基于AutoCAD的G网和W网室内信号覆盖平面设计毕业论文.doc

毕业设计（论文） 题 目：基于AutoCAD的G网和W网室内信号覆盖平面设计 目 录1 绪论11.1 课题背景11.1.1 GSM概述11.1.2 WCDMA概述21.2 选题意义21.2.1 室内信号覆盖的必要性21.2.2 室内信号覆盖的意义31.3 本人的工作32 WCDMA室内信号覆盖设计总体思路42.1 WCDMA室内覆盖建设总体流程图42.2 WCDMA室内覆盖规划设计的总体原则52.3 WCDAM关键技术62.3.1 空时处理方法62.3.2 波束成形技术72.3.3 接收分集92.3.4 发送分集技术93 WCDMA室内信号覆盖平面设计113.1室内信号覆盖的概述113.2 室内信号覆盖设计应遵循的原则123.3 WCDMA室内信号覆盖设计133.3.1 信号源的选取133.3.2 传输介质选择133.3.3 元器件的使用143.4 POI的设计方式153.4.1 方式一：收发共路153.4.2 方式二：收发分路164 室内外信号泄漏分析及协调184.1 室外信号对室内的泄漏分析184.2 室内信号对室外的泄露分析184.3 室内外信号覆盖的协调194.4 实例信号泄露分析205 GSM&WCDMA混合组网案例215.1 设计方案概述215.2 设计依据225.3 设计方案225.4 安装说明256 结论和展望266.1 结论266.2 展望26致 谢 语27参考文献28附录一 材料单29附录二 图纸301 主干节点图302 信号覆盖原理示意图313信号覆盖平面安装示意图41基于AutoCAD的G网和W网室内信号覆盖平面设计摘 要本文对WCDMA室内信号覆盖进行了详细的论述，说明了室内信号覆盖建设的原因；室内覆盖建设总体思路和WCDMA室内信号覆盖设计的方案；分析了室内外信号的泄漏及协调；对GSM和WCDMA混合组网的相互干扰问题进行了详细的分析和探讨。本文还介绍了GSM和WCDMA混合组网的系统合路方式和适用范围，最后通过具体的案例中国联通益阳分公司滨江财富中心GSM&WCDMA室内信号覆盖工程，完成对此信号盲点的室内信号覆盖方案设计。关键词: GSM，WCDMA，室内信号覆盖，信号泄露，方案设计Program design of the GSM&WCDMA indoor distribution system based on AutoCADAbstractIn this paper, WCDMA indoor coverage was discussed in detail, explains the reasons for the construction of indoor coverage; the overall idea and construction of indoor coverage WCDMA indoor coverage design program; analysis of indoor and outdoor signal leakage and coordination; on GSM and WCDMA mixed network of mutual interference problems are analyzed and discussed in detail.This article also describes the hybrid network system GSM and WCDMA co-Road mode and scope of the final adoption of specific cases - China Unicom Yiyang Branch Riverside Fortune Center GSM & WCDMA indoor coverage projects, the completion of this blind spot of the indoor coverage signal design.Keywords: GSM，WCDMA，indoor distribution system，system interference，program design1 绪论1.1课题背景当今的社会已经进入一个信息化的社会，没有信息的传递和交流，人们就无法适应现代化的快节奏的生活和工作，人们期望随时随地、及时可靠、不受时空限制地进行信息交流，提高工作效率和经济效益。而WCDMA 网络技术的日益成熟，终端性能的改进和提高，终端价格的日趋合理，数据业务需求的快速增长，这是当今人们所追求的信息交流。全球WCDMA 网络迈入了一个良险发展的阶段，用户数量和收入都呈现快速增长的趋势。随着移动通信网络的发展，室内覆盖是实现无线覆盖、优化网络容量分布和基站配置，增加话务收入，提高用户满意度的一种重要手段，室内覆盖系统以及室内覆盖技术越来越引起相关电信运营企业和设备制造商的普遍重视。室内覆盖现在呈现以下几个特点：第一，从业务量分布角度看，无论是2G网络还是3G 网络，大部分用户通话行为来源于室内，室内成为运营商业务的主要来源，也成为营业商之间进行差异化竞争的主要场所。