TD-SCDMALTE展览馆室内覆盖系统的设计硕士毕业论文.doc

浙江大学硕士学位论文 第 1 章 绪论 TD SCDMA LTETD SCDMA LTE 展览馆室内覆盖系统的设计展览馆室内覆盖系统的设计 浙江大学硕士学位论文 摘要 i 摘要摘要 本文通过对 TD SCDMA 及 TD LTE 原理进行分析 参照有关设计依据及技术 指标 分析完成了宁波会展中心 2 号馆平层及电梯的信号覆盖设计 室内无线覆盖是针对室内用户以改善建筑物内无线通信环境的一种方案 近些年在全国各地运营商中得到了广泛应用 室内覆盖系统通过需求分析效果 预测 全面改善建筑物内的通话质量 提高移动电话接通率 不仅扩大网络容 量 更从整体上提高移动网络的服务水平 论文首先通过对会展中心 2 号馆信号情况的勘测 完成对会展中心 2 号馆 话务量需求的分析 然后分析信源功率 最终确定了所选用的信号源 同时也 确定了所选用各种无源器件 之后对该设计进行覆盖效果的理论预测 确定设 计结果达到了相关的技术指标 解决了该馆的手机用户需求 实现了移动通信 的无缝覆盖 在设计的最后 进行了施工规范及工程施工流程的说明 列出所 用工程材料清单 以便于工程具体实施 关键词 关键词 TD SCDMA LTE 室内覆盖 信源 分布系统 浙江大学硕士学位论文 Abstract ii Abstract The design analysis the Principle of TD SCDMA LTE reference to the design basis and technical indicators analysis of the Convention Center Hall floor and elevator design of the signal coverage Indoor coverage for indoor users to improve the building environment of a mobile communication program in recent years across the country mobile operators has been widely used Indoor coverage systems can provide a more comprehensive manner to improve call quality in buildings it also improve the mobile phone through rate and open up high quality indoor mobile communication areas At the same time the use of micro cellular system can be shared outdoor macrocell traffic and expand network capacity to increase the overall level of service for mobile networks Through investigation completed an analysis of traffic demand for Convention Center Hall II and then Analysis of the power source ultimately determine the selection of the signal source Then determine the choice of a variety of passive components After the design of the cover effect I determined the design of this technology to meet the relevant indicators Solve the building needs of mobile phone users achieve seamless coverage of mobile communications In the final I analysis the construction specifications and construction processes List the materials which were used in engineering in order to facilitate the implementation of project specific Key Words TD SCDMA LTE Indoor coverage Information source Distribution system 浙江大学硕士学位论文 目录 I 目录目录 摘要 i Abstract ii 图目录 III 表目录 IV 第 1 章 绪论 1 1 1 课题背景 1 1 2 国内外研究的背景 2 1 3 研究的意义 3 1 4 本文主要研究内容和章节安排 4 1 5 本章小结 4 第 2 章 TD SCDMA 室内覆盖系统介绍 5 2 1 室内覆盖系统 5 2 1 1 建设室内覆盖系统的原因 6 2 1 