gsm室内覆盖研究终稿上交版-方锦鹏

1、 本科毕业设计（论文） GSM 移动通信室内覆盖研究学院中兴通信工程学院 专业班级通信工程 4 班 学生姓名方锦鹏 学生学号 201130095102邓明毛 指导教师 提交日期 2015 年 5 月 10 日 摘 要随着社会的不断发展，移动互联通信业务的需求不断增加，同时城市中移动通信用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，由于现代城市建筑都是框架结构，而且规模越大，对移动通信信号的作用越强。室内覆盖作为移动通信网络覆盖的一个薄弱环节，已经成为网络优化和室内覆盖系统建设的重点和难点。因此对于追求更佳的用户体验性能的移动互联业务来说加强室内覆盖，具有重要的意义。 建设室内分布系统对于提高室内童新年服

2、务水平和质量，提高运营商的形象和增加通话收入具有越来越重要的意义。因此，改善移动通信室内覆盖问题具有多重意义:一方面可以扩大信号覆盖面，减少盲区，增加业务量；另一方面可以提高接通率、切换成功率等网络指标；再者可以提高电信企业形象，提高网络竞争力，为客户提供用户体验更佳的移动互联服务。 本文从 GSM 网络的室内分布系统概述及产生背景，存在的问题和典型的解决方案入手，介绍了室内分布系统建设的必要性、系统的设计原则及规范、工程建设及测试，通过实地楼宇考察，设计了一套室内分布系统工程建设方案。 关键词:移动通信；室内覆盖；网络优化I AbstractWith the continuous devel

3、opment of society, the demand for mobile Internet traffic continues to increase, while the citys rapid increase in mobile users as well as high-rise buildings, more and more are due to modern urban architecture framework, and the larger the size of the mobile communication signal The stronger the sh

4、ielding effect. Indoor coverage of mobile communication network coverage as a weak link, has become the network optimization and indoor coverage system construction of the important and difficult. Therefore, strengthening the pursuit of a better user experience for mobile Internet business performan

5、ce for indoor coverage has important significance.Construction of indoor distribution system to improve indoor Tong New service level and quality of the image and enhance the operators revenue has increased talk of increasing importance. Therefore, improving indoor coverage of mobile communications

6、has multiple meanings: one can expand signal coverage, reduce blind spots and increase the volume of business; on the other hand can increase the connection rate, handover success rate and other network indicators; furthermore can improve the image of the telecommunications business, improve the com

7、petitiveness of the network, providing customers with a better user experience of mobile Internet services.From the GSM of indoor distribution system network overview and background, problems and solutions to typical paper introduces the necessity of indoor distribution system construction, design p

8、rinciples and regulatory systems, construction and testing of buildings through field visits,designed a set of indoor distribution system construction plan.Keywords: Mobile communications; Indoor coverage; Network optimizationII 目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 GSM 移动通信室内覆盖研究意义11.2 室内分布系统简介11.3 主要研究工作2第二

9、章 室内分布系统概述32.1 室内分布系统的类型及特点32.1.1 信号源的分类及特点32.1.2 信号分布方式的分类及特点32.2 室内分布系统设备器件介绍42.3 本章小结9第三章 室内分布系统设计原则及规范103.1 室内分布系统设计原则103.1.1 室内分布系统建设原则103.1.2 室内分布系统指导原则103.2 室内分布系统 . 113.2.13.2.23.2.3总体要求11设计图纸要求12工程规范123.3 本章小结14第四章 室内分布方案164.14.24.34.44.54.64.7分布方案设计要求16现场勘测16系统方案构成16频率和参数规划17安装及布线17验收工程17本

10、章小结17III 第五章 室内分布系统测试和验收185.1 室内分布系统测试规范185.1.15.1.25.1.35.1.4测试的流程18测试方法及要求19测试位置19测试评估指标205.2 室内分布系统验收规范215.2.15.2.25.2.3工程初验条件21系统各组件验收21初验问题整改225.3 工程试运行235.3.1 试运行要求235.3.2 试运行观察指标235.4 工程终验235.4.15.4.25.4.35.4.4终验条件23终验内容和要求24终验报告内容24终验问题整改255.5 本章小结25第六章 室内覆盖工程案例266.16.26.36.46.5工程概述26建设方案26系

