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1、室内分布系统发展演进趋势分析马振东曹晓冬北京电信规划设计院有限公司一、室分系统现状及不足1.1 传统室分组网方式简介 经过十多年的发展，室内覆盖系统在技术上已经十分成熟，总结近期室分系统建设特点，目前典型室分系统 结构如图 1 所示：1.2 传统室分系统的不足随着移动网络由 2G 向 3G 以及后续的 4G 网络发 展，室分系统也在不断演变发展，包括多系统合路、MIMO等技术均已在室分系统上得以实现，但随之也带来了结构上的日益复杂、建设成本也逐步提高。综合分析，目前 室分系统存在下列不足：（1）有源设备抬升系统底噪。在大、中型室分系统中， 由于覆盖面积较大，需要通过设置干放、光端机等有源放 大
2、设备对基站功率进行补偿，而此类设备不可避免的会 引起系统底噪提升，进而影响网络质量和用户体验。在对 网络质量要求越来越高的 3G 时代，有源设备对网络质量的影响已经严重到不可忽视的程度，而如何消减有源设备对系统性能的影响也逐步成为各运营商关注的焦点。（2）系统结构复杂。无线网经历了从 2G 向 3G 的演 进，并还将继续支持 4G 网络，各运营商出于保护投资的络仿真软件，最初为了研究大规模网络以及当前和未来的网络协议交互行为而开发。在本仿真实现中，我们对无线 网络节点参数做了详细配置。在相同条件下，通过将与 AODV 协议进行对比来评估新的协议的性能。在仿真中， 设定 MAC 层协议为 IEE
3、E 802.11 标准分布式协调功能 DCF。业务源为恒比特率 CBR。源 - 目的节点对在网络中 随机分布。初始化时，节点在仿真区域均匀的分布，一半节 点为静态的，另一半节点为随机移动状态。移动节点的速 率在 0m/s 至 20m/s 之间。仿真停留时间设置为 30s。数据 包大小为 512 字节。首先，设置 CBR 业务流的值为常数 20，网络节点从100 个逐渐增加到 1000 个，这使得节点密度接近常数，可 以恰当地反应路由协议的可扩展性。其次，我们研究了在400 个节点的情况下，CBR 业务流在 20 和 60 之间的协议 性能。每个仿真运行 900s 的时间。每个抽样数据的值取五
4、次仿真的平均值。我们对 3 个性能指标进行评估，即分组 投递率、平均控制开销和端到端时延。仿真结果如图所示，图 5（a）给出了分组投递率的比 较。由于网络变得非常拥挤，AODV 的分组投递率随着数据流数目的增加而变小。然而改进后的 AODV 却仍然表现良 好。从图 5（b）可以看出，改进后的 AODV 协议的开销比 AODV 协议有所降低。原因是：改进后 AODV 中维护一个簇成员列表，使得路由发现开销减少，并且该协议采用分簇维护机制，减少了每个数据流的控制包，从而降低了开销。 从图 5（c）可知，随着数据流的增加，改进后的 AODV 端到 端时延要比 AODV 小，这是因为改进后 AODV
5、通过簇成员 列表能使节点在发送数据包前更容易找到一条路由。但是 建立簇和簇成员列表会增加更多的时延。以上仿真结果表 明，改进后的 AODV 在网络变得拥塞时表现更好。六、总结路由算法是近年来 WMNs 发展中的一个研究热点。 WMNs 从传统无线网络，特别是移动 Ad Hoc 网络中借鉴 了许多路由选择算法作为路由的解决方案，但是这些方法 都不太理想或者没有达到性能的最优化，且没有利用到 WMNs 自身的特点。本文在这样的研究背景下，对基于 WMNs 的路由协议进行了研究分析，对典型路由算法进行 了改进及创新，结合日益增长的网络服务需求及不断扩大 的网络环境，提出了优化的适合于 WMNs 新路
6、由协议。通 过 NS2 网络仿真建模，对新的 AODV 算法在不同网络场 景下进行了仿真分析，通过仿真结果证明，改进的 AODV 协议在大的网络中也表现出了很好的扩展性，相对于 AODV，在其他性能方面也表现良好甚至更优。13New Focus 新聚焦目的，大多选择在原有系统上合路的方式进行新系统的建设，这就造成不同年代、不同类型、不同制式的设备纷 纷接入到一套室分系统上，造成目前室分系统的结构日 益复杂，加大了施工、维护的难度。（3）建设成本高昂。传统室分中主要以射频馈线为无 线信号承载介质，随着国际铜价的上涨，此部分建设费用 已经成为室分系统总成本的重要组成部分，同时由于主 干馈线消耗了大
