酒店类建筑WLAN的室内覆盖规划设计毕业论文.doc

毕 业 设 计（论 文）题 目： WLAN室内分布工程实例 酒店类建筑WLAN的室内覆盖规划设计摘 要：本次设计先介绍了国内外WLAN网室内分布的现状以及发展前景，然后，结合酒店类建筑从低层到高层的电磁环境和室内建筑结构的描述，分析了室内的“孤岛”、“乒乓”和“导频污染”等现象。接着，通过对该类建筑现场考察与场强测试，再结合WLAN与GSM的共网思路，对边缘场强进行了分析，确定了边缘天线的安装位置。除此之外，在选择覆盖方案的过程中，还介绍了各种信号源的使用环境，针对不同酒店内的电磁环境、场所的结构、楼层高度等各自不同的特点以及业主对覆盖提出的要求，确定信号源的类型；在选择分布系统过程中，对天馈分布系统、光纤分布系统等几种分布方式进行了比较，确定了不同地理位置和电磁环境下的酒店所适用的不同分布方式。再针对已选的信号源和分布系统以及业务流量大小确定了天线、耦合器、功分器、干线放大器等器件的布放位置。最后，结合工程要求与目标，以义乌大酒店为例进行了WLAN网的规划设计，并且证实了本次设计的可行性。关键词：WLAN；室内分布系统；信号源；分布系统；酒店类建筑Planning and designing indoor coverage of WLAN networks in hotel-style buildingsAbstract：First, this design introduces the current situation and development prospect of WLAN network indoor distribution at home and abroad. Next, combined with the description of the electromagnetic environment and indoor structures of the hotel-style buildings from the low-rise to high,it analyzes the phenomena of indoor island effects, ping-pong effect and Pilot pollution etc. Then, analyzing edge field strength and determine the edges of the antenna installation position through field investigation and field strength test of this building, combined with the ideas of total of WLAN and GSM network. In addition, in the process of selection covering scheme, it also introduces the use of various signal source environment, to determine the type of signal source according to many different characteristics ,such as the different electromagnetic environment in hotels, the structure of site ,floor height , the owners request for coverage and so on；In the selection process of distributed systems, days fed distribution systems, fiber optic distribution system of several distribution methods were compared to determine the location and the electromagnetic environment of different hotels under the different distribution methods applied. Then determine the size of the antenna, coupler, power splitter and trunk amplifier etc. devices laying position, in view of the selected sources and distribution system and business flow size. Finally, in combination with engineering