第二，随着3G网络的不断发展和完善，3G网络深层次覆盖的缺陷也将日益突出，和目前的2G网络相比，3G网络会有更多的弱性存在，特别是在建筑物内存在着盲区多，易断线，网络表现不稳定的问题，用户的投诉也大多发生在室内。第三，共室内信号覆盖成为国内室内覆盖系统建设的大势所趋。当前出于建设网络的重复建设投资和多次工程设计验收等的考虑，2G和3G共用室内信号覆盖，是3G室内覆盖建设的必经之路。因此，无论是2G，还是3G , 还是其他通信运营商，完善室内覆盖是无线网络建设的重中之重。1.1.1 GSM概述 GSM全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球联通通讯系统，俗称全球通，是一种起源于欧洲的联通通信技术标准，是第二代联通通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个联通电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。GSM系列主要有GSM900、DCS1800和PCS1900三部分，三者之间的主要区别是工作频段的差异。GSM系统有几项重要特点：防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低等。1991年GSM系统正式在欧洲问世，网络开通运行。我国从1992年在嘉兴建立和开通第一个GSM演示系统，并于1993年9月正式开放业务以来，全国各地的联通通信系统中大多采用GSM系统，使得GSM系统成为目前我国最成熟和市场占有量最大的一种数字蜂窝系统。1.1.2 WCDMA概述3G的WCDMA室内覆盖技术是在GSM的基础上发展起来的。WCDMA(全名为Wideband Code Division Multiple Access，中文译名：宽带分码多工存取 )源于欧洲和日本几种技术的融合，是一种第三代无线通讯技术。WCDMA采用直扩（MC）模式，载波带宽为5MHz，数据传送可达到每秒2Mbps（室内）及384Kbps（移动空间）。而GSM系统目前只能传送9.6Kbps，固定线路Modem也只是56Kbps的速率，由此可见WCDMA是无线的宽带通讯。此外，在同一些传输通道中，它还可以提供电路交换和分包交换的服务，因此，消费者可以同时利用交换方式接听电话，然后以分包交换方式访问因特网，这样的技术可以提高移 动电话的使用效率，使得我们可以超过越在同一时间只能做语音或数据传输的服务的限制。 它采用MCFDD双工模式，与GSM网络有良好的兼容性和互操作性。作为一项新技术，它在技术成熟性方面不及CDMA2000，但其优势在于GSM的广泛采用能为其升级带来方便。因此，近段时间也倍受各大厂商的青睐。WCDMA采用最新的异步传输模式（ATM）微信元传输协议，能够允许在一条线路上传送更多的语音呼叫，呼叫数由现在的30个提高到300个，在人口密集的地区线路将不在容易堵塞。另外，WCDMA还采用了自适应天线和微小区技术，大大地提高了系统的容量。 在费用方面，WCDMA因为是借助分包交换的技术，所以，网络使用的费用不是以接入的时间计算，而是以消费者的数据传输量来定。 1.2 选题的意义1.2.1室内信号覆盖的必要性现今，随着移动通信的普及化，用户已不能满足于只有室外的移动通信服务，同时要求室内有清晰良好的通话环境，尤其是人口密集大，话务量繁忙的酒店，商场，商务办公楼等大型的建筑物内。据统计，现有的2G系统有30%-40%的话务量在室内，在即将到来的3G时代，将有70%的话务量发生在室内。室内由于自身建筑材料的阻挡的原因，加之室外的地形影响等诸多因素的制约，达到室内的无线信号往往强度很弱或质量很差，电梯及地下停车场更是信号的盲区。利用室外基站覆盖容易信号不稳定，高大建筑物低层接收的信号很差，因建筑结构易形成阴影区，中间层易形成乒乓切换，高层可能因基站的天线高度限制而覆盖不到，易形成孤岛效应，在人口密度大的地区易形成信道拥挤，手机上限困难，以上严重限制的了利用室外基站覆盖室内的效果，而解决这些问题的方法就是通过室内信号覆盖。1.2.2室内信号覆盖的意义随着城市里联通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。这些建筑物多以钢筋混凝土为骨架，再加上全封闭式的外装修，对联通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，联通通信信号弱，手机无法正常使用，形成了联通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，产生乒乓效应，手机频繁切换，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，也是联通通信的盲区。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，基站信道拥塞，手机上线困难。