某办公大楼4G通信分布系统的优化计算机专业

1、某办公大楼4G通信分布系统的优化摘要本文对4G与分布系统的关键技术进行了介绍，对4G分布系统在设计、建设、优化过程中需要着重考虑的因素如4G分布系统干扰隔离、单双通道天馈系统选型与合路方式进行了探讨。在此基础上为某办公大楼设计了一种双通道4G分布系统改造方案，并付诸实施，并针对实施后存在的影响速率提升的问题进行了专题优化。最后对系统进行了验收性测试，达到了设计的要求。本论文主要研究内容如下：首先，介绍了论文研究的背景，引出了实施该研究的重要性，其次，介绍了论文中所用到的4G网络以及分布系统的关键技术，并对4G分布系统在多系统设计中的干扰隔离进行了专门分析，这就为下文的开展做好了铺垫。再次，是对

2、通信分布系统的优化设计，根据要求，在对某办公大楼进行全面摸底的情况下，设计了一种双通道4G分布系统改造方案以及施工方面需要注意的问题。最后，针对分布系统建设完成后部分区域存在的低速率问题，如单双通道的选择、MIMO天线功率输出差值、室外宏站对分布系统的干扰影响进行了重点分析，同时对参数导致低速率的一种情况进行了介绍，提出了自己的一些见解，希望能对此类系统的优化提供一些可以参考的建议。关键词：分布式系统，多模覆盖，双通道模式，参数优化，干扰优化AbstractThis paper focuses on the key technologies of 4G and distributed syst

3、em are introduced, the factors of 4G distribution system in the optimization design, construction process, highlighted the need to consider if the distribution system of 4G interference isolation, single and double channel antenna system selection and combination methods are discussed. On this basis

4、, a dual channel 4G distribution system transformation scheme is designed for an office building, and put into practice. Finally, the system is tested, and the design requirements are met.The main contents of this dissertation are as follows: firstly, introduces the research background, discusses th

5、e importance of the implementation of the research, then introduces the key technologies of 4G network used in the paper and the distribution system, and the system design in the distribution system of 4G interference in isolation for a special analysis, it is below the launch ready. Again, is to op

6、timize the design, communication distribution system according to the requirements in a comprehensive diagnostic of a case of office building design of a dual channel 4G distribution system reconstruction scheme and construction aspects need to pay attention to the problem. Finally, aiming at the pr

7、oblems of low rate area after the construction of complete distribution system, such as single and double channel selection, MIMO antenna output power difference, outdoor macro station interference effect on distribution system was analyzed, and the parameters lead to a situation of low rate in the

8、introduction, the author put forward his own opinions hope, optimization of this kind of system can provide some reference suggestions.Keywords：Distributed system, multi mode coverage, dual channel mode, parameter optimization, interference optimization目 录某办公大楼4G通信分布系统的优化I摘要IAbstractII第1章绪论11.1研究背景和

9、意义11.2国内外发展现状及趋势11.3研究的主要内容31.4本章小结4第2章4G室内覆盖相关技术42.1正交频分复用OFDM42.2 MIMO42.3智能天线技术52.4本章小结6第3章 某办公大楼4G分布系统的需求分析与方案设计73.1某办公大楼原有分布系统的现状73.1.1 制式简要区别介绍103.2本项目设计要求113.2.1设计要求113.2.2技术指标113.2.3设计流程123.2.4需求分析123.2.4制定指标143.3 4G室内分布系统的方案设计143.3.1 信号分布系统的选择153.3.2 与原有系统共存方式的选择163.4原分布系统信息收集193.4.1分布系统天馈检

10、查193.4.2配套资源检查213.4.3参数检查223.5信源的选择223.5.1信号源233.6天馈线设计263.6.1双通道改造263.6.2合路方式273.6.3天馈线选择和器件选择283.6.4天馈系统293.7容量估计303.7.1小区配置方案303.7.2传输需求333.8参数设置353.8.1小区识别码设置353.8.2寻呼区域码设置353.8.3帧结构配置363.9本章小结37第4章某办公大楼4G分布系统的优化384.1分布系统单双路改造优化384.1.1功率对速率的影响384.1.2新建与改造的利弊分析394.2天线输出功率的优化404.3天线布放点位的优化434.4本章小

11、结45第五章 系统测试与分析465.1测试环境465.2测试结果分析465.2.1测试流程465.3本章小结49第六章 总结与展望50参考文献51致谢54第一章绪论1.1研究背景和意义4G分布系统是4G室内覆盖的主要方式和4G网络的重要组成部分1。首先，4G分布系统是保证网络覆盖的需要。根据我国IMT（International Mobile Telecommunications，国际移动通信）频率规划方案，用于4G的频段有三段，分别是：1880MHz-1900MHz的F频段、2320MHz-2370MHz的E频段、2500MHz-2690MHz的D频段2-4。三个频段频率都比较高，如果采取室