requirements and goal, the WLAN network planning and design was carried out in Yiwu Hotel, the feasibility of this design is also confirmed.Key words: WLAN; indoor distribution system; signal source; distribution system; hotel-style buildings目 录第一章 绪 论1 1.1引言1 1.2国内外研究现状1 1.3毕业设计的构成及研究内容2 1.4本章小结3第二章 方案对比与选择4 2.1 WLAN概述4 2.2室内覆盖系统概述与应用原则5 2.2.1 基本概述5 2.2.2 室内分布方式的介绍6 2.3 WLAN网室内覆盖的主要方案9 2.4方案选择10 2.5本章小结10第三章 酒店类建筑设计原则与目标11 3.1设计原则11 3.2设计目标11 3.3本章小结12第四章 酒店类建筑WLAN室内总体设计思路13 4.1建设总体流程13 4.2WLAN与GSM网共建的思路14 4.3 WLAN用户业务模型及业务量预测15 4.3.1 业务种类15 4.3.2 业务模型16 4.3.3 业务量预测184.4信号源与分布方式的选择18 4.4.1 信源与分布方式18 4.4.2 常见的信号源提取方式20 4.4.3 信源和室内分布系统的综合选取224.5天线设计22 4.5.1 小功率多天线原则22 4.5.2 室内空间损耗计算23 4.5.3 最小耦合损耗（MCL）对天线口功率的约束24 4.5.4 天线密度254.6主干设计254.7本章小结26第五章 义乌大酒店WLAN网室内覆盖规划设计27 5.1义乌大酒店WLAN网室内覆盖工程概况27 5.1.1基本情况27 5.1.2无线网络环境29 5.1.3话务量预测29 5.1.4话务资源配置305.2规划设计原则与技术指标305.3原室内无线网络分布工程调研325.4方案设计325.5可行性分析33 5.4.1空间场强计算公式分析33 5.4.2上下行平衡分析38 5.4.3对于上行信号39 5.4.4对于下行信号42 5.4.5 杂散干扰分析42 5.4.6互调干扰分析44 5.5.7 干扰分析总结45 5.6本章小结45第六章 结 论45参考文献46 附录A48 附录B48 附录C49 第1章 绪 论1.1引言无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它利用射频（RF）技术，取代旧式的双绞线构成局域网络，提供传统有线局域网的所有功能。无线网络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙里，并且可以随需移动或变化。WLAN已经成为宽带接入的有效手段之一，使用WLAN的区域及其承载的业务愈来愈多。为了更好地构建理想中的无线网络，我们需要了解无线网络的技术体系、熟悉构建无线网络的设备的功能。目前，我国移动通信发展迅速，现在已经发展到3G 阶段， 由于与原有大家熟悉的GSM 系统有着本质的不同，因此中国联通WCDMA 2室内分布系统设计与建设也发生了质的改变，再结合我国的建筑结构与地貌，WCDMA室内分布系统在网络中的地位是如此之重要，以至于之前GSM 时代的室内网络建设思路正渐渐的被淘汰。因此，针对国内3G网络室内覆盖尤其是WLAN网的酒店类建筑室内覆盖的重要性与发展前景，合理的提出一个明确清晰的WLAN网室内设计方法与思路很有必要。1.2国内外研究现状室内覆盖项目从上世纪90末期起步到现在，基本所有站点的覆盖都采取信号源干放的方式完成覆盖系统，只到近两年，国内厂家陆续推出载波池技术、射频拉远技术、无线光纤分布等技术，再经过电信业洗牌式的重组后，室内覆盖技术将面临到前所未有的发展与质的飞跃阶段。例如2006年，随着各种网络经过数年的优化和完善，室分市场需求规模开始出现下滑势头。而后来随着电信业的重组以及3G牌照陆续的发放，2009年室内覆盖市场需求有了较大幅度的提升。从2010年第一季度看，各个做室分的公司的销售额继续呈现上升趋势，再加上我国的高楼鳞次栉比，而且每年都有大量的建筑拔地而起，以至于现在国内出现了大量的室分系统集成公司和做室分的技术人员。再从国外运营商统计的数据看，3G 系统室内话务量占总话务量的70%左右，室内覆盖直接影响到系统的质量。由于大量室内用户的存在以及3G网所使用的频率较高，空间损耗相对较严重的无线传播特性，在室外宏蜂窝提供覆盖的情景中，室内区域的覆盖问题尤为突出，难以获得满意的覆盖。为保证一定的服务质量，必将使发射功率大幅提高，增加系统干扰水平，导致系统容量和覆盖降低。