无线通信系统室内覆盖工程设计规范.doc

无线通信系统室内覆盖工程设计规范Specification on Indoor Coverage Engineering Design For Wireless Communication System前 言室内覆盖系统指通过室内天馈线分布系统将无线信号较均匀地分布于建筑物室内，用于改善建筑物室内无线网络覆盖和网络质量，提高无线网络容量的系统，为室内用户提供更优质的个人通信服务，室内覆盖系统在无线网络系统的建设中得到广泛应用。无线室内覆盖系统主要针对重点楼宇、体育馆、展馆、隧道、地铁等多种场所，是增加室内无线容量最有效的一种方式，也是目前提高无线网络质量和网络优化的手段之一。本规范主要规定了室内覆盖系统的设计原则、设计内容、设计方法、设计步骤、设计要求等内容。本规范适用于我国无线网络室内覆盖系统的规划、设计与建设。本规范由信息产业部综合规划司负责解释、修订、监督和管理。本规范具体条文规定的解释由 主编单位负责。在规范使用过程中，各单位注意总结经验，并将意见寄往 主编单位（地址： 邮编： ），以供修订时参考。原主编单位：北京市电信规划设计院修订主编单位：北京市电信规划设计院主要起草人：王洪翠、魏华、刘鹏、徐华洁、周延松、韩颖。修订参编单位：广东省电信规划设计院主要参加人：曾沂粲无线室内覆盖系统工程设计规范 目 次1 总则12 名词术语23 系统设计的一般要求33.1 系统组成33.2 设计应遵循以下原则33.3 系统选址原则43.4 系统设计内容44 信号源设计64.1 信号源划分64.2 信号源设计64.3 系统扩容84.4 信号源的监控85 室内信号分布系统设计95.1 系统结构95.2 系统分布方式95.3 系统设计步骤105.4 室内覆盖系统设计105.5 通信系统及频段划分125.6 频道配置125.7 系统容量保证125.8 系统间干扰协调136 多制式合路室内覆盖系统设计146.1 多制式合路系统设计146.2 多制式合路系统干扰157 系统安装条件选择187.1 信号源安装条件选择187.2 有源设备器件安装条件选择187.3 无源器件安装条件选择197.4 电缆安装条件选择197.5 天线安装条件选择198 无线室内覆盖系统的服务质量要求内容208.1 GSM通信系统208.2 CDMA通信系统208.3 WCDMA通信系统208.4 TD-CDMA通信系统208.5 Cdma2000通信系统218.6 PHS通信系统218.7 TRUNK800MHz通信系统218.8 SCDMA通信系统219 信号源接口要求229.1 中继线路229.2 接口要求2210 同步要求2311 设备配置要求2412 接地与防雷251总则1.0.1本规范适用于无线室内覆盖系统工程的安装设计，其网络组织、使用频段等按相关规定执行。1.0.2本规范适用于我国无线室内覆盖系统新建工程设计，改扩建工程应在合理利用原有设施的基础上参照本规范执行。1.0.3无线室内覆盖系统的设计必须贯彻通信技术政策和通信行业的技术政策、技术体制以及有关标准、规范的规定。1.0.4无线室内覆盖系统设计必须密切结合我国通信发展的实际，合理利用现有资源，做到技术先进、设计科学、经济合理、安全适用。设计的系统应满足可实施性、可管理性、可扩展性的要求。1.0.5无线室内覆盖系统设计应在充分调查和预测用户需求和运营维护要求的基础上，做好系统设计，并适应用户及网络发展的需要。1.0.6无线室内覆盖系统设计对于大型无线室内覆盖系统，建议进行多方案技术经济比较，提高经济效益。1.0.7在本规范与国家有关标准、规范相抵触时，应按国家标准、规范的规定办理。1.0.8本规范只涉及无线室内覆盖系统的信号源部分和室内分布系统部分的设计，网络侧的其他部分设计应参见相应的标准、规范。1.0.9本规范只涉及2G和3G移动通信系统、PHS、SCDMA、TRUNK系统。