孟村广播局td-scdma室内分布系统设计方案

建设单位：中国移动通信集团河北有限公司沧州分公司 设计单位：武汉虹信通信技术有限责任公司 集成单位：武汉虹信通信技术有限责任公司 设计时间：2010 年 08 月 07 日 中国移动通信集团河北有限公司沧州分公司 孟村广播局 TD-SCDMA 室内分布系统新建方案 目 录 1. 概述 1 1.1. 自然环境 .1 1.2. TD-SCDMA 覆盖区域 .2 1.3. 电磁环境 .2 1.4. 设计依据 .2 2. TD-SCDMA 室内分布系统建设总体要求 .3 3. TD-SCDMA 指标要求及功率配置方案 .3 4. TD-SCDMA 室内分布建设原则 .4 4.1. 分布系统建设基本要求 .4 4.2. 信源选取原则 .5 4.3. RRU 配置原则 5 4.4. RRU 供电原则 5 4.5. 馈线使用原则 .6 4.6. 天线建设及改造原则 .6 4.7. 接地要求 .7 4.8. 小区规划和切换区规划的原则 .7 4.9. 室内分布无源器件选用原则 .8 4.10. GPS 天线位置要求 .9 4.11. GPS 馈线要求 .10 5. 设计方案 10 5.1. GSM 与 TD-SCDMA 系统信息 10 5.2. 信源设备安装位置说明 .11 5.2.1 BBU 与 RRU 安装位置说明 11 5.3. 方案可行性分析 .12 5.3.1 边缘场强分析 .12 5.3.2 信号外泄分析 .13 5.3.3 上下行链路平衡 .14 5.4. 环境保护 .14 6. 施工工艺要求 14 6.1. 天线安装工艺要求 .14 6.2. 馈线布放工艺要求 .15 6.3. 器件安装工艺要求 .15 6.3.1 有源器件 .15 6.3.2 无源器件 .16 6.4. 标识 .16 7. 无源器件技术指标 17 7.1. 宽频带功分器 RD-52(3/4)N/NP-F2.17 7.2. 宽频带耦合器 RC-5NK -06/10/15F3 .18 7.3. 馈线 .19 7.4. IXD-360V03NN 全向吸顶天线 .20 7.5. 定向天线 ODP-075V/V11-NN.21 8. 附件 22 1 1. 概述 1.1. 自然环境 沧州市孟村广播局位于沧州市孟村县城内。单位为 4 层建筑，每层面积大约为 600 平方米，楼 内有办公室，会议室，厕所等区域，主要功能是用于日常办公会议。是本次方案将解决楼内 TD- SCDMA&GSM 系统的信号覆盖问题，使该楼宇信号覆盖达到设计要求 沧州市孟村广播局坐标：N38.06054，E117.11263 沧州市孟村广播局坐标图: 1.2. TD-SCDMA 覆盖区域 TD 覆盖区域名称 功能 单层面积（m） 覆盖人数（人/层） 1F 办公室 办公 600 60 2F 办公室 办公 600 70 3F 办公室 办公 600 60 4F 会议室 会议 600 80 1.3. 电磁环境 运行商 系统制式 覆盖方式 已覆盖区域 中国移动 2G 室内分布 全楼 中国电信 无 无 中国联通 无 无 1.4. 设计依据 （1） 中国移动通信集团公司中国移动 TD-SCDMA 网络技术体制及相关设备 规范； （2） 中国移动通信集团公司下发的3G（TD-SCDMA）网络工程室内分布系统建 设指导原则 、 中国移动 3G（TD-SCDMA）网络三期工程室外宏站 RRU、 天线标准化实施方案及HSDPA 空分复用技术应用指导原则 ； （3） 中国移动通信集团公司计划部中国移动 3G（TD-SCDMA ）网络三期工程 设计编制要求 ； （4） 通信行业标准电信设备安装抗震设计规范 （YD5059-2005） ； （5） 建筑与建筑群综合布线系统综合设计规范 （GB/T50311-2000 ） ； （6） 中华人民共和国国家标准电磁辐射防护规定 （GB8702-88 ） ； （7） 电磁辐射环境影响评估方法与标准 （HT/T10.3-1996） ； （8） 通信行业标准通信局（站）防雷与接地工程设计规范 （YD 5098-2005） （9） 中国移动通信企业标准基站防雷与接地技术规范 （QB-W-011-2007） ； （10） 中国移动通信集团河北有限公司关于“室内分布系统工程施工和验收规范” ； 3 （11） 中国移动通信集团河北有限公司关于“室内分布系统设计规范” ； （12） 中国移动通信集团河北有限公司关于“室内分布系统工程实施细则” ； （13） 中国移动通信集团公司下发的3G（TD-SCDMA）网络三期网络室内分布 系统建设指导原则 ； （14） 设备厂家提供的 TD-SCDMA 设备参数资料； （15） 现场勘察资料及测试数据； 2. TD-SCDMA 室内分布系统建设总体要求 （1） TD-SCDMA 室内分布建设应面向数据卡、上网本、家庭信息机及上网手机 客户等重点目标市场，满足业务发展的需要，要求有数据业务需求的室内分 布系统 100建设 TD-SCDMA。 （2） TD-SCDMA 室内分布系统建设应考虑 GSM900、DCS1800、TD-SCDMA 和 WLAN 共用的需求。 （3） 建设室内分布系统的物业点应能保证优质的室内覆盖，同时要控制好室内信 号，避免对室外构成强干扰。 （4） TD 室内分布系统建设应保证扩容的便利性，尽量做到在不改变分布系统架 构的情况下，通过空分复用、增加载波及小区分裂等方式快速扩容，满足业 务需求。 （5） TD 室内分布系统建设应充分考虑 A、F 频段使用，并兼顾 E 频段。在频率 资源足够的情况下室内外尽量采用异频组网方式，在频率资源紧张的情况下 也应保证与室外有切换关系的室内小区的主载频与室外主载频保持异频。 （6） 分布系统建设应考虑多系统间的干扰，尤其关注室内 PHS 天线和 TD- SCDMA 天线的隔离，保证其他系统不会对室内 TD-SCDMA 信号源产生干 扰。 （7） TD 室内分布系统应按照“多天线、小功率”的原则进行建设，电磁辐射必须 满足国家和通信行业相关标准。 3. TD-SCDMA 指标要求及功率配置方案 （1） TD-SCDMA 室内分布系统技术指标应满足以下要求： 无线信道呼损：无线信道呼损不高于 2%。 无线覆盖区内可接通率：要求在无线覆盖区内的 90的位置，99的时间 移动台可接入网络。 块差错率目标值（BLER Target）：话音 1%，CS64k0.11%，PS 数据 510% 。 （2） TD-SCDMA 边缘场强要求： 普通建筑物：PCCPCH RSCP=-80dBm C/I=0dB。 地下室、电梯等封闭场景：PCCPCH RSCP=-85dBm C/I=-3dB。 室内信号的外泄要求：在室外 10 米处应满足 PCCPCH RSCP95dBm 或 室内分布外泄的 PCCPCH RSCP 比室外宏站最强 PCCPCH RSCP 低 10dB。 （3） TD-SCDMA 功率配置方案 TD-SCDMA 室内分布选用 BBU+RRU 作为信源，应使用 PCCPCH 信道功 率进行分布系统功率预算，为保证公共信道和上下行各业务平衡，室内分布系 统设计时按照 PCCPCH 信道功率（双码道）为 32dBm 取定，对部分覆盖面积 较小的场景可降低功率设计。 天线口 PCCPCH 信道（双码道）功率一般建议不超过 10dBm。对于体育场 馆、空旷展览中心、会场等特殊场景，天线口功率还可适当酌情提高，但应满 足国家对于电磁辐射防护的规定。 4. TD-SCDMA 室内分布建设原则 4.1. 分布系统建设基本要求 （1） 根据建筑物的具体情况，选择采用新建或改造的方式建设 TD-SCDMA 分布 系统。 （2） 对于新建的 TD-SCDMA 室内分布系统，应以 TD-SCDMA 为主导进行规划 建设，同时解决 GSM 覆盖。 5 （3） 对于改造的分布系统，采用 TD-SCDMA 信源和 GSM 信源信号合路方式共 用分布系统，TD-SCDMA 系统主要采用后端合路方式，该方式对 GSM 影响 较小，且调整灵活，可以方便采用 TD-SCDMA 系统的多通道覆盖方式。 （4） 在改造时应更换不满足 TD-SCDMA 要求的合路器、功分器、耦合器以及天 线，并根据功率预算适当增加天线数量，合理分布天线，实现 TD/2G 的良 好覆盖。 4.2. 信源选取原则 室内覆盖系统在选择信号源时，主要应根据物业点区域的话务需求、资源情况、 无线环境情况和所选室内覆盖系统类型确定。 目前 TD-SCDMA 系统主要设备类型为基带拉远型（BBURRU ）基站，基带拉 远型设备（BBU+RRU ）能适合各类使用场景，相对于传统的信源具有组网灵活、可 分散分布功率资源、易于组成超级小区等优点，非常适合作为各场景下室内覆盖系统 的信源，TD 室内分布信源原则上采用基带拉远型（BBURRU ）设备。 4.3. RRU 配置原则 （1） RRU 使用原则：单通道 RRU 具有功率大、安装灵活、便于 F 频段引入的优 点，在室内分布系统建设中建议优选单通道 RRU。对于部分通道数需求较多 且多通道 RRU 功率能够满足覆盖要求的分布系统，也可选用多通道 RRU。 （2） RRU 分区规划原则：对于使用多个 RRU 覆盖的物业点需进行 RRU 的覆盖 分区规划，规划时应使得各个 RRU 分区间的隔离度尽可能高（建议隔离度 应大于 12dB） ，以利于提高空分复用性能及后期扩容，降低改造工作量。 （3） RRU 级联原则：考虑网络安全性和性能指标，通常情况下室内分布系统 RRU 级联级数建议为 3 级以内，最多不超过 5 级。 （4） 多频段 RRU 引入原则： TD 室内分布系统建设应考虑后续引入 F、E 频段的 便利性，在分布系统设计时应考虑并预留 F 频段 RRU 及合路器安装位置， 在数据业务需求大的物业点预留 E 频段 RRU 的安装位置。 4.4. RRU 供电原则 RRU 设备尽量采用信号源处的电源为其供电。 （1） 当 RRU 距 BBU 的线缆长度 100m时，用标配的供电电缆从信号源处的 48V 直流电源为其供电。 （2） 当 RRU 距 BBU 的线缆长度 100m 且300m 时，如果标配的供电电缆不能 满足电压降的要求，可通过加粗供电电缆线径从信号源处的48V 直流电源 为其供电。若不适合布放电源线，宜单独为 RRU 配置小开关电源及蓄电池 组，采用-48V 直流电源为其供电，安装位置受限时可采用 220V 交流电源为 其供电。 （3） 当 RRU 距 BBU 的线缆长度 300m 时，宜单独为 RRU 配置小开关电源及蓄 电池组，采用-48V 直流电源为其供电，安装位置受限时可采用 220V 交流电 源为其供电。 4.5. 馈线使用原则 在施工条件允许的情况下，建议按照如下原则进行馈线改造： （1） 原有 GSM 分布系统平层馈线中长度超过 5m 的 8D/10D 馈线均需更换为 1/2 馈线；主干馈线中不使用 8D/10D 馈线。 （2） 原有 GSM 分布系统平层馈线中长度超过 50m 的 1/2 馈线均需更换为 7/8 馈 线；主干馈线中长度超过 30m 的 1/2 馈线均需更换为 7/8 馈线。 4.6. 天线建设及改造原则 与 2G 室内分布系统相比，TD-SCDMA 系统频率高、空间损耗大、绕射能力差， 建议采用“小功率，多天线” 方式进行建设，在 TD-SCDMA 建设及改造过程中，需要 根据实际覆盖效果进行天线规划，适当考虑增加天线密度，实现 TD-SCDMA 业务的 良好覆盖。 （1） 天线工作频率范围要求为 8002500MHz。 （2） 单天线覆盖半径参考建议为：在半开放环境，单天线情况下，如商场、超市、 停车场、机场等，覆盖半径取 1016 米；在较封闭环境，单天线的情况下， 7 如宾馆、居民楼、娱乐场所等，覆盖半径取 610 米。 （3） 不同分布系统天线间距：为避免两个系统间的干扰，建议 TD-SCDMA 分布 系统天线和 PHS 分布系统天线间距大于 1.5 米，在部分施工条件限制的环境 中，也应要求两个系统的天线间距大于 1 米。 （4） 在具备施工条件的物业点，可采用定向天线由临窗区域向内部覆盖的方式， 有效抵抗室外宏站穿透到室内的强信号，使得室内用户稳定驻留在室内小区， 获得良好的覆盖和容量服务，同时也减少室内小区信号泄漏到室外的场强。 4.7. 接地要求 防雷与接地要求应按照中华人民共和国 YD5068-2005移动通信基站防雷与接地 设计规范执行。 （1） 室内接地 设备的工作地、保护地应接入同一地线排，地线系统采用联合接地方式。接地电 阻要求小于 10 欧姆。 从机房所在楼房的地网单独引接一根截面积 95平方毫米的总地线进机房，接 到机房的室内地线排上。室内地线排应尽量靠近地线进口，引接进机房的母地线必须 直接连到室内地线排上，不能再经过任何设备(如: 交流屏)再引接，必须直接接在室内 地线排上。 室内设备要求用截面积不小于 16 平方毫米接地线与地排连接，每个接地点只能 接一个设备，不能两个或多个设备同接在同一接地点上。 （2） 室外接地 基站铁塔、天线支撑杆、走线梯等室外设施都应与防雷地网良好接触，并做好防 氧化处理，要求接地电阻小于 5 欧姆。 基站室外天线不论安装在铁塔上还是在天面支撑杆上都应设避雷针，避雷针要求 电气性能良好，接地良好，避雷针要有足够的高度，能保护铁塔上或杆上的所有天线。 即所有室外设施都应在避雷针的 45 度保护角之内。 4.8. 小区规划和切换区规划的原则 TD-SCDMA 室内分布系统小区规划应该遵循以下原则： （1） TD-SCDMA 室内分布系统小区规划要充分考虑室内具体环境。规划时重点 考虑小区之间的隔离。可以借助建筑物的楼板、墙体等自然屏障产生的穿透 损耗形成小区间的隔离。 （2） 一般情况下规划不同小区覆盖不同楼层，借助楼板穿损耗形成自然隔离，切 换区域设在楼梯。 （3） 空旷或封闭性较差的室内环境，例如：同一楼层由多个小区覆盖的商场、超 市，上下分区的楼宇中电梯及电梯厅，或挑空大堂、体育场馆等开放性室内 环境） ，必须严格控制不同小区之间的覆盖区域，并通过不同小区之间采用 码隔离度较高的码组或采用异频组网等手段，保证分布系统达到性能指标要 求。 （4） 对于小区间隔离度较低的场景，应采用异频组网。 小区数量应均衡覆盖和容量，并结合不同厂家的产品性能及 RRU 数量综合确定， 从而避免后期容量增加对现网室内分布系统做大的调整。 室内分布系统小区切换区域的规划建议遵循以下原则： （1） 切换区域适中原则。即切换区域不宜过大或过小，过大容易引起小区间的干 扰；过小不容易保证切换时间的要求。 （2） 室内分布系统小区与室外宏基站的切换区域规划在建筑物的入口处。其他区 域，尽量控制室内、外信号的相互泄漏，避免相互干扰。在室内的用户尽量 用室内分布系统覆盖。 （3） 室分小区以楼层为小区边界的，切换带规划在楼梯处。 （4） 电梯的小区划分可把电梯覆盖信号与低楼层划分为一个小区或把电梯覆盖信 号单独划分为一个小区，与平层之间的切换尽量设置在电梯厅处。 根据以上原则，要求： （1） 在进行目标区域覆盖时，在连续区域(可视的连续区域或隔离度较低的区域) 禁止使用 2 个不同的 RRU 实现覆盖。 （2） 连续的覆盖区域之间应该由同一条支链上的 RRU 实现覆盖，禁止不同支链 上的 RRU 覆盖区域有交叉。 9 4.9. 