LampSite在解决大型场馆网络容量难题方面的实践应用

吕蒙

（河南省通信工程局有限责任公司，河南　郑州　450000）

LampSite在解决大型场馆网络容量难题方面的实践应用

吕蒙

（河南省通信工程局有限责任公司，河南郑州450000）

移动数据业务高速发展的时代已经到来，截至2015年，移动数据业务的年复合增长率将超过100%。从业务分布情况上看，75%的数据业务发生在室内。某运营商的投诉数据统计显示，有70%的投诉来源于室内，室内网络容量成倍增长，随着互联网的高速发展，网络拥塞日益成为网络的重点问题，无线网络问题也由传统的覆盖问题、干扰问题慢慢向容量方面的问题进行转变。基于此，结合网络实际热点现状，深入剖析Lampsite解决方案，分析lampsite试用的重点场景，最终为打造室内精品网奠定技术支持。

lampsite；精品网；深度覆盖；拥塞

2014年，河南省开始进行LTE建设，由于多年来一直采用传统室内分布建设模式，导致很多室内分布系统覆盖盲点多、干扰严重，话务吸收不足，室分系统故障率高，用户体现差，特别在大型活动中，网络拥塞问题一直困扰着我们。以河南省的大型交通枢纽为例，多年来一直利用室外宏站和室内老旧光纤直放站进行覆盖，不仅信号弱，每到节假日，拥塞高达上万次，未带来应有的收益，客户投诉不断。虽然前期曾经计划下大力气进行深度覆盖整改，不管是改造、载波扩容，都无法彻底解决该问题；在LTE时代，在现有建筑结构上新增设备和分布系统不仅无法达到LTE的体现效果，物业多次协调的难度也随之增加，网络深度覆盖和容量问题一直困扰着我们［1］。

通过lampsite室内创新解决方案来解决这一容量难题，郑州火车站作为全球第一个交通枢纽采用lampsite进行首次部署，成功开通并实现商用，效果非常明显。而且LampSite方案成功地实现了郑州市国际会展中心大型展览活动重点保障，郑州市国际会展中心属于重点保障场景，由于传统方案无法满足大容量需求，因此采用Lamp-Site方案，有效释放了原来依靠宏基站和DAS系统所压制的用户需求，用户体验也大大提高。

1　传统室内分布系统与Lampsite解决方案的对比

1.1传统室内分布系统

传统室内覆盖系统的信号分布系统主要由有源设备（2、3、4G信源）、缆线（同轴电缆、泄漏电缆）、功分器、耦合器和天线等设备组成（见图1）。

图1　传统室内覆盖系统的信号分布系统

目前采用的传统室内解决方案，主要是针对2G时代语音覆盖进行设计部署的。从技术角度来看，传统的室内覆盖解决方案（DAS）通常由信源+有源放大设备+室内分布天线系统组成。在增强室内信号的同时，传统室内分布系统的弊端也显而易见：由于通过馈线传输，DAS传输插损大，致使整套系统的功率大、耗能强，且功率分配不均匀；在室内部署射频馈线难度大；传统DAS通常为无源系统，不能管理和定位问题；传统DAS的设计不能灵活扩容。在语音时代，DAS可以几年不用升级扩容，而在4G时代，网络容量每年翻一番，不能灵活满足室内容量增长需求的系统势必要升级换代。

1.2Lampsite解决方案

LampSite创新室内覆盖解决方案，主要由PicoRRU（pRRU）和Radio HUB（rHUB）和BBU三个网元组成（见图2）。从组网结构简化、产品结构优化、整网协同自动化、监控网管化上，实现高性能室内覆盖。

1.2.1BBU。基带处理单元，实现基带信号处理功能，与现网BBU完全一样，可以和宏网的BBU共享。

1.2.2rHub。实现光纤CPRI信号到GE电信号的转换，同时为pRRU实现PoE集中一体化供电和传输交换。

1.2.3pRRU。室内小功率射频拉远模块，负责传送和处理BBU和天馈系统之间的射频信号。

图2　LampSite创新室内覆盖解决方案

1.3Lampsite特点：容量规划

为了适应未来室内容量的爆发式增长，LampSite提供“按需增长”的弹性容量配置方式，通过软件配置轻松实现室内容量的调整。初期室内容量需求不大时，可以将多层楼面的pRRU配置为一个小区；随着容量需求的增长，可以通过软件配置方式进行小区分裂来倍增容量，而每个pRRU在极限情况下可以单独配置成一个小区，这样可以提升10倍甚至100倍以上的室内容量，从而具有传统DAS不可比拟的容量优势（见图3）。

