酒店类建筑WCDMA网的室内覆盖规划设计

1、学科分类号： 湖南人文科技学院本科生毕业设计题目：酒店类建筑WCDM网的室内覆盖规划设计学生姓名：楼建军 学号 06416103系部：通信与控制工程系专业年级：通信工程2006级指导教师：刘建闽职称:副教授湖南人文科技学院教务处制湖南人文科技学院本科毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导 下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文 中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或 撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文 中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名:二O年 月

2、日酒店类建筑 WCDM网的室内覆盖规划设计摘 要：本次设计先介绍了国内外 WCDMA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 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WCDMAGS啲共网思路，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

3、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 WCDMA的规划设计，并且证实了本次设计的可行性。关键词：WCDMA室内分布系统；信号源；分布系统；酒店类建筑Planning and designing indoor coverage of WCDMA networksin hotel-style buildingsAbstract : First, this design in troducesthe curre ntsi

4、tuation anddevelopme nt prospect of WCDMAetwork in door distributi onat homea nd abroad.Next, comb ined with the descripti on of the electromag netic en vir onment and in door structures of the hotel-style buildi ngs from the low-rise tohigh,itan alyzes the phe nomena of in door "isla nd effect

5、s", "p in g-p ong 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 WCDMA and GSM n etw

6、ork. In additi on, in the process of selecti on coveri ng scheme, it also introduces the use of various signal source environment, to determine the type ofsignalsourceaccordingto many differentcharacteristics ,such as the differentelectromagneticenvironment in hotels,the structure of site ,floor hei

7、ght , the owner' request for coverage andso on； In the select ionprocess of distributed systems, days fed distributi onsystems, fiber optic distribution system of several distribution methods were compared to determine the locationand the electromagneticenvironmentof different hotels under the d

8、ifferent 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 distributio n system and bus in ess flow size. Fin ally, i n comb in ati on with engineeringrequirementsand goa

9、l, the WCDMAetwork planning and design wascarried out in Yiwu Hotel, the feasibility of this desig n is also con firmed.Key words: WCDMAijndoor distributionsystem; signal source; distributionsystem; hotel-style build ings目录第 1 章绪 论 11.1 引言 11.2 选题的背景与意义 21.3 国内外研究现状 41.4 毕业设计的构成及研究内容 . 51.5 本章小结 6第

10、2 章概 述 72.1 WCDMA既述 72.2 室内覆盖系统概述 82.2.1 基本既述 82.2.2 室内分布方式的介绍 92.3 WCDMA与 GSM室内覆盖的区别 112.4 直放站既述 122.4.1 直放站简介 122.4.2 直放站应用原则 132.4.3 直放站与基站的比较 132.5 本章小结 14第 3 章方案对比与选择 153.1 WCDMA网室内覆盖的主要方案 153.2 方案选择 153.3 本章小结 16第 4 章酒店类建筑设计原则与目标 174.1 设计原则 174.2 设计目标 174.3 本章小结 18第5章酒店类建筑 WCDM室内总体设计思路 195.1 建

11、设总体流程 195.2WCDMA与GSM网共建的思路 205.3 WCDMA用户业务模型及业务量预测 215.3.1 业务种类 225.3.2 业务模型 225.3.3 业务量预测 255.4 信号源与分布方式的选择 265.4.1 信源与分布方式 26542 常见的信号源提取方式 28543信源和室内分布系统的综合选取 305.5天线设计305.5.1 小功率多天线原则 305.5.2 室内空间损耗计算 315.5.3 最小耦合损耗（MCL对天线口功率的约束 325.5.4 天线密度335.6主干设计335.7本章小结34第6章 问题分析与解决 356.1导频污染分析与解决 356.2切换策

12、略386.2.1 室内外频率组合方案 386.2.2 硬切换区设置方案 396.3信号泄露控制 406.4本章小结 41第7章 义乌大酒店 WCDM网室内覆盖规划设计 427.1义乌大酒店WCDM网室内覆盖工程概况 42基本情况42无线网络环境44话务量预测44话务资源配置457.2规划设计原则与技术指标 457.3原室内无线网络分布工程调研 477.4方案设计477.5可行性分析487.5.1 空间场强计算公式分析 487.5.2 上下行平衡分析 537.5.3 对于上行信号 54对于下行信号57杂散干扰分析587.5.6 互调干扰分析 597.5.7 干扰分析总结 607.6本章小结61第

