移动室内分布

1、 邢台职业技术学院 毕 业 设 计 论 文 题 目 移动室内分布系统安装调试 姓 名 孟洪军 班 级 通信092班 专 业 通信技术 指导教师 李鑫 完成日期 2012年5月20号 毕业设计任务书 题目 移动室内分布系统设计专 业 通信技术班 级通信092学生姓名孟洪军 一、毕业设计内容掌握小区移动信号覆盖的安装思路,独立完成小区分布调试。二、基本要求掌握小区移动信号覆盖安装调试。三、主要技术指标小区移动信号覆盖安装方案；走线路由和天线位置的确定。四、应收集的资料及参考文献1 孙青华等，现代通信技术，北京邮电大学出版社，20052 庞宝茂，现代移动通信，清华大学出版社，20063 韩斌杰,GS

2、M 原理及其网络优化，机械工业出版社，2001五、进度计划2012年05月11日确定论文题目。2012年05月13日到18日查找相关资料。2012年05月19日进行论文起草和修改。授课教师签字时间 目 录摘 要V第1章 绪论11.1 背景分析11.2现状及发展趋势11.3 安装意义2第2章 信号覆盖安装方案32.1 覆盖方式32.2 覆盖面积32.3 安装位置3第3章 工程实施安装要求53.1 工程说明及要求53.1.1 引入信号53.1.2 安装位置要求53.1.3 有源设备安装53.1.4 室内天线安装63.1.5 馈线及相关设施63.1.6 无源器件安装73.1.7 接地73.1.8 标

3、签73.2 系统性能技术指标83.2.1 信号源设备83.2.2 主要室内分布无源器件83.3 系统可行性分析133.3.1 空间场强计算公式分析133.3.2 切换情况分析173.4 移动3G网和2G网室内分布系统的合路建设原则18结论19参考文献21致 谢23 摘 要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

4、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。为解决以上问题，目前最有效的方法就是建设室内分布系统，通过微蜂窝来改善高话务量地区的室内信号覆盖，从而达到消除小区覆盖盲区，使用户享受高质量的个人通信服务。 第1章 绪论1.1 背景分析随着社会经济的快速发展和城市建设的日新月异，高层住宅和居民小区不断增多, 电波传播环境发生了很大变化。蜂窝的移动通信基站己不能完全适应不断变化的环境的要求，导致业务区内形成了许多信号弱区。近年来，中国联通一直致力于网络

5、覆盖的完善和优化，目前城市公用高层建筑和地下设施的无线覆盖系统已基本建成并日趋完善，但某些高层大楼室内的网络覆盖和通话质量仍是薄弱环节。随着网络优化的深层次发展和客户服务作的持续深入，高层大楼的信号覆盖己日显重要，尤其是现代高档住宅楼群和居民小区将逐步成为网络运营商的竞争对象，这些场所的手机用户密度大，而随着消费观念的发展和现代办公方式的变化，用户在家中使用移动通信业务的频率将越来越高。由此可见， 高层住宅和居民小区信号的质量好坏将直接影响网络运营商的企业形象和业务收入。本设计旨在完成高层大楼内信号盲区及通信信道拥挤的信号覆盖，为海天新都住户提供好的通信环境。1.2现状及发展趋势移动通信技术是

6、一门融合了当代微电子技术、计算机技术、无线通信、有线通信技术以及交换个网络技术的综合性技术。在过去的十几年里，移动通信技术获得了巨大的进步，从传统的单基站大功率到蜂窝移动通信系统，从本地覆盖到区域、全国覆盖，并实现了国内甚至国际漫游，从提供话音业务到提供包括低速数据的综合业务，从模拟移动通信系统到数字移动通信系统经过进一步的发展和演变，并随着第三代移动通信技术的实现以及移动通信和互联网的融合，未来无线数据传输速率将高达2Mbit/s，全球正在向着移动信息时代迈进。未来移动通信将为无处不在的互联网提供全方位的、无缝的移动性接入。正是移动通信技术令人炫目的革新速度，推动着移动信息时代的发展，改善着