联通通信的网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了联通网络的服务水平，是运营商获取竞争优势的关键因数。因此，室内信号覆盖就显得意义重大。1.3 本人的工作 本人在今年开始接触3G室内的信号覆盖建设，主要负责站点的勘测和方案设计。在撰写论文过程中，我总结了这两个月来的工程实习，对室内信号覆盖各个方面进行整理。WCDMA室内覆盖规划的总体设计思路，包括总体设计流程，并就流程的步骤进行阐述。重点阐述了室内信号覆盖平面设计方法与设计要点-此次课题的中心。首先描述了室内覆盖设计的概述及遵循的原则。分析了各类WCDMA室内覆盖信号源和传输介质的特点以及相互比较。然后根据建筑物的特点选择合适的系统分布方式进行覆盖，即本课题元器件使用的讨论。其中包括水平层面天线的设计以及主干的设计。结合2G系统的覆盖经验数据和WCDMA的特点，大致计算了各业务覆盖所需的天线密度，以及在主干设计中的馈线选型。最后讨论了WCDMA 与己有2G系统共建的思路。WCDMA与2G共建的思路方式通过多系统合路器（POI）来实现，并详细介绍根据系统不同的隔离度要求，POI可以有两种设计方式：收发共路和收发分路。室内覆盖平面设计时，同时要考虑到信号泄漏问题。分析了室外和室内的相互影响，并以具体建筑物为例，阐述信号泄露问题。最后以益阳市滨江财富中心为例，说明WCDMA室内信号覆盖实际工程的基本工作内容。2 WCDMA室内覆盖设计总体思路2.1 WCDMA室内覆盖建设总体流程图室内覆盖的总体流程主要分为前期调研、查勘测试、方案设计和施工验收期这四个流程，见图2-1。图2-1 室内覆盖的总体流程1、前期调研：依据总体的网络建设策略和建设目标进行WCDMA的室内覆盖选点，室外覆盖规划作为3G室内覆盖站点的选择依据。基站勘测是确定无线设计中重要部分，基站勘测主要包括基站选址和详细勘测两大部分。2、查勘测试：站点选定后，需要对站点建筑物进行勘测，工程勘测的内容主要有：A 站址信息勘测：覆盖站点名称，覆盖站点的实际地理位置（精确到门牌号），业主联系人联系方式，建筑全景图。B 建筑物理环境的勘测：建筑设计平面图(消防管道图)；建筑楼宇高度,层数,建筑总面积,建筑或装修情况；设备安装位置,取电源情况；施主天线的安装位置；棚顶的结构,能不能穿电缆,确定布线路由；电梯间数量、位置、共井情况,停靠区间,电梯馈线进出口位置；电井(强,弱电)位置,数量,走线空间余量。C 施主天线选址的勘测：实际的测试无线环境,选在信号强度和质量都比较好的地点；要直视到基站；与基站之间无明显的遮挡物；高度不要太高,最好在330米之间，进出线容易实现；选定后与业主商定,尽量不影响建筑整体的美观。在进行工程勘测的时候，要同时进行无线信号摸底，也就是网络无线环境勘测。目的就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，确定信号设计指标。无线摸底包括这些方面：用路测软件扫测,了解当前的覆盖状况；记录BCCH、TCH、LAC、CID 和邻频；扫频的范围,建筑不同的层必测,所选楼层一定全部扫频测试；标准层、底层、顶层必测,中间层可根据情况隔几层一测。3、方案设计：勘测完工后，便是进行详细方案的设计。设计时要考虑站点是新建点还是合路点。如果是新建的站点，就要将3G和2G一起设计，这是此次课题的中心；如果是合路点，则将3G的主机设备与2G的主机设备合路在一起。此外，还需考虑其他方面的因素：（1）技术方面，包括建筑物的覆盖需求、容量需、周边网络环境以及如何与传输配套进行沟通。（2）业主方面，与业主良好的沟通有利于方案设计和现场实施。（3）远期发展因素，要适当考虑建筑物远期的业务发展需求，有利于3G室内信号覆盖的建设。4、施工验收：方案设计完成后，便要马上报给设计院。等设计院通过后，进入工程施工。施工同时，要通知第三方的监理到现场查看。施工完成后，便要等着联通公司的相关部门来验收。2.2WCDMA室内覆盖规划设计的总体原则3G系统与2G在使用频段、编码技术等方面不同，所以3G室内覆盖有一些新的特点。3G室内覆盖需对覆盖、容量、质量进行统一规划，而2G系统只需考虑室内场强信号水平满足用户接入电平要求，网络质量可通过后期频率规划进行调整。由于各种业务链路损耗不同，3G系统还要考虑用户的业务需求，根据业务发展预测进行室内覆盖规划。在进行室内分布时，站点规划与室外规划要协调统一。3G室内覆盖还要重点考虑和2G系统相互干扰问题。3G室内覆盖规划需遵守以下几个原则：第一、统一性原则。包括室内室外站点规划、设计的统一，在建设室内覆盖时要考虑室外信号的影响，同时也要考虑到室内覆盖对室外干扰水平的提升。第二、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就行调整。第三、经济型原则。对于一个特定的建筑物而言，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原则。