12、外宏站覆盖室内的方式，室内的信号强度与质量都会比较差，对于具备纵深结构的建筑如商场、车站、机场等更是如此。其次，4G分布系统是满足网络容量的需要。4G用于承载数据业务，在业务密集区如商业区，交通枢纽周边，宏蜂窝小区将吸收大量的业务，一方面导致业务拥塞，小区配置过大，另一方面导致系统内干扰提升5-6。需要通过分布系统来吸收室内的业务量，对宏蜂窝小区进行业务分担。再次，4G分布系统是提升传输速率的需要。传输速率受信号强度与背景噪声的影响明显，对于单用户需要较高传输速率的区域，如写字楼、会议中心等，建设分布系统是对高速率有效的保障。另外，在居民小区等传统宏蜂窝基站无法建设的区域，分布系统也是保障覆盖

13、质量的重要手段7。1.2国内外发展现状及趋势4G是继第三代移动通信之后国际上主流的新一代宽带移动通信标准5，是时分双工模式的LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统，是TD-SCDMA的后续演进技术与标准。2008年，在国家TD-SCDMA创新战略成功的背景下，国内企业依靠积累的TDD优势，将自主技术融入到LTE标准中8-11。在国内外相关通信企业的共同合作下，2009年到2015年，4G先后发布了Release8、9、10、11版本，技术成熟度大大增加。由于4G在频谱利用率上的优势，也吸引了国内外多家运营商的眼光。截止2015年8月，全球范围内共有15家运营商正式启动4

14、G商用服务，32家运营商明确了4G商用计划，65个试验网正在运行。在中国移动的主导下，国内多家设备提供商在广州、上海、深圳、杭州、南京、厦门、北京等城市开展了4G扩大规模试验网的建设和优化测试工作12。取得了4G大规模商业化应用的技术经验。分布系统13-15作为蜂窝移动通信的一种覆盖手段已经有相当长的一段使用时间。国内运营商在2G网络时代就开始部署分布系统，主要用于解决室内密闭空间，如地下车库，电梯的信号覆盖问题。这些分布系统的规模很小，一般采用微蜂窝设备或无线直放站作为信源，通过功分器和馈线与天线相连16。对于一些覆盖范围较大的分布系统，如覆盖一整栋办公大楼，由于信号在馈线中传输的线路较长，

15、就必须考虑馈线内的信号衰减。通常，在这一类的分布系统的线路设计中会区分主干和支线17-19。主干是指跨楼层覆盖的线路，或覆盖距离超过50米的线路，多采用7/8馈线。支线是指从主干分出到各楼层天线的线路，出于成本和施工便利性考虑，多采用1/2馈线。为保证天线输出功率，在分布系统的主干馈线上，还合路了大量干线放大器(以下简称干放)作为信号的中继放大器。由于工作原理和成本限制，干放的工艺和隔离度都不可能做得很好，干放与干放之间的多级级联会造成严重的干扰问题，限制了分布系统的发展。随着4G网络规模不断扩大，基站密度不断增加，频率规划的难度越来越高，采用无线直放站作为信源的分布系统的信号质量难以保障，不

16、仅难以为客户提供理想的信号质量，还影响施主基站的信号质量。分布系统中作为信源的无线直放站逐渐被光纤直放站所代替20-21。光纤直放站由光纤直放站近端、远端和连接光缆组成。光纤直放站近端将基站输出的射频信号转换成光信号，通过连接光纤送至远端，远端将光信号转换成射频信号，通过天馈系统发射出去。由于采用光纤传输，远端可以放置在距离近端20千米以内的地点，组网的灵活性大大增加了。但光纤直放站仍然使用射频放大的方式，使得系统内的干扰难以消除22-23。受到选址和施工条件的限制，业务量密集的居民小区仍然是覆盖的难点。使用五类线和同轴电缆作为传输介质的分布系统成为了新的解决手段。但这种分布系统需要建设另外一

17、套收发系统，性价比不高，因此并没有得到大规模推广24。2008年国内3G牌照发放之后，各厂家的3G基站设备基本釆用分布式基站的方式。即基带处理和射频处理相分离的组网结构，基带部分称为BBlK Base Band Unit基带处理单元) 25-27，处理基带信号，射频部分称为RRU(Remote Radio Unit远端射频单元) 28，处理射频信号，基带处理与射频处理之间采用光纤相连29。这种与光纤直放站类似的组网方式大大增强了基站覆盖的灵活性，由于传输的是基带信号，末端由RRU进行射频发射，减少了信号转换的环节，信号质量有很大的提升。自2008年以来，4G分布系统在理论研究、设计、建设、优化

18、方面都有一定完善。4G分布系统规模化建设即将展开。办公大楼的4G分布系统的设计、建设、优化是4G在室内覆盖工程方面的一次有益的尝试。它验证了4G分布系统的各项关键技术指标和产品成熟度符合预期，探究了设计、建设和优化过程中出现的问题。为下一步工作积累了经验。1.3研究的主要内容本项目是国内4G技术自提出、发展、成熟后，4G网络大规模建设前期，在中南地区湖北省襄阳市进行的首个商业化建设优化工程，为襄阳市后续进行规模化4G分布系统商业化建设优化，探索技术改造的方案和模式奠定基础。本论文通过对4G技术和分布系统技术特点的掌握，根据某办公大楼的通信网络特点，在既定的技术参数指标条件下，提出某办公大楼的4