2 什么地区需要室内覆盖 7 2 2 TD SCDMA 的简介 7 2 2 1TD SCDMA 网络试验和商用概况 8 2 2 2TD SCDMA 标准的现状 8 2 2 3TD SCDMA 标准的后续发展 LTE 9 2 3 室内覆盖系统的组成 10 2 4 本章小结 11 第 3 章国际会展中心 2 号馆覆盖需求 12 3 1 TD SCDMA LTE 室内覆盖系统建设流程 12 3 2 展览馆室内覆盖需求介绍 13 3 3 电磁环境勘测 15 3 4 覆盖需求 15 3 4 1 覆盖范围 15 3 4 2 当前信号覆盖情况说明 16 3 4 3 覆盖方式 16 3 5 勘测记录及具体要求 16 3 5 1 勘测记录 16 3 5 2 展览行业覆盖需求 17 3 6 本章小结 17 第 4 章展览馆室内覆盖系统设计 18 4 1 宁波会展中心室内覆盖系统建设流程 18 4 2 TD SCDMA 室内覆盖系统建设流程覆盖方式的设计 19 4 2 1 平层覆盖及天线布放 19 浙江大学硕士学位论文 目录 II 4 2 2 电梯的覆盖 22 4 2 3 系统可调整性 23 4 2 4 功率分配 23 4 3 TD SCDMA 网容量预测 24 4 4 覆盖效果效果分析 24 4 4 1TD SCDMA 覆盖区场强计算 25 4 4 2 最小室内覆盖场强计算 26 4 4 3TD LTE 覆盖区场强计算 27 4 5 本章小结 29 第 5 章展览馆室内覆盖施工方案 30 5 1 室内覆盖经典环境单天线覆盖能力 30 5 2 天线功率需求及布放原则 30 5 3 天线的布放 30 5 3 1 办公楼层的覆盖 6 10 层 31 5 3 2 会展区域 1 5 层 的覆盖 32 5 3 3 地下停车库的覆盖 33 5 3 4 电梯的覆盖 34 5 3 5 卫生间的覆盖 35 5 4 信源选取 36 5 5 器件选择说明 36 5 5 1 覆盖天线的选择 36 5 5 2 分配器件的选择 38 5 5 3 主干线和支线采用的线型 40 5 6 设备安装说明 41 5 6 1 有源设备安装 41 5 6 2 室内天线安装 42 5 6 3 馈线及相关设备 42 5 6 4 无源器件安装 43 5 6 5 接地 43 5 6 6 标签 43 5 7 本章小结 44 第 6 章总结与展望 45 参考文献 1 作者简历 3 致谢 4 浙江大学硕士学位论文 图目录 III 图目录图目录 图 2 1 室内覆盖示意图 5 图 2 2 室内覆盖拓扑结构图 6 图 2 3 直放站的室内分布系统示意图 10 图 3 1TD SCDMA LTE 室内分布系统建设流程示意图 12 图 3 2 会展中心二号馆侧面图 14 图 3 3 国际会展中心周边无线网络环境图 15 图 4 1 宁波会展中心 TD SCDMA LTE 室内分布系统建设流程示意图 18 图 4 2 会展二号馆 6 10 层平面图 20 图 4 3 会展二号馆 1F TD SCDMA 系统平面图 21 图 4 4 会展中心 2 号馆 TD LTE 覆盖安装图 22 图 4 5 2 号馆电梯平面安装示意图 23 图 5 1 办公区域平面图 32 图 5 2 覆盖模型 32 图 5 3 会展中心区域覆盖平面图 33 图 5 4 大型会议室覆盖实景图 33 图 5 5 全向吸顶天线方式 34 图 5 6 定向板状天线的安装 35 图 5 7 横向并立式结构部分 35 图 5 8 竖向纵深式结构部分 36 图 5 9 全向吸顶天线外观图 37 图 5 10 室内壁挂天线外观图 38 图 5 11 腔体功分外观图 40 图 5 12 馈线外观图 41 浙江大学硕士学位论文 表目录 IV 表目录表目录 表 3 1 楼层结构情况表 14 表 3 2 各楼电梯分布情况 14 表 3 3 勘测数据 16 表 4 1 楼层 GSM 3G 信号覆盖差异估算 24 表 4 2 衰落余量表 25 表 4 3TD LTE 与其他系统的干扰隔离要求表 27 表 4 4 衰减因子取值表 28 表 4 5 空间传播距离预算表空间传播距离预算表 28 表 5 1 室内覆盖典型环境单天线覆盖能力表 30 表 5 2 全向吸顶天线参数表 37 表 5 3 室内壁挂天线参数表 38 表 5 4 腔体耦合器参数表 40 表 5 5 馈线参数表 41 表 5 6 馈线弯曲曲率半径 42 表 5 7 馈线间距 43 浙江大学硕士学位论文 第 1 章 绪论 第第 1 章章 绪论绪论 1 1 课题背景 TD SCDMA 是我国通信行业首个知识产权 是由中国提出的第三代通信技术 标准 于 2000 年被国际电信联盟 ITU 正式采纳 并成为全球认可的第三代 通信技术标准之一 随着 TD SCDMA 技术在全球范围内不断成熟 发展 其商 用价值逐步得到体现 TD SCDMA 先于欧洲的 WCDMA 和美国的 CDMA2000 获得中国 市场准入 并完成一期 10 个城市的网络建设和试运营 1 但是根据专业调研和 专家研究表明 现代人的需求并没有停滞不前 我国拥有知识产权的第四代移动通信技术 TD LTE 已于 2010 年 10 月被国际 电信联盟 ITU 定为 4G 技术标准 正式成为两大 4G 国际标准之一 4G 网络能以 100Mbps 的速度下载 速度是 