1.0.10在特殊条件下，执行本规范中的个别条款有困难时，设计中应充分论述理由，提出采取相应措施的报告，呈主管部门审批。2名词术语干线放大器（功率直放机） ：放大射频信号的有源设备有源器件：需要专门供电才能正常工作的器件。无源器件：不需要专门供电就能正常工作的器件。功分器 ：将射频信号由一路平均分配到多个支路上耦合器 ：将射频信号不等的分到多个支路上，具有定向传输特性室内天线 ：用于室内的射频发射天线跳线 ：用于连接设备、器件的短电缆（或光纤）衰减器 ：用于射频信号功率衰减的器件接头 ：器件、设备的连接器件同轴电缆 ：用于传输射频信号的射频电缆光纤 ：用于光端机近端设备与远端设备的射频信号传输2G: 第二代移动通信系统 （GSM、CDMA）3G: 第三代移动通信系统 （WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA）PHS(Pesonal Handy-phone System):无线综合业务系统SCDMA：同步码分多址TRUNK：数字集群调度系统RRU(RF Remote Unit)：射频远端单元1系统设计的一般要求1-1系统组成无线室内覆盖系统主要由二部分组成：信号源和室内天馈线分布系统（如图1）。信号源主要分为两类：基站、RRU和直放站；室内天馈线分布系统由有源器件、无源器件、天线、缆线等组成。图1：室内覆盖系统组成示意图室内信号分布系统信号源核心网侧基站控制器无线室内覆盖系统的引入不受频段和通信制式的限制，满足各种通信制式建设要求，包含2G和3G移动通信系统、PHS、SCDMA、TRUNK系统。各通信制式室内覆盖系统可单独建设，满足各制式的网络指标要求；也可以多通信制式共室内分布系统建设（多制式合路），多制式合路时，各制式应满足各自的网络指标要求，并保证各制式间互不干扰。1-2设计应遵循以下原则3.2.1系统结构应综合考虑运营商当前网络及未来发展的需求，满足运营商其它制式系统未来的接入要求，并充分考虑系统扩容和其他制式系统合路的可能性。3.2.2 系统配置应满足当前业务需要，同时兼顾一定时期内业务增长的要求。3.2.3 系统设计应满足科学性、经济性、可实施性、可管理性、可维护性的要求。3.2.4系统设计应根据不同目标覆盖区域的网络指标，合理分布信号，避免与室外信号之间的频繁切换和干扰，避免对室外基站布局造成影响。3.2.5满足国家有关环保要求，电磁辐射值必须满足国家标准电磁辐射防护规定，即国标GB8702-88规定的限值，采用设备与材料及产生的物质对环境无污染，同时应达到环保部门在GB9175-88环境电磁波卫生标准中对噪音指标的要求。3.2.6系统设计中选用的设备、器件和线缆应符合系统技术要求，各个组成部分接口标准化，便于设备选型和统一维护。1-3系统选址原则3.3.1 充分考虑网络未来发展和综合利用，保护室内覆盖系统建设投资；3.3.2选择用户密度大、话务量需求高的建筑和场所（如综合性商场、超市，批发市场等）；3.3.3 选择高端用户集中的建筑和场所（如高档写字楼、星级酒店）；3.3.4 选择地区内标志性或有影响力建筑和场所（如机场、重要体育馆、展览中心、政府机关等）；3.3.5 建设补充：室内覆盖系统的建设应与室外基站的建设相互协调，统一发展，室内覆盖系统的建设应结合建筑物结构特点，尽量不影响目标建筑物原有结构和装修。1-4系统设计内容目标建筑调研综合考虑目标建筑室外无线网络覆盖现状，目标建筑地理位置、周边情况，用户组成和分布情况等。确定室内覆盖目标区域根据不同系统建设质量指标要求和运营商的特殊要求，结合目标建筑特点和建筑用户分布情况，综合确定室内覆盖目标区域。室内模拟测试测试工具：信号发生器、衰减器、跳线、信号接收设备或专用测试仪器。测试方法：应对楼宇内各目标区域分别测试，测试点要选择有代表性的功能区、室内边缘覆盖区以及室外泄漏区（如建筑外10米处等）。