表1　传统室内分布系统与Lampsite解决方案的对比

弹性大容量特性使LampSite能够吸收大部分的室内业务流量，而且LampSite支持的MIMO和CA技术可以为用户提供高速率体验，采用室内双频段LTE CA技术，甚至可以为用户带来高达300Mbps的峰值速率。

图3　Lampsite容量规划

1.4对比分析

传统室内分布系统与LampSite系统的对比分析见表1。

2　Lampsite在不同场景中的应用

2.1聚焦投资高价值区

高价值区如图4所示，其场景特点如下：①高价值室内场所，面积大，纵深大，室外宏站信号无法完全覆盖；②VIP用户集中，业务需求量大；③传统DAS系统存在监控维护、容量受限、LTE MIMO改造困难等问题。

图4　投资高价值区

2.1.1机场覆盖方案

①场景特点。建筑空旷、面积大、钢结构为主，走线施工要求高；高端用户及漫游用户集中，话务密度大，流动性强，数据业务需求大。

②面临挑战。容量及后续扩容需求大，用户体验要求高；不同区域业务差异大，资源利用率不高；网络无法监控、故障发现难，用户体验无法管理。

③应用示意图。机场覆盖应用示意图对比见图5。

图5　机场覆盖应用示意图对比

④解决方案亮点。大容量，1个pRRU满足3～5km2覆盖和容量需求；灵活扩容，远程扩容，免除上站烦恼；可监控，室内外共网管，主设备级故障相应或恢复，监控到pRRU级，方便优化和精细化管理；易安装，设备体积小、网线传输、POE供电，施工安装对建筑外观影响小。

⑤设计要点。充分发挥设备灵活规划小区特性，不同功能区精细化规划。

基于不同功能区业务体验需求，通过链路预算和仿真，规划容量、小区和覆盖指标，比如：VIP区及候机厅以高速数据业务为主，安检区以网页浏览的中低数据业务为主，到达区以语音和短信业务为主。然后，充分发挥LampsitepRRU功率和容量大的优势，结合不同功能区传播模型的研究，实现大容量广覆盖，降低投资（比如：候机厅规划一个pRRU，一个Cell，同时解决覆盖和容量问题）。同时，根据机场业务流动性强的特性，充分发挥pRRU共小区特性，规划小区，解决频繁切换和潮汐效应问题。

2.1.2会展中心覆盖方案

①场景特点。建筑巨大、钢架结构，室内空旷无遮挡，功能区多；业务类型丰富，容量需求大，特发性强。

②面临挑战。单层面积巨大，长距离布放馈线，损耗大、成本高、无监控；突发性高话务量，传统DAS覆盖扩容困难。

③应用示意图。会展中心应用示意图见图6。

图6　会展中心应用示意图

④方案亮点。大容量，一个pRRU带一个天线，一个Cell，支持MIMO，覆一个展厅，组网简单、无损耗、监控到末梢、精确吸收话务；共小区，远程劈裂或合并小区，灵活应丢突发话务，提高资源利用率；网线传输、POE供电，无天花顶棚施工更方便。

⑤设计要点。根据会展中心话务模型，做好容量规划（不同展览业务模型不同，需要量大的经验模型信息才能做好容量规划）；结合不同功能区容量需求，根据人流特性，规划小区和切换区，避免切换区落在高速数据业务区；一个展厅需要多个Cell时，需通过合理天线布放和天线选型，再结合仿真，做好干扰控制；充分利用pRRU级小区优势，在做好媒体区容量规划。

2.1.3交通枢纽覆盖方案

①场景特点。建筑环境空旷，人员流动性强；节假日存在业务突发性超大容量需求。

②面临挑战。节假日突发性超大容量应对困难；进场难，网络无法监控、故障发现难，用户体验无法管理；传统DAS，线缆粗、损耗大，火车站台难以覆盖，投诉多。③应用示意图。交通枢纽应用示意图见图7。

图7　交通枢纽应用示意图

④方案亮点。容量弹性大，灵活应对特发性容量需求；实时监控话务动态，远程快速扩容，保证用户体验；网线传输、POE供电，轻松解决站台覆盖问题。

⑤设计要点。根据人员流动性和节假日业务需求，规划容量，保证足够扩容空间；根据人员流动方向，规划小区，减少切换；宏微协同，用宏RRU覆盖站前广场，与室内共小区。

2.1.4购物中心覆盖方案

①场景特点。平层面积大、室内较为空旷，人流量大，功能区多，高端用户较多，话务高峰随功能区、时间变化；覆盖和容量需求高，需控制外泄和干扰。

②面临挑战。传统DAS结构复杂，节点多，维护困难，不可监控，等到客户投诉才能发现问题。

③应用示意图。购物中心应用示意图见图8。

图8　购物中心应用示意图

④方案亮点。容量大、灵活扩容，可平滑演进到MIMO，满足容量和性能要求；分场景进行小区规划，最大化提升用户体验；监控到末梢，快速定位并恢复故障。

⑤设计要点。综合考虑不同功能区用户行为，进行容量规划；结合不同功能区建筑结构，确定传播模型，精细化设计pRRU位置，充分发挥pRRU的功率优势，降低TCO；严格控制信号外泄，避免室内信号泄露对室外的干扰。