在WLAN 网络建设初期乃至GSM改造GSM/3G混合网，都应该考虑进行室内分布系统的实施，从而提高系统整体运行质量。从国外运营经验来看，初期建设时室内覆盖对网络影响很大，NTT DoCoMo在建网初期并没有考虑室内分布系统，但网络投入运行后发现由于室内的话务量比例很高，导致系统干扰很大，严重影响了系统质量而不得不在后期加大投入建设室内覆盖系统。 综合现在国内外资料与技术以及4G概念的提出，再结合刚出炉的2010-2015年移动通信室内覆盖系统市场深度调研分析及投资前景预测报告，探讨并研究移动通信室内覆盖规划设计是很有意义的。1.3毕业设计的构成及研究内容 本设计主要以“多天线、小功率”的天线设计原则和GSM与WCDMA共总线的设计思路，结合工程实例，详细的阐述了如何将基站、射频拉远或则直放站等信源信号，通过有关设备和无源线缆、器件均匀地分配到多个末端天线，达到实现室内建筑物的无线网络覆盖。全设计共分为五章，各章节安排如下：第1章绪论介绍了移动通信的发展以及选题背景与意义，同时结合国内外一些资料，简要的介绍下室内覆盖建设发展前景。第2章概述部分主要对WLAN技术与特点，室内覆盖系统直放站进行了简单的介绍，并结合酒店类建筑的实际情况对各种方案进行对比，然后根据酒店建筑具体风格与周边环境选择出一种合理的方案。第3章主要介绍了酒店类建筑设计的原则，以及设计需要达到的目标。第4章首先介绍了酒店类建筑WLAN室内覆盖的主要步骤，然后在介绍时下已覆盖的GSM网，提出GSM/WCDMA共总线覆盖思路，最后介绍了信号源与分布方式的选择方式以及天线设计。第5章以义乌大酒店为例，说明酒店类建筑WLAN 网室内覆盖实际工程的基本内容与要求。 1.4本章小结本章绪论部分，首先简明扼要地阐述了移动通信的发展，选题的背景与意义以及国内外对该类课题的研究现状，最后简单地介绍了本次设计的主要内容以及组织结构。第2章方案对比与选择2.1 WLAN概述移动通信系统中，无线信号通过功分器、耦合器等无源功率分配器件和干线放大器等有源器件及馈线、室内天线等设备均匀分配到室内各个区域，实现无线信号对室内的延伸覆盖，我们成该系统为室内分布系统。u WLAN室分可通过公共信道/共享信道、接入信道和专用信道等不同类型的信道实现不同业务，适应不同时延和分布特点的要求，使资源的调配更加灵活。WLAN 所承载的业务分为会话类、数据流类、互动类、后台类等。u 更大容量和更高的业务速率。WLAN 码片速率达3.84Mchip/s，载波带宽约5MHz，能够支持更高的速率，同时带来了无线传播的频率分集；对于速率大致相同的话音业务，具有更高的扩频增益，接收灵敏度更高。u 功率控制更为完善。WLAN 采用开环和闭环两种功率控制方式，当链路没有建立时，开环功率控制用来调节接入信道的发射功率，链路建立后，使用闭环功率控制。闭环功率控制有包括内环功率控制与外环功率控制。u 切换机制更健全，有更灵活的分层组网结构（HCS）。WLAN 具有软切换方式，利于提高覆盖，但会增加开销；具有硬切换方式，可通过压缩模式实现通话状态下跨载频，跨系统的测量，提高切换成功率。WLAN 提供分层小区结构（Hierarchical Cell Structure）组网和与GSM 会和组网的灵活组网方式。HCS 组网可以根据容量与密度的要求，分别选择宏小区、微小区、微微小区进行组网；与GSM 系统混合组网，则能够为具有GSM 网资源的运营商，在建网初期提供更高投入产出的建设策略。u 对于分组数据业务，具有灵活的资源调度机制。针对分组数据业务非实时的特点，可以选择该机制均衡资料利用率和数据服务质量。WLAN 借助不同承载的业务信道和灵活的资源分配机制，根据业务类型提高的不同QoS，适应市场和网络两方面要求。此外，相对于GSM 和CDMA 等移动网络，一项崭新而重要的特性就是它允许对无线承载的特性进行协商。u WLAN 的干扰来自网内和网外。网内干扰时由于CDMA 系统自干扰的机制决定的，网外干扰主要是来自同制式的不同系统和频率邻近的其他网络，存在远近效应。u 基站无须同步。优点是不像CDMA2000 一样需要美国的GPS 系统，可采取较为自由的信道管理方式，缺点是需要迅速实现小区的搜索。2.2室内覆盖系统概述与应用原则2.2.1 基本概述随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，话务密度和覆盖要求也不断上升。这些建筑物规模大，对移动电话信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，造成导频污染，手机频繁切换，甚至掉话，严重影响了手机的正常使用。另外，在有些建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤，手机上线困难。室内覆盖是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案，近几年在全国各地的移动通信运营商中得到了广泛应用。