7、人类社会活动的质量，最终实现任何人在任何地方、任何时间与任何人进行任何方式的通信。1.3 安装意义信息技术特别是移动通信技术的飞速发展与普及，正深刻改变着人们的工作和生活方式。今天，信息已渗透到人们生活中的各个方面，成为人们生活和工作的一部分。海天新都是一个集商店和住宅于一体的综合性大楼而居民占最重要地位，在信息飞速发展的今天“住宅”的功能已不再仅仅是供人栖息的场所，人们对住宅又提出了更高的要求安全舒适、信息畅通、服务周到、方便快捷该大楼内联通信号覆盖的设计正是为了满足海天新都居民们日益增长的这一需求，综合应用各种现代技术，赋予住宅小区“信息化”，旨在改善住宅功能、优化居住环境、提高生活质量，

8、使小区居民足不出户就能充分享受到现代文明带来的丰富多彩和舒适便利的生活。 第2章 信号覆盖安装方案2.1 覆盖方式为了达到覆盖效果，本方案拟采用微蜂窝加干放分布覆盖，并且采用耦合器和功分器相结合的方式将信号均匀的分布到覆盖区，另外采用全向吸顶天线和室内平板定向天线保证覆盖效果和方便施工。2.2 覆盖面积根据该大楼的面积和结构情况（具体结构在详见工程概况说明），一套主设备覆盖全部区域，依据现场对该楼结构、无线环境的勘测，也为了合理设计，节约功率，充分利用设备功率进行覆盖，降低成本，我们将主设备放在大楼负一层车库机房对大楼全楼和电梯进行覆盖。2.3 安装位置设备位置的放置，设计时尽量的将设备安装在

9、中间层，可以保证楼层的上下功率平衡和功率的节约，同时弱电井就在电梯井道的旁边，我们可以直接从电井进电缆到井道内，可以达到对电梯进行均匀覆盖的效果和功率节约。 第3章 工程实施安装要求3.1 工程说明及要求3.1.1 引入信号（1）引入信号： 移动公司GSM900信号（2）信号引入方式：新增微蜂窝,BBU+RRU（3）设备选择GSM：GSM900MHZ微蜂窝, BBU+RRU（4）微蜂窝和BBU基站位置：负一层机房（5）覆盖区域：B1F到顶层及10部电梯（6）无线信道的呼损率:话音信道（TCH）呼损率为2%；控制信道（SDCCH）呼损率为0.01%（7）无线覆盖区内接通率 ：在无线覆盖区内的95

10、%位置，99%的时间移动台可接入网络（8）覆盖区边缘场强：对于大楼要求覆盖系统场强信号完全可覆盖到边缘（9）基站接收端收到的上行噪声电平：小于-120dBm(10)室内天线的发射功率：根据国家环境电磁波卫生标准，天线的发射功率控制在817dBm/每载波之间(11)邻区切换：覆盖区与周围各小区之间有良好的无间断切换3.1.2 安装位置要求（1）安装位置无强电、强磁和强腐蚀性设备的干扰。（2）安装位置保证主机便于调测、维护和符合的散热需要。（3）室外安装的主机，须做防雨水溅湿主机箱体底部及防晒、防破坏的措施。3.1.3 有源设备安装1800MHZ微蜂窝安装在地下停车场机房，就近取电源；安装位置要求

11、如下：（1）设备的安装位置必须保证无强电、强磁和强腐蚀性干扰，主设备安装位置应保证机体底部距离地面超过1米。（2）设备安装位置应便于调测、维护和散热需要。安装时应用相应的安装件进行牢固固定。（3）要求主机内所有的设备单元安装正确、牢固、无损伤、掉漆的现象。（4）设备电源插板至少有两芯及三芯插座各一个，工作状态时放置于不易触摸到的安全位置。3.1.4 室内天线安装（1）八木天线必须牢固地安装在墙上，保证天线垂直美观。（2）吸顶式天线可以固定安装在天花或天花吊顶下，保证天线水平美观，并且不破坏室内整体环境。如果天花吊顶为石膏板，还可以将天线安装在天花吊顶内，但必须对天线做牢固固定，不能任意摆放在天