第四、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室，最大限度利用已有的室内覆盖资源，并进行最合理的改造，是进行3G室内覆盖的一大原则。2.3 WCDMA关键技术空时处理技术通过在空间和时间上联合进行信号处理可以非常有效地改善系统特性。随着第三代移动通信系统对空中接口标准的支持以及软件无线电的发展，空时处理技术必将融入自适应调制解调器中，从而达到优化系统设计的目的。采用空时处理的方法，系统的发送端或接收端使用多个天线，同时在空间和时间上处理信号，它所达到的效果是仅靠单个天线的单时间处理方法所不能实现的：可以在一个给定BER质量门限下，增加用户数；在小区给定的用户数下，改善BER特性；可以更有效地利用信号的发射功率等等。 空时处理发送分集接受分集固定波束自适应波束切换波束分集技术波束成形技术图2-1空时处理技术的分类2.3.1 空时处理方法 在单用户的情况下，空时处理方法的分类如图2-1所示。 由于移动台一般不适于用多天线接收，在基站采用多个天线进行发射分集，可以使移动台的接收效果和移动台用多个接收天线时的效果相比拟，所以本文主要围绕基站的空时处理技术展开讨论。 2.3.2 波束成形技术 波束成形技术（Beamforming, BF）可分为自适应波束成形、固定波束和切换波束成形技术。固定波束即天线的方向图是固定的，把IS95中的3个120扇区分割即为固定波束。切换波束是对固定波束的扩展，将每个120的扇区再分为多个更小的分区，每个分区有一固定波束，当用户在一扇区内移动时，切换波束机制可自动将波束切换到包含最强信号的分区，但切换波束机制的致命弱点是不能区分理想信号和干扰信号。自适应波束成形器可依据用户信号在空间传播的不同路径，最佳地形成方向图，在不同到达方向上给予不同的天线增益，实时地形成窄波束对准用户信号，而在其他方向尽量压低旁瓣，采用指向性接收，从而提高系统的容量。由于移动台的移动性以及散射环境，基站接收到的信号的到达方向是时变的，使用自适应波束成形器可以将频率相近但空间可分离的信号分离开，并跟踪这些信号，调整天线阵的加权值，使天线阵的波束指向理想信号的方向。 自适应波束成形的关键技术是如何较精确地获得信道参数呢？对于上行链路，根据形成波束所用的信息可以将波束成形技术分成以下3类。 (1)基于空间结构的BF 基于空间结构的BF如基于输入信号到达方向的BF（DOB），包括3类：基于最大信干噪比（SINR）的BF；基于最大似然（ML）准则的BF；基于最小均方误差（MMSE）准则的BF。多址干扰的抑制依赖于信号的到达方向（DOA），所以DOB中的一个重要部分是信号的DOA估计。DOA估计方法有离散付里叶变换、MVDR（Minimum Variance Distortionless Response）估计器、线性预测、最大包络法（MEM）、ML滤波器以及可变特征结构的方法，其中包括MUSIC（Multiple Signal Classification）和ESRIT法（Estimation of Signal Parametersvia Rotational Invariance Technique）。 (2)基于训练序列的BF 基于训练序列的BF即时间参考BF（TRB），适用于多径丰富且信道特性连续变化的环境，根据算法可以分为块自适应算法（BAA）和采样自适应算法（SAA）两类。BAA算法包括特征滤波器（EF）法、Stanford法、最大比合并（MRC）法和第一维纳滤波器解（FWFS）、第二维纳滤波器解（SWFS）。SAA算法包括最小均方（LMS）算法、归一最小均方（NLMS）算法、递归最小平方（RLS）算法和共轭梯度法（CGM）。TRB技术要求同步精确，当时延扩展小时可以得到较好的性能。 (3)基于信号结构的BF（SSBF） 图2-2 WCDMA技术构造图 基于信号结构的BF（SSBF）即利用接收信号的时间或空间结构和特性来构造BF，可利用SSBF需要存储例如恒包络调制信号的恒模（CM）特性、信号的周期平稳性或数字调制信号的FA（Finite Alphabet）特性等知识，这种BF方法可以应用于不同的传播条件，但需要考虑收敛性和捕获问题。 对于下行链路而言，不同的复用方式可采用不同的解决方法：TDD方式，由于上下行链路采用相同的频率，在保证信道参数在相邻的上下行数据帧中几乎没有变化的情况下可以直接利用上行估计得到的信道参数，但这只适用于慢速移动的系统；FDD方式，由于上下行链路的频率间隔一般都大于相关带宽，因此上下行的瞬时信道几乎是不相关的，此时采用反馈信道是最好的方法。 需要强调的一点是发送机的波束成形技术和接收机的波束成形技术是截然不同的，接收波束成形可在每个接收机独立实现而不会影响其他链路，而发送波束成形会改变对其他所有接收机的干扰，所以要在整个网络内部联合使用发送波束成形技术。 2.3.3 接收分集 由于CDMA系统通常有较多的多址干扰分量，而天线阵可以去除M1个（M为天线数）干扰的特性并不能明显地改善接收机 的SINR，所以在一般情况下，更好的方法是利用接收分集的方法，估计接收信号的形式，并确定匹配滤波器的加权系数。