大型场馆无线覆盖U-DAS解决方案-V1.3

体育场馆概述•场馆的场景特征、类型•场馆无线覆盖重点问题分析U-DAS产品及组网方式介绍•U-DAS产品介绍•U-DAS网络结构场馆无线覆盖解决方案及其特点•场馆无线覆盖解决方案•场馆U-DAS无线覆盖解决方案特点专题分析●场馆天线覆盖方式分析●容量分配方式、电源管理方式场馆的场景特征场馆占地：面积大，跨度远，且大部分为空旷区场馆结构：大多四周有顶棚，且顶棚高用户分布：可容纳人数多，且用户密度严重不均，四周看台人多，中央场地人少场馆话务量：有活动时非常大，空闲时小场馆类型场馆分类1、按场馆占地面积分：大型体育类场馆：中央场地上空露天，场地内及部分看台信号可由室外宏基站覆盖。如图A。中、小型室内场馆：室内环境封闭，如图B、C、D。2、根据看台格局分：a、低层看台与高层看台间有明显分界。如图A、D。b、只有一层看台。如图B、C。图A图B图C图D分层标志场馆无线覆盖重点问题分析信源接入：多网共建，容量共享，设备集中覆盖设计：直视覆盖，减小人体损耗分区、切换设计：结合场馆格局、话务量分区设备安装：集中放置，便于管理电源供电：统一管理，节约电能网络监控管理：实时监控、排查故障大型场馆的无线传播环境和话务特点与写字楼、住宅小区等场景存在很大不同，具有独特性。备注：1、要具有灵活的载频分配机制，以适应话务量的变化。2、天线位置、角度安装合理，覆盖要充分，必须注意看台人体对信号的屏蔽效果，链路预算中人体衰减余量要大。3、多小区覆盖，且小区间切换应合理。4、应具有统一的电源管理系统，可随时开启和关闭覆盖系统，避免造成不必要的浪费。体育场馆概述•场馆的场景特征、类型•场馆无线覆盖重点问题分析U-DAS产品及组网方式介绍•U-DAS产品介绍•U-DAS网络结构场馆无线覆盖解决方案及其特点•场馆无线覆盖解决方案•场馆U-DAS无线覆盖解决方案特点专题分析●场馆天线覆盖方式分析●容量分配方式、电源管理方式U-DAS产品介绍无线业务接入单元-WAU：功能：多网合路平台安装位置：机房供电及功耗：无源主单元-MU：功能：调制、解调、E/O转换、DAS系统管理等安装位置：机房供电及功耗：AC220V/DC48V，30W数据业务交换单元-DAU：功能：为WFDS系统主单元侧提供数据接入和分布传输安装位置：机房供电及功耗：AC100V-240V;12W@4光口,16W@8光口远端单元-RU：功能：光电转换，射频放大等安装位置：场馆侧壁/弱电井供电及功耗：DC40V远供，0.5WRU输出功率：27dBm/制式板状天线：安装位置：场馆看台上空顶棚下或马道上扩展单元-EU：功能：分路扩展传输、系统监控、信息交换安装位置：机房/弱电井供电及功耗：AC100V-240V/DC48V，30W远端供电单元-PSU：功能：远端设备直流馈电安装位置：机房/弱电井供电及功耗：DC54V，540WU-DAS产品介绍U-DAS网络结构信源接入微功率输入：输入主单元功率0～5dBm信源可以采用宏基站、微蜂窝或RRU多种安装方式，节约机房数量；可将信源集中放置，远端用户共享容量，提高频率的利用率；容量调整便捷，可以大大减少容量与覆盖的相关性；分布式网络以光纤为传输介质，支持多级级联，可以达到远距离宽带传输具有宽带传输的特点，可整合运营商的多种业务，如GSM900、DCS1800、TD-SCDMA、WLAN等。光纤线缆施工简单，布放方便光纤资源为将来业务拓展提供带宽基础，具备长期的投资价值信号恢复微功率分布式系统多业务系统无线覆盖，组网灵活；宽带接入和无线覆盖由同一套系统完成端对端网络管理，对远端单元可以做到配置管理和故障管理；体育场馆概述•场馆的场景特征、类型•场馆无线覆盖重点问题分析U-DAS产品及组网方式介绍•U-DAS产品介绍•U-DAS网络结构场馆无线覆盖解决方案及其特点•场馆无线覆盖解决方案•场馆U-DAS无线覆盖解决方案特点专题分析●场馆天线覆盖方式分析●容量分配方式、电源管理方式场馆无线覆盖解决方案—信源接入1、多网共建，资源共享U-DAS既可针对单个运营商建设2G、3G和WLAN三网共享的室内分布系统，也可建设三个运营商共享的七网接入网系统，大大节约了投资成本和建设周期,也减少了重复建设带来的资源浪费。