联通室内覆盖系统工程设计要点edwh.docx
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1、新疆联通通室内覆覆盖系统统工程设设计 中国国联通新新疆分公公司 侯代代峰摘 要要:本文通通过对室室内覆盖盖系统设设计问题题的分析析,对目目前的城城区内网网络建设设提供一一个解决决思路。关键词信信号源 组网网方式 信号号盲区 乒乓效效应孤岛岛效应前言:随随着联通通公司GSSM网络络/CDDMA网网络规模模的扩大大及宏蜂蜂窝基站站密度的的增加,城城市的室室外覆盖盖已基本本做到了了无缝连连接,话话音质量量也进一一步得到到改善和和提高,用户在在大型建建筑物(尤尤其是酒酒店、商务和和商业中中心)内内使用移移动电话话日益增增加,用用户已不不再满足足于只有有室外的的移动通通信服务务,同时时也要求求能提供供更
2、好的的室内移移动通信信业务,而而此类场场所由于于其建筑筑原因,往往往是覆覆盖盲区区,特别别是GSSM系统统穿透能能力比较较弱,但又又要兼顾顾CDMMA网络络的建设设并保持持两网协协调发展展。因此,如如何更好好地进行行室内覆覆盖、改改善建筑筑物内无无线信号号的质量量,增加加网络容容量,已已经显得得越来越越重要。一、室内内覆盖系统统建设的的必要性性室内覆盖盖问题从从广义上上来讲,不不仅仅是是对室内内盲区的的改善,同同时也应应包括对对室内移移动通信信话音质质量、网网络质量量、系统统容量的的改善。除除了对诸诸如地下下室,一一、二层层等屏蔽蔽性地方方信号的的引入外外,同时时也应对对一些高高层建筑筑物高层
3、层部分因因接收到到来自多多方向的的杂乱不不稳定信信号而容容易造成成掉话、断断线、切切换不成成功等方方面进行行改善。对对于高话话务量的的商务、商商贸中心心,还应应该解决决室内话话务及拥拥塞问题题。因此,我我们应从从多方面面去看待待室内覆覆盖的意意义和重重要性。一一方面,室室内覆盖盖的改善善对于扩扩大覆盖盖,提高高接通率率,减少少弱信号号断线,提提高网络络指标,增增加业务务量有很很大的帮帮助。另另一方面面,室内内覆盖也也作为一一种扩容容手段,在在分担室室外话务务,增加加网络容容量,使使室内话话务在室室内吸收收,减少少同频干干扰等方方面起很很大作用用。同时时,室内内覆盖的的改善,对对于提高高公司形形
4、象,为为用户提提供更好好更完美美的随时时随地通通信服务务,提高高竞争力力,增加加市场占占用率具具有很大大的意义义。这些些年来,我我们一直直疲于网网络的扩扩容,而而忽略了了室内覆覆盖问题题和网络络素质的提提高。因因此,加加大力度度搞好室室内覆盖盖改善应应是我们们今后的的一项重重要工作作。二、室内内覆盖系统统的类型型及其特特点室内覆盖盖是针对对室内用用户群用用于改善善建筑物物内移动动通信环环境的一一种成功功的方案案,近几几年在全全国各地地的移动动通信运运营商中中得到了了广泛应应用。室室内覆盖盖系统的的原理是是利用室室内覆盖盖系统将将移动基基站的信信号均匀匀覆盖在室室内每个个角落,从从而保证证室内区
5、区域拥有有理想的的信号覆覆盖。室室内覆盖盖系统可可分为以以下几种种类型:1、按信信号源分分类按信号源源的不同同,可分分为下述述两类室室内覆盖盖系统。蜂窝系统统(包括括微蜂窝窝和宏蜂蜂窝):优点是是信号稳稳定、可可靠,通通信质量量好;缺缺点是建建设周期期较长,一一次性投投资大,还还需支付付传输线线路的租租建费用用。直放站系系统:优优点是投投资省、安安装方便便快捷,可可以很快快解决信信号弱和和盲区问问题;缺缺点是通通过定向向天线难难以取得得单一纯纯净的信信号,系系统的话话音质量量相对蜂蜂窝系统统较差,且且易造成成对其他他基站的的干扰。由于高层层建筑主主要覆盖盖在城市市的繁华华地段,基基站覆盖盖很密
6、,直直放站系系统容易易造成对对其他基基站的干干扰,并并且没有有从根本本上解决决吸收话话务量的的问题,所所以在城城市应当当首选蜂蜂窝使用微蜂蜂窝和直直放站的的比较GSM网网络/CCDMAA网络使用基站站 使用直放放站 是否增加加容量 根据需要要增加容容量 不能增加加容量 信号质量量 好 一般 设置优先先级 可以 不可以 对网络的的影响 小 控制不好好影响很很大 是否需要要传输需要 不需要 是否需要要重新频频率规划划 需要 不需要 是否需要要调整参参数 需要支持 是否支持持容量动动态分配配 不支持 支持 是否支持持多运营营商 不支持 支持 是否支持持多频、多多系统环环境 不支持 支持 安装时间间较