接收分集技术中的分集天线其实是空间域内的分集合并器，而不是BF。对于宽带CDMA信号，信号带宽一般大于信道相干带宽，所以在时间域采用RAKE接收机，将信号在空间时间上利用各种合并准则进行合并，这就是所谓的2DRAKE接收机。一般的合并方式有：选择合并（SC）即选择具有最大信号功率的多径；最大比合并（MRC）即每一路有一加权，根据各支路信噪比（SNR）来分配加权的权重，SNR大的支路权重大，SNR小的支路权重小。当每个分离多径上的干扰不相关时，MRC方法可使合并信号的SINR最大；等增益合并（EGC）即选择每一路的加权值都相等；Wiener滤波（OPT）即无论多径之间的干扰是否相关，均可抑制干扰并使合并器输出端的SINR最大，因此Wiener滤波的方法要好于最大比合并法，又称为优化合并。 在空间和时间上利用不同的合并准则可以对系统起到不同的改善效果，理论证明，在理想功率控制和理想信道估计的条件下，空时联合域优化合并方式对系统性能的改善最好。 2.3.4 发送分集技术 当发送方不能获得信道参数时，空时发送分集可改善前向链路性能，这种机制是将发送天线的空间分集转化为接收机可以利用的其他形式的分集，如延迟发送分集和空时编码技术。空时编码技术是同时从空间和时间域考虑设计码字，它的基本原理是在多个天线上同时发送信息比特流所产生的向量，利用发送天线所发送序列的正交性，用两个发送天线、一个接收天线所获得的分集增益与一个发送天线、两个接收天线的MRC接收机的一样。 根据是否需要从接收机到发射机的反馈电路，发送分集技术可以分为开环和闭环两种类型，前者发射机不需要任何信道方面的知识。开环发送分集方式有空时发送分集（STTD）、正交发送分集（OTD）、时间切换发送分集（TSTD）、延迟发送分集（DTD）以及分层的空时处理和空时栅格编码；闭环发送分集方式有选择发送分集（STD）。发送分集各方式具体如下。 (1)正交发送分集（OTD） 经过编码和交织后的数据分成两个不同的子流在两个不同的天线上同时发送。为保证正交性，这两个子流所用的Walsh码是不同的。 (2)时间切换发送分集（TSTD） 在某一时刻每个用户只使用一个天线，使用伪随机码机制在两个天线之间切换。 (3)选择发送分集（STD） 由于在TSTD方式中，瞬时使用的发送天线并不一定能在接收端得到最大的信噪比，所以使用一个反馈电路来选择能提供使接收端得到最大信噪比的天线。 (4)空时发送分集（STTD） 空时发送分集是将数据编码之后在两个天线上发送出去。 (5)延迟发送分集（DTD） 用多个天线在不同时刻发送同一原始数据信号的多个复本，人为地产生多径。 (6)分层空时结构(Bell Layered Space-Time architecture,BLAST） 首先将原始信息比特分解成n个并行的数据流(称为层)，送入不同的编码器，再将编码器的输出调制以后使用相同的Walsh码通过不同的天线发送出去。接收机侧使用一个BF（迫零或MMSE准则）来分离不同的编码数据流，然后将数据送入不同的解码器，解码器的输出再重新组合建立原始的信息比特流。由于在波束成形处理中，MMSE和迫零方法都没有充分利用接收机天线阵的分集潜力，所以提出了改进方案将接收处理也进行分级。即首先使用ViterbiMLSE算法译出最强的信号，然后将该强信号从接收的天线信号中去除后再检测第二强的信号，如此反复直到检测出最弱的信号。 该机制中，层到天线的映射并不是固定的，而是每n p个码符号之后周期性地改变，这种映射关系保证了这些数据流最大可能地在不同的天线上被发送出去。 (7)空时栅格编码 根据秩准则和行列式准则设计码字，使设计出的码字得到最大分集增益和编码增益。以四进制相移键控（QPSK）四状态空时栅格编码。 3 WCDMA室内信号覆盖平面设计3.1室内信号覆盖的概述室内信号覆盖就是利用各种传输方式（同轴电缆、光纤、泄漏电缆等），将基站的信号通过无线或有线方式直接引入室内的每一个区域，再通过小型天线将基站信号发射出去，使室内各个地方都能得到均匀分布的信号，达到消除室内覆盖盲区、抑制干扰的目的，为楼内的联通通信用户提供稳定、可靠的室内信号。室内覆盖信号覆盖应用的范围：(1) 室内盲区-电梯、地下停车场等；(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居民小区等。室内信号覆盖建设需要考虑以下几方面因素：(1) 覆盖方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了联通信号的弱场强区甚至盲区。(2) 容量方面，建筑物诸如大型购物商场、会议中心，由于联通电话使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞现象。(3) 质量方面，建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现乒乓切换效应，话音质量难以保证，并出现掉话现象。