移动通信室内覆盖规划设计.docx

第一章 绪 论 1
1.1　室内覆盖的由来 1
1.2　室内覆盖的发展 1
1.2.1　补盲阶段 1
1.2.2　优化阶段 1
1.2.3　统一规划阶段 2
第二章　什么是室内覆盖 3
2.1 什么室内覆盖 3
2.2 室内覆盖的意义 3
2.3 室内覆盖系统的应用环境 4
2.4 现网的室内覆盖 4
2.5　室内覆盖的引入 5
第三章 室内覆盖的规划与流程 6
3.1 具体流程 7
3.1.1　站点获得 7
3.1.2　站点初步查看/预规划 7
3.1.3　详细设计 7
3.1.4　优化验收 9
3.1.5　网络话统跟踪 9
第四章 室内覆盖所需设备器材及实现的方法种类 10
4.1 室内覆盖系统主要由信号源和信号分布系统两部分组成 10
4.2 室内覆盖所需设备与器件 10
4.3 实现室内覆盖的方法 11
4.3.1 微蜂窝有线接入方式 11
4.3.2 宏蜂窝有线接入方式 11
4.3.3 直放站 11
4.4 室内传播模型 13
第五章 实际工程案例 14
5.1 测试环境分析 14
5.2　大厦勘测实际信号覆盖情况 15
5.3　楼宇的信号测试 16
5.4　设计思路 17
5.5　模拟测试： 18
5.6　具体方案 19
第六章 全文总结 27
谢辞 28
参考文献 29
(1) 由于穿透损耗大，室内覆盖效果差，存在大量覆盖盲区，无法通话。
(2) 采用直放站的方式时，对源信号电平要求高，并且交调干扰和同邻频干扰都比较严重，通话质量难于保证,控制不好，会影响整网的质量。
(3) 采用直放站和室外基站根本没有解决容量问题，网络容量有限，接通率低。
(4) 天线架设太高会带来越区覆盖，影响整网质量。
(5) 室外小区增加频率时，频率规划困难，网络容量增长困难。
(6) 由于穿透损耗大，室内覆盖效果差，存在大量覆盖盲区，无法通话。
(7) 放站的方式时，对源信号电平要求高，并且交调干扰和同邻频干扰都比较严重，通话质量难于保证，控制不好，会影响整网的质量。
(8) 采用直放站和室外基站根本没有解决容量问题，网络容量有限，接通率低。
客户需求的详细说明，用户数、覆盖要求、服务等级，在设计前收集周围小区的信息。在开始规划前，获得物业主的允许，考察大楼，或者最好得到大楼的设计平面图，准备目标建筑的列表，得到被批准的目标。
3.1.2．站点初步查看/预规划
获得楼层布置和大楼的信息，以及人员的分布情况。预先考察可能的天线布放位置，电缆布放，寻找BTS 的最佳位置，和实施人一起进行站点考察，做测试确定天线的最终安装位置，为每一个天线的安装位置照相，存为资料。
3.1.3．详细设计
这是设计的重要部分。详细的设计包括功率预算，系统图，解决方案描述。功率预算的意义是保证在发射端和天线端的射频部件的衰减不太大，以提供足够高的信号电平。这也最终决定了是使用同轴电缆还是光纤给天线馈电。
需要的信号电平将决定天线的数量和站点的设备

（１）．室内覆盖测试

信号源：直放站和基站
分布系统：无源天馈分布方式、有源分布方式、光纤分布方式、泄漏电缆分布方式。
1）微蜂窝基站
2）直放站（宽带，选频）：增益70~90dB，20~33dBm的输出。
3）干线放大器：增益30~50dB,20~30dBm输出。
4）耦合器：40dB(-0.3),30dB（-0.3）20dB(-0.5),10dB(-0.8),7dB(1.1),5dB(-1.3)(括号内的数字为器件插入损耗)。
5）功分器：4功分器（-6.4），3功分器（-5），二功分器（-3.3）（括号中数字为器件插入损耗）
6）室内天线：定向（60~120°，5~10dBi）,全向吸顶（2~5dBi）.
7）同轴电缆、纹波管电缆：7/8英寸（-4dB/100m），1/2英寸（-7dB/100m），1/4英寸（-11dB/100m），
8）屏蔽网电缆：
7D-FB(-15Db/100m),9D-FB(-12dB/100m),12D-FB(-9dB/100m).
9）泄露电缆：
7/8英寸（-6dB/100m）,9/8英寸（-4dB/100m）.
10）施主天线：水平波束角<35°：增益：15~18dBi.
11）传输设备：光端机（点对点，点对多点），常用类型有SDH、PDH,部分情况下可能采用HDSL设备。
12）光纤：单模、多模、光纤芯数视具体情况而定。