19、G分布系统建设方案，并实施和优化，使得最终的方案符合相关技术要求。本文主要从4G与分布系统的原理入手，展开研究4G分布系统工程实施过程中出现的问题，如单双路分布系统选型标准，单双路分布系统与速率的关系等。通过对这些问题的理论研究，并结合某办公大楼的4G分布系统的实际情况，展开了针对性的研究，提出了设计准则，给以后4G分布系统的建设和优化起到了积极的借鉴作用31。本文的结构如下：第一章介绍了4G分布系统的现状与发展，以及本课题研究的背景及意义。第二章介绍了4G室内覆盖相关技术。正交频分复用OFDM、MIMO、智能天线技术进行了简要的介绍。第三章介绍了某办公大楼4G分布系统设计方案。首先分析了某办

20、公大楼原有分布系统的现状，然后提出了本项目设计要求紧接着制作了4G室内分布系统的建设方案，从原分布系统信息收集、信源的选择、天馈线设计、容量估计、参数设置等方面进行了可行性研究。第四章介绍了方案实施以后出现的问题以及相应的优化解决方案。主要是从下面三方面开展：分布系统单双路改造优化、天线输出功率的优化、天线布放点位的优化。第五章主要介绍了系统测试工作，包括了系统测试的定义和原则，以及系统测试的主要内容，最后详细介绍了测试过程。最后对本文的研究工作进行了总结。1.4本章小结本章主要是阐述了通信分布系统发展的背景，并分析了开展该系统优化工作的意义所在。在归纳总结国内外相关研究的基础之上，提出了这篇

21、论文的研究主要内容，细分了需要开展的工作流程。第二章4G室内覆盖相关技术分布系统作为蜂窝移动通信的一种覆盖手段已经有相当长的一段使用时间。国内运营商在2G网络时代就开始部署分布系统，主要用于解决室内密闭空间，如地下车库，电梯的信号覆盖问题。这些分布系统的规模很小，一般采用微蜂窝设备或无线直放站作为信源，通过功分器和馈线与天线相连32。2.1正交频分复用OFDMOFDM是4G移动通信系统的一种核心技术，它属于多载波调制，以OFDM实现多载波调制的基本思想是把高速串行的数据流通过串并变化转换成并行的低速数据流，平行的子数据流各自调制不同载波并叠加发送，各子载波上的信号相互正交，这对于频谱效率的提高

22、具有显著作用，而且具有较强抗窄带干扰能力，能够有效对抗多径信道的时延扩展。由于每个子信道的带宽小于划分信道的相干带宽，带宽足够小，每个子信道近似经历平衰落，大大减少了符号间干扰。而且通过采用循环前缀能解决了子载波间干扰问题33。OFDM的优点非常适合4G的高速数据业务需求，但也存在一些缺点，比如，为了避免码间干扰采用的相关技术，造成了对频率偏移和相位噪声的敏感;由于多个子载波叠加，当多个信号的相位一致时，叠加信号的峰值功率远大于平均功率，使得系统对于放大器的非线性敏感。34。2.2 MIMOMIMO(multiple input multiple output)即多输入多输出是一种利用多个发射

23、天线、多个接收天线实现空间分集的技术20，它能有效提高4G系统的容量。其原理示意图如图: 图2-1 MIMO原理示意图4G LTE中的MIMO技术按照天线部署方式，主要包括发射分集、波束赋形和空间复用三种实现方式发射分集，是利用了天线之间的非相关性实现，同一个信息通过多个信道发送不同版本，在接收端可以获得多个经过不同衰落的信号，从而在频域上获得分集增益以此克服信道衰落、改善信号的传输质量。该方法适用于大间距的天线阵，能更好保证接收正确性。波束赋形亦称智能天线，已经在3G TD-SCDMA中有应用，是一种利用小间距天线阵列的信号预处理技术35。其具体实现原理是利用空间信道的强相关性，通过多个天线

24、阵元的波干涉，产生指定方向的波束来获得赋形增益，从而提高信噪比、增加覆盖范围以此改善小区覆盖。对于4G LTE，波束赋形仅支持专业导频，但是不适用于室内覆盖场景。空分复用是利用空间信道的弱相关性，通过非相关的天线在多个相互独立的空间信道上，并行发射和接收多个内容不同的数据流，从而获得复用增益，提高数据。该技术适用于单用户峰值速率要求较高的场景，适用于室内覆盖。4G LTE系统采用双极化天线实现2发2收或8发2收。2.3智能天线技术智能天线是一种以智能算法为核心，通过固定天线单元判定信号的方向性，同时获取信号源位置特性的天线阵列36。其实现原理是通过准准确导向无线电信号，产生固定方向的空间波束，

25、使其主波束指向用户信号到达方向，而让旁瓣或零陷对准干扰信号到达的方向。其优点是对移动用户信号能够高效利用，并且对于干扰信号能有效删除或抑制37。其性能效益表现在多个方面，例如抗多径衰落、支持高数据速率、增加系统容量、提高频谱效率等.2.4本章小结对于已有室分系统的楼体，有较大容量需求、具备建设条件的场景应优先建设双路系统，对于点位受限场景可适当考虑应用双极化天线；对于其他场景，应按照思路方式考虑，后续若有进一步的容量需求，可通过空分复用、小区分裂等方式扩容。对于新建场景，由于单、双路建设难度基本相当，应优先考虑双路系统的容量优势，建议以双路室分系统建设为主，提升容量38。第三章 某办公大楼4G