3G 网络的 10 倍 上传的速度能达 20Mbps TD LTE 作为 4G 的标准之一 拥有着稳定超快的移动上网速度 这将大大提升信息 传输能力 为加快推进现代化建设和国际化进程 信息时代带给人们的不仅是日新月异的生活方式 更是无限的空间和机遇 从 TD SCDMA 到 TD LTE 提供了更快速的网络和更丰富的应用 基于 TD LTE 的 手机不仅可以提供高质量的流媒体内容 个人身份认定的设备还可以通过 ID 技 术实现 同时它也可以接收到高分辨率电视节目和电影 成为合并广播和通信 的一个纽带 此外 TD LTE 的无线即时连接等一些服务费用将比 3G 更为便宜 还有 TD LTE 有望集成蓝牙和无线局域网等室内网络 蜂窝信号 广播电视到 卫星通信 移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准 2 宁波市国际会议展览中心位于浙江省宁波市江东区会展路 181 号 它地处 东部新城核心区 与中心商务区 市政办公区 生活居住区等重要区块左邻右 舍 交通便利 距杭甬高速公路只有 5 公里 距中国第二大港北仑港 18 公里 经世纪大道可直达宁波机场 经甬江隧道可到达 329 国道 占地面积 600 余亩 建筑面积 9 万余平方米 主要由东南西北四个展厅组成 并配有会议楼及商务 楼子项建筑共 6 大建筑 会展中心规模庞大 设计先进 布局合理 配套设施 齐全 是一个集展览 展示 商贸洽谈 餐饮 仓储等综合服务功能于一体的 大型智能型现代化会议展览中心 国展中心二号馆与家电常年展 1 号馆相对称 用地面积 4 万多平方米 总建筑面积约 20 万平方米 其中地上 14 4 万平方米 浙江大学硕士学位论文 第 1 章 绪论 2 地下 5 7 万平方米 二号馆地下 2 层 地上 10 层 主体建筑高度 50 3 米 项 目总投资约 7 5 亿元 本文的主要研究内容是来源于浙江三维通信股份有限公司的一个具体方案 该方案主要针对宁波国际会展中心 2 号馆的室内无线信号覆盖进行系统设计 该馆共 10 层 地下室 2 层 楼内共有 27 部电梯 需室内覆盖面积为 140000 平方 米 1 2 国内外研究的现状国内外研究的现状 当今世界的市场竞争不仅仅是产品 技术 人才的竞争 通信行业面对的 还是标准的竞争 谁能制定标准 谁就在一定程度上掌握了技术和经济竞争的 主动权 然而我国的科技水平总体上还相对落后 特别是左右国民经济的高科 技领域 我国呈现出技术力量薄弱 技术人才紧缺 研发能力欠缺 绝大多数 的核心技术掌握在别人的手中 在竞争中常陷被动境地 发展受限 我国的第 一代第二代移动通信制式因没有发言权 向国外支付了百亿美圆的技术和专利 费用 我国的 TD SCDMA 在逆境中崛起 于 2000 年被国际电信联盟 ITU 认定 为 3G 国际标准之一 与欧洲的 WCDMA 和美国的 CDMA2000 成为当今 3G 主流的技 术 TD SCDMA 即时分同步的码分多址技术 是我国通信领域第一个拥有自主 知识产权的国际标准 是我国百年电信技术史上的重大突破 3 CDMA 技术的成熟 以及数字信号处理 智能天线 软件无线电等先进技术 的进展研究 为第三代移动通信系统的产生和发展奠定了技术基础 4 TD SCDMA 针对所有无线环境下对称和非对称的 3G 业务所设计的 凭借着频率利用 率高 系统容量大 建网成本低等优势 后发制人 在国内已站稳脚跟 逐步 向世界范围拓展 TD SCDMA 既可以接入第二代 GSM 网 同时也可以接入 3G 核心 网 无论哪种接入方式都可以利用 GSM 网络 与其完全兼容 9 从而实现第二 代通信技术到第三代通信技术的平滑过度 另外 TD SCDMA 拥有自主知识产权 可避免因使用国外技术和专利而支付昂贵的费用 从而大大降低了成本 同时 也为 TD 在国内乃至于全球的发展积累了更多优势 随着我国 6 城市 TD SCDMA 规模试验第一阶段告一段落 从目前的运营商 建设网络情况看 所有都会选择比较发达的地区 从目前东京等地密集地区 TD SCDMA 网络建设看 根据自身情况定 选择合适的技术 进而有效控制城市 浙江大学硕士学位论文 第 1 章 绪论 3 与郊区 小区与小区之间的饿干扰 11 另外建设 LTE 作为运营商的一种投资策 略 TD SCDMA 的最大优势就是频率使用灵活 随着网络的发展和建设 以及用 户数量的急剧增加 TD SCDMA 的扩容计划提前被运营商考虑进去 TD SCDMA 作为我国提出并具有自主知识产权的技术 在 TD SCDMA 的部署和 商用化进程中 不仅吸取国外建设经验 还根据自身网络特点 发展具有中国 特色的 TD SCDMA 新技术 相信 TD SCDMA 网络在中国一定能够厚积薄发 蓬勃 发展 LTE 作为信息技术的发展方向 逐步受到了政府和运营商的关注 真也是 TD SCDMA 的后续发展的动力 同时也是我国自主知识产权发展的重大历史机遇 中国移动公司在 2010 年扩容完成后 TD SCDMA 网络将覆盖全国全部 337 个 地市 基站规模将达 22 万个 13 随着 WCDMA 和 CDMA2000 技术发展 TD SCDMA 也需要不断创新 不断提升 TD SCDMA 网络的宽带能力 建立起 TD SCDMA LTE 系统在未来的宽带移动市场 