13、8章结论61致谢62参考文献63附录A64附录B65附录C661.1 引言移动通信的发展可以从 1897 年马可尼作的移动体和固定体之间无线通信试 验开始算起。移动通信与固定物体之间的通信比较起来，具有一系列的特点，主要 是有：移动性。就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信或 则是无线与有线通信的结合。电波传播条件复杂。因移动体可能在各种环境中运动，电磁波在传播时会 产生反射、折射、绕射多普勒效应等现象，产生多径干扰、信号传播延迟和 展宽等效应。噪声和干扰严重。在城市环境中的汽车火花噪声、各种工业噪声，移动用 户之间的互调干扰、邻道干扰、同频干扰等。系统和网络结构复杂。它是一个

14、多用户通信系统和网络，必须使用户之间 互不干扰，能协调一致地工作。此外移动通信系统还应与市话网、卫星通信 网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的。要求频带利用率高、设备性能好。第一代移动通信系统的典型代表是美国AMPS系统和后来改进型系统 TACS以及NMT和NTT等，AMPS先进移动电话系统)使用模拟蜂窝传输的 800MHz频带，在美 洲和部分环太平洋国家广泛使用；TACS全向入网通信系统)是80年代欧洲的模拟移动通信的制式，也是我国 80年代采用的模拟移动通信制式，使用900MHz频带。而北欧也于瑞典开通了 NMT(Nordic)移动电话系统，德国开通 C 450系统等。第一代移动通信系

15、统为模拟制式，以FDMA技术为基础。采用模拟语音传输，频谱利用率低，保密性差，技术简单。由于频率资源有限，所以第一代移动通信技术 应用并不广泛。第二代移动通信系统 （2ndGeneration , 2G）是以传送语音和数据为主的数字通 信系统。典型的系统有 GSM采用TDMA方式）DAMPS IS 95CDMA和日本的JDC（现在 改名为PDC等数字移动通信系统。2G除提供语音通信服务之外也可提供低速数据服 务和短消息服务。第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）于1985年，当时称为FPLMTS未来公共陆地移动系统），后来，由于ITU预计该系统在2002年左右投入商用，而且 该系统的一

16、期主频段位于 2GHz频段附近，所以将其正式命名为IMT 2000。IMT2000系统包括地面系统和卫星系统，它的主要的无线传输标准有WCDMACDMA2000以及TD SCDMA另有两种TDMA方式主要是做为补充。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，WCDMAI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 WCDM网的酒店类建筑室内覆盖的重要 性与发

17、展前景，合理的提出一个明确清晰的WCDM网室内设计方法与思路很有必要。1.2选题的背景与意义随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，话务数据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，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，

18、基 站信道拥挤，手机上线困难。总结起来，进行室内覆盖系统建设的直接理由是：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。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。除此之外，随着 3G网络的发展以及 4G概念的提出，3G/4G与传统的2G无线 通信系统相比，由于 3G/4G无线通信系统主要使用的频段在2000MHz以上，根据电波传播

19、衰减规律，显然 3G/4G的无线信号比2G的无线信号衰减得更快。这样，在同 等功率情况下的3G/4G基站的覆盖范围都比 2G的要小。所以在达到与 2G网络同等 的覆盖水平时，需要更多的基站和更高的辐射功率来完成网络覆盖。但考虑到我国 幅员辽阔，地貌地形和建筑物分布的复杂性以及在一个追求经济效率和生活质量的 年代，增加基站的数量势必会造成运营商建网投资过大，同时，天线过高的辐射功 率会使人们的健康受到严重的影响。由此我们可知，在高楼鳞次栉比和 3G网日益普及的年代，经济环保的无线网络覆盖技术将在通讯领域扮演越来越重要的角色。而 作为室内无线网络覆盖的几种有效技术移动通信直放站、射频拉远、无线光纤

20、 分布等技术可以较好地解决这个矛盾。通过这些技术合理的运用能够经济有效地扩 大移动通信网络的覆盖范围，填补移动通信中的盲区。虽然在容量方面不可取代基 站，但在基站容量足够的情况下， 单独扩大基站的覆盖范围和填补基站的盲区方面， 这些技术有投资小、建站快、选址灵活、移动方便、带宽利用率高等独特的优势。因此， 针对实际环境与移动通信直放站的优势， 本次课题选择了一类具有代表 性的建筑一一高星级酒店进行 WCDM网的室内覆盖设计。高星级酒店类建筑具有代 表性是因为这种建筑一般有地下两层，而这两层是移动通信信号的盲区；同时，四 星级酒店建筑一般较高，在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒

21、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，在会议室等人员密集的地方，虽然部分手机能够正常通话，但是用户密度大，信道比较拥挤，手 机很难登山互联；还有，酒店客房较多，屏蔽效果好，需要合理的把天线的距离、 方向以及功率设计好以防止频繁的切换和信号干扰。因此，本次课题研究酒店类建 筑WCDM网的室内覆盖设计意义重大。1.3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，

22、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。而集中采购导致了价格的快速下降，进一步加剧了室分市场规模的大幅度下降。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

23、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。可见，在考虑 整个系统性能时，室内区域的覆盖是一个重要的影响因素。在WCDM制络建设初期乃至GSMfc造GSM/3G!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，NTTDoCoM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

24、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。1.4 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 WCDM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。全设计共分为八章，各章节安排如下：第 1 章绪论介绍

25、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 WCDM技术与特点，室内覆盖系统直放站进行了简单 的介绍，然后针对 WCDM与GSM的特性，对 WCDMA/GS室内覆盖进行了比较。第 3 章简要的介绍了现在几种主流设计方案，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 4 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5章首先介绍了酒店类建筑 WCDM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总线覆盖思路，最后介绍

26、了信号源与分布方式 的选择方式以及天线设计。第6章主要介绍了酒店类建筑 WCDMAS内覆盖遇到的一些问题，然后提出了 解决这些问题的一些方案。第7章以义乌大酒店为例，说明酒店类建筑WCDM俐室内覆盖实际工程的基本内容与要求。第8章结论部分，简要的对本次毕业设计进行了总结和展望，然后介绍了本 次毕设的一些创新点。1.5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。2.1 WCDMA既述WCDM是英文 Wideband Code Division Multiple Access（宽带码分

27、多址）的英文简称，是一种第三代无线通讯技术。WCDMA是一种由3GPP具体制定的，基于GSMMAP核心网，UTRAN（ UMTS击地无线接入网）为无线接口的第三代移动通信系统 2。目前 WCDM有 Release 99、Release 4、Release 5、Release 6 等版本。目前 我国联通采用的此种 3G通讯标准。WCDM是一个ITU（国际电信联盟）标准，它是从码宽带码分多址分多址（CDMA演变来的， 从官方看被认为是 IMT-2000 的直接扩展， 与现在市场上通常提供的技术 相比，它能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。作为3G 系统的主要标准之一，WCDM采用直接序列扩

28、频码分多址（ DS-CDM）频分双工（FDD方式，满 足了业务丰富、价格低廉、全球漫游、高频谱利用率等要求，主要的特点有3：信道复杂，可适应各种业务需求。WCDMA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。WCDM/所承载的业务分为会话类、数据流类、互动类、后台类等。更大容量和更高的业务速率。WCDM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。功率控制更为完善。WCDMA采用开环和闭

29、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。切换机制更健全，有更灵活的分层组网结构（HCS。WCDMA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。wcdmAM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

30、营商，在建网初期提供更高投入产出的建设策略。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。WCDM箱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。WCDMA勺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。基站无须同步。优点是不像CDMA2000-样需要美国的 GPS系统，可采取较为自由的

31、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

32、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；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

33、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、PHSSCDMA TRUNK系统。各通信制式室内 WCDM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。信号分布系统图2.1室内覆盖系统组成示意图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2.2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

34、源方式，如图2.3、图2.4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。图2.2室内分布系统示意图无源天馈分布系统图2.3忙DMA禀罰上役接1有源天馈分布系统图2.4GSK终端九找找】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。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

35、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。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。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：效果一成本一施工一维护的思路，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，

36、且技术和设备成熟。2.3 WCDMA与 GSM室内覆盖的区别WCDMA口 GSM在室内覆盖中的区别重点在于容量。WCDMA系统的一个重要特点是它的下行功率为所有用户共享，这样下行功率就意味着容量，这也是与GSM系统一个重要区别。这个特点决定了 室内分布系统的设计建设方式会极大地影响 WCDMA网络的容量。当一个处于小区边缘的建筑物内成功地安装了室内分布系统，那么可以预计， 大部分室外小区的下行功率都将被释放出来，为室外用户提供容量。这个情景预示 着系统容量的大幅提高。相比传统的以增加室外基站或者小区数量或者载频数量来 提供额外的容量，这种从 WCDMA系统特点出发的室内分布系统建设可以更好地节

37、省 投资、提高系统容量。同时，室内分布系统可以将室内小区和室外宏蜂窝网络分隔开来，这样可以 降低干扰等级，从抑制上行干扰的角度来讲，室内分布系统可以提高上行的容量。在传统的GSM系统中，如果要增加容量，那么一般采用增加载频的方式；在WCDM系统里除了传统的增加载频、码字，降低系统上行干扰和节省室外小区下行 功率是更加重要而有效的提供额外容量的方法。与GSM的这个重要区别决定了WCDM室内分布系统的设计思路。2.4直放站概述直放站简介直放站（中继器）属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增 强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。 直放站在下行链路中，