其原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。室内覆盖系统的建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话与上网质量，提高移动电话接通率和增加无线网络访问量，开辟出高质量的室内移动通信服务区域；同时，使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务，扩大网络容量，从整体上提高移动网络的服务水平。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2-1所示。信号源主要分为两类：基站、RRU 和直放站4；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。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WLAN 室内覆盖系统规划设计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。图2-1 室内覆盖系统组成示意图2.2.2 室内分布方式的介绍室内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，如图2-所示。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，如Error! Reference source not found.、图2所示；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。酒店类建筑主要以第二种分布方式为主。2-2室内分布布线示意图图2-3室内分布系统示意图图2-4无源天馈分布系统图2-5 有源天馈分布系统u 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。u 同轴电缆分布方式同轴电缆分布方式包括纯无源系统和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5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。u 光纤分布方式光纤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6，与同轴线缆相比，更适合于远距离的信号传输。u 光电混合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。分布方式选用原则应综合上述分析，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7，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。2.3 WLAN网室内覆盖的主要方案对于WLAN网的室内覆盖解决方案主要有以下四种：u 无源解决方案在无源室内覆盖解决方案中，在基站信源之后，系统内没有任何有源设备，比如光纤直放站、干放等。整个系统由功分器、耦合器、合路器、天线、同轴电缆等无源分布器件组成。无源分布系统由于没有有源器件，系统安全性好，故障点少，易于安装维护。而且对WLAN 系统性能影响很小。u 有源解决方案有源室内分布系统方案中引入了光纤直放站等有源设备作为基站覆盖的延伸，可以提高覆盖范围。其缺点是增加了室内系统的不安全因素， 故障点增加，为后期的维护带来隐患。同时有源设备的使用会增加系统噪声，进而影响WLAN 系统小区的容量。u 应用射频拉远基站解决方案由于WLAN 频率高，馈线传输损耗和空间传输损耗都比较大，而且WLAN 的导频功率较小，因此在WLAN 网络内，大量引入射频拉远基站来作为室内分布系统信源，它具有光纤直放站的优点，减少了干线信号的传输损耗，提高了信号使用效率，增加了覆盖距离，同时可以取代有源设备的使用。u 多系统多运营商合路解决方案针对中国联通的现实情况， 多数室内分布系统都将是多系统合路解决方案， 室内分布系统要同时满足GSM 和WLAN 系统的覆盖要求。同时在某些项目上将会遇到多运营商多系统合路的问题。2.4方案选择本次设计以高星级酒店建筑为标准，对其进行WLAN网室内覆盖规划设计。以酒店类建筑为代表是因为酒店类建筑基本囊括了其他建筑的所有盲区。u 酒店类建筑具有地下车库，虽然车库人比较少，但是车库也是商务人士经常出入的地方，所以地下车库无线网络不能忽略。u 酒店类建筑有电梯，电梯四周是铁皮，是个良好的屏蔽体，我们也需要对其进行信号覆盖。u 作为酒店有商务大厅、餐厅、会议厅等这些话务量和数据流量比较大的场所，而这些场所室内无线覆盖尤为重要。