11、统原理及天线布放图29工程量估算32本章小结33总 结34参考文献35致谢36IV 第一章 绪 论第一章 绪 论1.1 GSM 移动通信室内覆盖研究意义室内覆盖的提出是为了服务室内用户群体、用于改进复杂建筑物内无线通信质量的成熟解决方法。已经在我国三大运营商中广泛的使用。室内覆盖的原理是使用室内的天线分布系统使基站的信号能够均匀地分布在室内的各个角落，从而使得室内区域能够得到良好的通信信号覆盖。 为了提高通信网络的质量、提供良好的用户体验、增加业务量，室内分布系统的建设已经成为网络优化的重点。对建筑进行室内分布系统深度覆盖是不可或缺的。建立起优质的室内覆盖工程，能充分体现运营商优质网络所提供的

12、顺畅、优质的运营商信号服务，并树立起运营商良好的企业形象，提高市场占有率。从运营商的战略眼光来看，建设室内覆盖系统在运营商提高服务素质、提升竞争实力、树立良好企业形象的战略中，具有很重要的作用。 室内覆盖，尤其是无线信号的室内覆盖，是移动通信网络的重要组成部分。建设室内分布系统在追求更优通信体验，提高通信网络服务质量的目标中具有重要的效果。由于室内分布系统建设环境的多样化和复杂性，寻求性能更优、效果更佳的无线通信网络室内分 布系统，还需要再实践中不断探索和总结。 1.2 室内分布系统简介 室内分布系统，是建设室内覆盖解决方案的重要组成部分。该系统是针对于室内用户群体，改善密集建筑物内用户移动通

13、信的环境的解决方案。近年来已被移动通信运营商广泛用于提高室内通信质量。其原理为将蜂窝站或直放站作为信号源，通过耦合器、功分器等无源器件的分路作用，经过馈线的传输将信号分配到每一副安装在建筑物内不同区域的天线上，从而保证室内每个区域得到优质的信号覆盖，已达到改善网络覆盖条件、提高通话质量的作用，能够解决室内覆盖中存在的问题。 室内分布系统主要组成部分是信源、信号分布系统两部分。其中，信号源可分为蜂窝系统和直放站系统；信号分布系统，包括无源分布系统、有源分布系统、泄漏电缆分布系统、光纤分布系统。此外，室内分布系统需辅以各种发射天线(隐型天线、显型天线)，功分 器(二功分、四功分等)、以及干线放大器

14、。 1 华南理工广州学院本科毕业设计（论文）1.3 主要研究工作 此次毕业设计论文的主要研究工作是对 GSM 移动通信室内覆盖的研究。而实现提升室内覆盖质量这一目的主要解决方案是建立室内分布系统。因此，本次毕业设计的主要内容就是围绕着室内分布系统而展开，将向大家详细介绍室内分布系统，包括室内分布系统设计的设计原则及规范、分布系统分布方案的社会要求以及方案设计的思路流程；同时，另外一个重要的章节是向大家说明建设室内分布系统的测试以及验收的规范，能否在工程项目测试和验收阶段严格按照相关标准要求进行考核，是决定了该工程项目的实用性，以及能否为用户提供好的用户体验至关重要的一个环节。同时也体现了一家通

15、信公司的实力及 口碑。最后，将通过对实际工程案例的分析，综合体现以及深化对相关理论知识的掌握。 2 第二章 室内分布系统概述第二章 室内分布系统概述2.1 室内分布系统的类型及特点 2.1.1 信号源的分类及特点信号源可分为宏基站，各种微蜂窝，分布式基站和中继接入中继。从业务共享的类型， 分布在网络密集的地区压力信号源的能力以及商业资源的动态分配，从而实现网络优化的最佳角度考虑选择。信号源应喂近端射频电缆局部直接喂养和远程光纤或根据不同的地理环境中使用饲料等模式继电器电路，室内分布系统被放置在当地房源，必须考虑引进的计时系统天线保持同步信号。 1、 宏基站信号源 宏基站信源能够支持业务的容量大

