办公楼G网室外覆盖分布系统设计方案.doc

中中 国国 联联 通通 河北河北 20092009 年年 gsmgsm 网室外覆盖工程网室外覆盖工程 室外分布系统方案室外分布系统方案 工程名称：工程名称： 邢台市兴达饲料办公楼邢台市兴达饲料办公楼 gsmgsm 网室外分布系统网室外分布系统 覆盖方式：覆盖方式： 光纤直放站光纤直放站 建设单位：建设单位： 中国联通有限公司邢台分公司中国联通有限公司邢台分公司 集集 成成 商：商： 河北电信设计咨询有限公司河北电信设计咨询有限公司 设计单位设计单位: : 河北电信设计咨询有限公司河北电信设计咨询有限公司 设计时间：设计时间： 2009 年年 3 月月 26 日日 中国联通中国联通邢台邢台分公司分公司 兴达饲料办公楼兴达饲料办公楼 gsmgsm 室外分布系统室外分布系统新建方案新建方案 工程名称邢台兴达饲料办公楼室内分布系统 工程地点南二环电厂附近兴达饲料厂 覆盖面积1800 平方米 工程总造价 联系人 物业联系 电话 工程实施单位河北电信设计咨询有限公司 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 1 河北电信设计咨询有限公司 目录目录 1、工程设计概述3 1.1 建筑物情况描述 3 1.2 建筑物内当前覆盖系统情况简要描述 3 1.3 新建的目的 3 1.4 技术指标要求 3 1.5 本设计方案工程规模简介 4 2、方案设计依据4 3、现场勘测报告5 3.1 新建目标情况描述 5 3.2 勘测结果说明 5 3.3 新建事项说明 5 4、设计思路5 4.1 主机及信号选取 5 4.2 覆盖区域 6 4.3 设备安装位置 6 4.4 施主基站详情况 6 4.5 天馈系统 6 4.6 有源设备的引入对基站噪声的影响分析 7 4.7 系统下行信号计算 9 4.8 系统上下行平衡分析 10 4.9 设计原则 10 5、工程规模描述11 6、设备选型及主要性能指标11 6.1 主要设备材料表-11 6.2 主要设备性能指标-12 室内光纤直放基站-12 5w 光纤直放站 gzf900iiib 13 hxtdjsa2-1234-08-090 室内定向平板天线-14 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 2 河北电信设计咨询有限公司 hxpd2-0800-2500-2-200w 功分器-16 7、设计方案分析5 7.1 业务量分析 5 7.2 电磁辐射防护分析 6 7.3 兼容性分析 6 本室外信号分布系统采用的天线适用频段为：8002500mhz；.6 7.4 方案特点分析 6 8、安装走线说明6 8.1 主设备安装位置说明与要求 6 8.2 天线安装要求 7 8.3 馈线布放要求 7 8.4 无源器件的安装要求 8 8.5 电源要求 8 8.6 避雷接地 8 8.7 注意事项 8 9、系统原理图9 10、施工安装图纸10 11、工程造价预算清单11 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 3 1、工程设计概述 1.1 建筑物情况描述 邢台兴达饲料厂位于邢台南二环电厂附近，是一个建筑面积较大的厂区，此次饲料 厂办公楼，覆盖的面积是 1800 平方米。 1.2 建筑物内当前覆盖系统情况简要描述 经勘测由于结构的原因，兴达饲料办公楼楼内 gsm900 通信网络为弱信号区，其的 办公楼内的联通手机信号处于弱信号状态，兴达饲料公司办公楼内中国联通手机用户比 较多，这样的情况严重影响了联通用户手机的正常使用，因此非常有必要对其进行 gsm900 联通网络信号覆盖。对该楼的勘测测试表见下表（1）。应邢台市联通分公司 和兴达饲料公司业主的要求，特做此方案，以解决兴达饲料公司办公楼的信号覆盖问题， 其余部分此次设计不需考虑覆盖。 覆盖区信号强度小区号通话质量 办公楼东侧-8337025很差 办公楼西侧-7037025一般 办公楼中部-7137025一般 1f-9037025很差 2f-9037025很差 3f-8937025很差 经理办公室-9237025很差 主任办公室-9137025很差 勘测测试表（勘测测试表（1 1） 1.3 新建的目的 a.