室内信号覆盖的建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高联通电话接通率，开辟出高质量的室内联通通信区域；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，从整体上提高联通网络的服务水平。室内信号覆盖主要由信号源和信号分布系统两部分组成。见图3-1。室内信号覆盖实际分布图，见图3-2。直放站微蜂窝（基站）无源天馈分布方式有源分布方式光纤分布方式泄漏电缆分布方式信号源信号分布系统图3-1 室内信号覆盖的组成图3-2 室内信号覆盖示意图3.2 室内信号覆盖设计应遵循的原则室内信号覆盖设计应遵循以下原则：(1) 系统结构应综合考虑运营商当前及未来网络发展的需求，满足运营商其他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。(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) 系统设计应根据不同目标覆盖区域的网络指标，合理设置信号电平，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。(4) 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，采用的设备与材料及产生的物质对环境无污染。(5) 系统设计中选用的设备、元器件和线缆应符合系统技术要求，各个组成部分接口应该标准化，便于设备选型和统一维护。对于WCDMA室内信号覆盖，还必须另外考虑以下几点： (1)使用非智能天线对系统性能，如覆盖和容量的影响。 (2)如果采用室内信号覆盖的地点已有GSM、WLAN等室内分布，则应优先考虑共用其现有的室内信号覆盖。如果无现存室内信号覆盖，则在新建室内信号覆盖的过程中，应考虑新建室内信号覆盖能够为其他系统提供服务。 (3) 在引入室内信号覆盖后，如采用宏蜂窝基站或微蜂窝基站作为室内信号覆盖的信号源，则应考虑室内信号覆盖的频点使用，应优先使用和室外宏蜂窝不同的载波，以便减少室内外信号相互干扰的因数。3.3 WCDMA室内信号覆盖设计3.3.1 信号源的选取通常可以选作WCDMA室内信号覆盖信号源的有宏蜂窝基站、微蜂窝基站、直放站、射频拉远等。室内信号覆盖信号源的选取需要综合考虑目标楼宇的覆盖和容量要求，按照不同类型目标楼宇的要求选择对应的信源。A.宏蜂窝信源：宏基站能够插入多块基带处理板，可以根据不同地区的话务密度来提供不同的处理能力。主要应用在话务量高、覆盖区域大、具备机房条件的高档写字楼、大型商场、星级酒店、奥运体育场馆等重要建筑物。B.微蜂窝信源：采用独立的微蜂窝基站作为信号源，可以独立承载话务量，并且可以分担宏蜂窝小区的话务量。该方式虽然需要传输和供电设备，但是实施简单，无需机房资源，更重要的是能够提供更多的网络资源，信号稳定干净；能够抑制导频污染，可以灵活结合具体室内信号覆盖来实现室内覆盖。因此，该方式主要应用在中等话务量、中小型建筑物。如信号覆盖功率不够可增加少量干放进行覆盖。C.直放站信源：直放站只是通过直放站收发系统将室外的宏基站信号引入到室内，共享基站的基带处理能力，并不增加系统的容量，主要应用在覆盖区域分散的小区，补盲覆盖的电梯、地下室等场所。D.射频拉远信源：射频拉远可以提供类似微蜂窝基站作为信号源时的覆盖效果，避免了直放站的一些缺点，占用了一定的基带资源提供容量服务，不会产生直放站抬升接收底噪以及饱和自激的问题。其优点是建设成本较低，无需严格的机房和建设条件，可以灵活地结合具体的室内信号覆盖，并且配置和实施十分灵活。缺点是远端单元需要占用独立的裸光纤资源和不可靠的供电方式。通常应用在话务量较高的写字楼、商场、酒店等重要建筑物，尤其适合建筑群的覆盖。3.3.2 传输介质选择A.同轴电缆：同轴电缆属于无源器件，造价低，性能稳定。工作频段合适可兼容多种制式的系统。馈线在2000MHz的损耗与900MHz的损耗相差较大，在1900MHz的频率以上一般不采用8D和10D馈线。原有GSM信号覆盖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。B.光纤：光纤路损小，性能稳定，传输容量大。但在建设过程中需增加专门的电转光、光转电设备，且依赖于远端供电。在WCDMA室内信号覆盖中还有一个问题是光电互转时存在时延，需要在使用中引起注意。C泄漏电缆：在一些特殊场景下，普通天线无法实现较好的覆盖，如隧道。在这种情况下，使用泄漏电缆进行成串覆盖。泄漏电缆的缺点是造价贵、安装要求严格。3.3.3 元器件的使用元器件包括无源和有源两种。无源器件通常包括功分器和耦合器。WCDMA室内信号覆盖的无源器件频率范围必须满足800MHz2400MHz。如果再考虑GSM系统的合路，无源器件工作频率范围必须满足800MHz2500MHz。有源器件主要指的是干线放大器信号在线缆中传输会存在一定路损，为了保证末端的覆盖效果，有时需要在传输过程中使用干线放大器。