图9　高档酒店/写字楼应用示意图

2.1.5高档酒店/写字楼覆盖方案

①场景特点。玻璃外墙居多，功能区多，高端用户多，话务量随功能区随时间变化，话务量密度大；对覆盖和容量要求高，易产生外泄和干扰影响，容量需求大、用户体验要求高，传统DAS实现MIMO难；传统DAS节点多，不可监控，无法管理，扩容难。

②面临挑战。节假日突发性超大容量应对困难；进场难，网络无法监控、故障发现难，用户体验无法管理；传统DAS，线缆粗、损耗大，火车站台难以覆盖，投诉多。

③应用示意图。高档酒店/写字楼应用示意图见图9。

④方案亮点。容量弹性大，灵活应对特发性容量需求；实时监控话务动态，远程快速扩容，保证用户体验；网线传输、POE供电，轻松解决站台覆盖问题。

⑤设计要点。根据人员流动性和节假日业务需求，规划容量，保证足够扩容空间；根据人员流动方向，规划小区，减少切换；宏微协同，用宏RRU覆盖站前广场，与室内共小区。

2.2实际应用案例

2.2.1郑州火车站

2.2.1.1简介。郑州火车站位于郑州市二七区二马

路82号，扼守国家中部中原腹地，连接京广、陇海两大铁路干线大动脉的核心十字枢纽，占地面积近200hm2，站房面积14.4万m2。郑州火车站有共有站台7座，客车到发线13条，日接送旅客列车330多列，日均发送旅客4万多人，每天过往人流近15万人次。其既是全路特等客运站，也是全路最大行包中转站，素有中国铁路客运的“心脏”之称。

图10　郑州火车站的组成

郑州火车站共有候车大厅12个（普通候车大厅6个，高铁候车大厅2个，休闲及军人候车厅4个），有东、西2个入口和2个售票大厅，有南北两个出站口，另有1个机关楼（见图10）。

2.2.1.2存在问题。火车站由于历史原因，该站点一直未建设完善的室内分布系统，只有西站房区域简单布放了几个板状天线进行覆盖，且年久失修，存在诸多问题。现在主要靠室外宏基站进行集中覆盖，由于火车站纵深较大，除进站口、候车厅等地方基本可以考宏基站覆盖外，深度覆盖严重不足，部分区域的3G RSCP在-105～-90dBm，覆盖较差。

图11　郑州市各运营商在网比例

图12　郑州联通2/3G在网用户数占比

图13　按照每个小区承载20年HSUPA用户所得出的载扇数

2.2.1.4效果呈现。具体效果见图14。

在周末和节假日等时段，由于无室分，火车站周边4个宏站的话务突发、拥塞问题非常严重。

2.2.1.3Lampsite容量规划。火车站是人流量超大场景，且伴有明显的高峰期，容量规划要充分考虑春节、十一等大型节假日的容量问题；

郑州火车站每个区域的人流量都非常大，需要针对单独区域单独进行容量规划。

容量化分基本依据：①运营商用户数占比，

目前郑州市三家运营商的在网用户数大致为联通（2G+3G）440万，移动（2G+3G）780万，电信（2G+3G）100万，联通用户占比33%，移动用户占比59%，电信用户占比8%（见图11）；②联通2/3G用户占比，

图14　效果呈现图

目前郑州联通3G在网用户数大约在230万，2G在网用户数大约在208万，

郑州联通3G在网用户数占比53%，2G在网用户数占比47%（见图12），所以联通3G用户渗透率=33%×53%= 17.49%；③联通3G用户预测，根据火车站实际情况，预计最高可容纳3000人，按照现场普通用户30%数据并发率计算，结果见表2；④载波预测如下，按照每个小区承载20个HSUPA用户，可得出载扇数，见图13。

2.2.2郑州国际会展中心

表2　网络用户数据

2.2.2.1简介。①会展中心，主体建筑2层、辅楼6层、建筑面积6.68万m2。由2个展馆、会议室、餐饮设施、办公室和商店组成。2个展馆共可设置3 560个9m2按的国际标准展位，室外展场面积3.8万m2。会展中心电梯数量多达78部，其中客梯26部，货梯10部，自动扶梯42部，在开车展和演唱会期间，预计整个5厅高峰时期2万人。②会议中心：郑州国际会议中心主体建筑6层，为圆形布局，建筑面积6.08万m2，由容纳5 000人的多功能厅、1 200人的国际报告厅、2个400人的会议厅及十几个中小型会议室组成（见图15）。