26、分布系统的需求分析与方案设计通过对4G室内覆盖相关技术进行了解。本章会根据某办公大楼4G分布进行详细的需求分析。设计出适合该大楼的方案。3.1某办公大楼原有分布系统的现状某办公大楼位于中南地区某省会城市核心商务区，由一栋8层楼的机楼和一栋19层的主塔楼组成，建筑总面积约84000平方米，有两层地下停车场。机楼的1层为业务演示厅，2层到8层为设备用房，共有3部电梯。主塔楼1层为大堂，2层到19层为办公室，共有5部电梯。大楼内有大量办公室、会议室、展示厅等设施，语音和数据业务需求十分旺盛，符合4G分布系统的选点要求。某办公大楼分布系统建成于2011年，已融合了GSM、TD-SCDMA、WLAN三种

27、制式。其中GSM使用900MHz频段覆盖机楼的B2F-9F以及1-3号电梯，主塔楼的B2F-8F以及4-8号电梯的8F以下部分；使用1800MHz频段覆盖主塔楼的9F-19F以及4-8号电梯的9F到19F部分；TD-SCDMA使用A频段覆盖机楼、主塔楼、电梯和地下室；WLAN使用2.4G频段覆盖机楼和主塔楼各楼层。所有覆盖均为室内覆盖。随着企业办公信息化的不断发展和办公走向移动化的趋势，很多企业正在逐渐改善提升以往的有线连网方式，开始建设更加方便、便捷、移动性强的无线接入网络来满足自身发展的需求。办公职员通过无线网络可以在办公区内随时地接入企业内部网络和internet，来完成各种业务工作的处

28、理，另外WLAN网络解决以往的有线端口接入限制、硬件维护工作繁琐、线路多、可移动性弱等问题，对企业网络管理人员也是一个实质性的变革。为了研究适合该办公大楼的方案，我们先看看该大楼已有的覆盖方式，再根据已有的来进行分析，选择适合该大楼的覆盖方式。（1）已有TD-SCDMA覆盖方案TD-SCDMA采用整体覆盖的方式，按照楼层划分成3个覆盖小区，其中1小区覆盖机楼和机楼13号电梯，2小区覆盖主塔楼上层及48号电梯上部，3小区覆盖主塔楼下层及48号电梯下部。采用室内分布系统方式进行建设，主设备选用分布式基站或GRRU类型，即采用“室内分布系统+GRRU”或“室内分布系统+分布式基站”的解决方案。将RR

29、U拉远到远端可以缩短馈线的损耗。 此种场景主设备的供电可以按照近期RRU、分布系统和WLAN供电指导意见的通知执行，采用的是直流方式对设备供电。（2）已有GSM覆盖方案 信号源为宏蜂窝BTS，分别用不同扇区引出信号覆盖多个建筑物，进入楼层方式与微蜂窝相同，宏蜂窝与远地建筑物之间采用光纤传输方式。（3）已有WLAN覆盖方案WLAN采用末端合路的方式覆盖了楼层。电梯和地下室没有WLAN的业务需求未作覆盖。原有分布系统中，GSM和TD-SCDMA网络用于语音业务的承载，TD-SCDMA和WLAN网络用于数据业务的承载，分布系统的设计方案和工程工艺能够较好地满足某办公大楼内的语音和数据业务需求。3.1

30、.1 制式简要区别介绍已有的无线覆盖方案中接入单元从基站端耦合2G和3G信号，采用数字传输方式，通过光纤传输到扩展单元，在扩展单元与WLAN（或宽带）信号合路，然后通过千兆网口传输给多个远端，远端机对信号进行数字处理后，GSM信号和TD-SCDMA信号通过天线实现覆盖，WLAN（或宽带）信号通过百兆网口实现宽带网络覆盖。据统计，WLAN业务90%产生于室内，而采用传统的覆盖方式入户难度大，深度覆盖严重不足，导致用户体验效果差，上网速度慢，下载速率低。传统的WLAN室内分布系统建网模式一般是在走廊、电梯厅等公共区域布放AP或天线，由于墙体的衰减损耗，信号传输到房间内部已经难以达到覆盖的指标要求。

31、传统WLAN方案设计由于考虑馈线、接头、无源器件等传输损耗，需逐级做链路计算，费时费力；在现场施工时由于业主或其它因素影响，往往不能按实际方案实施，偏离设计效果。3.2本项目设计要求3.2.1设计要求本次4G分布系统工程范围包括某办公大楼主塔楼1到19层、机楼1到8层、两层地下室和8部电梯等室内主要的业务需求区域。3.2.2技术指标4G分布系统技术指标包括网络覆盖指标、业务性能指标和设备性能指标三大类。这是因为要保证末端天线的输出功率，必须对信源输出的功率、天馈系统传输介质的信号衰减情况，以及天线和无源器件在系统中起到的信号衰减作用进行测量和估算，便于计算末端天线的输出功率39。1、网络覆盖指