解决办公楼由于没有进行过室内覆盖而经常出现的掉话，拨打困难的现象； b.通过进行室内覆盖达到办公楼信号覆盖场强均匀，电话能够正常拨打。 1.4 技术指标要求 1 1）gsmgsm 设计指标设计指标 （1）无线覆盖区内可接通率：要求在无线覆盖区内的 90位置，99的时间移动 台可接入网络； （2）无线覆盖边缘导频（cpich）功率场强（下行 75%、上行 50%）：高速数据密 集区域，导频功率85dbm，导频 ec/io8db；低速数据区域，导频功率 90dbm，导频 ec/io10db；可视电话、语音电话区域，导频功率95dbm，导 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 4 频 ec/io12db （3）通话效果: 对于 12.2kbps 的语音业务，bler-90dbm； 此外，要求覆盖区与周围各小区之间有良好的无间断切换。 1.5 本设计方案工程规模简介 本工程要求对整个兴达饲料办公楼的分布系统进行建造，总覆盖面积约 1800 平方 米。建造的 g 网采用光纤直放站分布系统的方式，对整个办公楼进行全面的覆盖，以满 足 g 网业务的需求。本次工程总投资预算为 27406 元。 2、方案设计依据 1)中国联通 2008 年 7 月下发的中国联通室内无线综合分布系统设计指导意见 （暂行版）； 2)中国联通河北分公司与相关集成商签订的关于直放站及室内覆盖系统建设项目 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 5 的框架协议； 3) yd-t 1554-2007 900mhz gsm 数字蜂窝移动通信网直放站技术要求和测试方法 4)中国联通 gsm/wcdma 数字蜂窝移动通信网技术体制； 5)中华人民共和国国家标准电磁辐射防护规定,（国标 gb8702-88）； 6)信部无2002479 号关于第二代公众移动通信系统频率规划问题的通知； 7)fcc 和 gsm 900etsi 标准； 8)河北联通公司与集成商签定的有关合同； 9)室内分布系统相关设备和器件的参数手册； 10) 河北联通公司邢台分公司和兴达饲料业主方面对此次工程的要求。 3、现场勘测报告 3.1 新建目标情况描述 该办公楼位于饲料厂南部，信源采用 5w 光纤直放站,采用 3 面室外射灯美化天线， 总覆盖面积约 1800 平方米。 3.2 勘测结果说明 办公楼内各信号强度相差不大，但是信号场强很弱，经常出现电话掉话，拨打困难， 需要做室内覆盖。据现场勘测的情况，决定采用光纤直放站分布系统的方式在室外对办 公楼进行整体的覆盖。 3.3 新建事项说明 安装分布系统，具体事项如下： 1）按 2g 标准设计一套分布系统； 2）系统中所有器件及馈线均符合 2g 网络； 3）分布系统保证覆盖效果，要求在无线覆盖区内的 90位置，99的时间移动台 可接入网络； 4）工程材料的使用可以方便将来的 3g 网络的接入。 4、设计思路 4.1 主机及信号选取 根据现场勘测，在邢台市兴达饲料办公楼内，由联通公司提供移动 gsm900 宏 蜂窝作为信源，通过我公司 gzf900-iiia 耦合基站信号电变光信号后，通过光纤传 输到 gzf900-iiib 后再进行光变电，然后放大信号后进行信号覆盖。信源具体参数 如下： 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 6 gsm900 信源如下： 施主基站名 bcch，使用频率 施主基站 lac 施主基站 cid 跳频方式 4.2 覆盖区域 本工程主要覆盖兴达饲料办公楼，总覆盖面积约 1800 平方米。具体设计覆盖统计 情况如下： 大楼覆盖情况统计表大楼覆盖情况统计表 建筑名建筑名 天线数量天线数量 （副）（副） 覆盖区域覆盖区域 覆盖面积覆盖面积 （） 厂区食堂3办公楼 1f3f 1800 4.3 设备安装位置 本期新建 g 网的信源光纤直放站设备 1 台具体的安装位置情况如下表： 系统 设备名称型号安装位置覆盖区域 gsm 光纤直放站5w办公楼南面的食堂西墙墙体上办公楼 1f3f 4.4 施主基站详情况 本期作为 g 网信源光纤直放站从邻近室外基站光近端引入信号，此施主基站的基站 号及扰码情况由局方提供。 