7、长 较短投资回报报期较长较少2、按设设备分类类按所采用用设备的的不同,可可分为无无源系统统和有源源系统。无源系统统主要由由无源器器件组成成,设备备性能稳稳定、安安全性高高、无噪噪声累积积、维护护简单、成成本低。信信号经过过合(分分)路器器、功分器器、耦合合器和线线路衰耗耗后,均均匀覆盖盖到各个个天线,覆覆盖效果果较好。但但系统设设计较为为复杂,灵灵活性差差。当功功率损耗耗较大时时需加干干线放大大器。有源系统统的信号号经过各各级衰耗耗后,到到达末端端时可被被放大器器放大,达达到理想想的强度度。增益益自动校校验无须须调节,场场强覆盖盖均匀,可可保证覆覆盖效果果。但建建设和维维护复杂杂,近端端和所有
8、有远端设设备都需需要电源源,有源源设备易易损坏,系系统的安安全性和和稳定性性较差。考虑到设设备的安安全性、稳稳定性以以及工程程造价,无无源系统统在实际际工程中中采用更更多。3、按布布线材料料分类按布线材材料的不不同,可可分为同同轴电缆缆系统、光光纤系统统和泄漏漏电缆系系统。同轴电缆缆是最常常用的材材料,性性能稳定定、造价价便宜,但但线路损损耗大。大大型同轴轴电缆室室内覆盖盖系统通通常需要要多个干干线放大大器作信信号放大大接力。同同轴电缆缆系统由由于造价价便宜,安安装方便便,在实实际工程程中大量量采用。光纤线路路损耗小小,不加加干线放放大器也也可将信信号送到到多个区区域,能能保证足足够的信信号强
9、度度,性能能稳定可可靠。但但在近端端和远端端都需要要增加光光电转换换设备,系系统造价价高。光光纤覆盖盖系统信信号传输输距离远远,适用用于超大大型建筑筑及距离离较远的的楼群。泄漏电缆缆系统不不需要室室内天线线,在电电缆通过过的地方方,信号号即可泄泄漏出来来,完成成覆盖。泄泄漏电缆缆室内覆覆盖系统统安装方方便,但但造价高高对电缆缆的性能能要求高高,主要要适用于于地铁、隧隧道等狭狭长封闭闭环境。由由于成本本较高,基本很少使用。三、室内内覆盖系统统的组成成及组网网方式1、室内内覆盖系系统主要要由信号号源和信信号覆盖盖系统两两部分组组成。几种信号号覆盖方式式的比较较:覆盖方式式优点缺点1.无源源天馈覆覆
10、盖方式式 成本低、无无源器件件,故障障率低、无无需供电电,安装装方便、无无噪声累累积、宽宽频带系统设计计较为复复杂、信信号损耗耗较大时时需加干干放2.有源源覆盖方式式 设计简单单,布线线灵活,场场强均匀匀频段窄,多多系统兼兼容困难难;需要要供电,故故障率高高、有噪噪声积累累,造价价高3.光纤纤覆盖方式式 传输距离离远,布布线方便便,性和和传输质质量好造价高4.泄漏漏电缆覆覆盖方式式 场强覆盖盖均匀,可可控性高高;频段段宽,多多系统兼兼容性好好造价高,传传输距离离近2、信号号源的选选取(1)通通过直放放站的施施主天线线直接从从附近基基站提取取信号;(2)用用耦合器器从附近近基站耦耦合部分分信号通
11、通过光纤纤传送到到盲区内内的直放放站;(3)用用耦合器器从附近近基站耦耦合部分分信号通通过电缆缆传送到到盲区内内的直放放站;(4)增增加微蜂蜂窝(基基站)。3.常见见的组网网方式无线接入入方式合分路器电功分器电功分器无线接入直放机注:适用用于室内内话务量量不高、室室外宏蜂蜂窝站较较空闲的的区域;施主天天线安装装处接收收到的宏宏蜂窝基基站场强强应大于于-800dBmm(GSSM)/-855dBmm(CDDMA);覆盖区域面积不可太大。无源天馈馈方式合分路器电功分器电功分器BTS注:适用用于小型楼楼层,组组网简单单有源接入入(电分分配方式式)BTS电近端机电远端机选用电远端机注:适用用于中、高高型