u 酒店类建筑里面客房比较多且密集，而这里是室内外干扰、切换、多径效应等问题的频发地，我们也需要对其进行网络规划，以防止各种信号污染或则掉线。纵观酒店类建筑的上述盲区，再根据WLAN 系统对干扰的敏感性，本次设计优先考虑无源方案。信号干扰不仅会影响到终端用户的直接感受，还会影响到系统的容量。从表 2-1可以看出，1 台20 W 的直放站会使基站灵敏度降低3 dB，相当于一半的上行容量损失了。表 2-1 基站灵敏度的变化BTS接受灵敏度（无有源设备）/dBm122.11BTS接受灵敏度（有有源设备）/dBm119.10总之，选择什么样的方案要根据酒店的地理位置以及信号源进行合理的设计。 2.5本章小结本章节主要介绍了WLAN网室内分布的几种解决方法，最后根据各个酒店建筑风格与周边电磁环境，选出一种合适的方案。第3章 酒店类建筑设计原则与目标3.1设计原则酒店类建筑WLAN覆盖规划需遵守以下几个原则：u 统一性原则，包括酒店内外站点规划、设计的统一，在建设酒店内覆盖时要考虑酒店外信号的影响，同时也要考虑到酒店内覆盖对酒店外干扰水平的提升。u 差异性原则，由于网络建设受到投资的限制，不可能盲目地加大室内覆盖，要以用户满意度为衡量标准，制定不同的质量目标。有的地方能够接受覆盖盲点的情况下，可以在建设策略和建设阶段上进行调整。u 经济性原则，对于不同星级酒店建筑物而言，室内覆盖解决方案可能有多种的选择，不能单纯地为了追求技术上的完善盲目扩大投资，但是也同样不能为了节省投资而选择并不适合的室内覆盖方案。u 兼容性原则，根据我国国情，大部分3G运营商同时拥有2G网络。因此在室内覆盖规划设计时，最大限度利用已有室内覆盖资源，并进行最合理的改造，是进行3G室内覆盖的一大原则。3.2设计目标结合实际环境，酒店类建筑WLAN网室内覆盖需要达到的目的：u 保证室内良好的网络覆盖特性。u RSCP尽可能强，以保证良好的覆盖。u Ec/Io尽可能强，以保证良好的覆盖。u 设置合理的切换和切换区域，不合理的切换的将应给整个网络带来负面影响。u 保证WLAN 整体网络干扰最小化。u 室内覆盖系统干扰最小化、室外网络干扰最小化。u “容量”最大化。酒店内WLAN覆盖系统网络“容量”最大化，酒店外WLAN网络“容量”最大化。3.3本章小结本章主要介绍了设计无线室内分布时需要遵循的原则以及需要达到的目标，对做好设计起到一个航标作用。第4章 酒店类建筑WLAN室内总体设计思路4.1建设总体流程酒店内WLAN网覆盖的基本流程主要有前期楼宇调研，查勘模测，方案设计和工程实施四个步骤4，如图4-1所示。图4-1 酒店类建筑室内覆盖基本流程首先，根据总体的网络建设策略和建设目标进行WLAN室内覆盖的选点，室外覆盖方案规划作为3G室内覆盖站点的选择依据。其次进行室内覆盖的规划之后要对建筑物进行勘察，包括物理尺寸、建筑物室内的结构(包括分布格局、电梯格局、墙体隔断等)、建筑物的用途(用户种类、用户地域分布、用户时间分布和用户对业务的模型和对业务的需求)、建筑物的周围环境(了解建筑物附属的设施、周边宏蜂窝基站的建设情况)等。然后进行无线信号摸底，即电磁环境和模拟信号测试。目的是评估室外信号与室内信号的相互影响，制定系统设计指标、系统验收指标，确定天线点位和信号设计指标。再次，模测勘察完成后，需要进行详细方案设计。如果室内已布置了2G系统，还要考虑2G系统，并在2G系统上进行改造。除方案外，还要考虑其他方面的因素。首先是技术因素，包括建筑物的覆盖需求、容量需求、周围网络环境、信号源安装位置以及如何进行传输配套等的沟通；另外就是工程实施的因素，包括业主的要求和工程施工等方面的因素，另外还有远期发展因素，要适当考虑建筑物远期的业务发展需求。方案设计完成后，则进入工程的施工与验收阶段。4.2WLAN与GSM网共建的思路目前国内2G移动网络已经比较普及，可以预见，在进行WLAN 室内覆盖建设时，为了减少投资成本，不少运营商考虑如何充分利用现有网络的问题，因此，2G/3G 共同建设的问题就被提了出来，如图4-2所示。图4-2 WCDMA与GSM共用总线系统图4-3合路方案通过理论分析和现场测试，现有的2G 系统在很多方面可以为WLAN 系统引入带来便利。u 丰富的站点资源可以为WLAN 规划建设做参考。在2G 室内覆盖的楼宇中，楼宇的相关信息、覆盖状况以及话务量情况都是WLAN 室内覆盖建设的宝贵资源。u 建有2G 分布系统的楼宇可为后期WLAN 接入提供便利。只要其器件和天馈兼容WLAN 频段、天线布放密度合理，WLAN 即可在水平层合路接入现有的分布系统，只需进行局部改造甚至不改造。4.3 WLAN用户业务模型及业务量预测4.3.1 业务种类3GPP将业务分为会话类业务、交互式业务、流业务和背景类业务4类10。u 会话类业务包括语音业务和可视电话业务。u 交互式业务主要包括移动电子商务、下载类游戏娱乐和WWW浏览等。