大学函授毕业论文设计模板参考资料——a市移动室内覆盖系统工程

毕业设计（论文）摘要为了能更好的规划设计室内覆盖系统工程,本文从现在室内覆盖的覆盖方面,质量方面,容量方面存在的问题出发,基于室内天线分布系统带来的好处,以及室内覆盖的概念,详细阐述了站点获得,站点的初步调查/预规划,详细设计中的功率预算、系统图、解决方案,以及优化验收等规划的流程。并通过一些详细的实例来讲述了具体的规划过程，通过实际工程的案例举出了实际的室内覆盖设计的方案和一些相关的要素,并做出相关分析。本文还将从工程的角度介绍了，讲述了室内覆盖的类型及其覆盖方式,还介绍了应用室内环境的传播模型以帮助确定小区的数目,天线的数目和应用于室内覆盖的天线、功分器、同轴电缆、泄漏电缆,光纤分布系统等设备的特点。本文的重点是通过实际工程的查勘,掌握各种典型环境的室内覆盖方式从电梯覆盖和楼内覆盖设计做案例来分析,以及室内覆盖网络的频率规划、小区定义与小区参数、邻区定义、参数的设计,未来扩容和改动方面。并介绍相应的典型的天线系统设计的准则。最后通过A市室内覆盖系统工程设计方案中禾泰大厦的设计方案介绍实际工程中的方案类型,对室内覆盖工程分布设计有较好的参考意义。【关键词】室内覆盖蜂窝天线毕业设计（论文）IABSTRACTINORDERTOPROGRAMABETTERINDOORCOVERAGESYSTEMS,THEPAPERBEGANWITHTHEDESCRIPTIONOFSEVERALPROBLEMSEXSISTINGINTHEINDOORCOVERAGE,SUCHASTHESIZEOFTHECOVERAGE,THEQUALITYANDTHECAPACITYBASEDONTHEBENEFITSOFINDOORANTENNADISTRIBUTIONSYSTEMTHEANDTHECONCEPTOFINDOORCOVERAGE,THISPAPERELABORATEDONTHESITEACQUISITION,PRELIMINARYSITEINVESTIGATION,PREPLANNING,DETAILEDDESIGNOFTHEPOWERBUDGET,CHART,SOLUTIONSANDOPTIMIZATIONACCEPTANCEPLANNINGPROCESSANDTHROUGHSOMEDETAILEDEXAMPLESITTALKEDABOUTSPECIFICPLANNINGPROCESS,THECASECITEDBYTHEPAPERGAVEANEXAMPLEOFTHEINDOORCOVERAGEANDSOMEPROGRAMSRELATEDTOTHEELEMENTSTHISPAPERTALKEDABOUTTHEINDOORCOVERAGEANDTHETYPEOFCOVERAGEFROMTHEENGINEERINGPERSPECTIVEITALSOINTRODUCEDANINDOORENVIRONMENTPROPAGATIONMODELTOHELPDETERMINETHENUMBEROFCELLS,THENUMBEROFANTENNASASWELLASTHECHARACTERISTICSOFTHEANTENNA,POWERSPLITTER,COAXIALCABLE,CABLELEAKAGE,FIBERDISTRIBUTIONSYSTEMEQUIPMENTTHISPAPERFOCUSESONMEANSOFTHETYPICALINDOORENVIRONMENTCOVERAGEBYTHECASESOFTHELIFTCOVERAGEANDBUILDINGCOVERAGE,THENETWORKFREQUENCYPLANNINGININDOORCOVERAGE,THENEIGHBORHOODDEFINITIONANDTHEPARAMETERSQUARTER,EXPANSIONANDCHANGESINTHEFUTURECONTEXTITALSOGAVEANDESCRIPTIONOFTHEDESIGNGUIDELINESOFCORRESPONDINGTYPICALANTENNASYSTEMATLAST,THEPAPERGAVEANEXAMPLEOFAINDOORCOVERAGESYSTERMBYHETAIBUILDINGDESIGNWORKS,ANDONTHEACTUALTYPEOFPROGRAMTHEARTICLEHASFAVORABLEREFERENCEMENAINGFORINDOORCOVERAGEPROJECTDISTRIBUTEDSYSTEMDESIGN【KEYWORDS】INDOORCOVERAGECELLULARANTENNA毕业设计（论文）II目录前言1第一章室内覆盖系统概述3第一节室内覆盖问题3第二节室内覆盖的引入3一、室内覆盖的概念3二、室内覆盖引入4第三节实现室内覆盖的方法4一、微宏蜂窝有线接入方式5二、宏蜂窝无线接入方式5三、直放站6第四节室内覆盖的信号源和信号分布6一、信号源的提取方式6二、信号分布的几种方式8第二章A市室内覆盖系统规划的流程11第一节站点获得12第二节站点的初步调查/预规划12第三节详细设计13一、室内覆盖的测试13二、路径损耗测试14三、下行功率预算14第四节优化验收15第五节网络话统跟踪16第三章A市移动室内覆盖传播模型及设备17第一节室内覆盖传播模型17第二节室内覆盖应用的设备18一、室内覆盖系统的组成18二、微（宏）蜂窝或直放站18毕业设计（论文）III三、天线18四、