根据室内模拟测试分析结果，确定该楼宇的室内传播特性及穿透损耗，为楼宇的室内分布系统设计和室外覆盖该楼宇的基站参数调整提供依据。无线室内覆盖系统信号源设置容量配置：根据建筑物内用户数量、用户行为及用户分布确定容量需求。分区设置：一个建筑物内需要设置多个信号源时，应考虑分区设置，分区应与建筑物结构和业务分布吻合，分区间切换边界应避免设置在业务密集区。信号源选择：根据容量和覆盖需求，综合考虑业务发展趋势，结合建筑内安装条件选择合理的信号源。室内天线设计方案天线类型的选择：根据目标覆盖区特点选择不同的天线类型。天线点位置设置：天线点尽量结合目标覆盖区的特点和建设要求，设置在相邻覆盖目标区的交叉位置，保证其无线传播环境良好，同时遵循天线最少化原则。室内天馈线分布系统结构设计方案确定分布系统结构和分布方式（光分布系统、电分布系统、光电混合系统等）。合理使用各类设备、器件，合理设置天线发射功率，提高系统性价比，并使系统满足网络近期和远期的发展要求。2信号源设计2-1信号源划分无线室内覆盖系统信号源引入方式主要分为两类：基站和直放站。其中：1）基站引入方式含：微蜂窝基站引入、宏蜂窝基站耦合信号、射频拉远（RRU）。2）直放站引入方式含：射频直放站、光纤直放站。2-2信号源设计2-2-1信号源选择原则1 在信号杂乱且不稳定的室内无线环境中，避免使用室内直放站引入信号，宜选用基站作为信号源。如在开放型的高层建筑中，通常选择微蜂窝基站作为室内分布系统的信号源，抑制干扰，保证主用信号电平及通话质量指标。2 在室内信号较弱或覆盖盲区的环境中，通过定向天线可以取得较纯净且稳定的主用信号，宜采用射频直放站作为室内分布系统的信号源。如隧道、地铁站、地下商场、酒吧等规模较小、信号屏蔽严重的场所。采用直放站作为室内分布系统的信号源必须考虑施主基站的容量和直放站对室外覆盖的干扰。3 对于室外基站话务拥塞的情况，室内覆盖主要解决容量问题，宜采用微蜂窝基站作为室内分布系统的信号源，来分流室外基站的话务量，改善用户通信质量。4 对于建筑内部话务需求量大的大型场所，如商场、机场、火车站、展览中心、 会议中心等，宜选用基站（宏蜂窝或微蜂窝）作室内分布系统的信号源。5 对于通信质量要求高的酒店、写字楼、政府机构等场所，宜采用微蜂窝基站做信号源。6 对于建筑规模较小的场所，在不宜设置射频直放站的环境下，宜选择光纤直放站或RRU（射频远端单元）作为分布系统的信号源。7 对于本身设有室外宏蜂窝基站的建筑，当基站设备配置有余量时，宜耦合部分基站信号作为本楼宇室内分布系统的信号源，耦合基站信号时应采用插损小的器件，尽量减小耦合信号对宏蜂窝基站的影响。2-2-2信号源设置1 室内微蜂窝基站的设置室内微蜂窝基站信号经过室内馈线及无源器件均匀分配至各个天线，基站位置应设置在尽可能使多数天线的馈线长度相同的位置，提高基站输出功率的利用率。室内微蜂窝基站设置位置应满足基站工作环境、传输等要求。2 宏蜂窝基站耦合信号耦合宏蜂窝基站信号时应采用插入损耗小的耦合器，最大限度的减少对室外发射功率的影响；采用的有源放大设备应设置适当的上下行增益，最大限度的减少对宏蜂窝基站的噪声引入。3 射频远端单元（RRU）的设置部分基站产品能够实现射频远端单元方式，即将基站射频模块与控制部分分开，之间利用光纤连接，RRU安装在合理的位置作为室内分布系统信号源。4 射频直放站的设置射频直放站输出信号经过室内信号分布系统均匀分配至各个目标覆盖区域，直放站位置设置合理，既满足直放站与施主天线距离不宜过长，又充分利用直放站输出功率。直放站的设置应注意以下问题：1) 合理设置直放站的增益，避免对施主基站的小区造成严重影响；2) 施主天线选择窄的主瓣宽度，避免其他基站的信号被直放站接收、放大，导致在下行方向产生影响有用信号的噪音、并在上行方向把信号传输到不相关的基站，影响其他基站的正常工作。