32、标分布外泄信号强度应满足，室外10米接收到室内小区的RSRP(Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率)±110dBm，或室外主覆盖小区的RSRP比室内小区的高10dB。天线口输出功率为10dBm15dBm。2、业务性能指标（1）4G双通路下载峰值速率60Mbps，下载平均速率>30Mbps；上行峰值速率>15Mbps，上行平均速率>8Mbps。（2）4G单通路下行峰值速率40Mbps，下行平均速率20Mbps；上行峰值速率>15Mbps，上行平均速率>8Mbps。（3）、设备性能指标RRU每通道输出功率大于20

33、W，无设备告警、各通路的驻波比<1.540。合路器和耦合器均应支持E频段，且前三级无源器件的三阶互调指标低于-120dBc。3.2.3设计流程某办公大楼分布系统设计包括原有分布系统的信息收集、容量估计、参数设计、设备和器件选型、方案实施、验证测试等方面信息收集验证测试方案实施设备器件选型参数设计容量估计 图3.4设计流程示意图信息收集：通过对本办公大楼的楼样信息采集，当前的覆盖方式，大楼综合的布局，包括电梯、车库、大厅以及房间等等，为下面的实施和选择如何制定分布系统做好基础的工作。容量估计：通过对大楼的房间、电梯、车库、大厅等等区域进行评测，先给一个大概的容量范围，日前大楼平均的吞吐量，

34、上下行速率，覆盖率等等进行检测。参数设计：综合现在的目前的各项指标参数来制定将要制作的系统做出参数的评估，制定出模拟数据，要使得模拟数据符合我们测试的数据。设备和器件选型：覆盖方式、天馈系统、信号源以及通道的选择，设计出最适合本楼的覆盖方式以及器件的选择。方案实施：根据设计要求来对本大楼进行方案实施，通过设备和器件的选择来进行实施工作。使得本系统的方案得到实现。验证测试：通过制定的指标与我们的需求进行验证测试，在本大楼，主要是对上下行的速率，语音通话质量，覆盖率进行测试，通过测试，要达到我们的制定指标。3.2.4需求分析(l)覆盖需求要求大楼内从1楼到19楼，机楼1到8层、两层地下室和8部电梯

35、等都能有良好信号覆盖，房间内信号覆盖均匀，电梯、走廊等死角有信号覆盖。写字楼的功能分区比较明显，由低层到高层一般可分为：为地下车库区，裙楼综合商业区、塔楼办公区和电梯等四种场景，每一类场景都有不同的覆盖需求41。A地下车库区写字楼的地下车库一般为钢筋混凝土结构，空间阔，有小面积的隔断用于区域分割。但隔断一般为承重墙，材质较厚，对信号的衰减十分明显，因此，各隔断区域必须布放天线进行信号覆盖。光纤或馈线一般釆用沿墙布放或安装专门的槽道用于走线。地下车库处于地下封闭环境，信号封闭，基本不会出现泄露。此区域主要为语音业务需求，数据业务的需求较小。B裙楼综合商业区裙楼综合商业区多为钢筋混凝土结构，层高较

36、高，同层内建筑隔断较少，内部空间较空矿，楼层间穿透损耗较大。综合商业区室内走线必须隐蔽，不得影响美观，破坏装修。该区域为语音和数据业务热点区域，应重点保证。C塔楼办公区塔楼办公区多为钢筋混凝土结构或钢筋混凝土结构外加玻璃幕墙，平层内部建筑隔断较多，穿透损耗情况复杂，楼层间穿透损耗也较大。塔楼办公区建筑物中高层受周边基站的频率干扰较大，无线环境复杂。该区域也为语音和数据业务热点区域，应重点保证2。D电梯电梯井为竖直封闭或半封闭区域，对信号屏蔽的较强。而电梯轿厢本身是全金属或半金属结构，对信号隔绝性能较好。覆盖的重点是保证电梯在整个运行区域中，轿厢内的信号覆盖。由于电梯井的纵深较长，信号屏蔽明显，

37、为减少馈线过长造成的线路损耗。观光电梯一般为180度玻璃隔断面向室外，低层的观光电梯一般无需覆盖，高层的观光电梯，电梯区域主要为语音业务需求，数据业务需求较小。 (2)容量需求通过对大楼内的业务总量和各种类型的业务量进行估算，结合业务模型、用户模型和时隙、频点的配置，来估算总容量。并计算出所需大楼数目。 该大楼内的典型业务包括IP语音业务，数据业务如应用软件、移动社交网络服务、视频业务、移动电子商务等。小区数目=每用户吞吐量*用户数/单站平均吞吐量。从国内TD-LTE 20MHz带宽的实测数据看，其平均吞吐量约为20Mbit/s，能够支持的调度用户数最多约为80个。实际调度用户数定在10-20