功分器19五、同轴电缆20六、泄漏电缆21七、光纤分布式天线系统22第四章A市移动室内分布系统设计24第一节电梯覆盖24第二节楼内覆盖设计26第三节频率规划32第三节小区定义和小区参数33第四节邻区定义34第五节未来扩容和改动34第五章A市移动天线系统35第六章A市移动室内覆盖系统工程之禾泰大厦设计方案38第一节站点概况38一、地理位置38二、查勘记录38三、覆盖范围38四、无线环境38第二节覆盖方案38一、信号源39二、机房39三、室内分布系统39四、传输引入39五、电源方案39六、承重方案39第三节设备清单40第四节设计依据41第五节设备安装及工艺42一、信号源设备安装要求42毕业设计（论文）IV二、分布系统设备安装要求44第六节电磁辐射的防护48第七节安全规程48结论49结束语50毕业设计（论文）0前言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、质量好，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、地下停车场等环境中，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，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，也是移动通信的盲区。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，基站信道拥挤，手机上线困难。特别是移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有移动网络优化工作的主题。室内覆盖系统正是在这种背景之下产生的。实现广覆盖是移动通信网络发展的目标之一。但是单纯地追求广覆盖还远远不能满足业务需求。因为不同区域的用户需求和业务价值不同，必须加以区别对待，例如在人口密集的城镇的基站密度就远远高于地广人稀的农村。据2G历史数据统计分析，室内的覆盖面积只占移动通信覆盖的区域总面积的20左右，用于解决室内覆盖的基站数量只占总基站数的25左右，但在室内却产生了所有覆盖区域的业务量的70。据专家分析，室内用户分布密度一般大于室外用户两倍以上，高价值商务客户主要集中在室内，室内静止用户更有可能使用3G丰富多彩的数据业务，因此专家预计，未来3G业务中将有90的数据业务发生在室内。可以说，保证网络良好的室内覆盖，是提高服务等级、发展客户的关键，是决定3G成败的重要因素。首先，室内是用户需求较为集中的区域，完善室内覆盖意义重大。室内是移动通信网络为用户提供高质量、高容量的通信业务的重要区域。对于3G而言，移动业务的潜在的市场也将会在几类重点区域密集的城区，包括市中心、商业区、公司等热闹的场所和休闲区域，包括机场、商业区、宾馆等。除此之外，还涉及宏蜂窝覆盖不到的场所，如隧道、地铁、地下区域等。室内也是运营商展开差异化的竞争的主战场之一。3G为终端用户提供了许多新的业务，包括视频电话、视频流、游戏、MMS、EMAIL、WEB等，这些新业务更容易在室内应用，而且要求更高的网络容量和QOS保证。因此，完善室内覆盖意味着扩大覆盖区域，毕业设计（论文）1提供更大的网络容量，吸引更多的用户，产生更大的通信业务和服务消费量，从而带来营业收入的增加。业界普遍认为，室内区域是在3G发展过程中能够带来高回报的区域。其次，相对室外网络规划而言，解决室内覆盖相对来讲更加容易，而且对室外的网络是一个有益的补充。室内站点比室外站点建设更容易、更快速，不存在室外站点需要面对来自邻区电磁环境干扰的问题。而且完善室内覆盖可以减少对宏蜂窝基站的投资，扩大宏蜂窝基站的覆盖范围。3G室内站还可以减少小区的“呼吸效应”，在室内，用户共享每个扇区提供的功率，而基站提供功率取决于用户的业务和用户与其之间的距离，在较高的导频污染环境下，终端需要更大的功率，产生更多的干扰，从而降低整个系统质量而用室内小区提供容量，在目标建筑物中提供无缝隙覆盖，可以减少室外宏站负荷，同时室内用户可以获得高质量的服务。我们也应该看到，在2G向3G演进的过程中，移动通信网络的室内覆盖还存在一些问题待解决。目前，室内达到信号质量标准的区域仅有2299到2359，与覆盖目标相差很远，按照有关要求，在密集城区，建筑物室内3G覆盖一般要求达到信号质量标准的区域应大于95。由此可见，室内覆盖还有很大的发展空间。在2G时代，室内覆盖存在的主要问题是室内外干扰的控制到了3G时代问题就变得比较复杂了。首先，需要解决多系统室内覆盖的问题。实现多系统室内覆盖2G/3G/WLAN十分必要，因为目前我国移动运营商已有规模庞大的2G室内覆盖系统，而新建室内覆盖系统涉及比较头疼的业主协调问题，同时考虑节约成本的需要，需要对多系统室内覆盖进行整体规划并重点考虑共存干扰问题、器件共用及相关要求，哪些无源、有源器件能够共用，哪些必须新增，要对共用器件提出相应的技术要求，同时要处理好共用时不同系统覆盖范围不一致问题。其次，要做好3G室内覆盖规划，包括多种解决方案选择、信号源选择、是否需要DAS以及天线点个数、直放站如何使用以及室内外同/异频选择等。另外，要做好3G室内覆盖的优化问题，包括室内外干扰控制、室内外切换等。总之，室内覆盖问题不仅在2G时代没有得到很好解决，在3G时代仍将是A市移动部署网络过程中需要面对的一大难题。