扩展型皮基站室内覆盖应用研究

1 引言

随着不限流量套餐的全面推出，用户行为发生了很大变化，特别是对流量数据业务的需求不断增长。经统计，高流量业务主要发生在室内，保证室内深度覆盖的边缘场强，确保用户体验，这对深度覆盖提出更高要求。

传统的室分系统，大量使用无源器件和馈线，施工周期较长，同时也带来了较多的隐患故障点。相比而言，双模分布式Femto小基站易部署、末端可监控，能够更加快速有效发现和定位故障点。另一方面，传统室分系统存在部署点位不确定，设备不兼容5G演进的问题，而皮基站较方便地引入5G，综合考虑经济效益、保护投资与业务演进需求，容量型场景应优先采用皮飞站建设[1]。

2 扩展型皮基站室内覆盖方案

2.1 扩展型皮基站特性

扩展型皮基站是一种小型低功率企业级基站，由扩展型主机（母机）、扩展型交换机、扩展型从机(子机)组成，通过固网宽带接入到移动核心网，为用户提供LTE移动通信信号覆盖，实现精确、深度覆盖，提升网络对数据业务的上网体验，同时还能吸收热点话务，为宏网络数据分流。

以某厂商Super-Cell扩展型皮基站为例，简述扩展型皮基站的组网原理，如图1和图2所示。

Super-Cell主要由母机和子机构成，母机和子机之间采用标准以太网连接，母机通过以太网拉远子机，系统容量由母机提供，子机提供无线覆盖，从而实现小基站分离的系统架构。利用母机的SON功能，实现整个系统的智能化，可以根据区域的业务量的负荷动态调整无线资源，支持小区分裂或者合并，满足潮汛效益，达到C-RAN的效果。

图1 某厂商Super-Cell系统架构示意图

图2 某厂商Super-Cell基本组网示意图

通过不同组网配置方案满足不同容量场景需求（如表1所示）

表1 某厂商Super-Cell组网配置方案

2.2 扩展型皮基站室内覆盖试点案例

（1）物业点情况（如图3所示）

室内覆盖试点物业为某市荣一商住两用商场，主要为各类教育培训机构。二楼4G信号覆盖差，多数区域仅有2G覆盖。

图3 物业点位置及外观图

（2）站点建设方案

采用某厂商LTE扩展型皮基站系统Super-Cell解决方案对二楼区域进行室内4G信号覆盖。某厂商LTE扩展型皮基站系统Super-Cell形态为X86子母机系统，子机采用POE供电，同步方式为GPS同步，站点传输采用PTN组网与核心网对接。根据站点实际情况，采用1台母机+14台子机的组网方式，设备部署如图4和图5所示。

图4 组网示意图

图5 设备布放示意图

主机安装于二楼配电房，子机安装于过道及房间墙壁 顶部，安装示意图如图6和图7所示。

图6 母机安装示意图

图7 子机安装示意图

（3）测试结果

扩展型皮基站部署后测试RSRP及SINR情况（如图8和图9所示）

图8 RSRP测试图

部署扩展型基站后，东湖教育城RSRP>-105 dBm 的覆盖区域，相比部署前，提升了94.66%。

图9 SINR测试图

部署扩展型基站后，东湖教育城SINR均值为28.85 dB，SINR覆盖提升100%。测试上行下载业务情况（如表2和表3所示）从下载测试数据可见，在站点多用户使用的情况下，近点下行速率可达96.2 Mbit/s。

表2 下载业务速率测试

表3 下载业务速率测试

通过以上测试前后对比分析，扩展型皮基站建成后，在规划覆盖区域内信号覆盖质量相比部署前RSRP提升97%，SINR提升近100%，测试下行业务速率高，能较好地满足该区域用户业务需求，有效提升用户的业务感知。

根据实际试点建设情况，总结扩展型皮基站优势如下[2]：

（1）回传便利性。扩展型皮基站支持GPON和PTN两种回传方式，更加灵活便利，特别是在写字楼、商业楼宇、宾馆酒店等具备宽带和IP资源的场景，可以快速实现建网补盲。

（2）设备可监控。每一节点都可视可管理，相对于传统室分天馈无法监控的问题，故障易发现，问题易定位。

（3）信号利用率高。末端节点功率可设，没有任何损耗，全部用于深度覆盖，相对于传统室分信号随着合路器/功分器/馈线一路衰减， 越到末端信号越弱，信号利用效率更高。

（4）施工简易。天线美观，同时采用网线布线，相对于传统室分施工周期可缩短40%以上。

2.3 扩展型皮基站与分布式基站建设成本对比

为对比扩展型皮基站与分布式基站的建设成本，以8 000平方米写字楼场景建设作对比，考虑分别采用A厂家分布式皮飞站、B厂商扩展型皮基站Super-Cell以及C厂商扩展型皮基站进行室内覆盖，对比三者建设成本如表4所示。根据表4分析，扩展型皮基站造价与传统室分系统及厂家的分布式皮飞站设备相比有一定的价格优势。进一步考虑覆盖面积的影响，根据试点经验，按每子机平均覆盖半径12.5米计算并对比不同覆盖面积下采用分布式皮飞站方案与采用扩展型皮基站每平米造价，如图10和图11所示。

表4 扩展型皮基站与分布式基站建设成本对比

图10 LTE单模建网扩展型皮基站与分布式皮基站单位造价对比

图11 LTE双模建网扩展型皮基站与分布式皮基站单位造价对比

在中等人口密度（8～10平方米/人）的场景，LTE单模扩展型皮基站建网平均每平方米造价约7块，双模建网平均每平方米造价约9块；相同场景下，单模建网扩展型皮基站较分布式皮站平均单位面积造价低30%，双模建网时，扩展型皮基站较分布式皮站平均单位面积造价低50%，随着覆盖面积的减少，扩展型皮基站建设成本优势逐渐加大[3]。

根据试点应用结果分析，扩展型皮基站主要适用于10 000平米以内的场景，不建议大面积广覆盖场景使用，譬如大型场馆。主要原因在于扩展型皮基站为单载波、20M的设备，对于大型场景的覆盖，在满足覆盖面积及容量的综合因素下，需要使用多套设备才能满足需求，建设成本将大幅上升，且需要使用多套传输资源。建议此类设备主要应用于中小型的室内场景覆盖。

3 总结与展望

通过试点验证及建设成本分析，扩展型皮基站具备易部署、易维护、易优化、低损耗、低功耗等优点，10 000平米以内的中小场景下，相对分布式皮站建设成本较低，综合投资及业务发展考虑，建议存在容量需求的中小型场景优先采用扩展型皮站建设。