12、花吊顶内。（3）安装天线时应戴干净手套操作，保证天线的清洁干净。（4）天线的安装位置根据系统图和天线点位图，安装时必须符合施工的规定，并尽量安装在天花吊顶板的中央。（5）安装每个天线时要求测试从信号源到该天线的驻波比。3.1.5 馈线及相关设施（1）馈线必须按照施工规范的要求布放，要求走线牢固、美观，不得有交叉、扭曲、裂损情况。（2）当跳线或馈线需要弯曲布放时，要求弯曲角保持圆滑，其弯曲曲率半径不超过表2-3的规定：表2-3 弯曲半径规定线 径二次弯曲的半径一次性弯曲的半径1/2”软馈40mm-1/2"210mm70mm（3）馈线所经过的线井应为电气管井，不能使用风管或水管管井。（4

13、）馈线尽量避免与强电高压管道和消防管道一起布放走线，确保无强电、强磁的干扰。（5）馈线尽量在线井和天花吊顶中布放，并用扎带进行牢固固定。与设备相连的跳线或馈线应用线码或馈线夹进行牢固固定。馈线的连接头都必须牢固安装，接触良好，并做防水密封处理。（6）对于不在机房、线井和天花吊顶中布放的馈线，应套用PVC管。要求所有走线管布放整齐、美观，其转弯处要使用转弯接头连接。（7）走线管应尽量靠墙布放，并用线码或馈线夹进行牢固固定，其固定间距如表2-4所示：表2-4 布线间距规定< 1/2 " 线径馈线>1/2 "线径馈线馈线水平走线时：1.0米1.5米馈线垂直走线时：0.

14、8米1.0米（8）若走线管无法靠墙布放（如地下停车场），馈线走线管可与其他线管一起走线，并用扎带与其他线管固定。馈线进出口的墙孔应用防水、阻燃的材料进行密封。每安装好一根电缆要求测量电缆的馈损。走线不能有交叉和空中飞线的现象。3.1.6 无源器件安装无源器件应用扎带、固定件牢固固定，不允许悬空无固定放置。3.1.7 接地对于主设备必须接地，并应用16平方毫米的接地线与建筑物的主地线连接。3.1.8 标签对每个设备和每根电缆的两端都要贴上标签，根据设计文件的标识注明设备的名称、编号和电缆的走向。各种设备标签的编号按照有关规范进行标注。（1）安装位置无强电、强磁和强腐蚀性设备的干扰。（2）安装位置

15、保证主机便于调测、维护和符合的散热需要。（3）室外安装的主机，须做防雨水溅湿主机箱体底部及防晒、防破坏的措施。3.2 系统性能技术指标 3.2.1 信号源设备选型设备GZF1800-VI特点： （1）可满足不同网络体制的覆盖要求（2）基站信号的接入方式灵活（3）组网方式灵活（4）采用模块化设计（5）采用先进的中频滤波技术，实现带宽可调，安装灵活方便，适用范围广技术参数与指标：（1）频率范围：900MHz频段内的任何载频（2）额定增益:90dB（3）增益控制范围：>40dB（4）最小接受电平：对基站-80dBm, 对移动台：-100dBm;（5）输出功率：40dBm （6）增益调整线性：

16、-16dB: ±1.5dB ；-22dB:±2.0 dB；-30dB:±2.4dB；-40dB: ± 3.0dB（7）输入、输出阻抗：50（8）输入、输出驻波比：1.4（9）杂散发射：-36dBm(9KHZ-1GHZ)，-30dBm(1-12.75GHZ)（10）噪声系数：4dB（增益最大时）（11）上下行信号隔离度：>90dB （12）两频三阶互调产物：-36dBm（13）带内平坦度：±1.5dB（宽带）（14）带外抑制：在100K400MHZ(工作频带除外)内大于70dB（15）传播时延：5s3.2.2 主要室内分布无源器件（1）功率