38、由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对 带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。 在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大 链路处理后发射到相应基站，从而达到基地站与手机的信号传递。直放站根据其传 播方式可以分为选频直放站、光纤传输直放站和移频传输直放站。选频式直放站为了选频，将上、下行频率下变频为中频，进行选频限带处理后，再上变频恢复上、下行频率。光纤传输直放站将收到的信号，经光电变换变成光信号，传输后又经电光变换恢复电信号再发出。移频传输直放站将收到的频率上变频为微波，传输后再下变频为原先收到的频率，放大后发送

39、出去。2.4.2 直放站应用原则根据直放站系列产品的特点和移动通信网络的需求，不同的地理环境及应用场 合，系统的解决方案是不同的，这需要认真分析，区别对待。对于无线直放站来说， 信号的隔离显得尤为重要。 无线直放站是从空间接收信 号，势必要求空间信号尽可能纯净；而在基站较为密集区域，分离不同基站或扇区 信号的难度将大大增加，容易使直放站增加对基站干扰。在不具备使用光纤直放站 条件的场所，只能采用无线直放站，但其施主天线必须具有足够的方向选择性。2.4.3 直放站与基站的比较直放站与基站相比较，其优点主要体现在如下几个方面： 同等覆盖面积时，使用直放站投资较低。在平原地区室外一个全向基站可以有1

40、0km覆盖半径；一个全向直放站可以有 4km覆盖半径；就覆盖面积而言，六个直放站约相当于一个基站。 六个直放站的设备价约为一个基站的80%。但考虑到机房租用和装修、交直流电源、空调、传输系统和电路租金等费用， 六个直放站的费用只相当于于一个基站的50%，甚至更低。覆盖更为灵活。一个基站基本上是圆形覆盖，多个直放站可以组织成多种覆盖形式。 如“一”字型排开，可以覆盖十几至几十公里的路段。 也可以组织成L”型、N'型和M'型覆盖，特别适合于山区组网。在组网初期，由于用户较少，投资效益较差，可以用一部分直放站代替基 站。用户发展起来后可更换为基站，替换下来的直放站再进一步放置在更边

41、缘的地区，这样一步步地滚动发展。由于不需要土建和传输电路的施工，建网迅速。但直放站与基站相比也有 明显的不中，主要表现在：不能增加系统容量。引入直放站后，会给基站增加约 3dB以上的噪音，使原基站工作环境恶化，覆盖半径减少。所以一个基站的一个扇区只能带两个以下的直放站工作。直放站只能频分不能码分，一个直放站往往将多个基站或多个扇区的信号 加以放大。引入过多的直放站后，导致基站短码相位混乱导频污染严重，优 化工作困难，同时加大了不必要的软切换 。直放站的网管功能和设备检测功能远不如基站，当直放站出现问题后不易 察觉。由于受隔离度的要求限制，直放站的某些安装条件要比基站苛刻的多，使 直放站的性能往

42、往不能得到充分发挥。如果直放有自激或直放站附近有干扰源，将对原网造成严重影响。由于直 放站的工作天线较高，会将干扰的破坏作用大面积扩大。尤其对于同频系统， 周边的基站均有可能受到堵塞而瘫痪。2.5本章小结本章主要针对 WCDM技术与特点，首先对室内覆盖系统进行了简单的介绍， 然后根据 WCDM与GSM的特性，对 WCDM与GSM的室内覆盖进行了比较，最后介绍 了有关直放站的基本知识。第 3 章 方案对比与选择3.1 WCDMA网室内覆盖的主要方案对于WCDM网的室内覆盖解决方案主要有以下四种：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

43、。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 WCDMA系统性能影响很小。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WCDMA系统小区的容量。应用射频拉远基站解决方案由于WCDMA®率高，馈线传输损耗和空间传输损耗都比较大，而且WCDM的导频功率较小，因此在 WCDM网络内，大量引入射频拉远基站来作为室内分布系统信

44、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。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WCDMA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。3.2 方案选择本次设计以高星级酒店建筑为标准，对其进行WCDM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。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。酒店类建筑有电

45、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。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。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WCDMA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3.1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3.1基站灵敏度的变化BTS接受灵敏

