XX项目研究报告书
项目名称：微站（Small Cell）在LTE网络中建设及应用研究
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目 录
一、目的、意义和必要性 (1)
二、研究的目标和主要内容 (1)
2.1、研究的目标 (1)
2.2、主要内容 (2)
2.3、研究成果 (2)
三、研究主要方法和过程 (2)
3.1、主要研究方法 (2)
3.2、主要过程 (3)
四、项目的研究成果 (4)
4.1、微站介绍 (4)
4.1.1 微站发展背景和基本特点 (4)
4.1.1.1、发展背景； (4)
4.1.1.2、基本特点； (5)
4.1.2、微站的几种类型 (6)
4.1.2.1、按功率和应用场景分类； (6)
4.1.2.2、按功能结构分类； (8)
4.2、微站系统建设策略及原则 (10)
4.2.1 建设策略建议； (10)
4.2.2 总体建设原则； (11)
4.3、微站与传统建设方式（宏站/室内分布）对比分析 (17)
4.3.1、微站与传统宏站建设方式对比 (17)
4.3.2、微站与传统室内分布建设方式对比； (18)
4.4、微站系统建设中的网络规划、优化和干扰协调 (20)
4.4.1 微站网络规划和优化的基本原则 (20)
4.4.2 微站网络规划中的重点 (21)
4.4.2 微站网络优化中的重点 (22)
4.4.3 微站网络干扰协调 (22)
4.5、微站典型应用场景、效果测试和案例 (24)
4.5.1 微站典型应用场景； (24)
4.5.2 微站应用效果测试； (25)
4.5.3 案例介绍； (28)
五、总结及今后的展望 (31)
5.1、总结 (31)
5.1.1 研究回顾 (31)
5.1.2 存在的不足 (32)
5.2、今后的展望 (32)
5.3 相关参考文献 (33)
一、目的、意义和必要性
在国家“互联网+”、“5G”等战略背景下，随着移动互联网的发展，移动数据流量呈现出爆发式增长的趋势，而相关统计数据表明，其中移动语音业务的 60％和数据业务的 70％发生在室内。 据预测，未来室内业务将占总业务量的90%。
而随着无线数据业务的高速增长以及室内等深度覆盖场景无线传输需求的不断增加，传统蜂窝网络的覆盖方式对于支持室内等深度覆盖无线数据业务的瓶颈日益突出。微站（Small Cell）由于体积小、功耗低、部署灵活、贴近用户部署，可以有效提高网络性能和服务质量，解决了新建站址匮乏的难题，弥补了LTE 高频段损耗大、覆盖较差的劣势，除了能完善网络中的覆盖盲区，在提供大带宽数据业务等方面也发挥着更重要的作用，近年来受到了广泛的关注。本课题主要介绍目前网络中常用的微站基本特点和类型，同时分别比较与传统覆盖方式（宏站、室内分布等）各自的优缺点，最后分析总结出微站的建设方式，并提出微站主要的应用场景。
本研究希望最终成果可以供无线设计人员在今后日常工作中参考、学习、交流的技术文件。
二、研究的目标和主要内容
2.1、研究的目标
通过介绍目前网络中常用的微站基本特点和类型，同时分别比较
与传统覆盖方式（宏站、室内分布等）各自的优缺点，最后分析总结出微站的建设方式，并提出微站主要的应用场景，最终成果可以供无线设计人员在今后日常工作中参考、学习、交流的技术文件。
2.2、主要内容
1）介绍目前微站技术特点、不同类型和主要优点。
2）介绍微站的建设中的原则、规划、优化和干扰协调。
3）分析对比微站与传统建设方式（宏站、室内分布）的不同点，总结归纳出不同覆盖方式的优缺点。
4）分析总结微站主要应用场景、测试效果及案例分析。
2.3、研究成果
微站（Small Cell）在LTE网络中建设及应用研究的技术文档。
三、研究主要方法和过程
3.1、主要研究方法
本研究采用系统分析法来进行研究。