解决室内覆盖，不仅需要A市移动的高度重视，还需要做好整个网络部署的规划，并且协调好与有关方面的关系，使得新的移动通信室内覆盖方案能够顺利推进，从而吸引用户，把握商机，今年A市室内覆盖系统工程就是为这个目标努力的。毕业设计（论文）2第一章室内覆盖系统概述第一节室内覆盖问题室内移动通信存在以下几个问题覆盖方面，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，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区,致使大楼的地下室,一层场强较弱,甚至存在一些盲区。由于室内的覆盖不好,容易造成手机脱网的现象,造成寻呼无响应,用户不在服务区现象。容量方面，建筑物诸如大型购物商场、会议中心，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，无线信道发生拥塞现象。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。第二节室内覆盖的引入一、室内覆盖的概念室内覆盖系统为上述问题提供了较佳的解决方案。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质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域；同时，使用室内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。二、室内覆盖引入应用这些方案可带来的效果有可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的毕业设计（论文）3室内移动通信区域。使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务，扩大网络容量。解决高层干扰问题。如在大楼的高层，许多室外小区的信号有直达路径到达室内，来自各个方向的信号电平较高，干扰大，很难有干净的不受干扰的信道。解决的办法是用室内覆盖，靠满足较高的C/I值，获得较高质量的室内移动通信服务。对于室内覆盖，天线的输出功率很低，加上建筑物外墙的衰减，因此室内小区对室外小区的影响是很有限的。图11室内覆盖示意图第三节实现室内覆盖的方法实现室内覆盖的技术方案可分为三种微宏蜂窝有线接入方式是以室内微宏蜂窝系统作为室内覆盖系统的信号源，即有线接入方式。适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内，在市区中心使用较多，解决覆盖和容量问题。宏蜂窝无线接入方式是以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源，即无线接入方式。适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区，在市郊等偏远地区使用较多。毕业设计（论文）4直放站在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站将室外信号引入室内的覆盖盲区。一、微宏蜂窝有线接入方式改善高话务量地区的室内信号覆盖，微宏蜂窝是最佳解决方案。与宏蜂窝无线接入方式相比，微宏蜂窝有线接入方式是更好的室内系统解决方案。微宏蜂窝有线接入方式的通话质量比宏蜂窝无线接入方式要高出许多，对宏蜂窝无线指标的影响甚小，并且具有增加网络容量的效果。但微宏蜂窝有线接入方式在室内使用时，受建筑物结构的影响，使其覆盖受到很大限制。对于大型写字楼等，如何将信号最大限度、最均匀地分布到室内每一个地方，是网络优化所要考虑的关键。且蜂窝有线接入方式的弱点在于成本较为昂贵，需要进行频率规划，需要增建传输系统，网络优化工作量大。因此，对宏蜂窝无线接入方式或微宏蜂窝有线接入方式的选取，需要综合权衡移动网络和运营等多方面因素才能定夺。二、宏蜂窝无线接入方式宏蜂窝无线接入方式的主要优势在于成本低、工程施工方便，并且占地面积小其弱点在于对宏蜂窝无线指标尤其是掉话率的影响比较明显。目前，采用选频直放站并增加宏蜂窝的小区切换功能可以缓解这一矛盾当对应的宏蜂窝频率发生变化时，直放站选频模块需要作相应调整。随着运营商对成本和网络资源利用率的注重，宏蜂窝无线接入方式出现升温的势头。三、直放站在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站（REPEATER）将室外信号引入室内的覆盖盲区。利用蜂窝解决室内问题也存在很大的局限性。建设蜂窝的设备投入与工程周期都较大，只适合在话务量集中的高档会议厅或商场使用。在这种情况下，直放站（REPEATER）以其灵活简易的特点成为解决简单问题的重要方式。直放站不需要基站设备和传输设备，安装简便灵活，设备型号也丰富多样，在移动通信中正扮演越来越重要的角色。直放站的应用场合主要有以下几种扩大服务范围，消除覆盖盲区；毕业设计（论文）5在郊区增强场强，扩大郊区站的覆盖；沿高速公路架设，增强覆盖效率；解决室内覆盖；将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙。表11蜂窝和直放站的比较使用蜂窝使用直放站1是否增加容量根据需要增加容量不能增加容量2信号质量好一般3设置优先级可以不可以4对网络的影响小控制不好影响很大5是否需要传输设备需要不需要6是否需要重新频率规划需要不需要7是否需要调整参数需要支持8是否支持容量动态分配不支持容量预分配支持9是否支持多运营商不支持支持10是否支持多频、多系统环境不支持支持11安装时间较长较短12投资较多较少第四节室内覆盖的信号源和信号分布一、信号源的提取方式1、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毕业设计（论文）6图12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图13信号通过光纤传送图示、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毕业设计（论文）7图14信号通过电缆传送图示2、增加蜂窝基站图15使用蜂窝图示二、信号分布的几种方式1、无源天馈分布方式通过无源器件和天线、馈线，将信号传送和分配到室内所需环境，以得到良好的信号覆盖。用于中小型地区。毕业设计（论文）8图16无源天馈分布方式2、有源分布方式通过有源器件有源集线器、有源放大器、有源功分器、有源天线等和天馈线进行信号放大和分配。3、光纤分布方式主要利用光纤来进行信号分布。适合于大型和分散型室内环境的主路信号的传输。图17光纤分布方式4、泄漏电缆分布方式信号源通过泄漏电缆传输信号，并通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生表面毕业设计（论文）9电流，从而在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。它适用于隧道、地铁、长廊等地形。图18泄漏电缆分布方式表12几种信号分布方式的比较信号分布方式优点缺点无源天馈分布方式成本低、无源器件，故障率低、无需供电，安装方便、无噪声累积、宽频带。系统设计较为复杂、信号损耗较大时需加干放有源分布方式设计简单，布线灵活，场强均匀。频段窄，多系统兼容困难；需要供电，故障率高、有噪声积累，造价高光纤分布方式传输距离远，布线方便，性和传输质量好。造价高泄漏电缆分布方式场强分布均匀，可控性高；频段宽，多系统兼容性好。造价高，传输距离近。毕业设计（论文）10第二章A市移动室内覆盖规划的流程A市室内覆盖规划分为几个不同的阶段。首先要做的是找到想要覆盖的目标建筑物。需要室内覆盖的地方通常是室内盲区新建大型建筑、地下停车场、办公楼、宾馆和公寓等。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。发生频繁切换的室内场所高层建筑的上层以及顶部，收到多个基站的功率近似的信号。在站点的初步勘察后,进行站点的详细勘测。接着进行详细的设计,然后安装设备,安装完成之后,无线网络规划人员还要进行测试和优化,看能否达到预期的要求。下面用一个流程来表示规划的流程。站点获得毕业设计（论文）11客户需求目标建筑物初步的站点调查没有目标的建筑物站点调查获取可能的目标建筑物建议客户接受目标建筑物站点的初步调查/预规划建筑物信息周围网络信息小区位置解决草稿设计站点查看传播测量确定天线的位置,电缆路线,BTS设备位置草稿和照片详细设计系统图功率预算计算解决方案描述批准室内网络设计安装设计站点安装参数设计和调整参数配置和频率规划调整和优化网络跟踪网络话务观察容量监视第一节站点获得客户需求的详细说明,用户数,覆盖要求,服务等级毕业设计（论文）12在设计前收集周围小区的信息在开始规划前,获得物业的允许,考察大楼,或者最好得到大楼的设计平面图准备目标建筑的列表从客户那里得到被批准的目标第二节站点的初步调查/预规划获得楼层布置和大楼的星系,以及人员的分布情况预先考察可能的天线布放的位置,电缆布放,寻找BTS的最佳位置做测试确定天线和最终安装位置为每一个天线安装位置照相,存为资料第三节详细设计这是设计的重要部分。详细的设计包括功率预算,系统图,解决方案描述。功率与损耗的意义是保证在发射端和天线端的射频部件的衰减不太大,以提供足够高的信号电平。这也最终决定是使用同轴电缆,还是光纤来给天线馈电。需要的信号电平将决定天线的数量和站点使用的设备类型。典型的室内应用,在覆盖区域的95内,信号电平介于80DBM和85DBM之间。这就决定了在不同位置处的天线需要的EIRP值和BTS,电缆,天线的数量。通常运营者根据不同的覆盖类型,例如农村、郊区、市区、密集市区、室内等来定义信号电平除了EIRP,小区的范围也取决于环境类型办公室、宾馆、商场的布局。下表列举了一些典型的环境。EIRP值也可以由下面的方法通过测试来确定。表21EIRP值的测试环境类型EIRP小区范围开放的办公室1517DBM6080M宾馆1517DBM6080M商场1517DBM6080M毕业设计（论文）13一、室内覆盖的测试对于现有的由周围宏蜂窝提供的室内移动信号进行测试,收集所有频段内存在的各种频率的信号,找出各楼最强的信号电平,由此得到各个楼层所需要的最小设计电平。