4.5 天馈系统 根据现有环境决定采用定向射灯美化天线进行覆盖。馈线选择阻燃 1/2 英寸同轴电 缆，信号传输网络采用 800m2500m 无源器件。具体参见天线安装图。 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 7 4.6 有源设备的引入对基站噪声的影响分析 由于直放站本身存在的热噪声，上行链路信号在放大过程被叠加了热噪声，所以直 放站的引入必然会造成对基站上行噪声的抬高。 直放站在正常工作时不可避免会有噪声电平输出，其输出的噪声电平为： prep_noiseprep_noise =10log=10log（k kt tb b）+nfrep+grep+nfrep+grep（dbdb） (1) 直放站热噪声经过放大和传输路径损耗后，到达基站接收机输入端的热噪声电平 ninnin ： nin=nin= prep_noise-lbts_repprep_noise-lbts_rep (1)、基站接收机等效热噪声电平 nbts： nbtsnbts10log10log（ktbktb）+ + nfbtsnfbts 式中：k波尔兹曼常数（1.3810-23） t环境温度，可取 295（绝对温度） bwcdma 载波信号带宽，3.75mhz nfrep直放站设备噪声系数（db） grep直放站上行增益（db） nfbts基站设备噪声系数（db） lbts_rep直放站到基站路径衰减净值，包括直放站馈线损耗、直放站施 主天线增益、路径损耗、基站天线增益、基站馈线损耗； 当基站引入直放站工作时，直放站上行输出的噪声电平经过路径传输损耗后注入到 基站接收机输入端，因而在基站输入端产生了噪声干扰，这种噪声干扰量可用噪声增量 rotbts（raise over thermal）来表示： rotbts=10log(10rotbts=10log(10nbts/10+10+10nin/10) )/ 1010nbts/10 =10log1+10=10log1+10（ （ninnin - - nbtsnbts ）/10/10 =10log1+10=10log1+10nrise/10 (2) (2)其中：令 nrise=nin-nbts，所以 nrise=（nfrepnfbts） +（greplbts_rep）， 在此定义 nrise 为噪声增量因子。噪声增量因子 nrise 可以0 或0，基站的噪 声增量与其成正比，其数值越大，对基站的噪声干扰就越大。在工程应用中，直放站和 基站的噪声系数是已知的常数，因此噪声增量因子的变量是直放站上行增益 grep 和直 放站与基站间的综合路径损耗 lbts_rep。直放站安装完毕后，上行路径的损耗值在一定 时间内是相对稳定的，此时上行增益是决定噪声增量因子的唯一变量。显然上行增益越 大，引入基站的噪声增量就越大；上行增益越小，引入基站的噪声增量就越小。这就是 为什么将直放站上行增益调得太大会影响基站的原因。此时，基站输入端的等效级联噪 声系数 nfbts_cascade 可表示为： nfbts_cascade=nfbts+rotbts=nfbts+10log1+10nfbts_cascade=nfbts+rotbts=nfbts+10log1+10nrise/10 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 8 上述讨论的级联噪声系数仅仅是 1 个施主基站配置 1 台直放站的情况，在实际应用 中，经常需要 1 个施主基站带多台直放站。基站引入多台直放站的应用形式主要有三种： 星形、串联形及星形与串联形混合。对于这三种应用形式，只需讨论星形和串联形这两 种情形，混合形的级联噪声系数可以从星形和串联形的结果中得到。 星形结构多台直放站级联噪声系数与上行增益 星形结构直放站系统示意图 为了分析方便，假设所有直放站具有相同的噪声系数，同时要求各直放站具有相同 反向覆盖最大链路损耗，这些假设符合实际应用要求。为了使每个直放站能获得相同的 反向覆盖最大链路损耗，因此要求在基站端接收到每个直放站发来的上行噪声电平必须 相同。