12、楼层层;如加电电近端机机,可上上监控系系统;对于较较高的楼楼层,可可在主干干线上采采用7/8馈缆缆。有源接入入(光分分配方式式)BTS光近端机光远端机光远端机光分路器注:适用用于高型型楼层或或大型建建筑群;可上监监控系统统。光电分配配方式BTS合分路器电功分器电功分器光近端机光分合器光远端机光远端机耦合器电功分器电远端机电远端机电合分路器注:使用用于高型型楼层或或大型建建筑群;离微蜂蜂窝基站站较近区区域,用用电端机机,离微微蜂窝基基站较远远区域,用用光端机机。耦合大站站信号(适用于于光、电电、光电电混合系系统)GSMCDMA基站合路器电远端机电远端机泄漏电缆缆覆盖方式式信号源通通过泄漏漏电缆传
13、传输信号号,并通通过电缆缆外导体体的一系系列开口口,在外外导体上上产生表表面电流流,从而而在电缆缆开口处处横截面面上形成成电磁场场,这些些开口就就相当于于一系列列的天线线起到信信号的发发射和接接收作用用。它适适用于隧隧道、地地铁、长长廊等地地形。总的来说说,信号号覆盖系统统根据覆覆盖区域域的具体体情况,组组合无源源、有源源、光纤纤、泄漏漏等方式式,进行行综合性性的分析析。在实实际使用用中,室室内覆盖盖系统可可使每个个微蜂窝窝覆盖范范围增至至几十层层楼左右右;如果果加装干干线放大大器,覆覆盖范围围还可大大幅度增增加。四、室内内覆盖系统统需解决决的问题题1、信号号盲区信号盲区区包括电电梯间、地地下
14、室、楼楼层高屏屏蔽地区区。2、“乒乒乓效应应”区域高层建筑筑的大部部分区域域,特别别是靠窗窗或靠近近室外的的区域,这这种地方方能收到到附近各各种室外外基站的的信号,信信号强度度都差不不多,且且带来不不同程度度的同、邻邻频干扰扰,手机机在这种种情况下下通话时时,不停停地在几几个小区区间来回回切换,通通话质量量很差。3、“孤孤岛效应应”区域这种情况况容易出出现在大大厦的高高层区域域,由外外界很强强的信号号覆盖,但但由于各各种干扰扰的因素素造成根根本无法法解出任任何一个个小区的的码,无无法登陆陆上任何何小区。形形成“孤岛效效应”的主要要原因是是个别基基站覆盖盖太远,由由于附近近基站并并无相邻邻小区的
15、的参数设设置,使使得该小小区用户户无法正正常切换换而形成成“孤岛”。对于以上上第一种种情况,用用室内覆覆盖系统统可以很很好地解解决;但但针对第第二、三三种情况况,则比比较麻烦烦,需要要对网络络参数进进行调整整,个别别情况甚甚至要对对宏蜂窝窝基站进进行调整整。五、室内内覆盖系统统方案设设计方法法室内覆盖盖系统的的建设可可分为准准备、市市场、协协商、设设计、安安装、验验收、运运行维护护等阶段段。1、设计计时应考考虑的因因素进行无源源室内覆覆盖系统统设计时时要考虑虑到信号号源、场场强覆盖盖、上行行信噪比比、互调调干扰、上上下行平平衡、传传输和分分配损耗耗、施工工难度和和造价等等因素。2、分析析与计算
16、算(1)话话务量预预测模型型写字楼:建筑面面积751/220800.001;娱乐场所所:建筑筑面积701/33600.002;商场超市市:建筑筑面积75501/33600.001;会展中心心:建筑筑面积80501/330.0015;会议新闻闻中心:容纳人人数800.002;宾馆:客客房数80700.001(三三、四星星);客房数数80800.0015(五五星);地下停车车场:车车位1080800.0015。根据话务务量模型型可以确确定信号号源需要要的载频频数,考考虑到竞竞争等因因素,实实际勘查查时也应应对现有有手机用用户进行行调查,根根据实际际情况确确定系统统容量。(2)场场强分析析与计算算系
17、统下行行信号计计算:对对移动通通信而言言,当电电波传输输距离很很小且为为直射波波,例如如,在微微小区域域中或室室内无阻阻拦环境境下,其其传播损损耗非常常接近自自由空间间的情况况,计算算公式为为:LS(ddB)32.4+220lggf(MMHz)+200lgdd(kmm)GSM9900系系统为例例其计算算公式为为:LS(ddB)32.4+220lggf(MMHz)+200lgdd(kmm)f: 90999660MHHz (取取为9112MHHz)代入上式式可得:LS(dBB)991.66+200lgdd(kmm) 【11】LS(ddB)91.6+200lgdd(kmm)距离1m5m20m25m损
