【資料名稱】：室內(nèi)覆蓋規(guī)劃

【資料作者】：室內(nèi)覆蓋規(guī)劃

【資料日期】：室內(nèi)覆蓋規(guī)劃

【資料語言】：中文

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【資料目錄和簡介】：



MF005602
室內(nèi)覆蓋規(guī)劃
ISSUE1.0




目錄
課程說明1
課程介紹1
課程目標1
相關(guān)資料1
第1章 概述2
1.1 室內(nèi)覆蓋問題2
1.2 室內(nèi)覆蓋引入3
1.2.1 什么是室內(nèi)覆蓋3
1.2.2 室內(nèi)覆蓋引入3
第2章 室內(nèi)覆蓋規(guī)劃流程4
2.1 站點獲得5
2.2 站點初步查看/預(yù)規(guī)劃5
2.3 詳細設(shè)計6
2.3.1 室內(nèi)覆蓋測試6
2.3.2 路徑損耗測試7
2.3.3 下行功率預(yù)算7
2.4 優(yōu)化驗收8
2.5 網(wǎng)絡(luò)話統(tǒng)跟蹤9
第3章 室內(nèi)傳播模型10
第4章 室內(nèi)應(yīng)用的設(shè)備類型12
4.1 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)組成12
4.2 微蜂窩或直放站12
4.3 天線12
4.4 功分器13
4.5 同軸電纜14
4.6 泄漏電纜16
4.7 光纖分布式天線系統(tǒng)17
第5章 室內(nèi)設(shè)計舉例19
5.1 電梯覆蓋19
5.2 頻率規(guī)劃30
5.3 小區(qū)定義和小區(qū)參數(shù)32
5.4 鄰區(qū)定義32
5.5 未來擴容和改動33
第6章 天線系統(tǒng)設(shè)計34
第7章 部分同軸分布式系統(tǒng)器件參數(shù)39

課程說明
課程介紹
本課程介紹了GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的概念和設(shè)計，主要闡述了室內(nèi)分布系統(tǒng)的需求、規(guī)劃流程、設(shè)計目標、詳細設(shè)計和參數(shù)設(shè)計。本課程的主要內(nèi)容如下：室內(nèi)分布系統(tǒng)概述、設(shè)計流程、室內(nèi)傳播模型、分布系統(tǒng)有關(guān)設(shè)備類型、典型環(huán)境設(shè)備設(shè)計、天線設(shè)計和部分器件參數(shù)等內(nèi)容。
課程目標
完成本課程的學(xué)習(xí)后，您應(yīng)該能夠：
了解室內(nèi)分布系統(tǒng)組成、應(yīng)用
掌握設(shè)計方法、掌握典型環(huán)境下的設(shè)計原則
相關(guān)資料