移动互联网市场 物联网市场的竞争力 是中国 移动公司新时期应对市场竞争 保持技术优势的重要举措 目前 TD LTE 产业链初现端倪 初步具备产品服务能力 但网络设备 终 端和性能等均有待进一步完善 从国内外网络发展的现实和经验看 若加快产 品发展 缩短周期 推进 TD LTE 产业链尤其是终端产品商用化进展 缩短与 FDD LTE 的产业发展差距 15 中国移动在国家相关部门的统一部署下启动了 TD LTE 规模试商用网建设项 目 本项目分为两个阶段 一阶段支撑完成 新一代宽带无线移动通信网 国家重 大专项 TD LTE 规模技术试验的各项试验测试任务 二阶段面向试商用目标 扩 大网络建设规模 并进行 2G TD LTE 融合组网 TD SCDMA 升级等方面的组网技 术验证 1 3 研究的意义研究的意义 随着城市里无线业务用户数量急速增加以及高层建筑拔地而起 话务量的 密度和覆盖的需求和要求也不断上升 现代的建筑物的特点是规模大 质量好 一定程度上对无线业务信号相对屏蔽 在建筑物的低层 比如地下车库 地下 商场或者是地下储物事等环境下 移动的信号因为没有主导信号再加上建筑物 的阻挡 形成了移动通信的盲区 在楼层的中间层里 由于来自周围不同基站 浙江大学硕士学位论文 第 1 章 绪论 4 信号的重叠 产生乒乓效应 手机频繁切换 通话效果差 甚至掉话 严重影 响了手机的正常使用 在建筑物的高层 由于受基站天线的高度限制 无法正 常覆盖 另外 有些建筑物内 虽然手机信号接收正常 但是由于人口密度大 基站信道拥挤等原因 用户还是不能正常使用手机 网络覆盖 容量 质量是移动通信运营商获取竞争优势的关键因素 网络 覆盖 网络容量 网络质量从根本上反应了移动运营商的服务水平 是所有移 动网络优化维护工作的主题 1 4 本文主要研究内容和章节安排本文主要研究内容和章节安排 本文主要包括以下内容 通过对 TD SCDMA 及其延伸 TD LTE 4G 原理进行分 析 参照有关设计依据及技术指标 分析完成了会展中心 2 号馆平层及电梯的 信号覆盖设计 设计内容包括 TD SCDMA LTE 原理介绍 会展中心 2 号馆覆盖需 求 设计方案选择 话务量需求分析 该馆平层及电梯信号覆盖的方案设计等 五部分内容 文章结构安排如下 第 1 章介绍了本论文研究的课题背景 第 2 章介绍了 TD SCDMA LTE 室内覆盖系统介绍 第 3 章对会展中心 2 号馆地理环境 和电磁环境进行勘测 分析该馆的覆盖需求 第 4 章是展览馆室内覆盖设计及 覆盖区容量预测与场强计算 第 5 章是展览馆室内覆盖方案 进行信源选取 器件选择 覆盖效果理论分析预测 还有具体实施说明 第 6 章是总结与展望 1 5 本章小结 本章节主要介绍了课题的研究背景 重点介绍 TD SCDMA 和 TD LTE 及其技 术标准 并讲述其国内外研究的现状 通过宁波国际会展中心的概况分析本次 室内网络覆盖的需求 最后介绍了本文的主要研究内容和章节安排 浙江大学硕士学位论文 第 2 章 TD SCDMA 室内覆盖系统介绍 5 第第 2 章章 TD SCDMA 室内覆盖系统介绍室内覆盖系统介绍 2 1 室内覆盖 室内覆盖在全国范围内的移动通信运营商中得到广泛的应用 它是针对室 内用户群 用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案 室内覆盖系统是根据话务量分析 效果的预测 确定信号源和天线布放 为运营商提供最佳解决方案 踏的原理是利用室内天线将信号分布在室内各个 角落 从而保证室内通过的效果 达到室内无逢覆盖 室内覆盖系统的成功建设 可以较为全面地改善建筑物内的通话质量 提 高整体移动电话接通率 从整体上提高运营商的网络服务水平 如图 2 1 是一般情况下的室内覆盖示意图 图 2 1 室内覆盖示意图 浙江大学硕士学位论文 第 2 章 TD SCDMA 室内覆盖系统介绍 6 图 2 2 室内覆盖拓扑结构图 2 1 1 建设室内覆盖系统的原因 随着智慧城市建设发展进程 高质量的通话效果和丰富的应用成为了当代 人的需求因素 当然 现实中 因为城市里越来越繁华 高楼大厦越来越多 对信号的阻挡也越来越多 不论是新建的高楼还是已建好的高楼 这些建筑物 规模大 质量好 对无线业务信号有很强的屏蔽作用 在中间楼层 由于不同 基站信号的堵塞 产生大量的乒乓切换 甚至掉话 很大程度上影响了手机用 户的正常使用 在高楼的顶层 由于基站天线的高度因素限制而导致无法正常 覆盖 成为移动通信空洞层 此外 在建筑物内 虽然手机能正常通话 但是 由于用户较为集中 导致堵塞基站信道 手机上线艰难 室内信号覆盖的效果直接影响到运营商的竞争 特别是网络覆盖的质量 容量等关键因素 网络容量 网络覆盖 网络质量从深层次上显示了移动网络 的服务水平 18 在这样的背景之下 室内覆盖系统正式产生了 原因有以下几点 1 从覆 盖方面讲 建筑物所特有的屏蔽和吸收作用 导致无线电波较大的传输损耗 于是造成了移动信号的弱场强区 2 从容量方面讲 大型超市 会议厅 商场 浙江大学硕士学位论文 第 2 章 TD SCDMA 室内覆盖系统介绍 7 等区域由于移动电话使用密度过大 局部网络容量不能满足用户需求 无线信 道发生堵塞现象 3 从质量方面讲 楼层高处极易出现无线频率干扰 周围基 站信号不稳定 