施主天线应选择具有25dB以上前后比的天线；3) 射频直放站的收发天线之间要满足一定的隔离度要求，避免直放站的自激，采用射频直放站设计时，应计算收发天线间的隔离，当射频直放站作为室内覆盖系统信号源时，收发天线分别在室内外，应利用建筑物实现上述隔离要求。4) 施主天线及施主天线引入机房的馈线应做避雷和接地。5 光纤直放站的设置1) 光纤直放站可提高源基站的利用率、减少利用射频直放站带来的干扰。2) 应计算并合理设置直放站的增益，避免对施主基站的小区造成的影响。3系统扩容当无线室内覆盖系统不能满足容量需求时，应对信号源进行扩容，其扩容通过增加载频（或信道）等方式实现。对于使用其他信号源的室内覆盖系统，可将原信号源设备替换为基站。4信号源的监控信号源应具有可监控功能，并能统一网管。5室内信号分布系统设计5-1系统结构天馈线分布系统由有源放大设备 (干线放大器、光端机等)、缆线（同轴电缆、光缆、泄漏电缆）、功分器、耦合器、室内天线等设备组成。信号源S/C光远端光主机光纤S/C天线S/C天线干放S/CS/CS/CS/C图中S/C表示：功分器/耦合器图2：室内分布系统示意图5-2系统分布方式室内天馈线分布系统按照采用的设备主要分为两种：有源方式、无源方式；按照采用线缆材料主要分为四种方式：泄漏电缆分布方式、同轴电缆分布方式；光纤分布的方式；光电混合分布方式。本规范按照第二种分类方式详述。5-2-1泄漏电缆分布方式泄漏电缆传输损耗大、距离短，且泄漏电缆本身线径较大，施工困难，通常用于对地铁、隧道、电梯等特定环境的覆盖。5-2-2同轴电缆分布方式同轴电缆分布方式包括纯无源系统和采用有源中继放大两种情况。纯无源方式即将信号源输出能量经功分、耦合等无源器件合理分配后，利用射频电缆传输至天线，将能量均匀分布至各区域。有源中继放大方式是由于信号源输出能量不能满足楼宇覆盖需求的情况，需要增加放大器对主干信号进行放大，并通过天馈分布系统覆盖所需区域。5-2-3光纤分布方式光分布方式的传输损耗小、不受电磁干扰、布线方便并且组网灵活，与同轴线缆相比，更适合于远距离的信号传输。5-2-3光电混和分布方式光电混合分布方式多适用于大型建筑，应用在主干缆走线很长，布放难度较大的场景。5-2-4分布方式选用原则分布方式的选择应综合上述分析，综合考虑覆盖区域面积、理论覆盖效果、设备成本、施工难易程度等因素，应遵循：效果成本施工维护的思路，并满足多制式系统兼容的要求，在最优的组合方案下，系统性价比最高。上述四种覆盖方式，电分布方式为最常用，且技术和设备成熟。5-3系统设计步骤确定目标建筑、需求分析。室内无线信号现状测试。确定室内覆盖区域。模拟测试。信号源的选取及配置。室内分布方式的确定。结合模拟测试结果，进行室内覆盖信号传播损耗计算。室内天线分布方案设计、天线类型选择和馈线路由的确定。室内覆盖系统组织结构方案设计。6室内覆盖系统设计室内覆盖系统设计原则1 满足国家有关环保要求，电磁辐射值满足国家标准电磁辐射防护规定，即国标GB8702-88规定的限值，采用设备与材料及产生的物质对环境无污染，同时应达到环保部门在GB9175-88环境电磁波卫生标准中对噪音指标的要求，室内天线的发射功率不大于15dBm/TRX。2 无源器件应满足需引入系统的通信频段要求。3 应保证覆盖区域信号与周围室外其它基站各小区间进行正常切换，室内信号应保证不对室外信号产生干扰。4 满足覆盖系统设计指标和各制式通信系统指标的要求。5 满足便于改造，利于升级的要求。目标覆盖区1 室内盲区：新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆和公寓等。2 话务量高的大型室内场所：车站、机场、商场、体育馆、购物中心等。3 发生频繁切换的室内场所：高层建筑的顶部，同时收到功率近似的多个基站的信号。