第1章概述
1.1室內(nèi)覆蓋問題
隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，新的摩天大樓如豪華賓館、商業(yè)中心、大型公寓等，地下結(jié)構(gòu)如地鐵、地下室、地下車庫等大量涌現(xiàn)，使手機在室內(nèi)的使用頻率日益增加。用戶已不再滿足于只有室外的移動通信服務(wù)，同時也要求有更好的室內(nèi)移動通信服務(wù)。
室內(nèi)移動通信存在著以下幾個問題：
—覆蓋方面，由于室內(nèi)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了無線電波較大的傳輸衰耗，形成了移動信號的弱場強區(qū)甚至盲區(qū)，致使大樓的地下室、一、二層場強較弱，甚至存在一些盲區(qū)。由于室內(nèi)的覆蓋不好，容易出現(xiàn)手機掉網(wǎng)的現(xiàn)象，造成尋呼無響應(yīng)。
—質(zhì)量方面，建筑物高層空間極易存在無線頻率干擾，服務(wù)小區(qū)信號不穩(wěn)定，出現(xiàn)乒乓切換效應(yīng)，話音質(zhì)量難以保證，并出現(xiàn)斷音、掉話現(xiàn)象。
—容量方面，建筑物諸如大型購物商場、會議中心，由于移動電話使用密度過大，局部網(wǎng)絡(luò)容量不能滿足用戶需求，無線信道發(fā)生擁塞現(xiàn)象。
目前室內(nèi)覆蓋主要依靠室外現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)覆蓋的延伸方式，如直放站方式、室外大功率基站方式、天線架高方式。但是這樣的解決方式帶來以下問題：
由于穿透損耗大，室內(nèi)覆蓋效果差，存在大量覆蓋盲區(qū)，無法通話；
采用直放站方式時，對源信號電平要求高，并且交調(diào)干擾和同鄰頻干擾都比較嚴重，通話質(zhì)量難于保證，控制不好，會影響整網(wǎng)的質(zhì)量。
采用直放站和室外基站沒有根本解決容量問題，網(wǎng)絡(luò)容量有限，接通率低；
天線架設(shè)太高會帶來越區(qū)覆蓋，影響整網(wǎng)質(zhì)量；
室外小區(qū)增加頻率時，頻率規(guī)劃困難，網(wǎng)絡(luò)容量增長困難；
1.2室內(nèi)覆蓋引入
1.2.1什么是室內(nèi)覆蓋
由于室內(nèi)覆蓋存在上述問題，因此出現(xiàn)了解決室內(nèi)覆蓋的解決方案。 室內(nèi)覆蓋是針對室內(nèi)用戶群、用于改善建筑物內(nèi)移動通信環(huán)境的一種成功的方案，室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)其原理是利用室內(nèi)天線分布系統(tǒng)將移動基站的信號均勻分布在室內(nèi)每個角落，從而保證室內(nèi)區(qū)域擁有理想的信號覆蓋。
1.2.2室內(nèi)覆蓋引入
應(yīng)用這些方案可帶來的效果有：1、可以較為全面地改善建筑物內(nèi)的通話質(zhì)量，提高移動電話接通率，開辟出高質(zhì)量的室內(nèi)移動通信區(qū)域；2、使用微蜂窩系統(tǒng)可以分擔(dān)室外宏蜂窩話務(wù)，擴大網(wǎng)絡(luò)容量。3、解決高層干擾問題。如 ：在大樓的高層，許多室外小區(qū)的信號有直達路徑到達室內(nèi)，來自各個方向的信號電平較高，干擾大，很難有干凈的不受干擾的信道。解決的辦法是用室內(nèi)覆蓋，靠滿足較高的C/I值，獲得較高質(zhì)量的室內(nèi)移動通信服務(wù)。 對于室內(nèi)覆蓋，天線的輸出功率很低，加上建筑物外墻的衰減，因此室內(nèi)小區(qū)對室外小區(qū)的影響是很有限的。圖1-1是一個大樓室內(nèi)覆蓋的示意圖。

圖1-1 室內(nèi)覆蓋示意圖

第2章室內(nèi)覆蓋規(guī)劃流程
室內(nèi)覆蓋規(guī)劃分為幾個不同的階段。首先要做的是找到想要覆蓋的目標建筑物。需要室內(nèi)覆蓋的地方通常是覆蓋差的大型建筑物、賓館、寫字樓、地下停車場等，還有話務(wù)量高的大型室內(nèi)場所，如車站、機場、商場、體育館、購物中心等。在站點的初步勘察后，進行站點的詳細勘察。接著進行詳細的設(shè)計，然后設(shè)備安裝，安裝完成之后，無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃人員還要進行測試和優(yōu)化，看是否達到預(yù)期要求。下面用一個流程框圖來表示規(guī)劃的流程。