16、，网络后期扩容方便。宏基站信号源一般 作为网络的核心，对机房的环境及电源的环境要求比较高，建筑物内应设有机房条件。 2、 微蜂窝信号源 微蜂窝基站信源是一种专门为室内覆盖区域独立承载提供业务量的方式，采用射频电缆接入方式直接与信号分布系统相连，通过信号分布系统均匀分配至各个天线端口，实现室内有效覆盖，且设备安装简单，不需要单独的机房。 3、 直放站信号源 通过中继的方式将室外宏蜂窝基站的信号引入室内覆盖的盲区，能够增强室内覆盖质量，也可以分享宏基站的基带处理能力。直放站信源经常用在室外站存在多余的容量，能扩大至室内覆盖的范围的应用场所。在使用无线直放站作为信号源接入时应考虑到周围的 无线及宏基

17、站的业务容量的限定。 2.1.2 信号分布方式的分类及特点信号分布系统的选取是根据网络的传输制式以及所处频段，综合不同建筑物的损耗及所处的场景来确定的。分布方式的类型有：无源分布方式、有源分布方式、同轴电缆分布方式、光纤分布方式、泄漏电缆分布方式等。 1、 无源分布方式 信号使用功分器等无源器件进行分路，由馈线传输将信号分配到建筑物内各个区域的 低功率天线上。设备的性能稳定、具有很高的安全性、后期维护简单。但系统设计呈现比较为冗杂，不够灵活。信号在传输的过程中产生的损耗不能进行补偿，仅适用于较小的范 3 华南理工广州学院本科毕业设计（论文）围的区域进行覆盖，当功率损耗较大的时候要配备放大器。

18、2、 有源分布方式 通过有源器件和天馈线来对进行信号进行放大和分配，经过同轴电缆对信号进行传输， 使用有源功率干线放大器来对线路损耗进行补偿，经由天线对室内各区域完成覆盖。 尽管所传输的信号经过各级的衰耗，但到达远端单元时使用放大器进行增益放大，恢复到理想的水平。能实现增益自动校验，场强的分布均匀，能够保证覆盖的效果。但有源设备易损坏，设备的安全性指标和稳定性能指标低。 3、 光纤分布方式 系统的组成包括主单元、光电转换远端单元、光纤线路和天线。将基站或者微蜂窝耦 合的信号进行电光的转换，通过光纤的传输将射频信号送到建筑的各个区域的远端单元， 再由远端单元在进行光电转换，通过放大器的放大作用后

19、，再传输到天线对室内进行覆盖。光纤分布的方式能充分利用了光纤传输距离远和损耗小的优势，适用于超大型建筑及距离较远的楼群。 4、 泄露电缆分布方式 泄漏电缆系统的设计方案中没有室内天线这一部分，信号的传输是可以通过泄漏电缆本身进行信号的传输，泄漏电缆的外部导体上的一系列开口能够在外部的导体上产生外部的微电流簇，能够在电缆的外部的开口的横截面上构成电磁场，这些开口的作用类似一系列的天线所能起到的信号的发射和接受的作用。 在某些地方，含窄角结构，如区域地铁隧道，长廊和电梯井等特殊，如果采用天线覆盖范围，限制地形天线的覆盖范围是非常明显的，在这种情况下，你可以使用泄漏电缆覆盖方式。由于漏泄电缆的损耗比

20、较大，所以信号源在发送时的功率也很大，它需要在较短距离内增加放大器的数量，同时考虑到避免上游噪声的影响，放大器间的连接关系需要着 重考虑。 2.2 室内分布系统设备器件介绍 在前面的介绍中，我们已经知道了室内分布系统主要的组成部分是信源设备及分布系统，在这一小节中，主要给大家介绍室内分布系统的硬件设备及器件，如图 2.2-1： 4 第二章 室内分布系统概述图 2-1 室内分布系统组成:4一般来说，信号源设备是指无线的基站设备，如 BBU+RRU,有时根据业务需求可能还要加上 GPS 天线。当然必不可少的还有电源设备，如安装方式，如图 2-2： ，电箱等。常常采用挂在墙上的图 2-2 信号源挂墙