室内天线点分布设计1 应根据勘测结果和室内建筑结构，设置天线位置和选择天线类型，天线尽量设置在室内公共区域。2 天线口的功率不超过15dBm/载波。3 对于层高较低，内部结构复杂的室内环境，宜选用全向吸顶天线，宜采用低天线输出功率、高天线密度的天线分布方式，以使功率分布均匀，覆盖效果良好。如写字楼、酒店等建筑。4 对于较空旷且以覆盖为主的区域，由于无线传播环境较好，宜采用高天线输出功率、低天线密度的天线分布方式，满足信号覆盖和接收场强值要求即可。如地下车库等区域。5 对于建筑边缘的覆盖，宜采用室内定向天线，避免室内信号过分泄漏到室外而造成干扰，根据安装条件可选择定向吸顶天线或定向板状天线。如建筑一层出入口处、楼宇沿窗区域等。6 对于电梯的覆盖，可采用三种方式：一是在各层电梯厅设置室内吸顶天线；二是在信号屏蔽较严重的电梯，或电梯厅没有安装条件的情况，在电梯井道内设置方向性较强的定向天线；三是在电梯轿厢内增设发射天线，布放随梯电缆。7 应尽量避免电梯内的切换，以避免电梯运行过程中由于切换造成的掉话。7通信系统及频段划分根据目前发展情况，主要涉及以下通信系统：Trunk、CDMA800MHz、GSM900/1800MHz、PHS1900MHz，WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000核心频段，共七种制式。系 统频率划分(MHz)TX(下行DL)RX(上行UL)1Trunk851.00-866.00806.00-821.002CDMA800870.00-880.00825.00-835.003GSM900935.00-960.00890.00-915.004GSM18001805.00-1850.001710.00-1755.005PHS1900.00-1920.006WCDMA、CDMA20002110.00-2170.001920-1980.007TD-SCDMA1880-1920；2010-2025； 2300-24008SCDMA1785-18058频道配置频道配置各通信制式的频道配置参见相应系统的设计规范。频道配置的一般要求由于建筑内可能存在多套室内覆盖系统，因此，在进行室内覆盖系统建设时，应充分考虑其他运营商使用的频段，考虑必要的保护频带，以满足干扰保护比的要求。9系统容量保证无线室内覆盖系统设计，应根据用户预测结果对基站进行配置，随用户的发展增加基站配置（增加载频或信道），提供室内更高的用户容量；也可通过增加小区并对室内分布系统做相应调整的方式。10系统间干扰协调在工程设计中，应充分考虑到不同通信制式系统间或不同运营商之间相邻或相近频段的干扰协调，除考虑必要的保护频带外，室内覆盖系统设计中，还应考虑各系统天线间的空间隔离、增加滤波器等方法满足隔离度要求。11多制式合路室内覆盖系统设计11-1多制式合路系统多制式合路室内覆盖系统（简称多制式合路系统）是将多个系统无线信号进行合路，共用一套室内天馈线分布系统的方式。如下图所示：系统1系统2系统n合路器分布系统多制式合路系统主要是共用无源天馈部分，信号源及有源设备各系统独立使用。11-2合路系统分类1 建立一套分布系统通过规划各系统使用频段，避免系统间同频及邻频干扰。将所有系统的上下行信号进行合路并在一套系统中进行传送。2 建立多套分布系统通过规划各系统使用频段，以避免系统间同频及邻频干扰。将频段间隔较大、互相干扰较小的不同制式系统进行合路，而将频段间隔小、互相干扰较大的不同制式系统分别建设。3 上下行信号分开，建立两套分布系统通过规划各系统使用频段，以避免系统间同频及邻频干扰。将各制式系统的上、下行信号分为两套分布系统建设，两个分布系统间最小隔离度为天线间的空间隔离损耗分布系统的路径损耗（基站输出端口功率与天线输入功率的差），有效减少甚至避免系统间产生的杂散和阻塞干扰问题。对于时分双工系统选择一套进行合路。