u 流业务主要包括音频流和视频流等单向性业务。u 背景类业务主要是存储转发类业务，包括电子邮件、短信业务、信息服务等。不同的业务有不同的速率要求和质量要求，同时这些业务是混合的，因此，在进行3G规划时，必须对业务进行分类预测和分析，建立3G业务模型，为系统仿真和确定网络规模打下基础。4.3.2 业务模型一般来讲，业务模型的建立需要4个步骤：u 定量描述业务发起情况。获得业务的忙时呼叫次数（BHCA）或忙时会话次数（ BHSA）。u 建立各业务特征参数。业务特征参数根据业务不同而不同。CS业务的特征参数是通话时长和激活因子。PS业务除此之外，还需要许多描述业务特征的参数,具体参数集取决于使用的数学模型。u 获得网络规划关键数据。关键数据就是各业务的忙时业务流量，即爱尔兰（Erl）数。它将在无线网络规划的各个阶段反复使用。u 按业务分类归纳参数与数据。考虑到无线网络规划一般是按业务承载区别业务，进行网络仿真模拟，并且网络上新业务不断涌现，业务模型不可能囊括所有现实中的业务，因此通过按业务分类归纳参数与数据进行业务模型的归纳与整理就十分必要。表4. 1 CS业务模型平均忙时呼叫次数（BHCA）平均呼叫持续时间s激活因子平均速率kbps平均每用户忙时话务量Erlang平均每用户忙时吞吐量kbits话音1720.512.20.02439.2可视电话低05416400中0.1541640.0015344.6高0.2541640.003691.2以WLAN中提供的电路域业务（语音、可视电话）为例，得到CS业务模型如表4. 1所示。表 4.2 web浏览业务为例的业务模型Web浏览渗透率BHSA高端中端低端高端中端低端上行72.20%27%15.20%1.560.60.36下行72.20%27%15.20%1.560.60.36Web浏览典型承载速率（kbps）Packet Call Num/SessionPacket Num/Packet CallPacket SizeReading TimeBLER上行6455480510%下行144525480510%则综合考虑用户及业务分类的影响，综合业务量计算公式如下：Data_Erlang=典型应用环境下不同等级用户比例*渗透率*典型应用环境下用户忙时吞吐量/(承载速率*3600*该业务激活因子)到目前为止还没有一个好的模型能够精确计算WLAN系统中PS域的混合业务量，所以建议WLAN系统的数据业务需求量的规划最好是参考联通公司对不同场合原有网络的业务量统计，如果该场合原来有较多数据业务需求，则认为是“热点地区”，在资源规划时要重点考虑。必须说明的是，对于室内覆盖，由于覆盖的对象区域不同，其中的用户行为的差别也要比2G的语音业务差别较大。例如酒店会议中心的用户会更多的使用WEB浏览、EMAIL收发等业务，而客房，休息大厅等室内的用户则对于流媒体、网络游戏等业务更为青睐。因此，WLAN的室内覆盖，需针对不同的覆盖对象，取定不同的业务模型，从而为配置合适的网络资源提供依据。另外，对于WLAN室内覆盖系统的业务需求及资源优化配置，都还需要针对实际工程作后续跟踪监视和调整，以达到最佳配置比。4.3.3 业务量预测对酒店内用户进行分析时，因为用户行为的差异性，必须多楼宇内不同功能区域做出不同的估算，然后相加得出整栋楼宇的用户规模。此外，用户规模还和运营上的市场占有率有关。对于酒店内不同的场所,如地下车库、客房、会议室、餐厅等，根据各个场所内用户的流动与场所建筑特点，我们按照建筑面积与人员的比例关系估算室内用户数量规模。室内用户数建筑面积楼宇的实用面积比例人员密度市场占有率手机普及率。根据前面所述，结合用户数量和用户细分，可以得出CS域与PS域的综合业务需求预测，从而可以指导室内覆盖NodeB/RRU等容量配置。4.4信号源与分布方式的选择4.4.1 信源与分布方式运营商可以针对不同的室内环境选择不同的室内覆盖解决方案。室内覆盖解决方案主要由信号源和信号分布系统两部分组成，信号源包括NodeB、MicroNodeB、射频远端(RRU)、直放站等设备。根据室内分布有源设备类型分，目前信源主要包括以下四类： 直放站 一般总功率：小功率（2W以下），中功率（2W、5W）、大功率（10W、20W、30W）。 微基站 一般功率：5W、10W、20W/载波。 BBU+射频拉远（RRU） 一般功率：10W、20W/载波。 宏基站 一般功率：20W/载波。而针对不同大小的建筑室内室外电磁环境以及室内信号需求，室内分布系统主要有无源分布、有源分布、光纤分布和泄漏电缆4种分布方式。如表 4.3所示。