21、安装场景1、信源设备尺寸规格：（1）、BBU： 图 2-3 信 源 BBU5 华南理工广州学院本科毕业设计（论文）表 2-1 BBU 规格参数（2）、RRU：图 2-4 RRU表 2-2 RRU 参数规格（3）GPS 天线： 天线体积：110113(mm3)天线重量： 1.2Kg（含安装管和夹具） 天线安装管：28300图 2-5 GPS 天线6参数名称 指标 尺寸 （长宽高） 385mm280mm120mm重量 13kg安装方式 抱杆、挂墙安装 功耗 148W参数名称 指标 尺寸 （长宽高） 483mm310mm88mm满配重量 10kg安装方式 挂墙、19机柜安装 功耗 297W 第二章

22、室内分布系统概述2、馈线尺寸规格：图 2-6 馈线 表 2-3 馈线参数规格3、功分器尺寸规格： 二功分器尺寸为 235.260.225mm（长宽高）。此外，三功分器和四功分器的尺寸与二功分器类似。 图 2-7 二功分器4、耦合器的尺寸规格： 耦合器的尺寸为 1544320mm（长宽深），按照耦合度来分类，型号较多如 5dB、10dB、15dB、20dB、25dB、30dB、35dB、40dB、55dB、50dB、55dB 等。 图 2-8 耦合器7参数名称 1/2馈线 7/8馈线 尺寸（mm） 内导体外径 4.89外导体外径 13.724.7绝缘套外径 1627.75 华南理工广州学院本科毕

23、业设计（论文）5、常用室内天线尺寸规格：（1）、室内吸顶天线 图 2-8 室内吸顶天线 表 2-4 室内吸顶天线参数规格(2)、室内壁挂天线图 2-9 室内壁挂天线 表 2-5 室内壁挂天线参数规格8参数名称 性能指标 安装方式 壁挂安装 外形尺寸 22518650mm，(长宽厚)重量 约 1.0kg项目名称 性能指标 安装方式 吸顶安装 天线尺寸 直径 170mm，高 70mm重量 约 0.6kg 第二章 室内分布系统概述2.3 本章小结 本章的主要内容是室内分布系统的概述，从室内分布系统的类型及特点以及室内分布系统设备器件这两方面介绍了室内分布系统的系统架构，介绍了信号源的分类及其特点，

24、不同的信号分布方式各自的特点，同时给大家介绍了室内分布系统的主要设备器件：馈线、 功分器、耦合器以及室内天线的选用。 9 华南理工广州学院本科毕业设计（论文）第三章 室内分布系统设计原则及规范3.1 室内分布系统设计原则 3.1.1 室内分布系统建设原则1)GSM 室内分布系统的建设方案需要考虑到 TD-SCDMA 建设时网络升级配合的需求； GSM 室内分布系统的建设不单单要保证通信的正常进行，还要考虑到网络后期的优化问题，需要为后续工作留出余地； 除了确认室内分布系统能够提供到良好的室内覆盖之外，还要控制好信号功率， 确保不会对室外构成干扰； 室内分布系统的工程建设必须符合国家和通信行业的

25、相关标准，符合中国的标准和法律； 室内分布系统解决方案需要全面考虑与GSM900/DCS1800、TD-SCDMA 和WLAN结合使用的融合方案； 在室内分布系统建设的过程时要严格注意其他相同的制式甚至不同制式的系统之间产生的相互干扰作用，尤其要注意到室内天线的隔离，尽量避免发生系统之间的信号不会对室内的 GSM 信号源发生干扰； 构建室内分布系统所配备的信号源主要为微蜂窝基站、宏蜂窝基站、直放站以及 RRU/BBU 单元； 室内分布系统的建设应该要结合考虑 GSM900/DCS1800 的频段的使用，在频段资源充足的环境下主要采用易频段组网的方式，在频段资源不充足的环境下要确定与室外有着切换