由于各直放站到达基站的链路损耗（l1、l2、l3ln）各不相同，为了使各直 放站发送到基站的噪声电平相同，各直放站的上行增益应满足下式： g1-l1=g2-l2=g3-l3=gn-ln=nriseg1-l1=g2-l2=g3-l3=gn-ln=nrise （3） nrise=grep-lbts_repnrise=grep-lbts_rep 其中： 上式表明各个直放站所设置的上行增益与其对应的上行链路损耗之差值必须相同。 在满足上式的条件下，星形结构的施主基站和各直放站的级联噪声系数分别为： 基站级联噪声系数： nfbts_cascade=nfbts+rotbts=nfbts+10log1+nnfbts_cascade=nfbts+rotbts=nfbts+10log1+n1010nrise/10 直放站级联噪声系数： nfrep_cascade=nfrep+rotrep=nfrep+10logn+10nfrep_cascade=nfrep+rotrep=nfrep+10logn+10-nrise/10 式中： n 为直放站个数 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 9 系统噪声增量曲线图 4.7 系统下行信号计算 自由空间是指相对介电常数和相对导磁均为 l(既介电常数 和导磁轨率 分别等 于真空介电常数 。及真空磁导率 。)的均匀介质所存在的空间。它是一种理想的无 限大的空间，也是现实生活中的某些实际空间为简化问题的研究而提出的一种科学的抽 象。例如，当研究某个具体环境中的无线电波传播时，如果实际介质与障碍物对电波传 播的影响可以忽略，则这种情况下的电波传播就可以认为（或抽象为）是自由空间的传 播。 因此自由空间的路径损耗可用下列公式来计算 lbs=32.45+20lgf(mhz)+20lgd(km) 式中，lbs 称为自由空间的路径传播损耗，f 为频率，wcdma 的频率 1920- 1980mhz，取 2000mhz。 自自由由空空间间的的损损耗耗表表 dbm1m5m10m15m20m30m50m100m 900m 损耗31.5545.5552.155.6857.6760.0965.5371.55 室室内内传传播播时时阻阻挡挡物物平平均均信信号号损损耗耗表表( (g gs sm m) ) 材料类型混凝土墙钢筋水泥墙混凝土楼板 装修好的电梯轿箱 （db） 损耗（db）1520202515203035 材料类型玻璃幕墙（db）普通玻璃（db） 石膏板吊顶 （db） 未装修的电梯轿箱 （db） 损耗(db)8106835 25 楼层内（底层） 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 10 查表可知 15 米自由空间损耗为：55.68db 吸顶天线增益为：5dbi 多路径衰落余量：10db 隔墙损耗约：15db 天线口下行输入功率为：2.5dbm 距天线最远 15 米处的手机场强： =天线口功率+天线增益-空间损耗-遮挡损耗-多路径损耗 =18.9dbm+9dbm-80.2dbm-20dbm-10dbm = -77.3dbm 4.8 系统上下行平衡分析 直放站具有上下两个链路，有各自独立的增益控制和功率放大能力，为保准网络质 量，直放站站引入基站后，应保持其链路平衡。保持链路平衡不能简单地理解为直放站 的上下行增益设置的平衡，而是对应于施主基站的链路平衡。直放站加入移动通信网络， 不能破坏施主基站覆盖区已经建立的上下通道的平衡，直放站调整增益平衡的前提条件 是：上行增益的调整要保证底部噪声不对基站造成干扰，下行增益的调整不影响输出信 号的线性特性。若下行增益远大于上行增益，会导致手机接收场强很高，却打不出电话； 若上行增益远大于下行增益，会导致覆盖范围缩小。所以要保持上下链路平衡。必须控 制上行增益与下行增益的范围。 通过 4.6 章节的分析在引入直放站以后，基站接收端的噪声电平比无直放站时增加 了 rotbts，这个值为噪声增量。噪声增量与基站、直放站的噪声系数、直放站的增益、 基站发射机至直放站的路径损耗有关。 根据计算：当上行增益与下行增益相等时，基站接收端的噪声增量 rotbts 为 3db； 当上行增益比下行增益小 5db 时，基站接收端的噪声增量 rotbts 降为 1.2db，也就是说 基站的灵敏度下降了 1.2 db。这时，可以认为直放站引入基本上对基站的无影响。所以 保持链路平衡较合理的范围是上下行增益相差小于 5db。 