实现室内覆盖的技术方案有三种
4.3.1 微蜂窝有线接入方式
以室内微蜂窝系统作为室内覆盖系统的信号源是有线接入方式。适合用于覆盖范围较大且话务量相对高的建筑物内，在市区中心使用较多，解决覆盖和容量问题。
微蜂窝是改善高话务量地区室内信号覆盖的最佳解决方案，与宏蜂窝方式相比，微蜂窝方式是更好的室内系统解决方案。微蜂窝方式的通话质量比宏蜂窝方式要高出许多，对宏蜂窝无线指标的影响甚小，并且具有增强网络容量的效果。
微蜂窝在室内使用时。受到建筑结构的影响，覆盖范围受到很大限制。对于大型写字楼等，网络优化要考虑的关键问题时如何将信号最大限度，最均匀的分布到室内每一各角落，微蜂窝方式的弱点是相对成本比较昂贵，需要进行频率规划，需要对传输系统进行扩建，网络优化工作量大。
4.3.2 宏蜂窝有线接入方式
以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源，是有线接入方式。适合于覆盖话务量补高且建筑物能较为方便与已有宏蜂窝进行连接的覆盖盲区。
宏蜂窝有线接入方式主要是利用耦合器件直接引入附近宏基站的信号进入建筑物内部，主要优势是信号较为纯净、建设成本低、工程施工方便，并且占有面积小，弱点主要是受建筑物与基站相对位置限制较大，同时对宏蜂窝无线指标尤其是掉话率的影响比较明显。在采用时应十分慎重，避免由于需要覆盖的室内区域话务密度不高的情况下采用宏蜂窝有线接入覆盖方式。在规划时，应对话务密度进行充分分析，并留有一定话务余量，避免因小失大。
4.3.3 直放站
在室外宏蜂窝基站存在富余容量的情况下，可以通过直放站将室外信号引入室内的覆盖盲区。
直放站的种类有以下几种:
同频直放站：把空间无线信号耦合滤波放大，技术简单，成本低，但必须保证接受信号的场强，对于有杂乱空中信号的地区不宜采用。
光纤直放站：属于一种基站耦合，利用光缆将空闲基站信号引入到20公里以内地区，扩大另外使用范围，能够保证纯净的信号来源。
移频直放站：在无法通过光纤传输，且室外信号杂乱无法取得纯净信号的地方，采用移频直放站。原理时将基站耦合的小信号放大，通过变频后发射出去，接受端接受后再通过变频将信号还原滤波放大后做室内分布系统信号源。
选频直放站：单载波直放站，现在很少用。
利用微蜂窝解决室内问题有很大的局限性，建设微蜂窝的设备投入与工程周期都比较大，只适合再话务量集中的高档会议厅或商务等场合下使用。而在其他场合下，直放站以其灵活简易的特点成为解决简单问题的重要方式。直放站补需要基站设备和传输设备，安装简便灵活，设备型号也丰富多样，在移动通信中正扮演越来越重要的角色。
直放站的应用场合主要有以下几种：
1）扩大服务范围，消除覆盖盲区
2）在郊区增强场强，扩大郊区站的覆盖；
3）沿高速公路架设，增强覆盖效率；
4）解决室内覆盖；
5）将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖地区，实现疏忙。

表4-1是微\宏蜂窝和直放站的性能比较
性能
使用微\宏蜂窝
使用直放站
是否增加容量
根据需要增加容量
不能增加容量
信号质量
好
一般
设置优先级
可以
不可以
对网络的影响
小
控制不好影响很大
是否需要传输设备
需要
不需要（光纤直放站除外）
是否需要重新PN规划
需要
不需要
是否需要调整参数
需要
支持
是否支持容量动态分配
不支持（容量预分配）
支持
安装时间
较长
较短
投资
较多
较少
表4-1
在射频工程中，网络设计师使用预测工具来决定小区的覆盖，一些成熟的模型对于室外的应用是有效的，对于室内应用是不适合的，一些室内的传播模型，用于预测室内环境的信号电平是基于经验曲线的逼近，这里仅简要介绍 ITU推荐的简单的室内传播模型，这可以帮助确定室内小区的数目，天线的数目，因此在实际设计中建议使用测试发射设备从不同的地方来检查信号的传播。
这里描述的模型是一个站点的通用模型，用于典型的室内环境，它需要很少的
环境路径损耗信息，用平均的路径损耗和有关的阴影衰减统计来表征室内路径损
耗，这里的模型计算穿过多层楼层的损耗，以应用于频率在楼层间复用的情况。
基本的模型如下：
Ltotal=20 log f + N log d + Lf（n）- 28 dB
N：距离损耗系数
f：频率 MHz
d：Bs和 Ms间的距离
Lf：楼层 穿透损耗 dB
n：Bs和Ms间的楼层数
表4-2给出了基于测量得出的典型参数
距离损耗系数 N
频率（MHz）
公寓
办公室
商场
900
30
33
20
1800-2000
28
32
22
表4-2
表4-3楼层穿透损耗 Lf ，n 是楼层数目
频率 MHz
公寓
办公室
商场
900