为保证楼内手机能够驻留在室内微蜂窝上并具有良好的载干比,必须保证楼内有足够高的设计电平例如在A市财富中心设计选择了相应楼层进行了现有网络的室内覆盖测试,测试结果如下表22A市财富中心无线环境查勘表财富中心无线环境查勘表测试时间2007415测试地点财富中心测试工具NOKIA手机测试人员曹京京（中讯邮电咨询设计院）、谢刚（成都通信建设工程局）测试点A测试点B测试点C测试点D楼层CIEXLEVCIEXLEVCIEXLEVCIEXLEVB1F盲区/盲区/盲区/盲区/B2F盲区/盲区/盲区/盲区/电梯1盲区/盲区/盲区/盲区/电梯2盲区/盲区/盲区/盲区/电梯3盲区/盲区/盲区/盲区/电梯4盲区/盲区/盲区/盲区/1F89DBM88DBM85DBM81DBM2F84DBM87DBM88DBM79DBM3F87DBM80DBM85DBM84DBM18F64DBM69DBM70DBM63DBM20F67DBM70DBM65DBM64DBM二、路径损耗测试路径损耗测试的目的是为了确定该大楼的墙壁,内部装饰物等物体的损耗,采用测试发射机在测试点发射GSM900信号,用NOKIA测试手机在楼层各点测量接收信号电平,根据测试结果GSM900信号的路径损耗计算如下PLOSSEIRPRXLEV其中PLOSS为路径损耗EIRP为测试发射机的有效辐射功率RXLEV为测试手机接收电平,根据大量的测试数据,测得楼内最大路径损耗,再由上面的式子,可得到设计所需参考EIRP值EIRPPLOSSRXLEV。如果总的路径损耗太大,所需要的EIRP值就可能很高,也许就需要布置多个天线来减少室内路径损耗。毕业设计（论文）14三、下行功率预算为了计算下行功率,在天线和BTS之间的所有部件都要考虑到计算中去,图21表示输出功率4W的BTS5个天线的系统示意图,在各位置的天线处计算得出的EIRP值由表23给出。图21基于同轴电缆的分布式天线系统的例子表23图21中计算得出的每一个天线的功率预算A1A2A3A4A5馈线总长M253540105120馈线总损耗273742119137跳线损耗050505050515DB耦合器1510101010110DB耦合器01041040404对称功分器3333BTS输出功率3636363636天线增益22222EIRP197203198221203在结束室内设计之前应建议使系统设计图得到执行,这样才能保证设计能尽能实现这之后就可以做频率规划和参数设计了多数情况下找到不受干扰和空闲的频率是困难的除非是专门预留了室内应用的频率如果没有预留,就应该使用外部干扰程度低的频率,这就要求测试室毕业设计（论文）15内的信号,可以利用测试手机,频谱仪等测试设备来测试,选择接收到的外部信号中较弱的频率。这对于选择BCCH信道的频率尤为重要,因为它要求的C/I值要比非BCCH的频率的C/I值高。详细设计可总结为进行功率预算计算得到EIRP值画系统连接图写出解决方案的描述得出系统图执行的难度做频率规划和参数设计第四节优化验收在室内设备安装完成后,要进行自检。这也是保证每一项工作按设计来做的唯一办法，至少以下的一些工作要求检查室内呼叫小区选择和重选C1或C2准则建筑物内部小区和建筑物外部的小区间的切换检查信号强度做移动测试检查通话质量必要时调整频率从BSS话统中观察小区的话务，依据测量数据和话统来最后确定参数。第五节网络话统跟踪从OMC话统中可检查下面一些项目平均占用时间和拥塞时间切换成功率,包括切入、切出成功率接收质量和呼叫成功率毕业设计（论文）16第三章A市室内覆盖传播模型及设备第一节室内覆盖传播模型在射频工程中,网络设计师使用预测工具来决定小区的覆盖。一些成熟的模型对于室外的应用是有效的,对于室内应用是不适合的。有一些室内的传播模型,用于预测室内环境的信号电平是基于经验曲线的逼近。这里仅简要介绍ITU推荐的简单的室内传播模型。这可以帮助确定室内小区的数目,天线的数目。因此在实际设计中建议使用测试发射设备从不同的地方来检查信号的传播。这里描述的模型是一个站点的通用模型,可用于典型的室内环境,它需要很少的环境路径损耗信息。用平均的路径损耗和有关的阴影衰减统计来表征室内路径损耗。这里的模型计算穿过多层楼层的损耗,以应用于频率在楼层间复用的情况。基本的模型如下毕业设计（论文）17LTOTAL20LOGFNLOGDLFN28DBN距离损耗系数F频率MHZDBS和MS间的距离LF楼层穿透损耗DBNBS和MS间的楼层数表31给出了基于测量得出的典型参数。表31距离损耗系数N频率MHZ公寓办公室商场9003033201800200028322290091层192层243层180020004N154N163N1第二节室内覆盖应用的设备一、室内覆盖系统的组成室内覆盖系统主要由信号源和信号分布系统两部分组成。二、微（宏）蜂窝或直放站室内覆盖使用的信号源可选择的有蜂窝或直放站。对于小范围的室内覆盖可用直放站。这种解决方案成本便宜,安装快速，缺点是不能提供额外的容量，但使用直放站方式,通话质量难于保证,控制不好,会影响整网的质量。在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站将室外信号引入室内的覆盖盲区，室内覆盖应用常用的解决方案是用微宏蜂窝,蜂窝可应用于室内,可安装在任何地方,包括挂在墙上,如BTS22C、BTS3001C,依据需要的容量依据于毕业设计（论文）18建筑物的大小安装方案成本可以考虑使用宏蜂窝或几个微蜂窝。三、天线分布式天线系统中使用的天线,一般增益较小,对波束的半功率宽度也没有具体要求,这是由室内覆盖的特点决定的。可选择的天线类型有多种,如小的平板定向天线,全向柱形天线,全向吸顶天线。在下面的图41和表41中列出了部分天线的外形、参数,这些天线都是双频段类型。