出现乒乓切换 通话质量差 并容易出现掉话现象 2 1 2 哪些地方需要室内覆盖 1 室内盲区 大型建筑 办公楼 地下停车场 酒店和公寓等 2 通话频繁的大型室内场所 车站 商场 机场 体育馆 大型超市等 3 频繁发生切换的室内场所 高层楼房的顶部 接收多个基站的相似功率的信号 2 2 TD SCDMA 简介 TD SCDMA 是我国通信行业首个知识产权 是由中国提出的第三代通信技术 标准 于 2000 年被国际电信联盟 ITU 正式采纳 并成为全球认可的第三代 通信技术标准之一 19 TD SCDMA 为 TDD 模式 它有两个特点 一是终端的移动速度受现有只能达 到 240km h 因为 DSP 运算速度的限制 二是基站覆盖半径在 15km 以内时频谱利 用率和系统容量可达最佳 在城市和城郊这两个地方均不影响实际使用 所以 TD SCDMA 适合在城市和城郊使用 21 TDD 模式是根据在无线信道时域里的周期 地重复 TDMA 帧结构来实施的 模式可以快捷地实现上行和下行链路间地切换 TDD 模式的优势是 在上行和下行链路间的空间分配可以用一个灵活的转换点来 实现改变 满足各种业务需求 运用 TD SCDMA 的技术 所有的 3G 对称或非对 称业务可以通过改变上行和下行链路的转换点进行实现 所有对称或非对称业 务以及任何混合业务的上 下行链路资源分配的问题可以用相匹配的 TD SCDMA 时域操作模式来自行解决 4 TD SCDMA 所有先进的移动无线系统是为了提高所有无线环境下对称和非对 称的 3G 业务 5 TD SCDMA 传输方向的时域自适应资源分配是为了对对称业务负 载关系的频谱分配最佳利用 因此 TD SCDMA 可以通过最佳频谱效率和最佳自 适应资源的分配 支持速率从 8kbps 到 2Mbps 不同程度的语音 互联网等所有 的 3G 业务 据息 依照 ITU 规定 1998 年 6 月中国正式向国际电联提交了我国自主知 浙江大学硕士学位论文 第 2 章 TD SCDMA 室内覆盖系统介绍 8 识产权的 TD SCDMA 这是对 IMT2000 无线传输技术的建议 经过几年的不懈努 力 在 2000 年 5 月 5 日国际电联正式公布了第三代移动通信标准 TD SCDMA 也 正式成为了 ITU 第三代移动通信标准 与美国 C 的 DMA2000 和欧洲的 WCDMA 同 时成为 3G 时代最主流的技术 2 2 1 TD SCDMA 网络的发展 2006 年 罗马尼亚建成了 TD SCDMA 试验网 2007 年韩国的运营商 SK 电讯 建设成立 TD SCDMA 实验网 法国电信也在同年建成了 TD SCDMA 网络 2008 年 1 月 中国移动在北京 上海等地建设成了第一张 TD SCDMA 网 中国电信在保 定市建立了 TD SCDMA 网 原中国网络通信公司 现中国联合网络通信集团有限 公司 在青岛市也建立了 TD SCDMA 网 2008 年 4 月 中国移动在北京 上海等 地启动 TD SCDMA 社会化业务测试和试用 2008 年 9 月 中国普天信息产业集团 公司为意大利的一家通信公司 MYWAVE 建设了 TD SCDMA 试验网 为小型企业网 工程仅 11 天 2009 年 1 月 7 日 中国政府正式颁发给中国移动 TD SCDMA 业务 的经营许可证 中国移动也在中国的 28 个直辖市 省会城市和计划单列市开始 了 TD SCDMA 的二期网络建设 计划在 2011 年 TD SCDMA 网络够覆盖中国大陆 100 的地市 至今 TD SCDMA 在各方面都已经被国际上运营商 设备制造商所接受认可 成为了真正的国际通信标准 2 2 2 TD SCDMA 标准的现状 在 2001 年 3 月份 3GPPR4 发布后 符合标准规范的 TD SCDMA 实质性的工作 主要是由 3GPP 体系内完成 后来 R4 标准发布 由大唐带头与很多业界的运营 商以及设备制造商经过多次的会议商讨等其他方式的讨论 提交了大量的文稿 对 TD SCDMA 标准规范的高层的协议栈消息 物理层的处理 接口信令消息和网 络等部分的内容进行了反复的完善和修订 才得到了目前为止的 TD SCDMAR4 规 范的稳定和成熟程度 TD SCDMA 的技术特点和优势主要是在空中接口的物理层 物理层技术的 区别也是 TD SCDMA 与 WCDMA 最主要的区别 核心网络中 TD SCDMA 与 WCDMA 采 用的是完全相同的标准规范 TD SCDMA 和 WCDMA 的空中接口高层协议栈也完全 相同 这些共同点也保证了两个系统之间的相互切换 业务支持等功能的一致 性 同时这也一定程度上保证了 TD SCDMA 和 WCDMA 标准的后续发展的一致性 浙江大学硕士学位论文 第 2 章 TD SCDMA 室内覆盖系统介绍 9 2 2 3 TD LTE TD LTE 是 TD SCDMA 网络的升级 在 3G 技术蓬勃发展的时候 在政府 ITU 各个研究机构 各个设备的制造商和运营商中 都已经对 3G 技术以后的发展方 向开展了更为科学的研究 在 3G 技术发展的某些技术方向中 TDD 时分双工技 术和智能天线技术 是以后 3G 技术快速发展的趋势 同时在当前 TD SCDMA 体 系中已得到了相当好的体现 应用 从这一点可以看出 TD