室内分布无源器件选用原则 （1） 合路器选择：根据工作频段、隔离度、插损、驻波比选取合适的合路器，要 求合路器的 TD 端口能支持 F（18801920MHz） 、A（20102025MHz ）频 段，在器件支持的情况下，兼顾 E（23202370MHz）频段，端口间隔离度 大于 80dB，合路器插损小于 0.6dB，在全频段内驻波比小于 1.3。具体详见 系统图。 （2） 功分器、耦合器选择：根据工作频率范围、驻波比、损耗需求选取合适的功 分器、耦合器，要求工作频率范围为 8002500MHz，在全频段内驻波比小 于 1.3。具体详见系统图。 （3） 馈线的选择：考虑到 TD-SCDMA 与 WLAN 的频段较高，信号在传输过程中 损耗较大，在考虑施工难度的前提下，此站点设计中，主干为 7/8 馈线，分 支为 1/2 馈线。 （4） 天线的选用：考虑到 TD-SCDMA 与 WLAN 的建设需要，在天线选择上，决 定选用工作频段为 8002500MHz 的吸顶天线、小板状天线等。具体详见系 统图。 （5） 系统可调整性：考虑到 TD-SCDMA 与 WLAN 的频段较高，信号在传输过程 中损耗较大，在考虑施工难度的前提下，此站点设计中，各天线的 TD- SCDMA 输出功率在规定范围内均属于较高水平，若个别地区在 TD-SCDMA 网络开通后，经现场测试，该地区 TD-SCDMA 信号较弱，可根据实际情况 增加一定数量的天线，且不会对其他覆盖区域造成较大影响。 4.10. GPS 天线位置要求 （1） 安装 GPS 天线的位置天空视野要开阔，周围没有高大建筑物阻挡，距离楼 顶小型附属建筑应尽量远，上方 90 度范围内（或至少南向 45 度）应无建筑 物遮挡； （2） 注意不要受移动通信天线正面主瓣近距离辐射，不要位于微波天线的微波信 号下方，高压电缆下方以及电视发射塔的强辐射下； （3） 从防雷的角度考虑，安装位置应尽量选择楼顶的中央，尽量不要安装在楼顶 四周的矮墙上，一定不要安装在楼顶的角上，楼顶的角最易遭到雷击； （4） 天线安装位置附近应有专门的避雷针或类似的设施，如电信铁塔。天线应处 在避雷针的有效保护范围内。即天线接收头与避雷针或铁塔顶端的连线与竖 直方向的夹角小于 3045。若无铁塔或避雷针，应安装专门的避雷针，以 满足建筑防雷设计要求。 4.11. GPS 馈线要求 （1） GPS 馈线应尽量小于 100 米，如大于 100 米需加装 GPS 中继干放； （2） 天馈线应做好防雷接地，天馈线防雷接地需符合规范。所有天线应在避雷针 45 度保护范围内。GPS 馈线应在下支撑杆、下天面、进馈线窗前接地。GPS 馈线接地要求顺着线缆下行方向进行接地，为了减少线缆接地线的电感，要 求接地线的弯曲角度大于 90 度，曲率半径大于 130 毫米。由建设单位负责 核实本楼的防雷接地电阻，如本楼的防雷接地电阻达不到工程要求，应重新 作防雷地网。 5. 设计方案 （1） 信源的确定：鉴于目标区域的建筑特点及用途，数据业务和语音业务较大。 本次 TD-SCDMA 采用 BBU+RRU 作为 TD-SCDMA 信号源，RRU 的载波配 置为 3 个（或根据实际话务需求灵活进行配置） 。 （2） 覆盖方式：对 XX 站点全覆盖。 11 （3） 平面层的覆盖： 鉴于目标区域目前 GSM 覆盖情况以及器件和天线频段可基 本满足 TD-SCDMA 各业务的覆盖要求。部分办公室的角落信号较差，因此 在部分楼层需增加天线。 （4） 电梯的覆盖：原有电梯覆盖采用 4 层一副天线覆盖，考虑到 TD-SCDMA 的 信号衰落，电梯覆盖满足一副对数周期天线覆盖 3-4 层的方式。 （5） 根据站点的实际情况，合理的利用干放延伸 RRU 的信号覆盖。 （6） 系统兼容性：所选天线、无源器件和馈线均适用于 3G 频段。本方案中的无 源器件工作频段均为 8002500MHz。