首先根据研究目标，对研究文档、技术资料、设备产品说明书等资料进行归纳、分析、总结，必要时进行现场勘察等调查方法对基础性数据进行补充和完善。
然后编制出相应的技术文档和研究报告，在技术关键点和难点上咨询相关的技术专家。
接着再组织专家团队对初步的技术文档和研究报告进行评估，提出不足及建议。
最后，根据专家团队的意见和建议，对技术文档和研究报告进行修改完善，最终形成正式的研究成果，提交公司相关部门审查通过。
3.2、主要过程
本研究的主要过程及里程碑如下：
2015年4月- 2015年6月
研究文档、技术资料、产品说明书调研，对基础性文件进行归纳、分析、整理，如有必要，需进行现场勘察核实收集资料，保证基础资料的准确性。
2015年7月- 2015年9月
根据前期整理的基础资料，编制相应的技术文档和研究报告，期间保持和技术专家的沟通和交流。
2015年9月- 2015年10月
组织技术专家对技术文档和研究报告评审，根据专家评审意见和建议，对技术文档和研究报告进行修改完善。
2015年11月
提交研究的最终成果，报公司相关部门进行审核通过。
四、项目的研究成果
4.1、微站介绍
4.1.1 微站发展背景和基本特点
4.1.1.1、发展背景；
移动通信的快速发展，带动了移动互联网和高带宽数据业务呈现爆炸式增长。根据贝尔实验室的统计，未来5年，全球移动数据流量将增长30倍左右。数据流量的爆发式增长也将导致网络建设成本飙升。尽管运营商不断增加频点和小区站点来应对数据业务量的猛增，但是在传统的网络架构下，限制条件比较多，包括频谱资源、站址物业难获取等方面，网络无法经济有效地处理大量的数据业务。因此单纯建设宏站的部署方式，已经难以应对急剧增长的数据业务需求。
为了应对这些挑战，微站应运而生，目前大多数主流厂家都对微站系统提供全方位的支持。小型基站发射功率相对较小，可对宏蜂窝的覆盖进行有效补充。微站的成本也较低，其基站建设成本、管理协调成本都要比宏蜂窝基站低许多。这些综合的因素促进了微站的出现和发展。
表1 微站目前主流厂家支持情况
4.1.1.2、基本特点；
微站（Small cell）一般是低功率的无线接入节点，工作在授权的、非授权的频段，可覆盖10~200m的范围。主要包括 Micro cell （微微站，功率一般在1~5W）、 Pico cell（微微蜂窝， 功率一般在 50~100 mW）、 Femtocell（家庭基站，功率一般在50mW以下）。
表2 微站和宏站理论覆盖能力对比
微站可以将基带和射频一体化集成在同一设备中，具备集成度高、适应性强、灵活部署的核心特点。工程维护方面体现在其可以安装条件的不同，支持抱杆、挂墙和灯杆安装方式，并且支持小型化天线的一体化安装，无需机房。这样在很大程度上提高了工程安装的便利性。与宏站相比，站址租赁费用、网络维护以及设备电费等都有极大的节省，维护成本可以节省40%左右。由于微站站点不需要简易机房条件以及空调设备等，与分布式宏站相比，单站投资可以节省35%左右。可配合微波传输/单线传输及场景天线覆盖解决特殊场景的覆盖难题。
图1 微站示意图
4.1.2、微站的几种类型
4.1.2.1、按功率和应用场景分类；
按功率和应用场景分类，微站（Small cell）主要包括 Micro cell（微微站，功率一般在1~5W）、 Pico cell（微微蜂窝， 功率
一般在 50~100 mW）、 Femtocell（家庭基站，功率一般在50mW以下）。
图2 Microcell和Femtocell 支持的用户数对比
1、Micro cell；
Micro cell 是目前LTE网络进行室外补盲主要采用的微站类型，主要用于密集城区局部区域的深度覆盖以及密集住宅小区、城中村、商业街及室外宏蜂窝基站覆盖不足的区域。该类型站点的优势是设备体积小，站点布放较灵活，功率较低，能有效控制覆盖范围，减微站间的相互干扰。缺点是传输、 GPS（全球卫星定位系统）的同步在相应场景下获取较难。