SCDMA 标准的技术有 很好的发展前景 另外 随着技术的进步 TD SCDMA 标准也引入了不少新的技术特性 为了 进一步提高系统性能 可以通过空中接口的方法来实现基站之间的同步 保证 了紧急 特殊情况下通信网络的可靠性 利用信号定位终端用户 以便更好更 全面的实现基于位置的技术服务 通过采用自适应调制编码和混合自动重传 实现高速率下行分组业务支持 采用自适应调制编码和混合的 ARQ 技术 对相 应的物理层和高层信令支持的机制的上行增强技术和专用 共享资源的快速分配 一定程度上加强了上行信道和业务支持的能力 通过采用基站 处理终端信号 和多天线输出 入技术 这在一定程度上提高了无线系统的性能 6 在政府全力支持和广大运营商的推动下 TD SCDMA 产业联盟和产业链基本 建立 产品的开发也得到进一步的推动和成为可能 设备制造商也一头扎进 TD SCDMA 产品开发中来 随着开展大量的设备开发和测试 TD SCDMA 的国际标准 也必将得到进一步的加强与深入 2002 年 10 月 30 日 TD SCDMA 产业联盟在北京成立 这一定程度上推进了 TDD SCDMA 技术产业化 22 TD SCDMA 产业联盟不断的成长壮大 为了加快 TD 产 业的进程和升级 形成了覆盖 TD SCDMA 产业链 从终端到系统到芯片再到测试 仪表的各个环节 成员由原来的 7 个到现在的 30 多家企业 规模一直在扩大 LTE 是 3G 的演进 它是 3G 的空中接入技术的改进和增强 采用 OFDM 和 MIMO 作为其无线网络演进的唯一标准 LTE 的提出意味着目标的确立 整个标 准发展过程分为两个阶段 一个是研究项目阶段另一个是工作项目阶段 2006 年研究项目阶段结束 该阶段主要定义目标需求 明确 LTE 概念 征选候选技 术提案 最后对此些征选的技术提案进行进一步评估 确定其是否符合目标需 求 预计在 2006 年 6 月之前建立工作项目 并且建立标准 在该阶段会对未来 LTE 的各方面被进行讨论和起草 这个同过往 3G 标准在 3GPP 中的制定步骤是相 同的 这一过程将持续到 2007 年年中 考虑到整个市场的需求 整个过程对比 浙江大学硕士学位论文 第 2 章 TD SCDMA 室内覆盖系统介绍 10 3G 标准的制定速度将明显加快 随着宽带技术的不断创新 3GPP 也将在最短的 时间内推出最新的技术 这给运营商带来了新的机遇 可以再最快的速度更新 升级产品 甚至可以喝有线网络媲美 23 2 3 TD SCDMA 室内覆盖系统组成 室内分布系统是满足建筑物室内的移动用户需求 解决其通信网络覆盖的 一种方案 将基站信号均匀地覆盖到室内的每个角落 包括盲区死角 以保证 室内所有区域都拥有良好的信号覆盖 图 2 3 直放站的室内分布系统示意图是 将无线同频直放站作为信号源 再由室内分布式天线 功分器 耦合器 干线 放大器等组成的室内分布系统的示意图 图 2 3 直放站的室内分布系统示意图 室内分布系统的组成部分有信号源 信号的传输和分布系统以及干线放大器 室内天线 功分器 耦合器等 信号源可以分成宏蜂窝 微蜂窝 直放站 射频拉远等 传输介质有光纤 同轴电缆和泄漏电缆等 设备有源设备和无源设备之分 天线有全向天线和定向天线等 TD SCDMA 的室内分布系统结构主要由三部分组成 信号源 传输和分布系 统 元器件和天线 在 TD SCDMA 的室内分布系统的设计和建设过程中 应该根据覆盖的目标 浙江大学硕士学位论文 第 2 章 TD SCDMA 室内覆盖系统介绍 11 服务的类型 工程成本等方面的要求综合考虑 选取适当的信号源 元器件和 传输介质等 综上所述 TD SCDMA LTEs 室内覆盖系统由信号源 信号传输介质和分布系 统以及功分器 耦合器 干线放大器 天线等相应器件共同组成 在具体的情 况下 选取相应合适的器件 2 4 本章小结 本章首先介绍室内覆盖和为什么需要室内覆盖 然后着重介绍 TD SCDMA 和 TD LTE 及其标准与商用概况 最后介绍信号源 信号的传输介质和分布系 统和功分器 耦合器 干线放大器 天线等室内分布系统组成 为后面章节的 室内覆盖系统设计奠定基础 浙江大学硕士学位论文第 3 章 国际会展中心 2 号馆室内覆盖需求 12 第第 3 章章 国际会展中心国际会展中心 2 2 号馆室内覆盖需求号馆室内覆盖需求 3 1TD SCDMA LTE 室内覆盖系统建设的流程 图 3 1TD SCDMA LTE 室内分布系统建设流程示意图 工程验收 移交代维 室内系统规划目标制定 确定覆盖目标及覆盖需求 确定覆盖场强类型 估算系统链路损耗 估算信号发射功率 各天线口发射功率 工程施工 估算所需话务量 确定覆盖信号源 确定分布系统组成 无源器件情况 确定设备类型 系统组成 进行方案设计 是否符合覆盖指标 是否符合覆盖指标 现场测试 网络优化 浙江大学硕士学位论文第 3 章 国际会展中心 2 号馆室内覆盖需求 13 通过需求分析并进行专项研讨确定的 TD SCDMA 室内覆盖系统之后 应勘察 所需覆盖区域 得到区域或者建筑物的平面图 获得建筑物楼层内外的相关信 息 楼层分布 人员分布等情况 考察采用的信号源 天线布放位置 电缆布 放 寻找信号源放置的最佳位置 7 在详细设计前应当要收集周围小区的信息 按照上节所介绍的原则来选择分布系统和信号源 