图31选择的室内天线表32一些型号的室内天线参数K738449K742149K741572类型全向柱形定向平板吸顶全向频段900/1800900/1800900/1800增益2DBI2DBI2DBI最大功率50W25W50W重量250G500G400G尺寸20/216MM205/155/142MM260/78MM极化垂直垂直垂直定向平板天线和全向吸顶天线通常被用于办公室、宾馆、居住楼、览馆走廊对于一般单根天线覆盖区域较小的场合,建议使用双频段全向天线,如果是覆盖比较空旷的狭长区域,则建议采用定向天线。全向柱形天线主要用于内部空间大的建筑,如体育馆、工业场馆、商场、对于居住楼和宾馆设计天线的安装位置是有较大困难的,除了复杂的楼层布局,觉效果毕业设计（论文）19也是很重要的。有时由于布放电缆困难一些如吸顶天线的解决方案就不能用了。四、功分器在室内应用中功分器是经常使用的。用功分器可以把一个信号源的信号分成多个分支,把信号分配给多个天线。功分器把信号分配进馈电电缆时会引入损耗,损耗取决于分配的端口数,有等功率分配器,在两个端口间分配相等的信号。损耗的简单关系是10LOGN,N是等功率分配器输出的端口数。也不等功率分配器,在端口间分配不同的功率所有的功分器都会带来少量的损耗插入损耗。表33不等功分器的例子2个输出端口类型2端口功分器DB插入损耗DB频带KATHREINK6323606170/100058002000MHZK63236101104/040058002000MHZK63236151151/010058002000MHZ表34等功率分配器类型输出端口数目每端口功率损耗插入损耗DB频带KATHREINK6322611230058002000MHZK63226313480058002000MHZK6322641460058002000MHZ五、同轴电缆在分布式天线系统中,要使用馈线把所有器件连接起来。对于干线要选用损耗较小的电缆如7/8”馈管,对于到天线的支线,为了便于安装和节约成本,尽量使用1/2”跳线,这种办法就应用在下面的例子中了,在楼层间的长直电缆是粗的主干电缆到各楼层的天线使用细的电缆来连接,参见图42。表44列举了一些厂商的电缆性能。如在图42中的电梯天井中的电缆长度超过100米时可使用5/4”馈线。假定馈线长度1米,1/2”跳线是最好的方案。因为它容易安装,在电缆两端不另外需要跳线,如果使用7/8”馈线,在电缆两端末端要加上两条跳线,从损耗看两者没有大的差别,但成本和工作量反而提高了。10M1/2”跳线LOSS01808DB毕业设计（论文）2010M7/8”馈线2短跳线,LOSS01420310DB1/2”跳线电缆常被用于连接BTS使用比1/2尺寸大的馈线电缆和天线。表35几种类型的馈线类型馈线直径损耗/100M900MHZ最小弯曲半径/MMANDREWLDF2RN503/81195LDF4RN50A1/28125LDF5RN507/84250RFSLCF3/8CU2YLS0H3/81050LCF1/2CU2YLS0H1/2770LCF7/8CU2YLS0H7/84120图32大楼内不同馈线电缆应用的例子六、泄漏电缆作为系统的一部分,泄漏电缆在室内系统中也有相当的应用，主要用于隧道和长的通道毕业设计（论文）21中的覆盖，一种优化的解决方案取决于环境和应用，因为在布放和隐藏方面的困难，有些地方不能安装泄漏电缆，可是却适合安装于商场地下停车场和隧道，其主要有两个指标，耦合损耗距离电缆一定远处，和纵向损耗，每距离的损耗在电缆的终端需要一个终端负载与同轴馈电相比泄漏电缆的设备成本和安装费用都较贵，表45列举了ANDREW一些泄露电缆的类型。表36泄漏电缆特性类型馈线直径英寸衰减损耗/DB/100M900MHZ1800MHZ耦合损耗/DB给定距离95的区域900MHZ1800MHZ最小弯曲半径/MMANDREWRXL41RN1/210136873在6M125RXL51RN7/8586972在6M254RXL61RN5/4467173在6M380RXL71RN13/8357277在6M508泄漏电缆在一定距离处的EIRP由下式计算LEAKYEIRPPCLDP输入功率C耦合损耗LD距离连接点一定距离处的泄漏电缆损耗LD衰减损耗距离D七、光纤分布式天线系统一种克服长的馈线电缆损耗大的解决方案是使用光缆。这种应用可使分配的射频信号没有大的损耗。它的原理是在馈源BST或直放站和天线之间使用光纤。附属部件是需要电光/光电转换器件。光端主机MU被放置在BTS处,它把BTS的电信号转换成光信号。在这过程中信号也可以放大,以消除在转换过程中信号的损失。光信号被分配到远端的天线处的远端光端机RU,RU放大光信号并转换为电信号。MU与RU是双向的电光电。通常MU能连接的RU的有一个最大数目,厂商能提供的最大数目是24。对于每一个RU必须有两根光纤,一个用于上行,一个用于下行。此外MU和RU的运行还需要有电源。由于MU的最大输入有一个限制,该值比BTS的最小输出要小,因此在BTS和MU之间的下行通路上需要一个衰减器ATTENUATOR1DL来衰减信号。此外,在上行方向的同一处也需要一个衰减器,毕业设计（论文）22以保护BTS不出现阻塞和降低输入的三阶互调产物。基本上在需要很长的电缆时光纤系统被建议使用。可能应用的地方如大的校园设施,公司的建筑。图33是应用光线分布式系统的组成图毕业设计（论文）23毕业设计（论文）24第四章A市室内分布系统设计在这部分举出一个带有电梯和地下部分的多层建筑的室内覆盖的设计例子首先给出电梯覆盖的方法,接着是整个大楼的射频设计的步骤和计算,这里假定是GSM900MHZ。需要说明的是室内分布式系统的详细设计计算因实际的环境不一样,应按实际工程进行具体的计算,本文仅是讲述设计过程的举例,计算中所用的馈线损耗,天线增益使用表格中给出的参数,附表中给出了实际的分布式天线的器件和参数。