表 4.3信号源与分布方式对照表类型和面积信源分布系统有源/无源分布微型建筑物（6000m2以下）小功率直放站(业务量低)微蜂窝（业务量高）射频同轴无源小型建筑物（600020000m2）直放站（话务量低）微蜂窝/射频拉远（话务量高）射频同轴无源为主中型建筑物（2000060000m2）直放站/微蜂窝/射频拉远射频同轴有源为主大型建筑物（60000m2以上）微蜂窝/射频拉远/宏蜂窝射频同轴/光纤分布无源（话务量高）有源（话务量低）特大/超大型建筑物（100000 m2以上）宏蜂窝（射频拉远/光纤直放站）（考虑机房使用）射频同轴/光纤分布无源（话务量高/特别重要）有源（话务量低）不同信源功率的覆盖能力不同，具体如表 4.4所示： 表 4.4 不同功率信号源覆盖能力信源功率（平均每载波）覆盖面积（平米，不考虑干放功率）2W80001.5万5W23.5万10W36万20W612万按话务量选择信源类型如表4.5所示： 表4.5 不同话务量对应的信号源业务量建议的信源语音业务量小于等于5Erl建议采用直放站/RRU语音业务量小于等于5Erl射频拉远/微蜂窝语音业务量512Erl射频拉远/微蜂窝语音业务量大于等于12Erl宏蜂窝4.4.2 常见的信号源提取方式针对酒店周边环境与酒店自身建设风格，可以采用不同的信源提取方法，下面是几种常见的信源提取方法：u 直放站做信号源 通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号； 用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到盲区内的直放站。 用耦合器从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到盲区内的直放站。 通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号，如4-4所示。图4-4 用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到欲覆盖区的直放站，如4-5所示。图4-5 用耦合器从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到欲覆盖区的直放站，如图4-所示。图4-6u 微蜂窝(基站)加直放站方式对于一些大点的建筑需要引入微蜂窝甚至引入宏蜂窝与直放站合理搭配把信号引入室内，如图4-7 微蜂窝与直放站合用示意图。图4-7 微蜂窝与直放站合用示意图4.4.3 信源和室内分布系统的综合选取对于信源与分布系统的选取，我们需综合考虑话务量、覆盖面积、建筑结构、信源方式等其他因素的影响，最终采用既可达到所需的覆盖要求又可合理控制成本的分布系统。比如对于中型酒店，我们可以根据环境和成本的要求，选择直放站/微蜂窝/射频拉远中的一种或则混合运用其中的几种，分布方式可以选取有源射频同轴分布方式。4.5天线设计4.5.1 小功率多天线原则在分布系统设计方案中，考虑的室内环境的特殊性、减少信号外泄、降低室外信号对室内的影响和保持系统均匀覆盖等方面因素，可根据模拟发射测试果，采用小功率多天线原则，合理布放天线，保证覆盖效果。表4. 6是一般建筑物各种材料的损耗测试值。可见，即便天线口功率设置在规范所允许的最大值15dBm，那么经过室内几面隔断的损耗，其边缘覆盖场强还是会收到很大影响。表4. 6 建筑物各种材料隔断损耗参考值金属水泥墙砖墙木/塑料板玻璃抗紫外线玻璃25dB1530dB14dB6dB6dB20dB从表4.7可以看出， 合理增加天线可以有效节约信源功率，达到良好覆盖效果。表4.7 增加天线数量得到的增益天线数量增加倍数隔断损耗值（dB）覆盖半径缩小传播损耗减小dB数新增器件损耗（dB）不计隔断获得增益（dB）计入隔断获得增益（dB）21550%63.56-3.5=2.515.531533%-4.3=4.219.241525%125.512-5.5=4.5 室内空间损耗计算由欧洲无绳电话（1.9 GHz）演绎的一个试验模型Motely-Kennan 模型，可以用于室内多层环境，见公式（4.1） (4.1) 式中：L（d0）参考点（1 m）处的路径损耗，L（d0）=37dB；v衰减斜率，v=2；NWj信号穿过不同类型墙的数目；LWj墙的损耗因子，LWj=3 dB；NFi信号穿过不同类型地板的数目；LFi地板的损耗因子，LFi=20 dB.在室内覆盖工程中，室内天线的目标覆盖区域为视距小范围，其传播模式非常接近于自由空间模型。因此在实际链路预算估算时采用得更多的是自由空间传播模型，见公式（4.2）。 (4.2) 式中f：工作频率（MHz），d：收发天线间距（km）。4.5.3 最小耦合损耗（MCL）对天线口功率的约束MCL 定义为基站和手机基站的最小耦合损耗。MCL手机到天线的自由空间损耗天线到基站接收机的天馈系统损耗。u 上限值MCL 值根据工程要求一般取65dB。因此天线导频EIRP（含天线增益）和输出功率应满足公式（4.3）： (4.3)即：；Ls 最小的情况下即为EIRPant的理论上限值，我们取用户距离天线最近的距离推导该上限值，Ls 取定自由空间链路损耗如表4. 