17、分配器和耦合器：此次室内分布系统主要使用的器件有5dB、 7dB、10dB 、15dB 耦合器、二路和三路功率分配器图2-1 功分器表2-5 功分器性能表主要性能产品型号HXPD1-0800-2500-2-05NHXPD1-0800-2500-3-05N频率范围800-2500MHZ隔离度（dB）>20dB输入驻波（VSWR）<1.2阻抗（）50接头N-K承载功率（W）50W工作温度（）-30相对湿度595%表2-6 耦合器性能主要性能产品型号HXCP2-0800-2000-06-100NHXCP2-0800-2000-10-100N/200N用途GSM室内分布系统频率范围8002

18、500MHz耦合损耗6dB10dB承载功率100 WVSWR1.2接头N-K工作温度-30°C 60°C相对湿度5 95%外形尺寸153*45*17 mm重量200 g（2）室内天线：室内天线主要采用吸顶天线和八木天线。图2-2 吸顶天线表2-7 室内天线电性能电性能指标 (Electrical Specifications)频率范围(Frequency Range)824-960 MHz/1710-2170MHz输入驻波比（VSWR）<1.3输入阻抗（Input Impedance）50增益（Gain）2dBi极化形式(Polarization Type)垂直极化

19、(Vertical)最大功率(Max.Power)50 W接地形式(Ground Type)直流接地 (DC Ground)机械指标(Mechanical Specifications)重量(wight)490 g接口形式(Connector Type)N型阴头 (N Female)尺寸(Dimension)186×62 mm辐射体材料(Radiating Element Material)黄铜 (Brass)天线罩材料(Radome Material)防紫外线ABS (UV-Resistance ABS)天线颜色(Antenna Color)白色 (White)（3）常用接头的主要

20、性能指标表2-8 接头性能N型特性阻抗50使用频率范围03GHz以上互调产物-155dB驻波比（2.5G）<1.06环境温度-40+85 °机械性能>1000次表2-9 接头性能型号GZTMLP01-（1/4波长短）GZTALP01-NKK（气态放电管）GZTALP02-NKK（气态放电管）DKKNKK射频性能工作频率范围700-960DC-30005725-5850插入损耗0.10.2（DC-2.4G）0.2驻波比1.201.20（DC-2.5G）1.50（DC-2.5G）1.50阻抗50接口形式*7/16DIN-KKN-KKN-KKDC/AC供电不可以可以传输功率（W

21、）500避雷性能放电电流（KA 8/20us）502010使用寿命（次）10/1000µS50001000 （200A）8/20µS10 （10kA）耐直流电压（V）2303.3 系统可行性分析3.3.1 空间场强计算公式分析（1）自由空间计算公式自由空间是指相对介电常数和相对导磁率均恒为1(既介电常数和导磁率分别等于真空介电常数（）及真空磁导率（)的均匀介质所存在的空间。它是一种理想的无限大的空间，也是现实生活中的某些实际空间为简化问题的研究而提出的一种科学的抽象。例如，当研究某个具体环境中的无线电波传播时，如果实际介质与障碍物对电波传播的影响可以忽略，则这种情况下的电波

22、传播就可以认为（或抽象为）是自由空间的传播。无线电波在自由空间的传播与真空中的传播一样，具有三个基本特点：其一，不存在反射，折射，色散，吸收，磁离子分裂等现象及产生的相应损耗；其二，电波传播速度等于真空中的光速c；其三，电波沿直线传播，仅存在因能量扩散引起的损耗。其损耗大小（或离开电波放射距离为d 处场强的大小）可依下述方法进行计算。根据赫兹偶极子（电流元）的辐射场理论可知，当它向球面外辐射出去的功率为Pt时。则距离波源为d处的功率密度为：S=Pt/4d² （2-1）而根据电磁场理论可知，其功率密度又可为S=1/2EmHm=EH= E²/120 （2-2）上式中，Em、Hm

23、分别为电场，磁场强度的振幅值，E，H为有效值。根据（s-1）式和（s-2）式关系不难求得距离波源为d处的场强为E= （2-3）这是赫兹偶极子作为理想的全向天线在所有方向上产生均匀辐射的结果。当作为波源的发信天线是一个具有方向系数为Gt 的辐射器时，在忽略天线自身损耗的情况下，则可将（s-3）式改为E= （2-4） 式中，E为场强（V/m）；Pt为辐射功率（W），Gt为发信天线增益。应当指出，上述某处的场强是指波源在自由空间的该点处产生的能量密度，与波源的工作频率和置于该点处的接收天线形式（无论存在天线与否）无关。然而，如果在该点装有一有效面积为A=²/4的理想全向天线时，则不难求得当