2、Pico cell；
相对 Micro cell，Pico cell是体积及功率更小的基站，主要用于相对比较封闭的中小型室内场景 热点区域的补盲及容量需求，如办公室、咖啡厅、酒吧、电影院等。 该类型站点的优点是一体化、可美化隐蔽、站点布放灵活，能有效控制覆盖范围。缺点与Micro cell 一样，传输、GPS 的同步获取较难，电力室应配置处理落后电池用充电整流器。
3、Femto cell；
Femto cell主要应用在蜂窝网络信号覆盖死角的住宅内，也就是家庭用户应用。它可以通过用户的宽带连接或是异构网关接入移动运
营商的核心网络，为发起的呼叫和连接提供高质量的语音以及高 速的数据。 Femtocell的部署能有效利用较高的频段，还能达到更好的室内覆盖效果，带来更多潜在业 务增长设备及接地排相连的端头处缠（套）上带有黄绿相间标识的塑料绝缘带。
4、对比分析；
如下表所示：
表3 微站的主要类型对比分析
分类 发射功率 覆盖半径 应用场景
瓦级别 微微站（Micro
cell）
1~5W 50~100 m
密集城区宏覆盖；阴
影区域、小型建筑室
分信源、大型体育场
馆密集区域
毫瓦级
别 微微蜂窝（Pico
cell）
50~100mW 10~50 m
已有室分系统的小型
室分场景等 家庭基站
（Femtocell）
50mW以下 10~50 m
家庭、SOHO、中小企
业、商铺、公共热点
等
4.1.2.2、按功能结构分类；
按功能结构分类，微站（Small cell）可分为一体化微站和分布式微站。
1、一体化微站；
指基带处理单元BBU、主控制单元CCU、射频处理单元RRU 以及天线等功能模块采用一体化设计，即BBU 和RRU 功能集成到同一个压铸模结构，机壳内包含基带、射频处理、S1/X2 接口、同步、控制等全部基站功能，并且一般支持外置或一体化天线。
2、分布式微站；
指基站主控制单元与射频和天线单元采用分体式设计。实际工程部署中，基站和主控制单元通常放置在机房或机柜内，射频和天线就近安装在目标覆盖地点。基带处理单元和射频处理单元之间需要通过光纤连接，以20 MHz 带宽2 天线配置为例，BBU 和RRU 之间的传输带宽需求为1.25 Gbit/s 左右。
3、对比分析；
一体化微站主要优点是部署灵活方便，分布式微RRU主要优点在于软件扩展能力较强，例如：针对分布式微RRU，可以采用小区合并、CoMP 等技术。而一体化微站难以实现小区合并以及多点协作；受限于体积重量的要求，一体化微站能够支持的用户数也相对受限。
一体化微站和分布式微站同属微站，共性特点主要包括：采用2 收2 发的多天线设计，体积/重量在10 L/10 kg以下，发射功率在10 W 左右，一体化天线增益大致为11dBi。考虑到实际工程部署的灵活性，需要控制微站的体积和重量，微站的收发通道数、发射功率以及天线增益因此会受到制约。
表4 一体化微站和分布式微站的优缺点分析
4.2、微站系统建设策略及原则
4.2.1 建设策略建议；
LTE网络部署由于高频段无线信号绕射能力差，在城市复杂无线环境下LTE覆盖会出现许多末端覆盖盲区和弱覆盖区，传统的宏站因受站距干扰及站址协调安装等多方面因素制约，无法满足网络的建设需求，采用微站能有效克服以上弊端。此外，对于城市高话务、高流量区域（如商业街、高校），在网络前期部署时，就应考虑到网络覆盖质量和网络容量的需求，结合微站的部署实现一次部署到位，避免后期网络容量出现瓶颈，影响用户感知。
1、设备选择；
主要有一体化微站和分布式微站两种设备形态。一体化微站通过S1接口接入 EPC（演进的分组核心），对传输要求相对简单，便于部署。 分布式微站通过CPRI（通用公共无线 接口）接入BBU（基带处理单元），对传输要求较高，但可与宏站共BBU，有利于未来应用CoMP （多点协作传输等干扰协调技术。