第一节电梯覆盖电梯覆盖有两种解决方式。一是用泄漏电缆,一种是用安装在电梯里的用跳线连接在一起的双付天线。见图41梯里的信号由电梯外的信号转发来提供,使用双付天线,一付天线安装在电梯里,一付安装在电梯外的顶部,信号由安装在电梯井的顶部的天线提供,电梯井顶部的天线用定向天线,它和在电梯顶上的天线的波束方向正对,电梯里的天线可以用定向的,也可以用全向的,主要由视觉上考虑,在电梯里的EIRP由下式计算EIRPLIFTPBTSCLOSSATXPATHLOSSARXJLOSSADON图41电梯覆盖用双付天线或泄漏电缆虚线表达式中PBTSBTS输出功率毕业设计（论文）25CLOSSBTS和电梯井的发射天线的电缆ATX电梯井的发射天线的增益PATHLOSS在电梯井中的信号路径损耗ARX在电梯上的接收天线增益JLOSS在电梯里连接两天线的跳线损耗ADON在电梯里的天线增益图42隧道传播路径损耗图在电梯井中的信号路径损耗PATHLOSS可由图42所示的得出。可参看隧道电波传播模型在图42中的图表仅指测试曲线,观察得知,信号在靠近发射天线附近波动很剧烈,在一定得距离处后信号衰减逐渐增大。但是,衰减并没有想象中大,主要是由于传播的管道效应,因此信号可以在管道中传播,传向接收器。另一种解决方案是在电梯井里使用泄漏电缆，在电梯里的信号有下式计算SIGNALLIFTPBTSCLOSSCPLCTXMELOSS式中PBTSBTS的输出功率CLOSSBTS和泄漏电缆连接点之间的电缆损耗CPL泄漏电缆的耦合损耗CTXM距离M米的泄漏电缆的馈线损耗毕业设计（论文）26ELOSS电梯厢损耗使用泄漏电缆比起天线方式的优点是不管电梯在天线井中的何处位置泄漏电缆能提供均衡的信号，馈线电缆的损耗是每100米大约5DB/900MHZ或8DB/1800MHZ对于7/8”电缆，用天线方式时，损耗主要取决于电梯到发射天线的距离，这两种方式应根据EIRP值的计算和方案的成本来考虑。第二节楼内覆盖设计图43楼层覆盖示意图在此考虑一个9层楼高每层4米带有地下层停车场的建筑。大楼有2部电梯,大楼每层在高峰时有100人,有移动电话的占60,按呼损2,每用户话务002ERL算。TFLOOR1006000212ERL。假定在经过站点考察和测量后,决定在每层楼安装5毕业设计（论文）27个全向的吸顶天线每个天线所需的最小的EIRP值是18DBM。馈线电缆可以从天花板的夹层中走线,在楼层里到天线的最长距离是21米。可以使用1/2”电缆,由于容易弯曲,它不需要使用另外的跳线,经过计算损耗不大。A,B,C楼层EIRP的计算。为简化计算,连接损耗和插入损耗未计算入单位DBM。表41A,B,C楼层EIRP的计算A1B1C1D1E1L1H1BTS功率36363636363636BTS跳线1111111BTS功分器S348484848484848A楼层间馈线损耗06060606060606A层功分器S348484848484848A层馈线损耗17171717040505A层功分器S23333484848B楼层间馈线损耗0000000B层功分器S30000000B层馈线损耗0000000B层功分器S20000000C楼层间馈线损耗0000000C层功分器S30000000C层馈线损耗0000000C层功分器S20000000天线增益2222222EIRP221221221221216253253表42A,B,C楼层EIRP的计算2A2B2C2D2E2A3B3C3D3E3BTS功率36363636363636363636BTS跳线1111111111BTS功48484848484848484848毕业设计（论文）28分器S3A楼层间馈线损耗0000000000A层功分器S30000000000A层馈线损耗0000000000A层功分器S20000000000B楼层间馈线损耗060606060600000B层功分器S3484848484800000B层馈线损耗171717170400000B层功分器S23333000000C楼层间馈线损耗000000606060606C层功分器S3000004848484848C层馈线损耗000001717171704C层功分器S20000033330天线增益2222222222毕业设计（论文）29EIRP221221221221264221221221221264表43地下和地下层的EIRP计算值G1G2G3G4G5F1F2BTS功率36363636363636BTS跳线1111111BTS功分器S46666666底层间馈线损耗06060606060606底层功分器S3484848484800底层馈线损层功分器S23333000地下层间馈线损耗000000707地下层功分器S200000337/8”耦合损耗000006969泄漏电缆损耗000002545天线增益22225800EIRP209209209209254466488上表中的一些器件的说明如下BTS跳线连接BTS和从BTS出来的第1个功分器的电缆损耗楼层间馈线损耗在两层楼间的电缆损耗,假定电缆长7米,1/2”功分器S3一分三功分器,每一路输出损耗约48DB,为简便未将插入损耗计算在内。功分器S2一分二功分器,每一路输出损耗约3DB,为简便未将插入损耗计算在内。层馈线损耗在同一楼层内的馈线损耗EIRP的计算显示,对于多数天线辐射的功率近似相同。