8所示：表4. 8 天线EIRP上限与用户距离关系（MCL取65dB）用户与天线距离/m自由空间损耗/dBEIRP功率上限信源功率33dBm信源功率30dBm1.01.542.010.57.02.044.545.514.511.5实际UE 位置一般都离天线1 m 以上， 且室内吸顶全向天线主瓣方向不是垂直向下，因此实际工程中EIRP 功率上限还可适当放宽，应以实际测试为准。根据规范，在MCL取65dB，当UE以最低功率（50dBm）发射时，到达基站的底噪为-50-65=-115 dBm，基站灵敏度下降0.4 dB。由此可见天线近点的UE对基站底噪台升的影响是比较大的。必须保证基站到天线口的天馈损耗，使其能够避免近点UE对边缘覆盖上的UE的阻塞。u 下限值为了满足导频强度的设计要求，下面选择边缘覆盖区域计算EIRP下限。选择穿透损耗最大、信号覆盖最弱的链路，则有公式（4.4）： (4.4)式中：PIndoor_min边缘场强设计要求Ls自由空间损耗Lw隔断损耗，根据墙体材质、厚度取值U多径衰落余量，室内环境可取5 dBK人人体损耗，一般取3 dB可见，下限值根据实际覆盖场景的要求而不同。需要在设计时找出最差链路，然后进行估算。总之，天线口功率过大可能会引起UE相互干扰， 以及带来远近效应，而离天线近的UE 会阻塞覆盖边缘UE 的接入，进而影响分布系统的容量和质量。另外，相关电磁辐射标准规定，室内天线口导频功率不能超过15 dBm/载波。综合考虑MCL 的影响及国家电磁辐射标准，室内分布天线口功率一般不超过5dBm（电梯、停车场等特殊场所除外）。4.5.4 天线密度结合WLAN 链路损耗大的特点，在天线密度方面需要比2G系统更加加强。典型的地下停车场天线覆盖半径为1520 m， 天线口导频功率为510 dBm；酒店内天线覆盖半径为10m左右，必要时需要分裂微功率天线覆盖会议室、餐厅和茶几大厅等，天线口功率为05dBm，分裂微功率天线可在30 dBm 以下；电梯井道等天线覆盖在36层范围，利用高增益（10 dBi以上）板状天线垂直方向接力覆盖（主瓣4 层，北瓣12 层），天线口功率为10 dBm 左右。 4.5.5 主干设计根据上小结酒店内的天线分布及天线口EIRP 设计后，可以计算各平层支路所需的输入信号功率。通过选择无源、有源器件得到合理的主干布局。酒店典型的主干分布示意图如图4-所示。图4-8 酒店主干设计示意图主干设计考虑的问题u 应根据楼宇的分布情况合理分配。u 应遵循分块设计思路，如主楼群楼分块，高层低层分块等。u 应同时兼顾楼宇的井道分布特点。对于特大的楼宇，其井道路由复杂，则需根据井道走向结合楼宇特点，采用按井道划分的方式。u 应注意节点输出功率均衡，一般平层之间功率差值控制在3dB 以内， 适当减少大插损耦合器的使用，改用功分器。u 应兼顾到将来的优化调整需求，预留可扩展性。在WLAN设计中，应优先选用RRU代替干放或者多扇区配置对酒店进行覆盖。4.6本章小结本章首先介绍了酒店类建筑WLAN网建设的流程，然后针对建设中的几个主要阶段，进一步介绍了业务量预测，信号源与分布方式选择。最后结合理论，对天线与主干的设计做了一定的说明。第5章 义乌大酒店WLAN网室内覆盖规划设计5.1义乌大酒店WLAN网室内覆盖工程概况5.1.1基本情况图5-1 义乌大酒店地理位置义乌大酒店是一家以会务和商务为特色的四星级豪华酒店。酒店占地面积4600余平方米，总建筑面积3.9万平方米，由18层主楼、地下2层及四层裙房组成。酒店位于义乌市商业繁华地段宾王路103号，如图5-1所示。酒店共21层（B2F-19F），各层功能用途不同，内设6部客梯，其中1#、2#、3#、4#分别停靠B1F-18F,5#为员工梯供酒店内员工上下使用，停靠B2F-18F，6#停靠B2F-19F，方便客户入住客房、就餐。酒店拥有760平方宴会大厅、中西餐及大堂吧、多功能厅等各具风格的包厢餐位1800余个。同时该宾馆还有能同时容纳600余人的大型商务会议厅和6个风格各异的会议室及配套的桑拿、棋牌、健身房等娱乐设施和精品商场、商务中心等。义乌大酒店各楼层具体功能介绍如表 5.1所示：表 5.1 义乌大酒店面积核算表大厦地理位置义乌市宾王路103号覆盖区域主要用途面积（m2）B1F车库4320B2F仓库、重机房3001F大厅、店铺43202F店铺、茶室、西餐厅43203F包厢、西餐厅43204F会议厅、多功能宴会厅43205F贵宾包厢14746F-19F(无13F、14F)标准客房、健身房等20067室内面积合计39121电梯功能，如表5.2所示：表5.2 电梯情况一览表编号功能数量停靠楼层备注1#、2#客梯2B1F-18F不共井3#、4#客梯2B2F-18F不共井5#客梯1B2F-18F不共井6#客梯1B2F-19F不共井总计6 表5.3 义乌大酒店WLAN无线环境现状评估表楼