2、设备组网；
同一覆盖区域的微站与宏站应采用同一厂家设备，统一网管，避免插花组网，为干扰控制及后续引入FeICIC（进一步增强的小区间干扰协调）和CoMP等新技术留下升级空间。相邻的微站与宏站之间以及相邻的微站之间应配置 X2 接口。
3、频率选择；
用于补盲的微站与宏站应采用同频组网，今后随着业务发展，逐步采用载波聚合技术。
4、站址选择；
LTE 微站的天线高度应低于周边建筑物平均高度，利用建筑物阻隔以及通过调整覆盖范围等手段控制与宏站间的干扰。
5、天线选择；
在内置天线满足覆盖要求的情况下，可采用内 置天线微站，否则需采用支持外接天线的微站，此时应根据无线环境合理选择使用天线的类型。当微站站址高度、位置不够理想时，应通过调整天线下倾角、方向角、微站发射功率等手段控制覆盖范围。
4.2.2 总体建设原则；
由于微基站发射功率小、覆盖距离短、容量低等特点，并不适合成片组网，过多或不当的引入会对网络规划和优化造成较大困难。建设初期可通过异频微站规避与宏站之间的干扰来实现，但后续扩容后，同频难以避免。
建设应遵循“宏站为主、微站为辅”的原则，合理利用微站，提升已覆盖区域的覆盖质量和覆盖深度，保证用户感知。
总体应用原则如下：
1、不能牺牲宏网覆盖，避免调整周边的宏站功率、天线倾角等参数。
2、为降低对宏站的干扰，提高微站的效果，室外的微站宜位于宏
站覆盖区域的中远点或宏网弱覆盖区域，以降低相互干扰。（注：中远点是指宏站RSRP ≤-95 dBm 的区域）
3、局部需要采用微站做连续覆盖的区域，也应通过PCI合理分配、小区合并等手段做好微站之间的干扰控制。
4、做好与宏站的协同。通过合理的邻区配置、PCI规划、站间距设置等技术手段尽量避免或减少微基站与周边宏站的相互干扰；为保证网络质量，同一区域内的微站与宏站设备应为同一厂家的设备。
5、配套设备应相匹配。基于微基站的定位及特点，在进行微站建设时，配套建设应相匹配，避免超配、过配，注重投资效益。除根据需求使用PoE（有源以太网）远供及个别重点保障的场景外，原则上微基站不进行电源保障配置。
图3 微站在多维度覆盖中的位置
4.2.2.1 室外应用原则；
由于发射功率等方面的限制，不建议在室外区域布置毫瓦级设备。
室外微站内置天线不能满足功率要求的场景，在安装条件许可时使用
高增益的外置天线来解决覆盖问题。
4.2.2.2.1、Micro cell；
应用场景：场景一：局部小范围补盲；
场景二：难以获取宏站站址的区域覆盖；
场景三：解决如居民小区等区域的深度覆盖问题；
图4 微站室外应用场景示意
建设原则：
1、站点设置：
覆盖方向上应无明显阻挡，覆盖距离与挂高和功率相关 ，以2
×5W、挂高20m、采用外接15dB的天线为例，在密集城区覆盖距离
约为150 m，在一般城区覆盖约为250 m。对于第三类场景，如需解
决部分室内覆盖问题，应距离目标建筑物30~60m为宜。
2、天线设置：
对于覆盖距离要求超过200m以上的 ，宜采用外接15 dBi天线 ，
覆盖距离要求200m以内的，可采用设备自带的内置中低增益天线。
对于第二类场景应主要选用外接天线，站高应尽量10m以上。如使用
外接天线，设备应靠近天线端安装。天线：对于一、三类场景可根据
覆盖区域大小灵活选用内置或外接高增益天线，对于2类场景则主要
选用外接天线，如使用外接天线，设备应靠近天线端安装。
3、电源配套：
对于一、三类场景，原则上不建议进行电源保障；对于第二类场
景，参照相关指导要求进行电源保障。
4、上联方式：
优选光纤，对于无光纤资源的可就近选择五类线等方式上联至 A
设备。
5、安装方式：
由于微站具有体积小、重量轻等特点，可根据周围环境灵活选用