26、的关系的室内小区的主载频跟室外的主载频处于易频的环境； 室内分布系统建设完成后要避免超出室内覆盖的范围，避免影响到室外信号。 2)3)4)5)6)7)8)9)3.1.2室内分布系统指导原则1)新建设的 GSM 室内分布系统，要以后期的 TD-SCDMA 的工程项目作为主导建设规划，其信号源也要为 TD-SCDMA 信号源预先空余出操作空间，方便后期的网络融合，节约资源； 在隧道、车道或者楼层吊顶比较高的楼宇环境下，要使用定向板状或者定向吸顶型 的天线，结合后期的 TD-SCDMA 的工程项目需求，覆盖的直径在 30m-60m，系统 2)10 第三章 室内分布系统设计原则及规范的天线接口功率在

27、5 dBm -10dBm； 在楼宇内部如，超级市场、飞机场、商场等视觉条件开阔的场所中，天线主要使用的是全向吸顶型，结合后期的 TD-SCDMA 的工程项目需求，其覆盖的半径在10m-15m，系统天线口的输入功率在 5dBm-10 dBm； 在电梯或者井道里，天线选用对数周期天线，覆盖半径 10-20m，四到五层就安装一副天线，接口功率在 10-15 dBm； 在门窗或者楼房入口附近的边缘环境，要避免对室外的信号产生干扰，天线的型号选用全向吸顶型天线，结合后期的 TD-SCDMA 的工程项目需求，覆盖的半径在5-8m,接口输入功率在 5-8 dBm； 天线的工作范围在 800-2500MHz，

28、避免系统间的干扰建议天线间距大于 1.5 米，在有施工限制的环境下，天线的间距也要大于 1 米； 对于功分器、耦合器的选用上，要根据其工作频率、损耗需求、驻波比选用； 建设室内分布系统在进行小区规划时需要对室内的环境进行全面的考量，主要考虑的问题是相邻小区间的隔离问题，一般重点考虑的是建筑物的墙体、隔间以及支柱的障碍所产生的损耗； 3)4)5)6)7)8)9)要考虑到对人与环境的保护问题，根据国家发布的电磁辐射防护规定： 24 小时内，环境电磁辐射的场量参数应该满足在任意连续的 6 分钟内的平均值功率密度=-94dBm 的采样点）/总采样点100 2、接通率，定义：接通率成功接通的总次数/呼叫

29、的总次数100； 说明： 接通次数：主叫发起后发起产生 Connect 计数，在 Connect Acknowledge 消息中的任何一条计数即为一次接通次数。 接通率总（Connect 或 Connect Acknowledge）数/总（channel request 和 CM service request）数100 接通率取主叫测试手机的统计结果。 3、掉话率，定义：掉话率掉话总次数/接通总次数100； 说明： 掉话次数：当通话监控中没产生 Disconnect 或者 Channel Release 中的任意一条反馈， 状态由专用模式转为空闲模式时，系统就产生一次掉话记录。 4、话音质量

30、 说明： 20 第五章 室内分布系统测试和验收每一部 GSM 制式的手机的通话的质量的具体算法如下：通话的质量总的RxQual 的和0.7/（总采样点得数目）100。 RxQual取 0-5 级的数量值。 5、平均呼叫建立时延说明： 呼叫建立时延：以最晚出现的 channel request 指令为标准到 alert 指令出现的的所存在时间间隔。 取所有测试的平均时长。 5.2 室内分布系统验收规范 5.2.1工程初验条件（1） 单项工程已按设计要求完成安装、调测。 （2） 按照设计要求实现业务逻辑，并具备业务开通条件。 （3） 各项技术标准文件、工程准备文件、完工报告准备整齐完备。 （4）

31、室内分布系统安装完毕，而且自检测试合格，并且施主信源性能指标无劣化，室内分布系统工程设计资料、各类待验收器件说明书、操作测试手册齐全。 （5） 室内分布系统工程安装的所有天线所有的数目、所有馈线总计长度、各种器件所有数目符合设计图纸的要求。如果工程中建设规模有所变动，就需要征得设计以及监理的部门同意，需要有同意设计修正申请报告等相关文件。 （6） 测试的操作方法和流程必须依照有关行业规范、国家标准、企业标准、安全生产标准、设备供应商提供的技术文件以及专用仪表来进行。 （7） 在初验的过程中，如果主要评估指标以及性能标准达不到要求，必须由责任方负 责及时处理协调，待所有问题解决之后再重新进行初验