46、度（无有源设备）/dBm122.11BTS接受灵敏度（有有源设备）/dBm119.10因此在避免损失系统容量的基础上，在酒店类建筑室内分布系统设计的时候应 优先考虑无源的方案，如果引入信号功率不是很大，再考虑有源信号放大设备。从 经济上考虑，为了节省覆盖成本，还需要考虑多网共用一个系统或则在原有GSM网络上进行改造。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， 在第7章将会结合义乌大酒店的地理位置与周边的电磁环境对其进行合理的设计。3.3本章小结本章节主要介绍了 WCDM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 4 章 酒

47、店类建筑设计原则与目标4.1 设计原则9WCDM系统与2G在使用频段、编码技术等方面不同，故 WCDM室内覆盖有一些新特点。WCDM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，WCDMA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。WCDM室内覆盖还要重点考虑和 2G系统相互干扰问题。酒店类建筑WCDM覆盖规划需遵守以下几个原则： 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

48、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。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。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。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。4.2

49、 设计目标结合实际环境，酒店类建筑 WCDM网室内覆盖需要达到的目的：保证室内良好的网络覆盖特性。RSCP尽可能强，以保证良好的覆盖。Ec/lo尽可能强，以保证良好的覆盖。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。保证WCDM/整体网络干扰最小化。室内覆盖系统干扰最小化、室外网络干扰最小化。“容量”最大化。酒店内WCDM覆盖系统网络“容量”最大化，酒店外 网络“容量”最大化。4.3本章小结WCDMA对做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， 好设计起到一个航标作用。第5章 酒店类建筑 WCDM室内总体设计思路5.1建设总体流程查勘模测，方

50、案设计和工酒店内WCDMA覆盖的基本流程主要有前期楼宇调研, 程实施四个步骤4，如图5.1所示。樓宇卽制丢十前期调研L鸵设；倉勘模测期-方案设计期It I交庇图5.1酒店类建筑室内覆盖基本流程显工验收期首先，根据总体的网络建设策略和建设目标进行WCDMA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

51、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。5.2WCDM与GSM网共建的思路目

52、前国内2G移动网络已经比较普及，可以预见，在进行WCDM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5.2所示。率配 功井TKRXTOBXTX RX率配 x功分输出信号TX/RY输出信号功车 分配多频合趣系统多频合踣系统图5.2 WCDMA与GSM共用总线系统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 WCDMA系统引入带来便利。丰富的站点资源可以为 WCDMA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 WCDMAg内覆盖建设的宝贵 资源。建有2G分布系统的楼宇

53、可为后期 WCDMAg入提供便利。只要其器件和天 馈兼容WCDM频段、天线布放密度合理，WCDMA卩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。2G室内覆盖机房等配套可为WCDMA基站设备所用。2G系统中的机房资源、电源供应、光缆传输等配套资源，为WCDMA接入提供了良好的配套保障，在进行建设时，只需新增设备机架，省去了与业主沟通以及土建建设环 节。5.3 WCDMA用户业务模型及业务量预测以前的2G移动通信网一般都是电路交换，换句话说是单业务模型，每个用户都 在相同大小的信道上传送数据，这类网络可以很容易地使用爱尔兰B公式进行规划11。现在到了 3G寸代，系统能够提供的带

54、宽和速率大幅提高，使得人们对移动高速 宽带业务的需求能够有效释放，数据业务将得到广泛应用，尽管语音业务仍然是主 体性的需求业务，但其比重不断下降，数据业务比重上升的趋势不可逆转。与此同时，在3G网络中，业务模型的统计变得较为复杂，因为该系统不仅有电 路交换网络( CS network )提供的连接服务，还有分组交换网络(PS network )提供的连接服务。同时3G网络能力的提升，使得存在的业务类型也是多种多样，例如 话音、视频电话、 E-Mail 、网页浏览、流媒体等等，每种业务需要占用不同数量的 网络资源，并且对信号质量的要求也不一样，所以单纯的用爱尔兰来定义话务量已 经变得不太切合实际

55、。5.3.1 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。会话类业务包括语音业务和可视电话业务。交互式业务主要包括移动电子商务、下载类游戏娱乐和WW浏览等。流业务主要包括音频流和视频流等单向性业务。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。5.3.2 业务模型3G业务的最大特点是多种业务的混合，最大的难点也是混合业务条件下的业务 模型的建立。不建立业务模型，3G的业务

56、规划与网络规划就缺乏基础。因此，在现阶段可以参考现有GPRS CDMA 1）及固定互联网有关数据并结合国外业务开展情况， 预测3G业务种类、比例、流量，从而建立一个虚拟的3G业务模型。一般来讲，业务模型的建立需要 4个步骤：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）。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。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。按业务分类归纳参数与数据。考虑到无线网络规划一般