7、部分系统功率，使得室分系统不得不通过增加信源设备、有源设备的方式对功率予以补偿，进一步提高了系统造价。另外，物业协调费用的不断上涨也是 系统造价提高的因素，其重要程度甚至影响到了各运营 商的建设策略。（4）管井资源占用严重。传统室分系统需要占用大量 的竖井、槽道和机房空间资源，三家运营商各自建设各自 的室分系统，往往会使得弱电竖井墙面上器件密布、缆线 纵横、弱电槽道中布满了馈线，严重的甚至会影响分布系 统的施工建设。（5）网络深度覆盖不足。随着移动通信系统所用频率 资源向高频段的拓展，射频信号穿透墙体的能力越来越弱，分布系统的天线也逐步向天线入户的趋势发展，但受 限于施工难度、业主配合程度等因
8、素，很难实现理想天线 点位的布放，室分系统覆盖质量难以达到预期目标。二、室分系统发展趋势室分系统目前面临的众多问题已经引起了包括运营 商、主信源厂家、室分厂家在内的全产业链条的关注，国 家相关部委也从保护固定资产投资的角度给予了关注。 通过总结目前各方的最新进展，预计室分系统在未来几年内有如下发展趋势：（1）有源设备数字化趋势。为减少干放、光端机等有 源设备对 2G、3G 系统的干扰，各室分厂家纷纷推出数字 化有源产品，通过对射频信号进行数字化取样来减少额 外系统噪声的引入，提高设备性能。有源设备数字化的同 时还同时使设备尺寸大幅减少，方便了工程建设。另外， 有源设备数字化，也为有源设备网管系
9、统的建设提供了 条件，解决了一直困扰各运营商的室分有源设备网管监 控的难题。（2）分布系统光纤化趋势。为解决射频馈线带来的较高的能量损耗问题，响应国家关于“节能减排”的建设理 念，室分系统已经逐渐开始向光纤化演进，通过更低损耗 的光纤资源作为系统主干，将以往“大功率集中输出”的 设计思路转变为“小功率多点输出”的思路，从而实现了 节约能源、节约材料（铜材）、节约空间、节约费用的目的。（3）有源设备多模化趋势。有源设备的数字化还为多 套通信系统共用同一套有源设备创造了条件。利用数字 化的信号取样、集成工艺的逐步提高，以及光纤链路的宽带资源，已有多家室分厂家生产出了能够同时放大多套系统信号的多模远
10、端设备，在简化室分系统结构的同时， 也为多家运营商的共建共享从提供了可能。（4）信源设备微型化趋势。3G 主设备厂家针对室内覆 盖应用场景的特点，推出了包括 Femto、pRRU 等在内的微 型化设备，旨在通过微型化的信源设备、微微小区的网络 定位，抢占室内覆盖的产品市场。此外，用户越来越强烈 的个性化需求也推升了微型信源设备的发展，在微微小 区下开展更有针对性的特色业务，将是下一阶段网络吸14引用户的重要手段。利用微型信源设备，还能够解决传统室分系统一直无法有效解决的“无线网络入户覆盖”的问 题。通过用户需求引导用户主动安装微型信源设备，在解 决了网络覆盖的同时，更利用丰富的业务应用维系和拓
11、 展客户群。（5）天馈系统共享化趋势。传统室分系统出于对 2G、3G 系统间的兼容性考虑，以及不同运营商间竞争的因素， 一直未能实现分布系统的“共建共享”，三家运营商各自建设、各自为战，固定资产投资严重重叠，也同步推动了物业协调费用的水涨船高。随着国家“共建共享”口号的 提出，一切的问题都不再是问题。室分系统的“共建共 享”，已经在北京、上海等大型城市，以建筑基础设施建设 规范的形式开始得到贯彻和执行。（6）天线系统 MIMO 化趋势。随着 LTE 技术的逐步成 熟，4G 网络已经开始步入人们的视野，引领着无线网络向 “更高、更快、更强”的目标迈进。为了支持 4G 网络，MIMO 技术在室分中
12、的应用必将成为室分系统下一步的发展方 向。中国移动作为 4G 网络的积极推进者，已开始在现网中试点建设支持 MIMO 技术的室内分布系统，新一轮的室分系统升级改造工作已经悄悄地拉开了序幕。 三、未来展望 结合上述趋势分析，室分系统的在更远的未来将有如下趋势：施工更便捷（馈线方式网线方式）；维护更轻松（有源方式无源方式）；设计更简便（合路方式多模方式）； 性能更优秀（低噪声、高质量、多系统）；应用更丰富（微微 小区下的特色应用）；节能更环保（低功率、低损耗、低成 本、高功效）。展望未来，室分系统最终可能将演化为图 2 所示结构：无线网络将逐步向传统固网模式演进，业务核心功能通过安装在局端的信号源设备实现，而具备智能配置 与自优化功能的无线远端将实现信号源设备的拉远与延 伸，通过丰富的光纤资源轻松实现网络接入，并可实现自 动寻址、自动配置、自主优化等一系列功能，用户将像使 用固网宽带接口一样，只需简单安装无线远端，即可实现 目标覆盖区域的网络覆盖，而根据覆盖场景的不同，可以 配置相应的远端单元，从而实现不同场景下对网络容量、业务能力等方面的需求。