38、之间较为适合。在“功率覆盖”模式下，当信噪比提高到一定指标后，网络的容量就无法继续提升了。按此模式来建设4G网络，无法充分发挥4G的技术优势，在一些情况下甚至会造成4G网络的容量只能达到3G网络的水平。实际上4G不同场景对于网络的要求是不同的，因此运营商需要以“容量覆盖”的思路来细分场景，按需进行网络覆盖。3.2.4制定指标 根据大楼用户需求TD-LTE移频系统技术规范书制定以下指标: (1)覆盖能力指标:中国移动4G TD-LTE要求室内信号接收强度小于-50dbm。通过链路预算方法可以评估和测算室内覆盖系统覆盖能力，估算出各种业务条件下的最大允许路径损耗，并在最大允许路径损耗中取最小值作为

39、室分系统的最大路径损耗，进而估算出覆盖区域需要的站数。(2)容量指标:室内覆盖站要求在20MHz带宽、10用户同时接入，小区边缘用户速率约1 Mbit/s3072kbit/s(上行/下行)。(3)监控指标:通过网络对室内分布系统的工作状态进行远程监控，遵守中国移动监控协议。延时不能超过30ms，丢包率小于3%。(4)多网共存:2G, 3G. 4G以及有线电视CATV四网共存，各系统间干扰量要遵守移动标准。3.3 4G室内分布系统的方案设计本次所研究的写字楼定位高端，内部结构相对复杂，故分布系统的建设需要采用精细方式进行全楼覆盖，由于写字楼位于城市中心地区，离公路比较近，且多有玻璃幕墙或大面积玻

40、璃窗结构，容易造成分布信号泄露，应在满足站点覆盖和容量需求的基础上，控制信号泄露，减少对室外信号的影响。大楼在建设分布系统时，通常对整栋楼覆盖，一般釆用分布式基站和电缆的方式进行建设。室内部分釆用吸顶天线，为避免信号泄露，需要严格控制天线的数量和输出功率。电梯或地下车库出入口往往釆用定向天线进行覆盖。有的写字楼在裙楼或楼顶上增加了室外覆盖的天线，用于覆盖写字楼周边的区域。地下车库区一般选用全向吸顶天线沿着车道布放馈线，两个天线的间隔约为25-30rn。出入口安装全向吸顶天线或定向天线以实现与室外宏基站信号的协同覆盖。综合商业区室内空矿区域一般采用全向吸顶天线进行覆盖，覆盖半径在15rn以内；室

41、内狭长区域，可以选用定向天线进行覆盖，覆盖距离在35m以内。分布系统布线一般釆用隐蔽工程，避免影响美观。塔楼办公区平层的天线一般安装在走廊内，采用全向吸顶天线。对于办公区内级深超过4米的办公室，天线需要放置在办公室门口，或者放入办公室内才能进行有效覆盖。信源设备一般安装在楼顶电梯机房或者地下室的电梯间附近。电梯井内多采用定向窄波束天线进行覆盖，为保证覆盖效果，一般每4层安装一幅天线，如采用泄漏电缆进行覆盖，应注意缆线末端稱合的信号能否满足覆盖要求。观光电梯只需在部分高楼层的电梯厅口布放全向吸顶天线即可。切换区域建议设置在电梯厅，避免设置在电梯中而产生切换掉话。3.3.1 信号分布系统的选择按所

42、采用设备的不同，分布系统可以分为无源系统和有源系统。如果按布线材料的不同，室内分布系统还以分为同轴电缆系统、光纤系统泄漏电缆系统和光电混合系统等。1、 同轴电缆是最常用的材料，性能稳定、造价便宜，但线路损耗大。大型同轴电缆室内分布系统通常需要多个干线放大器作信号放大接力。同轴电缆系统由于造价便宜，安装方便，在实际工程中大量采用。适用于楼层不是很高。分布天线数量较少的室内分布系统中。这种方式主要使用功分器和耦合器等无源器件将功率分配至各个天线，在适当的时候可以增加干线放大器来提高信号强度。2、 光纤线路损耗小，不加干线放大器也可将信号送到多个区域，能保证足够的信号强度，性能稳定可靠。3、 泄漏电

43、缆系统不需要室内天线，在电缆通过的地方，信号即可泄漏出来，完成覆盖。4、 光电混合系统是利用同轴电缆与光纤混合使用，即保证了信号的稳定又保证了成本。在主体线路采用光纤，在比如楼道、地下室、房间等处就使用同轴电缆。表3-1 信号分布系统分类比较信号分布方式优点缺点无源天馈线分布方式成本低、无源器件，故障率低、无需供电，安装方便、无噪声、宽频带设计简单，对于复杂系统无法保证信号功率。有源分布方式对于复杂系统能保证信号覆盖功率频段宽，多系统兼容难度大，需要供电光纤分布方式传输距离远，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、兼容性好造价高光电混合信号的稳定又保证了成本设计复杂在

44、选择信号分布系统时一般应考虑以下几条原则：1、 对于小型室内覆盖，一般指覆盖面积在1万平米以下，应采用无源分布系统。2、 对于中大型室内覆盖，一般指覆盖面积在5万平米以下，通过加干线放大器的电分布系统来实现覆盖。加入干线放大器会引起噪声恶化和插损，所以要仔细地测量和计算。在满足覆盖指标的条件下尽量少用于干线放大器，最好不超过4个，另外干线放大器的级联会形成噪声积累，一般不采用级联方式。3、 对大型建筑物或离散型区域进行室内覆盖时，可以采用光-电综合分布的方式，把电信号转换为光信号后通过光纤传输到大型建筑物的分层或各个离散区域，然后通过光-电转换进入到室内的信号分布系统中。4、 泄漏分布作为一种

