海铭会馆GSMWCDMA室内信号覆盖设计通信工程毕业论文.doc

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1、河北工业职业技术学院专向任务报告书任务题目： 海铭会馆GSM&WCDMA 室内信号覆盖设计 系 别 计算机技术系 专业年级 10级移动通信（3G通讯方向） 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成地点 日 期 2013年2月25日-20103年5月25日 目 录一 概述1二 室内分布覆盖11. 室内覆盖的意义12. 室内覆盖的实现方法23. 室内覆盖系统的组成44. 不同信号源比较6三 海铭会馆GSM&WCDMA室内信号覆盖设计71. 自然环境82.现场电磁环境测试描述93. 工程概况154. 覆盖要求165. 覆盖设计说明186. 覆盖方案说明21四 覆盖测试及分析241. GSM网络测试扫描图

2、242. WCDMA网络测试扫描图27五 结束语30参考文献30河北工业职业技术学院学生顶岗实习专项任务书专项任务名称 海铭会馆GSM&WCDMA室内信号覆盖设计 姓名 付少龙 专业 移动通信 班级 10级 学号 35141001007 任务情况描述：海铭会馆GSM&WCDMA室内信号覆盖设计是针对室内用户群，用于改善海铭会馆内移动通信环境的一种设计方案。该设计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，以保证海铭会馆室内区域拥有良好的信号覆盖。分析了室内覆盖系统的组成和应用范围，并对GSM&WCDMA室内分布系统的共建问题进行了讨论。通过对海铭会馆内部结构的考察和用途的分析

3、，并考虑到各器件的特性，提出了一种关于海铭会馆GSM&WCDMA室内信号覆盖的方案，并对方案的各个方面进行了详细的说明。任务完成计划：第1-2周 确定选题，收集论文资料；第3-4周 完成专项任务书以及论文初稿；第5-6周 论文的中期核查，对论文及相应的资料进行排版；第7-8周 对毕业论文初稿进行修改，并提交终稿；第 9 周 准备返校进行毕业答辩。计划答辩时间：2013年5月25日实习指导教师（签字）： 系学生顶岗实习领导小组组长（签字）： 年 月 日 年 月 日海铭会馆GSM&WCDMA室内信号覆盖设计 设计人 付少龙指导老师 孙志成一 概述近年来，我国移动通信事业的发展速度惊人，移动网络始终

4、处于大规模建设状态，用户数量的增加往往超出了专家的预计。在市场竞争的驱动下，移动网络不断扩容，网络规划不断调整，一期工程还未完成，新的一期建设又已启动，导致工程存在重叠现象。因此，改善网络通信质量，保证网络的正常运行和安全，是衡量运营商服务的重要手段。目前GSM网络中的大部分室内覆盖主要是通过室外宏蜂窝基站实现的，在一些室内用户密集，业务需求大的室内场景，如机场、商场、大型写字楼、地铁等地方是通过建设专门的室内分布系统来达到良好的室内覆盖。WCDMA工作的核心频段为2GHz频段，与GSM网络工作的900MHz频段相比，WCDMA的穿透能力和绕射能力相对较差，穿透损耗大，网络的深层次覆盖存在缺陷

5、。从容量来看，不同类型的室内场所对3G业务的要求是不一样的。例如，在大型商场、会议中心等建筑物内，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，无线信道容易发生拥塞现象，导致手机无法正常使用。二 室内分布覆盖1. 室内覆盖的意义随着社会进步城市的不断发展，使用手机的用户飞速增加以及高层建筑越来越多。这些建筑物多采用现浇钢筋混凝土结构规模大、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环境下，移动通信信号弱，手机无法正常接打电话，形成了盲区；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，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

6、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。移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。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。室内覆盖系统为上述问题提供了较佳的解决方案。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质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域；同时，使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务

7、，扩大网络容量，从整体上提高移动网络的服务水平。2. 室内覆盖的实现方法实现室内覆盖的技术方案可分为三种：（1）微蜂窝有线接入方式是以室内微蜂窝系统作为室内覆盖系统的信号源，即有线接入方式。适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内，在市区中心使用较多，解决覆盖和容量问题。改善高话务量地区的室内信号覆盖，微蜂窝是最佳解决方案。与宏蜂窝方式相比，微蜂窝方式是更好的室内系统解决方案。微蜂窝方式的通话质量比宏蜂窝方式要高出许多，对宏蜂窝无线指标的影响甚小，并且具有增加网络容量的效果。但微蜂窝在室内使用时，受建筑物结构的影响，使其覆盖受到很大限制。对于大型写字楼等，如何将信号最大限度、最均匀地分布到

8、室内每一个地方，是网络优化所要考虑的关键。且微蜂窝方式的弱点在于成本较为昂贵，需要进行频率规划，需要增建传输系统，网络优化工作量大。因此，对宏蜂窝方式或微蜂窝方式的选取，需要综合权衡移动网络和运营商的多方面因素才能定夺。（2）宏蜂窝无线接入方式是以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源，即无线接入方式。适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区，在市郊等偏远地区使用较多。宏蜂窝方式的主要优势在于成本低、工程施工方便，并且占地面积小；其弱点在于对宏蜂窝无线指标尤其是掉话率的影响比较明显。目前，采用选频直放站并增加宏蜂窝的小区切换功能可以缓解这一矛盾:当对应的宏蜂窝频率发生变化时，直放站选频模块需要作相应