2.1站點獲得
客戶需求的詳細說明，用戶數(shù)、覆蓋要求、服務(wù)等級
在設(shè)計前收集周圍小區(qū)的信息
在開始規(guī)劃前，獲得物業(yè)主的允許，考察大樓，或者最好得到大樓的設(shè)計平面圖
準備目標建筑的列表
得到被批準的目標
2.2站點初步查看/預(yù)規(guī)劃
獲得樓層布置和大樓的信息，以及人員的分布情況
預(yù)先考察可能的天線布放位置，電纜布放，尋找BTS的最佳位置
和實施人一起進行站點考察
做測試確定天線的最終安裝位置
為每一個天線的安裝位置照相，存為資料
2.3詳細設(shè)計
這是設(shè)計的重要部分。詳細的設(shè)計包括功率預(yù)算，系統(tǒng)圖，解決方案描述。功率預(yù)算的意義是保證在發(fā)射端和天線端的射頻部件的衰減不太大，以提供足夠高的信號電平。這也最終決定了是使用同軸電纜、還是光纖來給天線饋電。
需要的信號電平將決定天線的數(shù)量和站點使用的設(shè)備類型。典型的室內(nèi)應(yīng)用，在覆蓋區(qū)域的95%內(nèi)，信號電平介于-80dBm和-85dBm之間。這就決定了在不同位置處的天線需要的EIRP值和BTS、電纜、天線的數(shù)量。通常，運營者根據(jù)不同的覆蓋類型，例如：農(nóng)村、郊區(qū)、市區(qū)、密集市區(qū)、室內(nèi)等來定義信號電平。
除了EIRP，小區(qū)的范圍也取決于環(huán)境類型朹辦公室、賓館、商場的布局。表2-1中列舉了一些典型的環(huán)境。EIRP值的也可由下面的方法通過測試來確定。
表2-1 在EIRP15-17dBm下，不同室內(nèi)環(huán)境的小區(qū)范圍
環(huán)境類型EIRP小區(qū)范圍
開放的辦公室15-17dBm60 - 80 m
賓館15-17dBm60 - 80 m
商場15-17dBm60 - 80 m
2.3.1室內(nèi)覆蓋測試
對大樓現(xiàn)有的由周圍宏蜂窩提供的室內(nèi)移動信號進行測試，收集所用頻段內(nèi)存在的各種頻率的信號，找出各樓層最強的信號電平，由此得到各樓層所需的最小設(shè)計電平。 為保證樓內(nèi)手機能夠駐留在室內(nèi)微蜂窩上并具有良好的載干比，必須保證樓內(nèi)有足夠高的設(shè)計電平。
例如在南寧某大廈方案設(shè)計期間選擇了第20、22、23、24、28層進行了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋測試，測試結(jié)果見表-B。設(shè)計的各樓層所需的最小設(shè)計電平為：
樓層最小電平（-dBm）
-2-85
-1-85
1-80
20～28-70
2.3.2路徑損耗測試
路徑損耗測試的目的是為了確定該大樓的墻壁、內(nèi)部裝飾物等物體的損耗。采用測試發(fā)射機在測試點發(fā)射GSM900信號，用SAGEM測試手機在樓層各點測量接收信號電平，根據(jù)測試結(jié)果，GSM900信號的路徑損耗計算如下：
Ploss = EiRPRxLev
其中，Ploss為路徑損耗；EiRP為測試發(fā)射機的有效輻射功率，RxLev為測試手機接收電平。根據(jù)大量的測試數(shù)據(jù)，測得樓內(nèi)最大路徑損耗。再由上面的式子，可得到設(shè)計所需參考的EIRP值EiRP = Ploss + RxLev。如果總的路徑損耗太大，所需要的EIRP值就可能很高，也許就需要布置多個天線，來減少室內(nèi)路徑損耗。
2.3.3下行功率預(yù)算
為了計算下行功率，在天線和BTS之間的所有部件都要考慮到計算中去。圖2-1表示了輸出功率4W的BTS，5個天線的系統(tǒng)示意圖。在各位置的天線處計算得出的EIRP值由表2-2給出。