2、容量集中分配，设备集中放置：减少占用机房数量（详见：设备安装位置）。3、升级扩容方便只需在全业务接入单元WAU前增加相应的信源，网络传输和分布节点无需改变。场馆无线覆盖解决方案—覆盖设计覆盖设计为避免高密度人群对于信号的屏蔽和衰减效应，覆盖天线最好直视看台人群。如右图，上边的覆盖效果要大大缩水。下边的覆盖方式为合理的覆盖方案。合理的覆盖方式不合理的覆盖方式场馆分区、切换设计分区设计从建筑结构的特点去分区覆盖，使建筑结构对人流起到分离、隔离效果，避免小区间频繁切换。如右图，为场馆覆盖分区图。为避免频繁切换，可对信源的切换参数进行优化，如增大切换迟滞（丛林法则）等。切换边界图分区图主单元机柜扩展单元机柜扩展单元背板光纤接口墙壁安装方式场馆无线覆盖解决方案—设备安装位置设备集中放置于一个统一机房节约机房数量，降低租金；节约配套资源：供电，空调和传输；方便系统调整、升级、管理和维护；使用光纤进行分布传输柔性好，便于布放，便于安装线径细，占用管道资源少施工周期短DAUMUWAUEUPSUODF场馆无线覆盖解决方案—设备安装位置多制式远端单元RU：安装位置、方式:固定于场馆顶部槽道或侧墙壁挂天线安装位置在A点，天线信号与覆盖目标间无遮挡，直接通过自由空间传播，传播损耗小，覆盖均匀。定向天线的安装位置图场馆覆盖解决方案—电源设计电源设计因场馆内人流量随时间变化明显，大型场馆内通常会有室外宏基站信号进行覆盖，只有在举办大型活动时才会演变为“热点”，所以，可在无活动期间，关闭部分或全部覆盖系统，节约电力。电源系统的设计，采用树形结构，总控开关集中控制。区域1区域2区域3区域4区域5区域6总控开关MU1MU2MU6MU5MU4MU3MU7区域7场馆无线覆盖解决方案—网络监控管理网络管理、维护方便U-DAS系统配有功能强大的网管系统，可监控、管理有源设备、传输路由。通过网管系统，能及时发现和定位故障。这对于网络管理和后期的运维工作具有巨大的意义。相比其它无源合路系统的“瞎子管理”具有很大优势。U-DAS较传统方案优势—1信号利用率高，节约能源；微域控制，便于优化。可监控，不可管理可监控，可管理传统方式WFDS方式U-DAS较传统方案优势—2引入的噪声低，尤其对于WCDMA网络覆盖有积极影响。移动研究院对于传统直放站和U-DAS覆盖方式的低噪抬升研究报告。（TD-SCDMA）WCDMA是典型的自干扰系统低噪多抬升2dB，有多少客户无法识别？容量损失多少？下载速率？………U-DAS传统直放站U-DAS底噪抬升比较设备数量底噪抬升低噪抬升对比WFDS™传统方式对比0.75dB3.01dB1/41.40dB4.77dB1/4实例：江西南昌综合体育馆南昌国际体育中心项目选址位于红谷滩新区，东临赣江、西至丰和南大道、北临生米大桥高架引线，规划用地面积1045亩。南昌国际体育中心体育场设观众座位6万个，建筑面积11.1万平方米。体育场内设有含400米塑胶跑道和天然草皮的标准田径场；万人体育馆设固定座位8000个，活动座位2000个。设计方案如下图、左图示意：7/10/2020DallasConventionCenterforVerizonWirelessLocation:DallasmainConventionCenterOperator:VerizonWirelessSystems:1900CDMA&700MHzLTETheareathatistestedare:HallsA-C,ABlrm,CBlrm,A100s,A200s,C100s,Arena,ARDR,A300sSignalstrengthcoveragethatmeasuredasgoodas–70dBmandLTEdataspeedofupto20Mbpsforthedownlinkand5Mbpsforuplink.