如按最小所需EIRP18DBM,还余有一些功率余量。对于其它楼层的计算类似。下面进一步计算地面层和地下层的情况。在底层为了使大厅入口处获得良好的覆盖,将使用挂在墙上的平板天线。平板天线的主波束方向正对着建筑物中央,这样大厅入口处的信号有很强的信号,而由于背向的抑制,信号传播到建筑物外的信号减弱了在地下使用两段泄漏馈电电缆F1长50米,F2长90米,7/8”，每100米衰减5DB。BTS输出端使用一分四功分器S4,提供4路分支,每一路分支功率约降低6DB。毕业设计（论文）30图44ABC楼层天线布放图示如果替代3个微蜂窝,也可能使用放置在某一处的宏蜂窝。最好是安放在楼层的中部,例如E层。在这种情况下,有两段垂直布置的电缆,使用功分器分配信号给每楼层的天线。在楼层间的垂直面可用7/8”馈线1/2”用在楼层的平面内来分配信号。图45是这种方案的图示。由于在BTS和连续的楼层间距离不等,距离长,使用了不等功分器,以提供功率近似相等的信号到各楼层的天线。表44列出了计算出的每个功分器的损耗和EIRP值,每层的天线的EIRP值未包含在表中,它可由类似前面3个微蜂窝的计算得出。毕业设计（论文）31图45用一个BTS的室内覆盖图示表44图45中的信号损耗计算A层电梯ABCDEBTS功率DBM4646464646463DB功率分配333333E层馈线损耗016016016016016016第1个功分器损耗0404040404104D层馈线损耗0160160160160160第2个功分器损耗040404041040C层馈线损耗01601601601600第3个功分器损耗04040410400B层馈线损耗016016016000第4个功分器损耗117000毕业设计（论文）32A层馈线损耗0160160000第5个功分器损耗170000总EIRPDBM39333416313231883244上表中功分器的一个输出口的EIRP值39DBM是较高的值,可以用来提供电梯井和电梯的覆盖。如果信号电平高,而可能带来干扰的问题时,就要应用衰减器宏蜂窝的输出功率是40W46DBM,如果需要,可以降低BTS的静态功率。BTS可提供多个TRX,如BTS3X。在使用宏蜂窝时,如果在宏蜂窝的机顶输出口上接馈线,则可在大楼内规划一个独立的微小区。如果需要就要使用不同的馈线来接入各独立的覆盖区。超过3个微蜂窝的解决方案的优点是小区容量的配置灵活,如果是一个机柜定义3个小区那么依话务量的需求,小区可配置成1/2/3或2/2/2或1/1/4等。这些配置在宏蜂窝上不需要附加的部件,宏蜂窝也可提供比微蜂窝大的功率。但是宏蜂窝体积大,又重,安装空间难找。微蜂窝容易安装,不需要专门的房间。在发生故障时的影响程度不一样。宏蜂窝一旦发生故障,整个室内覆盖要受影响,而用多个微蜂窝则会降低故障影响面。第三节频率规划在室内覆盖设计中,频率规划是建立在测试基础上的。一些运营者留有少量的频道用于微蜂窝,宏蜂窝没有使用这些频道,这种策略很好,可是频道数有限,多数情况下,运营者没有专门留有微蜂窝用的频率。为了找到室内应用的最好的频率,最好是进行室内信号的测试,选出信号电平最弱的频率这在高层建筑中尤为重要,外部小区经常处于楼层的视线范围内,在高层接收到的外部小区信号杂乱。而重要的又是要找出BCCH用的频点。如果外部小区使用跳频,室内小区也可使用同外部小区同样的MA表,或使用自己选出的C/I值好的频道组成的MA表。当室内小区的信号被限制在室内,就不会对外部的小区有影响,高层大楼的信号如表45所示。表45是A市禾泰大厦信号的测试情况。表45禾泰大厦无线环境查勘表禾泰大厦无线环境查勘表毕业设计（论文）33测试时间2007516测试地点禾泰大厦测试工具NOKIA手机测试人员曹京京（中讯邮电咨询设计院）、谢刚（成都通信建设工程局）测试点A测试点B测试点C测试点D楼层CIEXLEVCIEXLEVCIEXLEVCIEXLEVB1F盲区/盲区/盲区/盲区/电梯1盲区/盲区/盲区/盲区/电梯2盲区/盲区/盲区/盲区/1F88DBM86DBM85DBM81DBM2F85DBM87DBM88DBM79DBM3F87DBM80DBM85DBM84DBM4F81DBM82DBM88DBM85DBM5F80DBM88DBM89DBM86DBM6F84DBM89DBM80DBM83DBM7F84DBM80DBM80DBM83DBM在建筑物内可有多个小区。这些小区分布在每一楼层,在楼层间可重复使用频率。频率可每隔一层复用,在每种情况下都要进行测试。要注意同外部的切换关系。避免定义的邻区中出现同BCCH同BSIC的小区。如果在某一层和电梯中使用某一频率,则在其它层中不能使用该频率。因为移动的电梯会使MS和其它使用同一频率的层相互干扰。在室内应用跳频是有益的,起到频率分集和干扰均化的作用,可以减少快衰落的影响,快衰落在室内环境下是较典型的。频率规划原则如下在频率资源允许的情况下,室内覆盖尽量采用专用频段采用偷频方式。尽量确保BCCH频率不受干扰TCH层的规划可以采取射频跳频的方式来减少干扰不选择邻近小区的频率。尽量不选择这些频率的邻频借助BTS设备上行频点扫描功能查找上行可用频率。借助路测设备的下行扫描功能查找下行可用频率。对于大楼的低层部分用常规的频率计划方法,在干扰较大的高层部分建议采用专用频点,最终的频率选择以实际干扰环境测试为准。第四节小区定义和小区参数室内覆盖的实施给网络结构带来了特别的概念。那些小区被认作微微小区被分配到微微小区层。因此,网络可被认为是分