现有设施进行安装，如路灯杆、小灵通抱杆、挂墙、广告牌、公交车
站、电话亭等方式。
4.2.2.2 室内应用原则；
室内覆盖以传统室分系统为主，对于传统室分系统因业主原因无
法搭建、仅存在小范围覆盖弱区等场景可灵活选用微站。
图5 微站室内应用场景示意
4.2.2.2.1、Micro cell；
应用场景：作为小型分布系统信源，主要用于传统室内分布系统、楼宇内存在局部覆盖问题且属于较多间隔的场景，如私人会所等；
建设原则：
1、天线、设备设置 ：
一般 1~2 层楼布放一台设备，天线间距在无遮挡传播环境不超过30m，在普通隔断的环境下间距不超过15m，密集隔断下不超过8m。
2、上联方式：
优选光纤，对于无光纤资源的可就近选择五类线等方式上联至A 设备。
3、电源配置：
以交流电为主，原则上不进行电源保障。
4.2.2.2.2、豪瓦级微站（Pico cell和Femtocell）；
应用场景：在覆盖目标区域内直接布放，主要用于室内较为空旷区
域的补盲使用、或用于提升高价值区域用户体验，如营业厅、专业卖场等；
一体化微站的建设原则：
1、天线、设备设置：
与 WiFi AP（访问接入点）使用场景类似，由于设备功率受限，一般情况下信号可穿透一堵墙。
2、上联方式：
就近选择光纤或五类线等方式上联至A设备。
3、电源配置：
以交流电为主，原则上不进行电源保障。
分布式微站的建设原则：
1、天线 、设备设置：
与WiFi AP使用场景类似，由于设备功率受限，一般情况下信号可穿透一堵墙。
2、上联方式：
就近选择光纤或五类线等方式上联至 Hub 设备。
3、电源配置：
以交流电为主，对于重要地区可采用 PoE 远供方式。
4.3、微站与传统建设方式（宏站/室内分布）对比分析
4.3.1、微站与传统宏站建设方式对比
传统宏站功率大，具有很强的广覆盖能力，在室外部署可同时覆盖室内室外，可容纳的用户数较多。宏站具有备用供电设备，采用光纤、PTN专网回传，在宏站覆盖下，通信可靠性有保障，宏站能够提供高移动性、高速率的移动接入，适合大范围连续覆盖。在LTE 异构网络中适合作为广覆盖网络建设。
图6 微站与传统宏站建设方式对比
对比微站与传统宏站可以看到，微站功率很小，覆盖范围不大，可容纳用户小于宏站，但其也能够提供高移动性、高速率的移动接入，适合小范围精确覆盖。另外，微站采用AC（交流电）市电供电、IP化的灵活回传，其设备费用远小于宏站设备，几乎不需要配套机房建设，安装简单灵活。在LTE网络中适合作为网络的底层覆盖建设。
表5 微站与传统宏站对比表
微站 传统宏站 覆盖半径 数十 ~ 百米 数百米 ~ 数千米 用户容量（LTE 为例） 一般小于 100 一般大于 400
小区类型 一般 1 个全向小区 1 个全向小区或 3 个扇
区
安装环境 无机房环境，零占地 机房 + 铁塔 / 抱杆 功耗 几十瓦 几百 ~ 几千瓦
供电 / 备电 AC（交流电）市电，无备电
或 UPS（不间断电源）
DC-48V，电池组或油机
传输 IP 化灵活回传，可使用公网 光纤、PTN（分组传送网）
专网
安装维护 用户安装 / 运营商简单安
装
运营商专业人员施工安
装
网规网优 SON（自组织网络）+ 弱规划
/ 优化辅助
强规划 / 优化+ SON 辅
助
设备成本 / 建设成本
（元） 设备：几百 ~ 几万 设备：几万 ~ 几十万 建设：几乎无成本
机房配套：几十 ~ 几百
万
4.3.2、微站与传统室内分布建设方式对比；
传统室内分布系统无源器件众多，信源需要机房等配套设施，设计和施工难度大、周期长，需要多处钻孔走线等，且天线外露，物业协调困难重重。传统室内分布系统容量较小，且无源器件不易维护，但具有较强的兼容性，可以与现有网络合路共建，产业链成熟，在LTE网络建设初期仍是室内覆盖的手段。