共分布系统还比需要勘查该 站点各个楼层的 GSM 天线的布置情况 包扩了各个楼层天线的数量 天线的安 装位置以及天线口的功率设计指标 分布整个系统的细致网络拓扑图 以及每 段馈缆的衰耗 直径还有长度 以及功分器 接头 耦合器的衰耗和安装位置 再根据这些资料对共分布系统进行改造设计 在现场的时候还需要用到测试手机对路径进行损耗测试 以确认是否还需 要添加新的天线和覆盖区域 测量以及验证最小的耦合损耗 MCL 即考虑到 手机在位于离天线最近的时候产生的路径损耗 成功率 测试呼叫阻塞率 切 换成功率 掉话率等各项重要指标 在一定的容量要求和服务等级条件下 进 行室内传播模型预测 最后再画系统连接图 并进行参数设计 最后给出解决 方案 不断建设不断优化 最终得到室内系统 3 2 展览馆室内覆盖需求介绍 图 3 2 呈现的是会展中心二号馆侧面图 我们的工程是在这个建筑物 内展开 该馆位于宁波市会展路 181 号 共 10 层 地下室 2 层 楼内共 有 27 部电梯 大楼总建筑面积约 140000 平方米 浙江大学硕士学位论文第 3 章 国际会展中心 2 号馆室内覆盖需求 14 图 3 2 会展中心二号馆侧面图 为了便于论文的开展 实地调研了会展中心 从国际会展中心物业处得到 了二号馆楼层结构数据 如表 3 1 所示 表 3 1 楼层结构情况表 楼号楼层建筑面积用途覆盖说明 1 5F82000 m2商场全覆盖主楼 6 10F57500 m2商场 办公全覆盖 总计140000 m2全覆盖 宁波会展中心二号馆各楼电梯分布情况如表 3 2 所示 表 3 2 各楼电梯分布情况 幢号功能数量停靠楼层机房位置覆盖说明 主楼客梯 27 1F 10F 11F 井道覆盖 总计 27 共覆盖 27 部电梯 浙江大学硕士学位论文第 3 章 国际会展中心 2 号馆室内覆盖需求 15 3 3 电磁环境勘测 电磁环境勘测是室内覆盖设计的一个重要环节 周围的电磁环境也是室内 布点的重要参考 通过现场勘测 发现会展中心周围的电磁环境如下图所示 图 3 3 国际会展中心周边无线网络环境图 经过 TEMS 测试手机路测采集宁波会展中心二号馆内室外信号测试记录如下 2G 信号 频点 BCCH 688 121 112 116 115 场强 RXLEV 70 80 位置区码 LAC 16023 小区识别码 CID 48389 3G 信号 扰码 PSC 394 124 168 171 200 场强 RXLEV 90 110 位置区码 LAC 55086 小区识别码 CID 31331 3 4 覆盖需求 3 4 1 覆盖范围 本次设计对会展中心二号馆整体进行覆盖 包括会展中心 办公场所 地 浙江大学硕士学位论文第 3 章 国际会展中心 2 号馆室内覆盖需求 16 下车库 电梯 厕所等 覆盖的地下车库与电梯里 天线安装在地下车库吊顶 电梯覆盖 3 层 1 副天线 3 4 2 当前信号覆盖情况说明 1 低层信号覆盖情况 根据测试数据分析 尽管会展二号馆周边基站较多 如甬新天地 甬福明二等 但低层由于周边楼宇的阻挡 信号衰减较快 导致低层信号弱 例 测试中 2G 频点 BCCH 688 121 112 116 115 的平均电平场强在 70 至 80dBm 之间 要求大于 75dBm 3G扰码 PSC 394 124 168 171 200 的平均电平场 强 RXLEV 90 至 110 dBm 之间 要求大于 80dBm 而一至五层楼层边缘由于 靠近窗户 因此信号覆盖良好 楼层中间部分 如走廊 中间的房间等由于受 自然环境的影响 信号衰减较大 覆盖强度较弱 因此需要通过覆盖来解决弱 信号的问题 2 高层信号覆盖情况 通过对八层 九层 十层的测试分析 随着楼层的升高 受周围多数基站 的影响 由于周边基站较多 如甬新天地 甬福明二等 存在大量的乒乓切换区 域 手机信号在多个基站信号中间来回切换 造成通话质量越来越差 甚至掉 话 高层室内没有主导信号 因此需要通过覆盖来解决信号杂乱的问题 3 电梯信号覆盖情况 通过对电梯的测试分析 电梯内由于金属的阻挡 基本属于信号盲区 呈 脱网状态 因此需要通过覆盖来解决信号盲区的问题 3 4 3 覆盖方式 宁波会展中心二号馆地处繁华地段 每天客流量较大 中国联通已经做了 信号覆盖 针对这种情况 本文拟采用新建 TD SCDMA 系统的方式进行 TD SCDMA 信号覆盖 本次建设 TD SCDMA 系统的同时将与进行 GSM 系统合路 3 5 勘测记录及具体要求 3 5 1 勘测记录 具体勘测数据如下表 3 3 表 3 3 勘测数据 浙江大学硕士学位论文第 3 章 国际会展中心 2 号馆室内覆盖需求 17 楼宇名称 会展中心二号楼宇名称 会展中心二号 馆馆 地址 宁波市会展路地址 宁波市会展路 181 号号 现在信号情况现在信号情况 楼层楼层功能功能建筑面积建筑面积拟覆盖面积拟覆盖面积 最小最小 dBm 最大最大 dBm 90 区域区域 dBm B1F B2F地下车库3600036000 1F 5F展馆8200082000 100dBm 110dBm 6F 10F办公楼5750057500 95dBm 105dBm T1 T27电梯 3 5 2 展览行业覆盖需求 1 楼宇内包括电梯内 95 的信号由微蜂窝覆盖 2 楼内和电梯内 95 的信号强度在 85dBm 3 