24、波源发信天线也为理想全向天线情况下，在该接收天线上产生得最大有用功率Pr为Pr=SA= E²/120ײ/4= E²²/480² （2-5） 显然，当收发信均采用方向性天线，且增益系数分别Gr、Gt 时，则该接收天线上所能产生得最大有用功率Pr 可改写为Pr=SA= E²/120ײ/4= E²²GrGt/480² （2-6）式中，E的单位为V/m，Pr的单位为mW。根据波源的发信功率Pt与距波源d处的接收功率Pr之间的关系,可求得Pt/Pr=（4d/)²/ GrG

25、t=Ls （2-7）上式中的Ls、称为收发信天线增益分别为Gr、Gt时电波在自由空间仅因扩散传播产生的损耗。如果d的单位为Km，f的单位为MHz，Ls的单位为dB，则可将（2 -7）式改为显然，如果上式中，收发均为理想全向天线，则Gr=Gt=0,则有Lbs =32.45+20lgf(MHz)+20lgd(km) 式中，Lbs称为自由空间的路径传播损耗。取f: 890960MHz （取为900MHz）代入上式可得：LS（dB）91.5+20lgd(km) 表2-10 自由空间的损耗表LS（dB）91.5+20lgd(km)距离1m5m20m25m损耗31.5dB45.54dB57.58dB59.

26、52dB（2）室内GSM无线信号接收场强计算公式：GSM无线信号在室内传播时，还要考虑到各种障碍物的阻挡屏蔽作用，如天花板、墙壁、门窗玻璃等。从系统框图中可以看出，GSM1800系统在考虑了电缆衰耗的情况下（1/2普通阻燃电缆损耗为-11.0dB/100m），经多级耦合器后（考虑了接头衰耗）。 全向吸顶天线输出功率如表2-11所示： 表2-11 全向吸顶天线的输出功率最大输出功率最小输出功率9.1dBm5.1dBm表2-12 建筑材料隔断损耗材料类型混凝土墙混凝土楼板天花板薄金属墙板损耗13dB10dB18dB15dB 室内全向吸顶天线的覆盖场强计算： 表2-13 室内吸顶天线的场强计算近处（

27、1m）远处（20m）天线输出场强9.1dBm（取最强值计算衰耗）5.1dBm（取最弱值计算衰耗）天线增益2dB2dB自由空间衰耗31.5dB57.58dB建筑隔断衰耗8dB18dB多路径衰落0dB14dB接收场强-28.4dBm-82.48dBm由上表可以看出，楼层覆盖系统满足信号场强大于-85dBm的要求。（3）楼宇覆盖后室外泄漏的理论计算（室外10m处离天线约为30米） 表2-14 室外泄漏理论计算远处（30m）天线输出场强5.1dBm（取最弱值计算衰耗）天线增益2dB自由空间衰耗60.52dB建筑隔断衰耗30dB多路径衰落14dB接收场强-97.42 dBm3.3.2 切换情况分析（1）切换分析当增加一组新的频点后建筑物周围的区域的切换关系将更为复杂。如果切换关系处理不好，则将使该区域各项网络指标迅速恶化。针对本工程，在实际开通后，如出现切换不正常的现象可采取如下措施：降低室内信号泄漏到建筑物室外周围区域的信号强度。室外区域的基站信号场强较强，如果在建筑物室外周围区域内，室内信号较弱，则可避免室外终端使用室内频点，从而减少切换。调整网络参数。通过反复调整室外宏蜂窝的切换电平阀值、载频优先级、邻区表（BA LIST）等参数使切换最优。（2）掉话分析：对于室内一般不会产生切换掉话或射频掉话。如果有较多的掉话现象产生则应重点检查以下两个方面：同频/邻频干扰。如果存在同