图16　会展中心拥塞趋势图

2.2.2.2存在问题。该站点联通前期已经做过部分室分，但是时间较早，设备和分布系统已经老化，无法满足日常展览需求，对于近期的国际车展，拥塞严重，虽然经过了后期的改造和扩容，还无法完全解决会展中心存在的问题。例如，

2014年4月9日-2014年4月13日，大河国际车展召开，每次拥塞次数高达上万次，拥塞了30%～40%，网络指标极差，极大地影响客户感知，造成了很多客户现场投诉（见图16）。

2.2.2.3Lampsite容量规划。根据从相关渠道获取的信息，参加本次活动的联通3G用户有1500人，联通4G用户500人，与会人员全部集中在国际会议中心轩辕厅参加活动，人员高度密集（见表3）。而且根据会议议程，会议中间有微信摇一摇抽奖环节，多有用户会同时爆发，对网络容量需求极高，建议使用Lampsite设备解决。

表3　人员密集表

2.2.2.44G容量评估。根据预测，会议现场有150个联通4G用户同时在线，根据客户要求，为保障微信摇一摇环节，建议开通6个Lampsite小区。为避免干扰，对PCI规划如图17所示。

图17　根据预测所进行的PCI规划

图18　对RHUB与BBU采用光纤连接

2.2.2.5方案实施。本次容量将采用Lampsite设备，方便快捷，且后台易于统一管理优化。PRRU支持W/L双模，pRRU与RHUB采用超五类线连接供电，RHUB与BBU采用光纤连接（见图18）。设备布设更加灵活，便于进场施工，覆盖规划更精细，容量更大，非常适用于此类场景。

图19　会议中心语音话务量对比

2.2.2.6效果展示。①覆盖：Lampsite站点开通前，会场主要靠室外宏站覆盖，电平值很差，根据测试结果可以看出，RSRP值基本都在-100dBm左右。开通Lampsite站点后RSRP值基本都保持在-80dBm左右，提升20dB。②容量：对比两次会议期间，3月20日会议无Lampsite站点，只有一个传统室分站点，每小时话务量均值低于10ERL，峰值16ERL左右；5月20日会议期间，在原有室分基础上有增加Lampsite站点后，每小时平均话务量19ERL，是前期的2倍以上，峰值24ERL远高于前期，如图19所示。③两次会议期间，每小时数据业务流量基本持平1.6GB左右，如图20所示。④开通Lampsite后，话务量增加，流量持平，但是RAB建立拥塞次数由前期的峰值5万次减少到几乎无拥塞，如图21所示。

图20　会议中心数据业务流量对比

图21　会议中心建立拥塞次数对比

2.2.2.74G KPI指标对比分析。本次活动主要是3G用户，4G用户量较小，每小时平均数据业务流量在Lampsite开通前后提升180MB，幅度较小，如图22所示。

图22　郑州国际会议中心流量对比

3　结语

随着无线数据业务的快速发展，运营商网络质量将越来越关注用户的体验。围绕高端价值区域的竞争诉求愈发强劲，传统的室内分布覆盖方式难以达到理想的覆盖效果，且传统建设方式投资较大，对网络资源的整合能力有限。结合网络实际情况，综合考虑到室内外协同规划，Lampsite作为新型的室内覆盖解决方案，是解决运营商未来长期室内分布建设的重要武器。

［1］赵迪.北京联通WCDMA网络办公楼宇室内分布系统建设方案研究［D］.北京：北京邮电大学，2012.

The Practical Application of LampSite in Solving the Problem of Network Capacity of Large Venues

Lv Meng
（Henan Communication Engineering Bureau Co.Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

The era of rapid development of mobile data services has arrived，by 2015，the annual compound growth rate of mobile data services will be more than 100%.From the business distribution，75%of the data business occurred in the room.An operator of complaint data statistics showed that 70%of the sources of complaints was in indoor，indoor network capacity increased exponentially，with the rapid development of the Internet，network congestion was increasingly becoming the focus of network，the problem of wireless network also coveredby traditional coverage problems，interference problems slowly to the capacity of the change.Based on this，combined with the actual situation of the network，Lampsite solutions was analyzed indepth，the lampsite trial of the focus of the scene was analyzed，and ultimately created a technology for indoor boutique network.

lampsite；quality network；depth coverage；congestion

TN925.93

A

1003-5168（2016）06-0051-08

2016-05-26

吕蒙（1978-），男，本科，中级工程师，公司市场总监，市场管理部主任，研究方向：分布式协同无线通信网络。