另外，WCDMA室内信号覆盖设计还需要考虑GPS同步天线安装位置、路由以及拉远远端或远端功放的供电方式的设计。WCDMA室内信号覆盖设计方案可采用以下形式：方案一：使用WCDMA的多馈缆方案即WCDMA的多通道信号分别覆盖不同楼层，充分发挥了WCDMA的多个信源的作用，减少了干放的使用数量。这种方式的劣势就是需要走线井能够容纳多根7/8或1/2的馈线。为了充分利用WCDMA的多馈缆方案带来的空间干扰隔离的效果，通常在原室内信号覆盖的支路与GSM合路。方案二：使用WCDMA“单馈缆干放”方案这种方式与传统GSM室内信号覆盖类似。由于WCDMA的工作频段较高，信号传输损耗较大，通常需要采用干放。本方案的优势是对走线井的要求低，不需要增加主干馈线。劣势是使用了干放，增加了成本，增加了上行底噪，影响系统容量，同时，下行干扰由于未使用WCDMA的多馈缆方案，导致下行干扰增大。方案三：使用“BBU+RRU”方案基带（BBU）集中放置在机房，拉远远端（RRU）可安装至楼层，BBU与RRU之间采用光纤传输，RRU再通过同轴电缆及功分器（耦合器）等连接至天线。即主干采用光纤，支路采用同轴电缆。由于信号通过光纤传输时损耗很小，整体降低了系统的馈损，减少了对干放的依赖。本方案的优势是主干布放简便，RRU合路位置灵活，对干放的依赖程度降低；劣势是需增加光电转换单元，且光纤较容易损坏，一般采用铠装。具体见（附录二 图纸 信号覆盖平面安装示意图）3.4 POI的设计方式GSM和WCDMA系统的室内分布合路可以通过多系统合路器（POI）来实现。POI产品主要应用在需要多网络接入的大型建筑物内，能够实现多频段、多信号的合路功能，能够避免室内信号覆盖建设的重复投资。其工作方式是对各系统的下行信号进行合路，同时对各系统的上行信号进行分路，尽可能地抑制各频带间的无用干扰成分。根据系统不同的隔离度要求，POI可以有两种设计方式：收发共路和收发分路。其中收发共路的典型特点是对外接口少，体积小，而收发分路虽然接口数量较多，但设计简单，且能实现很高的隔离度。3.4.1 方式一：收发共路收发共路是指收发天馈系统合二为一的覆盖方式，主要应用于系统间干扰较小，不需要很大隔离度的室内分布场合。考虑到目前现有的室内信号覆盖都采用一根天线进行收发，收发共路的方案对WCDMA室内信号覆盖是一种比较现实可取的选择。此时，WCDMA与GSM系统共用室内分布又有两种基本模式: 独立合路共用模式和直接合路共用模式。（1）独立合路共用模式独立合路共用模式目前主要适用WCDMA系统采用室内型宏基站作信号源的场景。此时WCDMA信号覆盖单独使用各路TPA单元输出信号至室内天线，仅依靠抗干扰的联合检测算法实现多用户接入（如图3-3所示）。此类信号覆盖的特点是各路TPA对应的信号覆盖相互独立。 图3-3 独立合路共用模式（2）直接合路共用模式 直接合路共用模式目前主要适用于WCDMA系统采用微基站作信号源时的场景。由于WCDMA此时不采用智能天线，GSM和WCDMA信号可以直接由POI平台合路后，通过主干电缆送往各个天线。 图3-4 直接合路共用模式3.4.2 方式二：收发分路 收发分路是指收发天馈系统分开的覆盖方式，每套系统均由发射和接收两部分组成，主要应用于系统间干扰较大的室内分布场合。 结合POI平台的检测功能，给出收发分路的典型案例（如图3-5所示）。各系统信号分上下行两个端口进入POI平台，分别通过不同的端口输出。下行信号体现为多路合一路从口输出信号进行下行覆盖，从用户终端来的上行信号则通过另外一路上行通道反向传输，然后分路回到各自的通信系统。图3-5 收发分路模式 两种POI方式优缺点比较如表3-1所示。具体详见（附录二 图纸 主干节点图）表 3-1 收发共路和收发分路对比收发共路收发分路标准化设计可采用标准模块，结构规范不可采用标准模块，结构独立损耗损耗低损耗可灵活分配成本相对较低相对较高杂散干扰相对较大相对较小无源交调产物相对较大相对较小4 室内外信号泄漏分析及协调 4.1 室外信号对室内的泄漏分析对于室外信号向室内的泄漏情况，可以有两种不同的解决方案。(1) 利用室外宏基站解决 对于应用场所的室内纵深比较小，楼宇高度不高于周围楼群的平均高度的情况，可以考虑让室外基站直接覆盖室内。由于室外宏基站信号较强，经过建筑物的穿透损耗后还能够对室内进行覆盖。依靠室外基站的穿透，解决了大量的建筑物内部信号覆盖。(2) 建设室内信号覆盖解决 对于室内纵深比较大的应用场所、高度比周围楼群的平均高度高5层左右的楼宇，或者像地下室之类的室外信号很难覆盖的地方，建设室内信号覆盖解决，分析如下：在有墙壁阻挡的区域，室外信号对室内信号的影响较小；而在只有玻璃阻挡的情况下，室外信号将对室内窗户附近的信号产生较大影响，导致窗户附近成为切换区域，可能导致切换频繁。此时可以采取如下措施：a、进行室外基站优化，保证室内窗户附近使用的是室内信号；b、在窗户附近区域增加天线，提高室内信号的强度。 需要注意的是，由于在室内信号覆盖的楼宇周围存在多个室外基站，会存在室外信号在室内形成的乒乓切换区域，如窗户附近，如有必要可适当进行室外基站的优化，减少室内乒乓切换的强烈影响。