11-3合路系统方案选择1 建立一套分布系统适用于覆盖区域较小的场所，分布系统最好为无源系统，以减少噪声增加对各接收机灵敏度的影响。2 建立多套分布系统适用于较大面积或较远距离的覆盖，能够允许分布系统中使用一定数量有源放大设备，抗噪声能力强，易实现多种制式通信系统的同区域覆盖。合路器的各端口间隔离度指标要求较低。3 上下行信号分开，建立两套分布系统适合于覆盖区域大，但不能建设多套分布系统的场所。分布系统中较多有源设备的使用，易引起基站接收机噪声的增加，需根据有源设备使用的数量计算噪声增加量，并通过增加合路器的隔离度指标来满足系统要求。合路器各端口间隔离度指标要求相对较低。12多制式合路系统干扰12-1干扰来源室内天馈线分布系统的干扰来源，主要有来自外部的干扰和系统内部干扰。外部干扰主要通过分布系统的室内天线接收进入系统，这类干扰可以利用建筑物对室外信号的隔离、空间信号隔离，以及系统本身的路径损耗多种方式降低干扰，较易实现。内部干扰源来自系统中有源器件和无源器件，多频段多制式无线信号在系统中传输会产生相互间的干扰。12-2干扰分类1 同频、临频干扰2 下行信号间的互调干扰3 下行信号对上行信号的互调干扰4 下行信号间的杂散干扰5 下行信号对上行信号的杂散干扰6 阻塞干扰1） 单一系统上行信号的阻塞干扰2） 系统间的阻塞干扰3） 对接收机的阻塞干扰12-3干扰隔离分析方法在进行无线室内覆盖多系统合路设计时，应对合路的所有系统之间可能存在的上述干扰值进行分析计算，并根据计算结果提出各系统间合路所需的隔离度，即合路器的端口隔离度要求。1 干扰计算方法对室内覆盖系统而言，干扰分析方法采用MCL计算方法。MCL 计算法研究的是最坏情况下邻信道干扰的大小。当研究基站与基站间干扰时多采用此方法。在这种情况下,干扰者以最大的功率发射。MCL计算法适用于理论上的估计和分析，简单高效，可以从理论上估算系统的干扰大小，从理论极限的角度研究系统的干扰共存问题，计算法是对最坏情况的估计。由终端引起的干扰不能采用MCL的方法进行研究。2 干扰分析要点1）确定待分析无线系统的频谱分配。2）根据各个无线系统的频谱关系确定两个系统间的干扰类型：上行链路之间的干扰、下行链路间的干扰还是上下行链路间的干扰。3）使用最小耦合损耗（MCL）计算法分析各无线系统间干扰，确定极限情况下的隔离度指标。4） 在实际网络测试中，将现场实验结果与理论分析结果进行比较分析，得出系统间干扰分析结论和解决方案。3 干扰分析方法1）杂散干扰分析方法杂散干扰是指干扰设备发射的带外噪声落入被干扰接收机的接收频带内，形成对有用信号的同道干扰。如果两个基站之间没有足够的隔离或干扰基站的发送滤波器没有提供足够的带外衰减，则落入被干扰基站接收带宽内的寄生辐射很强，导致接收机噪声门限的增加，接收机灵敏度降低，造成性能损失。这类干扰通常只能从干扰源这一侧进行消除。2）阻塞干扰分析方法阻塞干扰是指被干扰接收机接收频带外的强信号干扰，使得接收机灵敏度恶化。当较强功率加于接收机时，导致接收机过载，放大增益被抑制。为了防止接收机过载，两个合路的基站隔离度用来将被干扰基站的接收机接收到的有效干扰载波总功率抑制载在一个可以接受的范围内，这类干扰通常只能在被干扰接收机侧进行消除。3）互调干扰分析方法当接收到的干扰载波功率很强时，由于接收机增益传递函数有一定的非线性，就会在接收机中产生互调干扰（IMP）并在输出端体现，三阶互调干扰是最强的互调干扰，很强互调干扰落在被干扰系统的接收带宽内，就会导致干扰并降低接收机的性能。互调产物电平应不超过杂散干扰要求，为防止互调产物造成干扰，基站间的隔离与杂散干扰情形要求相同。12-4干扰隔离解决方法1 尽量提高基站接收前端器件的线性动态范围。2 使用低增益、高线性度的LNA 作为前级放大器件，将增益尽量分配在混频后的中级放大器和后端的功率放大器。3 提高相关设备隔