45、特殊的电分布方式，用于普通天馈系统难以发挥作用而又必须覆盖的特殊区域，如隧道、地铁等。该大楼由一栋8层楼的机楼和一栋19层的主塔楼组成，建筑总面积约84000平方米，有两层地下停车场。机楼的1层为业务演示厅，2层到8层为设备用房，共有3部电梯。主塔楼1层为大堂，2层到19层为办公室，共有5部电梯。大楼内有大量办公室、会议室、展示厅等设施，经过综合分析，我们认为光-电综合分布更加适合该办公大楼的实际需要。3.3.2 与原有系统共存方式的选择本文所讲的共存方式有两路新建和一路新建、一路合路两种共存方式。下文对两种共存方式进行了详细的分析以及优缺点的表述，并提出了第三种改造后的共存方式。并与原有的系

46、统进行了对比分析。3.3.2.1两路新建此种建设方式在不改动原有分布系统基础上，重新新建两套4G室内天馈线系统，为了保证双流天线的性能，两个单极化天线的间距尽量要求在10波长以上，大约为1.25米，如实际安装空间受限双天线间距不应低于4波长（约为0.5米）。双极化天线之间的距离应在10波长以上（约为1.25米），形成2X2MIMO组网。两路新建的建设方式如图3-6，两路新建的优缺点和适用场景如表3-2：表3-2两路新建的优缺点和适用场景优点峰值速率得到提升，小区存吐吸提升，约为单通通模式的1.6倍；与其他通信系统相对独立，方便以后的系统升级；可以实现空间隔离大线，能够降低干扰的风险。缺点成本较

47、高，需要重新新建两路室内分布式系统和天线；网络改造量大、投资大；对于已有室内分布系统的建筑，再次新建两路大馈线的系统，实施难度大且工程协调难度大。应用场景新建设楼体；合路存在严重干扰并且具备新增两路天馈线条件的场景应用图3-6两路新建方式示意图3.3.2.2 一路新建、一路合路在不改动原有系统天馈线的基础上，增加一路新的天馈系统。4G系统一路接入新建的馈线，另外一路与原有室分系统进行合路处理2。前提是现有的室内分布4G频率包含在无源器件的频段范围涵盖内，并且合路器隔离度指标满足覆盖要求43。对于这些器件满足要求的系统，天线工作频率范围要求为800M到2500M范围内，可以直接支持4G系统，就不

48、用担心干扰隔离的要求。一路新建、一路合路的建设方式如图3-7，路新建、一路合路的优缺点和适用场景如表3-3：表3-3 路新建、一路合路的优缺点和适用场景优点峰值速率得到提升，小区吞吐量提升，约为单通道模式的1.6倍；在合路器指标满足要求时，与既有2 /3G系统合路可以满足覆盖要求；利旧已有室分系统，大大减少了投资和工程协调量。缺点只有满足隔离度要求时才能与既有分布系统合路，需要进行干扰分析；原有分布系统元器件一般只支持800M?2500M频段，后期LTE若引入D频段，会受限。应用场景适用于容量需求高，分布式系统可改造的楼宇，并且既有室分无源器件的频率需要支持4G。图3-7新建一路、合路一路示意

49、图3.3.2.3改造原有系统需要在原分布系统合路处更换合路器，由于增加了一路信号，而且频率范围发生了改变，需要更换功能更加优越满足要求的合路器等设备。施工主要在机房，弱电井等区域施工，工程实施难度小，施工量小，但是容量提升空间小，可能无法满足未来的用户需求，因为一定的容量宽限是我们在网络规划中必须考虑的一个方面，为了以后用户的增加，通过小区分裂等方式满足未来需求44。表3-4 原分布系统优缺点比较优点缺点POE无线覆盖方式节省AP数量馈线施工麻烦对于复杂系统能保证信号覆盖功率施工难度大，没有信号冗余性传输距离远，传输质量好造价高场强分布均匀，可控性高、频段宽、兼容性好造价高根据3.3.1章节，

50、首先该大楼属于高大建筑物，为了大楼美观，而且不需要线缆露出来（这就与环境相关），综合对材料、性能、造价、损耗以及大楼的环境分析如表3-1与3-2所示。3.4原分布系统信息收集3.4.1分布系统天馈检查分布系统天馈检查包括：无源器件互调检测、线路驻波比检测、无源器件频段检测三部分。根据分布系统的建设要求，前三级无源器件的三阶互调值应低于-120dBc，线路中的驻波比应低于1.5，所有无源器件都必须支持E频段。某办公大楼的分布系统规模比较大，分布系统的支路和器件都比较多，进行全面检测的难度很大，因此，主要对GSM或TD-SCDMA后台统计存在干扰的小区进行检测。使用Summitek公司的iQA-9