天线选用：工作频段为 8002500MHz 的天线。 5.1. GSM 与 TD-SCDMA 系统信息 2G 系统 3G 系统 系统标准 GSM900MHz TD-SCDMA 覆盖范围 全楼 覆盖方式 BBU+RRU 机房位置 楼层覆盖 采用全向吸顶天线覆盖平层 电梯覆盖 采用平板天线覆盖电梯 5.2. 信源设备安装位置说明 5.2.1 BBU 安装位置说明 BBU 安装位置 XX 基站 5.2.2 RRU 安装位置说明 RRU 安装位置及连接关系 BBU 光口 RRU 编 号 RRU 安装位 置 连接光纤/缆类型 连接光纤/缆长度 (m) RRU 覆盖区域 光口 1 RRU1 4 楼楼顶 主干光缆 F1-F4 注：考虑系统的可扩展性，要求每个 BBU 光口最多级联 4 个单通道 RRU；在 RRU 数量不超过 8 个的情况下，使用光口数量一般不超过 2 个。 5.3. 方案可行性分析 5.3.1 边缘场强分析 室内传播模型有多种，如对数距离路径损耗模型、Ericsson 多充端点模型、衰减 因子模型等。目前，普遍选取下述室内自 由 空 间 的 路 径 损 耗 传播模型： PL(dB)32.4520lgf(MHz) 20lgd(km) 其中： PL：路径损耗，单位 dB f：计算频率取值为 2000MHz d： 距离，单位 km 自由空间的损耗表： PL(dB)32.4520lgf(MHz)20lgd(KM) 距离（m） 1 5 10 15 20 25 损耗 (dB) 38.45 52.43 57.45 61.97 64.47 66.41 室内传播时阻挡物信号损耗参考取值表： 材料类型 砖混隔墙 混凝土墙体 混凝土楼板 天花板管道 玻璃 损耗（ dB） 1520 2535 3035 512 1015 材料类型 箱体 1F 普通木门 铁皮防盗门 金属扶手 1F 人体 损耗(dB) 35 1013 15 1215 8 在室内覆盖系统中，对于下行链路而言，吸顶天线的入口功率比较小，一般在 05 dBm。而对于上行链路来说，手机最大发射功率为 24 dBm，远高于下行天线口 功率。由此可知，在室内分布系统中，下行覆盖小于上行覆盖。所以，在进行室内分 布系统的天线规划时，以单天线下行覆盖能力为规划依据。 室内环境下的接收信号场强可按下式计算： PrPtGtPLGr 其中 Pr：为边缘接收功率 Pt：为天线人口功率 Gt：为发射天线增益 13 PL：路径损耗，单位 dB Gr：为接收天线增益 下面以平层天线实际安装的位置以及覆盖的要求，来预测覆盖区域边缘场强。 详细参数如下： 最远覆盖区边缘距离天线d为10米 天线口注入功率Pt为0dBm 该天线增益Gt为3dBi 接收天线增益Gr为0dBi 墙体的穿透损耗约为20dB 多路径衰落余量约10dB 距离天线 10 米覆盖区边缘场强预测为： PrPtGtGr PL 20dB10dB PtGt Gr(32.4520lg200020lg0.01)20dB10dB 0dBm 3dBi57.45dBm20dB10dB 84.45dBm 根据预测分析其它地方的信号场强均高于此值，依照要求，室内信号强度 90%以 上不得低于-75dBm，99%以上不得低于-85dBm，因此可以满足覆盖要求。 5.3.2 信号外泄分析 系统设计时为了减少信号泄漏的问题，对于室内全向吸顶天线安放时不直接安放 于窗边，尽量采用隔墙外泄的方式。因此根据据所计算的室内覆盖区边缘场强，在考 虑减去20dB 的隔墙损耗，可得室外信号泄露场强为： 信号泄漏场强为： 泄漏场强Pr20dB 84.45dBm20dB 104.45dBm 即室内区域泄露到室外10米处的信号强度-100dBm ，满足系统要求。 由于边缘区域最大天线口功率仅比计算取高5-10dB，因此其他天线口功率泄露到 室外十米处的信号强度必然-94.45dBm，满足系统要