圖2-1 基于同軸電纜的分布式天線系統(tǒng)的例子
表2-2 圖-2中計算得出的每一個天線的功率預(yù)算
A1A2A3A4A5
饋線總長（m）253540105120
饋線總損耗-2.7-3.7-4.2-11.9-13.7
跳線損耗-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5
15dB耦合器-15.1-0.1-0.1-0.1-0.1
10dB耦合器0-10.4-10.4-0.4-0.4
對稱功分器--3-3-3-3
BTS輸出功率dBm3636363636
天線增益22222
EIRP19.720.319.822.120.3
在結(jié)束室內(nèi)設(shè)計之前，應(yīng)建議使系統(tǒng)設(shè)計圖得到執(zhí)行，這樣才能保證設(shè)計能盡可能實現(xiàn)。這之后就可以做頻率規(guī)劃和參數(shù)設(shè)計了。多數(shù)情況下，找到不受干擾和空閑的頻率是困難的，除非是專門預(yù)留了室內(nèi)應(yīng)用的頻率。如果沒有預(yù)留，就應(yīng)該使用外部干擾程度低的頻率。這就要求測試室內(nèi)的信號，可以利用測試手機、頻譜儀等測試設(shè)備來測試，選擇接收到的外部信號中較弱的頻率。這對于選擇BCCH信道的頻率尤為重要，因為它要求的C/I值要比非BCCH的頻率的C/I值高。
詳細設(shè)計可總結(jié)為：
進行功率預(yù)算計算，得到EIRP值
畫系統(tǒng)連接圖
寫出解決方案的描述
得出系統(tǒng)圖執(zhí)行的難度
做頻率規(guī)劃和參數(shù)設(shè)計
2.4優(yōu)化驗收
在室內(nèi)設(shè)備安裝完成后，要進行自檢。這也是保證每一項工作按設(shè)計來做的唯一辦法。至少以下的一些工作要求檢查：
室內(nèi)呼叫
小區(qū)選擇和重選（C1或C2準則）
建筑物內(nèi)部小區(qū)和建筑物外部的小區(qū)間的切換。
檢查信號強度，做移動測試
檢查通話質(zhì)量，必要時調(diào)整頻率
從BSS話統(tǒng)中觀察小區(qū)的話務(wù)，依據(jù)測量數(shù)據(jù)和話統(tǒng)來最后確定參數(shù)
2.5網(wǎng)絡(luò)話統(tǒng)跟蹤
從OMC話統(tǒng)中可檢查下面一些項目：
平均占用時間和擁塞時間
切換成功率，包括切入、切出成功率
接收質(zhì)量和呼叫成功率
掉話率

第3章室內(nèi)傳播模型
在射頻工程中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師使用預(yù)測工具來決定小區(qū)的覆蓋。一些成熟的模型對于室外的應(yīng)用是有效的，對于室內(nèi)應(yīng)用是不適合的。有一些室內(nèi)的傳播模型，用于預(yù)測室內(nèi)環(huán)境的信號電平是基于經(jīng)驗曲線的逼近。這里僅簡要介紹ITU推薦的簡單的室內(nèi)傳播模型。這可以幫助確定室內(nèi)小區(qū)的數(shù)目，天線的數(shù)目。因此在實際設(shè)計中建議使用測試發(fā)射設(shè)備從不同的地方來檢查信號的傳播。
這里描述的模型是一個站點的通用模型，可用于典型的室內(nèi)環(huán)境，它需要很少的環(huán)境路徑損耗信息。用平均的路徑損耗和有關(guān)的陰影衰減統(tǒng)計來表征室內(nèi)路徑損耗。這里的模型計算穿過多層樓層的損耗，以應(yīng)用于頻率在樓層間復(fù)用的情況。基本的模型如下：
Ltotal=20 log f + N log d + Lf（n）- 28 dB
N：距離損耗系數(shù)
f：頻率（MHz）
d：Bs和Ms間的距離
Lf：樓層 穿透損耗（dB）
n：Bs和Ms間的樓層數(shù)
表3-1和表3-2 給出了基于測量得出的典型參數(shù)。
表3-1 距離損耗系數(shù)—N
頻率（MHz）公寓辦公室商場
900303320
1800-2000283222


表3-2 樓層穿透損耗—Lf ，n 是樓層數(shù)目
頻率（MHz）公寓辦公室商場
900-9（1層）
19（2層）
24（3層）-
1800-20004 * n15 + 4 * （n-1）6 + 3 *（n-1）

第4章室內(nèi)應(yīng)用的設(shè)備類型
4.1室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)組成
室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)主要由信號源和信號分布系統(tǒng)兩部分組成。如圖4-1所示。