51、00B交调测试仪对存在干扰的小区楼层进行检测，共发现8个器件存在三阶互调干扰超标的问题，最高的互调干扰值达到了-88dBc。检测结果见表3.1。使用Anritsu公司的Site Master-S331D驻波比测试仪对每一楼层的天馈系统的驻波比进行测试，共发现6个楼层的天馈系统存在驻波比问题。检测结果见表3-6。表3-6器件三阶互调测试情况器件生产厂家器件型号器件位置三阶交调值（dBc）是否合格厂家A二功分器10F-天花板第一个器件-107否厂家A二功分器6F安全出口处天花板-114否厂家B6dB耦合器8F电梯右边第一个吊顶-94否厂家B二功分器8F电梯右边第一个吊顶-88否厂家B6dB耦合器8

52、F电梯右边第一个吊顶-114否厂家B5dB耦合器5F电梯右边第一个吊顶-115否厂家B二功分器4011房旁吊顶-88否厂家B二功分器4F电梯右边第一个吊顶-90否表3-7楼层天馈系统驻波比测试情况位置驻波比值排查结果主塔楼IF天线支路1.9接头松动，拧紧后恢复主塔楼5F天线支路1.6接头松动，拧紧后恢复主塔楼9F天线支路1.8接头松动，拧紧后恢复主塔楼17F天线支路3.2接头制作工艺不达标，重新制作接头机楼2F天线支路1.9接头老化，更换后恢复机楼8F天线支路14.3跳线被折断，更换跳线后恢复经过对照设计图发现以前用于GSM和TD合路的支路上的合路器均使用了不支持E频段的器件，进行4G合路时均

53、需要更换。3.4.2配套资源检查机房资源是对设备安装与设计至关重要的因素。检查的内容包括：机房空间、电源、传输、冗余等方面。（1）机房空间覆盖某办公大楼的两台BBU8300和两台覆盖机楼电梯和机楼678楼的RRU放置在机房内，其他RRU均放置在所覆盖楼层的弱电井内。BBIJ8300放置在综合机柜里，占用8个U的空间。RRU挂在机房的墙壁上。（2）电源机房内使用开关电源进行直流供电，RRU直接接交流电进行供电。供电的端子口均满足供电数量要求。（3）传输现有机房内的传输已提供给GSM和TD-SCDMA站点使用，新增4G必须需要从上级节点东风路6楼城域1新增传输，用于满足传输需求。（4）冗余现有的机

54、房内由于是从东风路6楼城域1新增的节点传输，只供办公大楼使用，所有，如果在资源丰富的情况下可能会出现资源冗余的情况。传输拓扑图见图3.8。图3-8传输平面拓扑图办公大楼地处东风路东北侧，毗邻电影发行公司，三条直开站点交汇处，交通便利。周边配套设施齐全，金泰、都市星光、星沙二机楼、梦泽园六中等，7个PTN站点，3个已开通站点和1个计划将开通站点。C办公大楼东南方向以丝茅冲为中心5个PTN站点的建成一定程度上可以看出该办公楼未来的发展潜力是巨大的，加之东风路为轴线向南北两侧为外延拓展计划将开通的国讯站点极大的丰富了C办公大楼的物流，人流商圈效应。3.4.3参数检查某办公大楼周边的GSM、TD-SC

55、DMA、4G站点的分布如图所示。主要的宏站站点包括社会科学院、省公司宿舍、省公司办公楼裙楼、梦泽园六中综合楼东北、证券培训楼等站点。图3-9某办公大楼周边站点图（某办公大楼以指针标明）某办公大楼周边的GSM和TD-SCDMA基站主要为4G使用CSFB功能时，提供室外的语音回落。在参数设置时，为避免4G出现时隙干扰，一般将4G的参数与周边的4G宏蜂窝基站设置成一致。周边基站的4G下上行子顿配比为3：1，特殊子喊配比为10：2：2.因此在设置时可以考虑与周边的站点一致。3.5信源的选择信号源的选取应充分考虑覆盖、容量及成本等各方面的情况，;针遵循以下几条原则:(1)信源的输出功率能满足天线口输出功

56、率的要求，并为系统后期合路或者扩容带来的损耗做出功率预留;(2)信号源的配置要能根据室分系统覆盖区域的预测容量来确定其配置和种类;(3)在满足覆盖需求和容量需求的基础上，还需考虑室内分布系统对整网的影响，应该严格控制室内覆盖信号向室外泄露，要求使室内室外一致，整网协调，拥有良好的网络质量;(4)还需综合考虑信号源的配套设备的需求，尽量减少成本投入;(5)信号源的电磁辐射水平和噪声要能达到环境保护的要求。3.5.1信号源在室分系统需要新建的场景下，无论是单通道方案还是双通道方案，都需要重新协调业主在楼梯内施工，建设难度差别不大，因此在该场景下应建设双通道方案为主，一般场景下4G网络建设都用一路新建，一路合路的方式进行，具体怎样合路还需要具体的建筑进行不同的分析。除非是干扰非常严重或者全新并且有足够的投资成本的建筑可以考虑使用新建两路，单纯改造原有的分布系统不能满足容量的需求。双路建设模式具有MIMO的性能优势，提升用户体验。据试验网测试结论可知双通道模式小区的平均吞吐量是单通道模式小区的