4.2 室内信号对室外的泄露分析 对于室内信号向室外的泄漏情况，根据不同的场景可以采用不同的控制方法。不同高度楼层的信号泄漏造成的影响将也是有所差别。 在中高楼层，室内信号主要从窗户口向外泄漏，由于高层窗外主要是空中，虽然存在切换区，一般来说没有用户，所以影响较小。 如果室内信号通过走廊或者玻璃能够直接泄漏到室外，而室外相应的区域正好是产生话务的地方，就会产生高层室内信号对室外信号的干扰。这种情况下，需要针对室内天线进行优化，利用楼层的天然阻挡，确保高层室内信号不对室外造成干扰。 而对于低楼层，发生信号泄漏的主要是从大厅、地下室等处经窗户和出口处泄漏到室外，而这种泄漏会增加不必要的室内外切换，使网络服务质量下降，相对于高层而言，中低层的信号泄漏造成的影响更大。 对于中低楼层的信号泄漏，主要通过调整信号发射功率、优化切换参数等手段进行优化和控制。但要从根本上进行控制则必须在进行室内信号覆盖设计规划时考虑，一方面要确定该建筑物的实际建筑穿透损耗，另一方面对切换区进行合理规划设计，对室内天线位置和发射功率进行合理规划。如有必要，可以采用信号收发系统模拟测试，从而更准确地规划室内天线，控制室内信号泄漏。 一个总的原则是：室内信号在室外形成的乒乓切换区域主要发生在1层大楼窗外周围的室外区域，进行室内信号规划时要考虑室内信号对室外的影响，在室内信号性能测试时，需要针对大楼周围的室外区域进行信号路测，确保室内对室外信号的泄漏影响在控制范围之内。4.3 室内外信号覆盖的协调对于WCDMA室内覆盖协调的问题，可以考同异频的组网方式，从容量角度、质量角度和成本角度来加以分析。(1) 容量角度2GHz核心频段(20102025MHz)共有9个频点。如果室内外采用异频组网方式，那么9个频点就要分成两部分，一部分频点专门用于室内覆盖，另一部分频点专门用于室外覆盖。从室内外整个同频网络来说，频率复用因子是2，频率的利用率比较低。这种方式没有很好地利用室内外的空间隔离，形成宏蜂窝与局部微蜂窝的网络结构。如果室内外重复利用同一个频点，频率复用率则相应地得到提高。带来的后果是存在室内外同频信号之间的干扰，一定程度上会影响单载波的极限容量。室内外同频组网方式的频率复用因子是1.从整体上看，网络的系统容量也得到了提升。(2) 质量角度采用异频方式对建筑物室内进行信号覆盖，室内、室外通过不同的频率提供较好的隔离，可以保证很小的室内外信号干扰。对于WCDMA，异频间接力切换比同频间接力切换性能更加优越，所以从网络质量角度，异频组网比同频组网优越。(3) 成本角度 室内覆盖会用到很多的直放站，这些辅助覆盖手段都需要从施主基站获取信号。如果室内外是同频组网，那么室内的信号源可以就近选取，而在室内外异频组网的网络中，室内外的频点是不一样的，室内信号覆盖信号源的选取就受到了一定的限制。从这点上看，异频组网的成本会比同频组网高。综上所述，在实际网络中，室内外网络完全异频是不现实的。在WCDMA中，由于异频组网质量明显优于同频组网，其他3G体制中异频切换的问题，在WCDMA中不复存在，WCDMA比其他任何一种3G网络更加适合使用室内外异频组网方式。在网络频点不是很紧张的情况下，专门为室内信号覆盖建设预留一定量的频点，使得室内外网络分层结构清晰、简单，便于网络规划，有利于提高网络质量，也有利于运营维护。4.4 信号泄露分析设计实例信号的泄露主要影响室外用户占用室内信号，造成系统拥塞。信号覆盖上下行覆盖半径不同，造成是外用户多掉话现象。所以对室内信号泄露要求为在距离建筑物门口23米处信号强度底于-80dBm。其信号泄露的控制方式在建筑物低层要求多天线，小功率。合理利用室内有效遮挡物。图4-1是以滨江财富中心为实例，此图为一楼曾的截取。一楼为商场，其四周都是玻璃围成，这样造成的信号功率的损耗不是很明显。而在商场里面信号功率就衰减了很多。在商场里面考虑到建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，就沿着商场内部的走廊布线，且布线的距离离商场四周有8米左右。图4-1财富中心一楼天线布置图5 GSM&WCDMA混合组网案例以滨江财富中心GSM&WCDMA室内信号覆盖工程为例，对平面设计进行具体说明。5.1 设计方案1234511概述1 工程地点简介滨江财富中心座落于益阳市桃花仑路（步步高电器对面）,楼宇性质是小区 2G、3G信号都未覆盖，现在进行整栋覆盖。WCDMA+GSM室内分布楼宇信息表大楼名称滨江财富中心经度1122217.28大楼地址步步高电器对面纬度283443.38建筑面积大约45000平方米客梯数量6部 楼层数27层货梯数量2部楼层功能地下室有裙楼商场主楼小区施工环境说明装修情况装修良好天花结构有吊顶弱电井环境说明 宽大信号源型号1套S111,W，G网光纤直放站信号源位置电梯机房覆盖区域覆盖4栋楼及地下车库覆盖面积45000平方米干放类型10WGSMG干放 及10WWCDMA干放干放数量2表5-1 WCDMA+GSM室内分布楼宇信息表2 当前电磁环境1 经过实际拨打得出：商场WCDMA，GSM信号较弱。2 覆盖目的和