圖4-1 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)組成
4.2微蜂窩或直放站
室內(nèi)覆蓋使用的信號源可選擇的有微蜂窩或直放站。對于小范圍的室內(nèi)覆蓋可用直放站。這種解決方案成本便宜，安裝快速。缺點是不能提供額外的容量。但使用直放站方式，通話質(zhì)量難于保證，控制不好，會影響整網(wǎng)的質(zhì)量。 在室外站存在富余容量的情況下，通過直放站（Repeater）將室外信號引入室內(nèi)的覆蓋盲區(qū)。室內(nèi)覆蓋應(yīng)用常用的解決方案是用微蜂窩。微蜂窩可應(yīng)用于室內(nèi)，可安裝在任何地方，包括掛在墻上，如：BTS22C、BTS3001C。依據(jù)需要的容量，依據(jù)于建筑物的大小、安裝方案、成本，可以考慮使用宏蜂窩或幾個微蜂窩。
4.3天線
分布式天線系統(tǒng)中使用的天線，一般增益較小，對波束的半功率寬度也沒有具體要求，這是由室內(nèi)覆蓋的特點決定的。可選擇的天線類型有多種，如小的平板定向天線，全向柱形天線，全向吸頂天線。在下面的圖4-2和表4-1中列出了部分天線的外形、參數(shù)，這些天線都是雙頻段類型。

圖4-2 選擇的室內(nèi)天線
表4-1 一些型號的室內(nèi)天線參數(shù)
K 738 449K 742 149K 741 572
類型全向柱形定向平板吸頂全向
頻段900/1800900/1800900/1800
增益2dBi2dBi2dBi
最大功率50 W25 W50 W
重量250 g500 g400 g
尺寸20 / 216 mm205/155/42 mm260/78 mm
極化垂直垂直垂直
定向平板天線和全向吸頂天線通常被用于辦公室、賓館、居住樓、展覽館、走廊。對于一般單根天線覆蓋區(qū)域較小的場合，建議使用雙頻段全向天線，如果是覆蓋比較空曠的狹長區(qū)域，則建議采用定向天線。全向柱形天線主要用于內(nèi)部空間大的建筑，如：體育館，工業(yè)場館，商場。對于居住樓和賓館設(shè)計天線的安裝位置是有較大困難的，除了復(fù)雜的樓層布局，視覺效果也是很重要的。有時由于布放電纜困難，一些如吸頂天線的解決方案就不能用了。
4.4功分器
在室內(nèi)應(yīng)用中功分器是經(jīng)常使用的。使用功分器可以把一個信號源的信號分成多個分支，并把信號分配給多個天線。功分器把信號分配進饋電電纜時會引入損耗，損耗取決于分配的端口數(shù)。有等功率分配器，在兩個端口間分配相等的信號。損耗的簡單關(guān)系是 10*log（N），N是等功率分配器輸出的端口數(shù)。
也有不等功率分配器，在端口間分配不同的功率。
所有的功分器都會帶來少量的損耗—插入損耗。
表4-2 不等功分器的例子，2個輸出端口
類型2端口功分器(dB)插入損耗 (dB)頻帶
Kathrein
K 63 23 60617.0 / 1.00.05800-2000Mhz
K 63 23 610110.4 / 0.40.05800-2000Mhz
K 63 23 615115.1 / 0.10.05800-2000Mhz
表4-3 等功率分配器
類型輸出端口數(shù)目每端口功率損耗插入損耗(dB)頻帶
Kathrein
K 63 22 61 123 dB0.05800-2000Mhz
K 63 22 63 134.8 dB0.05800-2000Mhz
K 63 22 64 146 dB0.05800-2000Mhz
4.5同軸電纜
在分布式天線系統(tǒng)中，要使用饋線把所有器件連接起來。 對于干線要選用損耗較小的電纜，如7/8”饋管。對于到天線的支線，為了便于安裝和節(jié)約成本，盡量使用1/2”跳線。 這種辦法就應(yīng)用在下面的例子中了，在樓層間的長直電纜是粗的主干電纜，到各樓層的天線使用細的電纜來連接。參見圖4-3。表4-4列舉了一些廠商的電纜性能。
如在圖4-3中的電梯天井中的電纜長度超過100米時可使用5/4”饋線。假定饋線長度10米，1/2” 跳線是最好的方案。因為它容易安裝，在電纜兩端不另外需要跳線。如果使用7/8”饋線，在電纜兩端末端要加上兩條跳線。從損耗看，兩者沒有大的差別，但成本和工作量反而提高了。