以起到良好的指导作用。

除此之外,当前室内覆盖还需要克服一系列的挑战,主要有:室内外无线信号传播预测、容量分析、泄漏控制、切换问题、监控维护以及室内外协同等。由于建设环境复杂,各种室内场景的结构、材料等对移动通信信号的传播会产生很大影响。在业务繁忙、人流密度大的各种大型室内场所,室内覆盖系统的容量可能不足以满足需求。泄漏和切换问题则要求对网络进行优质的规划设计,尽量避免信号的泄漏和频繁的切换。室内覆盖系统监控维护定位困难、实时性差以及物业协调难,导致室内覆盖系统的网络优化和维护工作难度均高于室外网络。室内外协同则要求使用灵活多样的技术手段,对室内外网络进行统一的规划设计。

总体上看,虽然现阶段的室内分布建设尚有不少问题有待解决,但是从未来趋势进行分析,室内覆盖的建设需求仍然迫切。技术手段的不断进步、建设策略的优化以及管理的规范,都有助于形成更加高效且科学合理的室内覆盖建设体系,从而全面提升网络性能和用户感知。

三、室内覆盖未来发展

从中长期来看,建设室内覆盖系统是电信运营企业增强信号覆盖、提升用户体验感知、优化网络质量和性能的行之有效的手段,对于打造一张全方位综合覆盖的优质网络有重要的保障意义。同时,大力建设室内覆盖还有助于提升品牌效益、增加用户黏性、促进市场发展。但是,由于室内覆盖复杂多变的环境状况和条件限制,要求在控制好经济成本的情况下做好覆盖,同时也要求充分发挥新技术、新方法的优势,提高工程建设质量,产生良好的经济效益。

从室内覆盖的未来发展进一步来看,伴随着移动通信技术的持续发展和演进、移动用户数量的持续增长,海量的信息和数据流量将更为集中地发生在人们活动密集的室内区域。网络负荷的加大以及业务需求井喷式的增长,使得室内场景不可避免地成为网络覆盖的热点区域,因此建设更加优质化的室内覆盖也成为必然趋势和要求。

在移动通信覆盖日益重要的大背景下,广州杰赛通信规划设计院在十多年从事室内覆盖系统规划设计所积累的丰富经验的基础上,及时编著了该本《室内分布系统规划设计手册》,将为移动通信网络建设同仁提供宝贵的参考借鉴。


中国电子学会广东分会天线与电波传播专业学会主任委员

广州杰赛科技股份有限公司总裁

博士