楼内窗口切换正常 无掉话现象 4 所覆盖区域内话音质量等级 2 无切换现象发生 5 楼内所有区域有明显主服务小区 电梯出入通话正常 6 覆盖区域内语音质量等级 2 级 TEMS 为准 7 室内 室外覆盖小区重选 切换明显 室外重选 切换点在距该建筑物 3 米 处 进入该建筑物后需立即占用室内覆盖系统信号 8 为防止泄露 要求在距离该建筑物 10 米以外 室内覆盖系统信号强度不得 高于 90dBm 9 系统开通后 信源小区各项话务统计正常 3 6 本章小结 本章展示会展中心 2 号馆的侧面图 通过电磁环境勘测 得到当前信号覆 盖情况 分并结合楼层结构 电梯分布 分析会展中心 2 号馆室内覆盖需求 并说明展览馆行业覆盖需求 浙江大学硕士学位论文第 4 章 展览馆室内覆盖系统设计 18 第第 4 章章 展览馆室内覆盖系统设计展览馆室内覆盖系统设计 4 1 宁波会展中心室内覆盖系统建设流程 图 4 1 宁波会展中心 TD SCDMA LTE 室内分布系统建设流程示意图 图 4 1 是浙江三维通信有限公司宁波办事处承接宁波移动通信有限公司关 工程验收 移交代维 业主提出覆盖需求 确定覆盖目标及覆盖需求 现场勘测 估算系统链路损耗 估算信号发射功率 各天线口发射功率 制作施工组织方案 估算所需话务量 确定信号源 确定分布系统组成 确定设备类型 制定项目设计方案 是否符合覆盖指标 是否符合覆盖指标 安排督导 监理现场施 工 网络优化 浙江大学硕士学位论文第 4 章 展览馆室内覆盖系统设计 19 于宁波会展中心 TD SCDMA LTE 室内分布系统建设的流程图 其中会展中心覆盖 需求 现场勘测 制作设计方案和施工方案是论文主要研究的内容 4 2TD SCDMA 室内覆盖系统建设流程覆盖方式的设计 为了信号的均匀分布 满足大楼内信号的良好覆盖 底层防止信号泄漏 兼顾施工的可实施性 拟定采用全向吸顶天线 对楼宇进行信号覆盖 根据吸 顶天线的辐射波形图及建筑物结构 天线的覆盖半径约 12 米左右 4 2 1 平层覆盖及天线布放 根据室内覆盖系统设计流程对会展中心基本楼层的覆盖及天线布放 其中 对会展 2 号馆进行 TD SCDMA 覆盖 2 号馆的六层至十层主要是一些办公楼 考 虑到信号的均匀性及楼宇的结构形状 考虑到办公室隔断对信号的衰减较大 3G 信号的衰减较 GSM 大 10dB 以上 结合楼宇的结构 本文在平层天线布放上决 定采用全向吸顶天线 天线间距控制在 10m 左右 可有效保障 TD CDMA 信号的 覆盖需求 同时又可兼顾将来 3G 和 WLAN 的建设的需求 具体天线布局详见图 4 2 会展二号馆 6 10F TD SCDMA 系统平面图 会展中心 2 号馆进行 TD LTE 覆盖 在宁波国际会展中心 2 号展馆 大楼保留原有 2G TD 覆盖基础上 新建双路 方式进行改造 新增双路 TD LTE 信号的方法实现 LTE 对宁波国际会展中心 2 号 展馆 进行全覆盖 覆盖面积共计 14780 平米 拟增加布放天线 26 副 无利旧 天线 由于展馆内业主不同意大量走明线 因此采用 1 个 BBU 设备 5 个 RRU 对 楼宇内部进行覆盖 同时光缆也从外部拉入 从而实现移动三网在该展馆内的 有效覆盖 提升移动的品牌形象 浙江大学硕士学位论文第 4 章 展览馆室内覆盖系统设计 20 图 4 2 会展二号馆 6 10 层平面图 图 4 2 中显示天线每隔 米 付 为防止隔墙损耗 尽量安装于门口 天 线均安装走廊吊顶内吊筋下 馈线安装于走廊吊顶内线槽中 主设备安装于层 面弱电井内 根据室内覆盖系统设计流程对会展中心对 2 号馆一层至五层进行覆盖及天 线布放 由于会展中心外墙基本为玻璃结构 信号较容易造成泄漏 因此在天 线的布放上我们采用规避措施 降低天线输出口功率 在出入口和外围使用定 向天线 防止信号泄露 低层主干分配采用耦合器件 增加对信号泄漏的控制 力度 具体详见系统图 此种方法的特点可通过系统开通后来适当更换耦合器 来实现对低层信号泄漏的控制 具体的布放详见图 4 3 会展二号馆 1F TD SCDMA 系统平面图 4F 5F 与 1F 平面图相同 浙江大学硕士学位论文第 4 章 展览馆室内覆盖系统设计 21 图 4 3 会展二号馆 1F TD SCDMA 系统平面图 从图 4 3 显示 2 号馆 1F 层面较空旷 天线隔 米 付天线 靠近层面 边缘的天线为防止信号泄漏到室外 因此 尽量装在阻挡物后 或者采用定向 吸顶天线 防止信号直射室外 浙江大学硕士学位论文第 4 章 展览馆室内覆盖系统设计 22 图例 天线间距1 5米 下倾角3度 天线间距1 5米 下倾角3度 天线间距1 5米 下倾角3度 天线间距1 5米 下倾角3度 55m 96m 图 4 4 会展中心 2 号馆 TD LTE 覆盖安装图 图 4 4 显示 2 号馆 TD LTE 覆盖安装图 由于目前 TD LTE 具有试点性质 因此只在会展 2 号展厅内安装 天线采用定向板状天线 安装于南北两侧墙壁 上 天线南北互相对打 馈线沿墙壁套 PVC 走线 设备安装于弱电间内 由于 LTE 目前尚没有外网信号 因此泄漏问题不存在 4 2 2 电梯的覆盖 电梯的覆盖采用定向板状天线 根据移动公司要求每副吸顶天线有效覆盖 浙江大学硕士学位论文第 4 章 展览馆室内覆盖系统设计 23 距离上下共