体育场馆概述•场馆的场景特征、类型•场馆无线覆盖重点问题分析U-DAS产品及组网方式介绍•U-DAS产品介绍•U-DAS网络结构场馆无线覆盖解决方案及其特点•场馆无线覆盖解决方案•场馆U-DAS无线覆盖解决方案特点专题分析●场馆天线覆盖方式分析●容量分配方式、电源管理方式场馆天线覆盖方式分析—参考因素:定向天线倾角设计-1由图可知：H/D=tan（α-θ/2）（αθ/2，且D小于无下倾时的距离）。根据天线技术性能，在垂直半功率角内，天线增益下降缓慢；超过半功率角后，天线增益（特别是上波瓣）迅速下降，因此在考虑天线倾角大小时认为半功率角延长线到地平面交点（B点）距离D为该天线的实际覆盖范围。图为天线倾角与覆盖范围的关系主瓣方向覆盖的水平面距离天线下倾角θ为天线垂直半功率角天线高度场馆天线覆盖方式分析—参考因素:定向天线倾角设计-2结合左图：设：定向天线高H=20m，垂直半功率角θ=15°，水平半功率角β=60°，天线相对座席无下倾角。求：天线垂直、水平在主波瓣功率下降3dB内分别覆盖距离D1、D2。解：根据：D1/2/H=tan（θ/2），得:D1≈5.3m,OB=OA≈20.2m;D2≈23m,OB’=OA’≈23.1m。场馆天线覆盖方式分析—参考因素:定向天线倾角设计-2假设场强-85dBm时才能正常通话，则需判断B点场强是否大于-85dBm。已知：天线垂直覆盖距离D1=5.3m=0.0053km，水平覆盖距离D2=23.1m=0.0231km;GSM：900MHZ,WCDMA:2000MHZ;人体损耗Lb=2dB。天线GSM、WCDMA输出功率分别为27dBm、17dBm，天线增益6dBi，手机接收场强最低-85dBm。求：1）B,B’的场强是否-85dBm。解：1）根据自由空间损耗公式：Lp（dBm）=32.4+20lgd（km）+20lgf（MHz）得：B点:GSM:Lp≈50.0dB，WCDMA:Lp≈52.9dB；27+6-50-2=-19dBm-85dBm，17+6-52.9-2=-31.9dBm-85dBm；B’点:GSM:Lp≈58.8dB，WCDMA:Lp≈65.7dB。27+6-58.8-2=-27.8dBm-85dBm，27+6-65.7-2=-34.7dBm-85dBm。场馆天线覆盖方式分析—参考因素:定向天线倾角设计-2图E当场馆格局有明显的分层时，需进行分层覆盖。如图E。天线覆盖模拟图容量分配方式—容量预算无线业务容量预算：（举例如下）用户总数=场馆容纳人数*95%*70%（其中，95%手机拥有率，70%中国移动GSM手机用户占所有通信体制总用户数的比率，假设容纳人数活动时5万人，平时1万人。）则：中国移动GSM手机用户总数＝50000（10000）×95％×60％＝28500（5700）。总预测话务量=用户总数*人均话务量（取0.02Erl/每用户）＝28500（5700）×0.02＝570（114）Erl根据“爱尔兰B表”。可得需要583（127）个信道，根据GSM每个载波8个信道，其中业务信道为7个，所以共需要载波数为583（127）/7≈84（19）个。一个小区最多12个载频，则小区数为：100（19）/12≈7（2）个。结合场馆格局，本次配置7个扇区，每扇区12个载波。同理：场馆容纳6万人时，需划分9个小区。大型场馆的话务量会随时间和空间而变化，在活动期间需要满足最大话务容量，而非活动时间话务量极低，合理调度资源，节省不必要的能源损耗。电源管理方式—统一管理根据切换设计，可知场馆分为7个扇区。有活动时全部打开系统，如下图，无活动时可将小区进行合并,更改为红色虚线连接。同理，结合电源设计，只开对应扇区的电源设备，可省电