4.9 设计原则 1)充分利用基站信号，尽量少用有源放大器，合理布置室外天馈线和无源器件。 2)考虑到环保的问题，适当增加天线的数量，降低每付天线的输出功率，保证下行 信号到每付天线的输出电平不小于 15dbm，即达到良好的覆盖效果，又不产生环境污染。 3)综合考虑天线的数量、位置和输出功率，以及所需覆盖的范围，保证信号的均匀 分布，从每副天线端口到基站接收端的上行信号衰减量接近一致（相差不超过 5db）。 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 11 4)各项指标（如：cqt、掉话率等）均符合集团公司测试要求。 5、工程规模描述 本工程 g 网采用光纤直放站，光纤直放站分布系统的方式，通过在室外布放天线， 对整栋大楼进行覆盖； g 网采用 5w 光纤直放站 1 台，分布系统共采用室外射灯美化天 线 3 面。本工程拟覆盖的室内面积为 1800 平方米。 6、设备选型及主要性能指标 主要设备材料表 1. 序号序号器材名称器材名称型号型号/规规格格厂家厂家 1 gsm 光纤近端 机 gzf900-iiia 河北电信设计咨询公司 2 gsm 光纤远端 机 gzf900-iiib(5w) 河北电信设计咨询公司 3射灯美化天线 河北电信设计咨询公司 4二功分器 hxpd2-0800-2500-2-200n02 河北电信设计咨询公司 5 耦合器 hxcp2-0800-2500-06-200n02 河北电信设计咨询公司 6 馈线 1/2”硬馈 联通公司 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 12 2、主要设备性能指标 a室内光纤直放站近端 gzf900-iiia 1. 工作频带 设备可根据实际需要使用工作频带的全部或部分。 基本工作频带：上行：909915mhz 下行：954960mhz 2. iiia 下行最大 rf 输入电平：+5dbm iiia 下行最小 rf 输入电平：-5dbm 3. 衰耗 在 900mhz 工作频段内，衰耗22 一次最小弯曲半径 （mm） 1/2“线径馈线线径馈线 馈线水平走线时1.0m1.5m 馈线垂直走线时0.8m1.0m 3）若走线管无法靠墙布放（如地下停车场），馈线走线管可与其他线管一起走线， 并用扎带与其他线管固定。 4）室外走线穿 pvc 管，馈线进墙前要做回水弯，馈线进出口的墙孔应用防水、阻 燃的材料进行密封。 8.4 无源器件的安装要求 1）应用扎带、固定件固定，不允许悬空无固定放置。 2）接头应做防水密封处理。 8.5 电源要求 主设备、干放等有源设备用电尽量就近单独取电，电线套 pvc 管，电源采用 220v 交流电源供电，电源接入点不受外界开关控制。 8.6 避雷接地 主机天线支架、天线、馈线均需接地，接地点为最近处地网，接地采用 16mm2 单芯 铜线接入。 8.7 注意事项 1）工程负责人及施工队员在工程安装实施前，必须仔细阅读设计方案（天线安装 图和组网图要结合，以组网图为准），施工前必须与物业就一些施工细节达成一致， 如全向吸顶天线安装的位置，馈线布放的方式等。 2）施工过程中要建立、执行严格的安全管理，现场施工确保人员安全。 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 9 河北电信设计咨询有限公司 9、系统原理图 耦合器1/2馈线光纤直放站图例： 功分器 射灯美化天线 图号日 期 单位/比例 制 图 审 核室 主 管 单项负责人 设计总负责人 设 计 沙河市兴达饲料公司办公楼系统图 河北电信设计咨询有限公司 孔子乾 贾新华 吴俊卿郑悦时 张波 5w 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 10 河北电信设计咨询有限公司 10、施工安装图纸 耦合器1/2馈线光纤直放站 图例： 功分器 兴达饲料办公楼 食堂 射灯美化天线 图号日 期 单位/比例 制 图 审 核室 主 管 单项负责人 设计总负责人 设 计 沙河市兴达饲料公司办公楼系统图 河北电信设计咨询有限公司 孔子乾 贾新华 吴俊卿郑悦时 张波 中国联通河北 2009 年 gsm 网覆盖工程 11 河北电信设计咨询有限公司