91 层 -
192 层
243 层

1800-2000
4 * n
15 + 4 *（n-1）
6 + 3 *（n-1）
表4-3
1、本次覆盖对象为我市桃园大厦。基本平面图。

图5-3　大楼信号测试平面图

测试点
测试具体位置
主控小区(CID+RX)
相邻小区(CID+RX)
A
大楼东南角
1(-55)
5(-60)
B
5层过道
1(-57)
5(-59)
C
5层电梯厅
4（-54）
3(-56)
D
7层过道
5(-51)
2(-55)
E
7层西南窗边
5(-50)
4(-53)
F
10层大厅
1(-55)
4(-57)
G
10层北窗边
4(-53)
3(-57)
H
13层窗边
4(-60)
3(-61)
I
13层窗边
3(-61)
2(-66)
电梯及地下室
基本为盲区
在本次设计中，考虑到该楼宇建筑面积相对较大，建设完成后将带来较高的话务量，覆盖面积相对较大，所以采用微蜂窝的形式进行覆盖。
本楼宇由于受到外界信号的干扰影响较大，存在严重的导频污染，因此设计中注意加大对楼宇的信号强度，以充分达到抑制室外信号的作用，在室内形成一个稳定的主导频，所以每个大厅的天线输出功率都基本控制在10dBm左右。
在地下室和电梯基本处于盲区，没有外部信号干扰，且不会与室外信号产生切换，天线输出功率可以相对小些，可以达到覆盖要求即可。

场强分布的设计标准
掉话率
<1%
接通率
>95%
边缘场强
>-85dBm
E/I
≥-7dB
上行噪声电平
<-120dBm
天线口功率
5~15dBm
室外溢出信号
<-85dBm
切换成功率
-95%
表5-2　场强分布情况

（1）测试条件：
1）信号源：GDF-02, 功率：15dBm
2）模拟发射天线：IXD-360/V03-NN
3）接收设备SagemOT160测试手机
4）发射信源：电梯厅口
5）发射信源：过道中间位置
（2）测试位置：过道内和部分房间及房间窗边。
（3）测试目的：
根据模拟测试情况，确定天线的位置，了解室内分布系统的信号覆盖情况。 图5-4　测试示意图

发

射

点

测试点（dBm）

Ａ

Ｂ

Ｃ

Ｄ

Ｅ

Ｆ

Ｇ

Ｈ

Ｉ

Ｊ

Ｋ

Ｌ

ANT1

-22.5

-36.5

-27.8

-42.6

-40.7

-54.9

-81.7

-75.4

-28.1

-50.5

-89.5

-102.9

ANT2

-40.2

-89.3

-45.0

-103.0

-89.3

-59.6

-41.5

-39.8

-41.7

-42.5

-66.7

-82.5
表5-3　测试数据
（4）测试结论：
根据模拟测试的情况，在过道和地下室安装的全向吸顶天线能达到覆盖效果。
5.6.1．所需器材：

序号
名称
数量
单位
1
GSM干放
1
台
2
全向吸顶天线
52
副
3
板状天线
6
副
4
5dB耦合器
7
只
5
7dB耦合器
17
只
6
10dB耦合器
11
只
7
15dB耦合器
1
只
8
20dB耦合器
1
只
9
二功分器
19
只
10
可调衰减器
1
只
11
1/2馈线
1500
米
12
1/2公头
300
只
13
1/2直弯公头
40
只
14
双公转接头
20
只
15
双母转接头
20
只
16
电桥
1
只
17

18
合路器
2
只
表5-4　所需器材列表
图5-5　楼宇基站安放示意图 图5-6　系统总图
6.4． -B,1F,2F系统图：
图5-7　-B,1F,2F系统图

6.5．3，5，6F系统图：
图5-8　3，5，6F系统图：
5.6.6．A.B电梯系统图：
图5-9　 A.B电梯系统图：

5.6.7．电梯平面图：

图5-10　电梯平面图

通过此次毕业设计，让自己在许多专业知识上得到补漏的作用，也提高了自己的自学能力，让自己在以后的工作中能更好的发挥自己的能力。这样一篇文章还存在许多的漏洞与错误，但由于时间与能力的限制，没能更好的完善，但是还是让自己学到了许多书本之外的东西，学习需要积累，专注，刻苦，生活工作何偿不是如此，所以我会在以后的工作，学习中会更去注意的自己的态度，让生活变的更加有意义。谢辞
本论文是在我的导师杨怡怀老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。从课题的选择到完成，杨老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在做毕业设计两个月以来，杨老师都给予我很大帮助，让我一次又一次的战胜困难，克服自己浮躁的心态，在此谨向杨老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。