32、。 5.2.2系统各组件验收一、 信号源设备验收 室内分布系统的信号源包括基站设备和直放站设备，基站设备和直放站设备的性能验收参见所采购的设备厂商的安装验收规范。 二、 器件指标验收 1）、 室内分布系统驻波比测试 验收要求：驻波比应小于 1.5。 21 华南理工广州学院本科毕业设计（论文）2）、 天线口输出功率测试 针对不同的室内分布系统具体制式其实际使用频段的不同，测试并验证室内分布系统在各天线口面的输出功率，此时天线口输出功率就是多系统合路后的总输出功率。 原则上按照设计图纸进行抽样检查，所测试的点的数量原则上不低于总点位的 10%。验收要求：天线口输出功率小于15dBm。 三、 网络性

33、能验收 1）、 测试环境要求 室内分布的覆盖测试原则上要求经过室内分布系统的各个楼层，但是现实中上大部分相邻楼层覆盖的情况类似，所以可以选择比较典型楼层进行测试比对。典型楼层的选择原则如下： 1、大楼的非标准层楼、地下层、停车场是一定要测试的楼层；标准的楼层选择低、中、高层三个层次分别进行测试任务。 2、 每个 RRU 覆盖范围内至少抽测一层。 3、 每一层电梯都需要进行测试规划。从进入电梯之前开始记录数据，离开电梯进入电梯厅后停止测试。 2）、性能验收项目 室内覆盖工程的网络性能验收项目应包括如下内容：1）、公共信道覆盖测试。 （1） 公共信道覆盖率。 （2） 信号外泄情况。 2）、语音业务

34、测试。 （1） 语音业务呼叫建立成功率。 （2） 语音业务掉话率。 （3） 语音业务切换成功率。 3）、数据业务测试。 （1） 视频电话呼叫建立成功率。 （2） 视频电话掉话率。 （3） 视频电话切换成功率。 （4） 视频电话链路层误块率。 （5） 数据业务应用层传输效率。 5.2.3 初验问题整改在初验时，要严格按照相关的技术标准，发现有重大质量问题的工程，必须停止初验流程，等到该的工程重大缺陷或质量问题得到解决，再重新启动初验程序；在初验期间发22 第五章 室内分布系统测试和验收现的普通缺陷，由建设商协调承建商进行返修以及初验其他问题的处理，经过整改，代初验问题全都落实解决完善，建设商再重

35、新当组织施工、设计、监理等单位检查、确认，并在承建商提交的相关报告上签字盖章后，方可通过初验。 5.3 工程试运行5.3.1试运行要求试运行验收阶段是对室内分布系统质量稳定性考核评估的重要阶段；试运行验收阶段从初验测试完毕开始启动，如合同没有存在特殊要求，则该系统试运行的时间不少于 4 个月。 5.3.2试运行观察指标一、系统试运行期间，应观察下列项目，并做好记录： （1） 硬件故障率：设备硬件部件损耗、过效需要更换电路板的次数不能不超过系统所有正在运行的电路板的数量的 0.5%；不能出现关键模块部件（像处理器板、电源模块、硬件磁盘等）的发生故障的情况。 （2） 在试运行器期间，不得出现因为硬

36、件设备的原因进行系统重新启动操作甚至重新加载。 二、室内分布系统在试运行期间时，需要在（1） 呼叫建立成功率 （2） 掉话率 （3） 切换成功率 系统的设置以及统计记录以下的指标： 5.4工程终验5.4.1终验条件一、工程终验应满足下述条件： （1） 终验工作原则上应在试运行期结束后开始。 （2） 工程项目初验以及试运行所发现的故障部件已经完成返修，且手续齐全，返回的部件可以保证设备运行正常。 （3） 施工单位应向建设单位提交竣工技术文件。 23 华南理工广州学院本科毕业设计（论文）二、竣工技术文件应包含以下内容： （1） 工程实际建成图纸。 （2） 工程量总表。 （3） 项目说明。 （4） 验收测试记录。 （5） 工程变更单。 （6） 洽商记录。 （7） 重大工程事故报告表（根据实际情