18、耗31.66dB45.66dB57.66dB59.66dBCDMAA8000系统为为例其计计算公式式为:LS(ddB)32.4+220lggf(MMHz)+200lgdd(kmm)f: 82558880MHHz (取取为8330MHHz)代入上式式可得:LS(dBB)990.88+200lgdd(kmm) 【22】LS(ddB)90.8+220lggd(kkm)距离1m5m20m25m损耗30.88dB44.88dB56.88dB58.88dB普通大楼楼建材和和结构的的平均信信号损耗耗:材料类型型混凝土墙墙混凝土楼楼板天花板管管道拐角损耗13dBB10dBB1-8ddB23ddB材料类型型钢筋
19、水泥泥墙电梯普通木门门铁皮防火火门损耗20dBB25dBB3-5ddB10dBB上述公式式是计算算室内在在直线距距离内的的传播衰衰耗公式式,因为为室内电电波传输输相当一一部分要要穿越墙墙壁,有有的要穿穿越楼层层(例如如三层楼楼向二层层楼传播播),在在这种条条件下,传输衰衰耗的公公式为:Ls=332.55+200loggf+220loogd+KFkk+PWWk - (3) (32.5+220loogf+20llogdd为自由由空间衰衰耗公式式)其中:KK为无线线电波穿穿越的楼楼层数FK为楼楼层间的的衰耗(dB)P为无线线电波穿穿越的墙墙壁数WK为墙墙壁衰耗耗(dBB)其中的WWK值,随墙壁壁的材
20、料料而异,从100300 dBB不等,Fk值值约在115 ddB左右右。系统上行行噪声的的控制:有源设备备的上行行噪声电电平的经经验公式式为:PNs-1221dBBm+ NF +Grr-Lr式中:PNs有源设设备的上上行噪声声电平(dB)NF有有源设备备噪声系系数(ddB)Gr有有源设备备增益(dB)Lr有有效传播播路径衰衰耗(ddB)基站的白白噪声为为-1220dBBm,为为了保证证接收机机的灵敏敏度,需需要设置置上行增增益,使使上行链链路的总总输入噪噪声小于于-1220dBBm。如:基站站输出pp为43ddBm,输输入到直直放站为为-400dBmm,即有有效路径径损耗为为83ddB,那那么
21、直放放站的上上行增益益设置一一定要小小于833dB(后后极总的的噪声系系数)如只有直直放站是是有源器器件,噪噪声系数数为5ddB,增增益应设设为小于于78ddB。上下行平平衡计算算在GSMM/CDDMA移移动通信信系统中中,上下下行增益益平衡是是比较重重要的问问题。若若下行增增益远大大于上行行增益,会会导致手手机接收收到场强强很高,却却打不通通电话;若上行行增益远远大于下下行增益益,导致致覆盖范范围缩小小。较合合理范围围是调整整上、下下行增益益使其相相差3ddB左右右。3、室内内覆盖系统统设计原则则保证此系系统能达达到优良良的覆盖盖效果,同同时尽可可能降低低成本,使使系统性性价比达达到最高高;
22、充分利用用基站信信号,合合理布置置室内直直放机,尽尽量减少少噪声积积累;考虑环保保因数,适适当增加加天线,降降低天线线口输出出功率,达达到良好好覆盖;综合考虑虑天线的的数量、位位置和输输出功率率,以及及所覆盖盖的范围围,保证证信号的的均匀覆覆盖; 结合楼层层的结构构情况、功功用、装装潢,合合理布置置天馈线线系统;兼顾到将将来的扩扩容,采采用三频频器件,并并留有一一定的功功率余量量。六、室内内覆盖系统统设计技技术指标标1.GSSM9000室内内覆盖系系统的技技术指标标(1)容容量室内覆盖盖系统配配置容量量必须满满足设计计方案中中的预测测要求及及相关效效果,移移动用户户忙时话话务量为为0.002E
23、rll。无线线信道的的呼损率率取定为为2%。(2)噪噪声电平平从基站接接收端位位置测试试上行噪噪声电平平,要求求噪声电电平小于于-1220dBBm。(3)发发射功率率天线的发发射功率率小于115dBBm/载载波。(4)信信号强度度室内覆盖盖系统边边缘场强强应不小小于-880dBBm。电梯内信信号场强强应不小小于-885dBBm。无线覆盖盖区可接接通率要要求在该该区988%的位位置、999%的的时间移移动台可可接入网网络。室内覆盖盖系统的的信号不不能过度度覆盖到到室外,距距室内覆覆盖系统统20米米外接收收到来自自室内覆覆盖系统统的信号号强度应应低于-90ddBm。(5)通通话质量量要求在通通话过
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