9、调整。（3）直放站在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站（Repeater）将室外信号引入室内的覆盖盲区。利用微蜂窝解决室内问题也存在很大的局限性。建设微蜂窝的设备投入与工程周期都较大，只适合在话务量集中的高档会议厅或商场使用。在这种情况下，直放站（Repeater）以其灵活简易的特点成为解决简单问题的重要方式。直放站不需要基站设备和传输设备，安装简便灵活，设备型号也丰富多样，在移动通信中正扮演越来越重要的角色。表2-1 使用微蜂窝和直放站的比较使用微蜂窝基站使用直放站1. 是否增加容量根据需要增加容量不能增加容量2. 信号质量好一般3. 设置优先级可以不可以4. 对网络的影响小控制不好影响

10、很大5. 是否需要传输设备需要不需要6. 是否需要重新频率规划需要不需要7. 是否需要调整参数需要支持8. 是否支持容量动态分配不支持(容量预分配)支持9. 是否支持多频、多系统环境不支持支持10 安装时间较长较短11 投资较多较少3. 室内覆盖系统的组成室内覆盖系统主要由信号源和信号分布系统两部分组成。图2-1 室内覆盖系统组成直放站做信号源通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号；图2-2 直放站做信号源示意图用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到盲区内的直放站；图2-3 光纤直放站组网示意图用耦合器从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到盲区内的直放站；图2-4 宽频直放站组网示意图

11、增加微蜂窝(基站)；图2-5 微蜂窝系统组网示意图4. 不同信号源比较 无源天馈分布方式通过无源器件和天线、馈线，将信号传送和分配到室内所需环境，以得到良好的信号覆盖，用于中小型地区。 有源分布方式通过有源器件(有源集线器、有源放大器、有源功分器、有源天线等)和天馈线进行信号放大和分配。 光纤分布方式主要利用光纤来进行信号分布，适合于大型和分散型室内环境的主路信号的传输。 泄漏电缆分布方式信号源通过泄漏电缆传输信号，并通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生表面电流，从而在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。它适用于隧道、地铁、长廊等地形，现如

12、今在高速铁路中也得到了广泛的应用。表3-2 几种信号分布方式的比较信号分布方式优点缺点1. 无源天馈分布方式成本低、无源器件，故障率低、无需供电，安装方便、无噪声累积、宽频带系统设计较为复杂、信号损耗较大时需加干放2. 有源分布方式设计简单，布线灵活，场强均匀频段窄，多系统兼容困难；需要供电，故障率高、有噪声积累，造价高3. 光纤分布方式传输距离远，布线方便，性和传输质量好。造价高4. 泄漏电缆分布方式场强分布均匀，可控性高；频段宽，多系统兼容性好。造价高，传输距离近。一个完备的室内分布系统应能够通过一个特定的接口，取得基站的下行信号，均匀地分布到指定场所的每一处。同时，又将这场所的每一处的基

13、站上行信号收集到后，均匀地送达特定的接口。三 海铭会馆GSM&WCDMA室内信号覆盖设计1. 自然环境（1）楼宇情况邢台沙河市海铭会馆位于新兴路和人民大街交叉口北行200米，是一栋集休闲、洗浴、餐饮为一体的综合楼。地理坐标为 E114.51012,N36.87735。海铭会馆共10层，其中地下1层，地上9层，总建筑面积2.3万平方米。其中地下1层是会馆员工食堂、休息室，地上1层是酒吧及宴会大厅，2层是酒店包厢，3层是休闲、洗浴中心，4层是会议室、演示厅，5到9层是会馆客房；电梯4部。（2）站点位置及周围基站分布站点位置：新兴路和人民大街交叉口北行200米；经度：114.51012，纬度：36.

14、87735。 海铭会馆BCCHLACCI基站名称基站地址1703412704725沙河二十冶D-1新兴路和健康街交叉口2535412704706沙河市广电局体育街和京广路交叉口东行200米2703412704687沙河二十冶D-2新兴路和健康街交叉口2.现场电磁环境测试描述根据邢台市联通公司要求，用TEMS路测软件对海铭会馆进行扫描测试。（1） GSM网络测试扫描图及统计分析一层开通前测试：接收场强RxLevSub语音质量RxQualSub六层开通前测试：接收场强RxLevSub语音质量RxQualSub通过以上的截图可以看出，海铭会馆GSM网络一层平均接受场强在-65-105之间，通话质量很

15、差，部分地方无法正常通话。六层酒店接收场强在-7595之间，通话质量大部分区域较差，部分地方无法正常通话。（2）WCDMA网络测试扫描图及统计分析一层开通前测试：Total RSCP(dBm)： Total Ec/No(dB)六层开通前测试：Total RSCP(dBm)Total Ec/No(dB)海铭会馆一层信号接收信号功率在-75-100之间，EC/NO在-5-15之间，部分通话质量较差。六层酒店由于人员密集，酒店阻挡较严重，信号接收功率在-85-105之间，EC/NO在-5-14之间，大部分地方无法正常通话，酒店内有切换和掉话出现。3. 工程概况为满足海铭会馆移动通信的用户需求，做好重

16、要场所的通信保障工作，同时需满足商务人士在海铭会馆进行休闲娱乐的网络需求，以提高中国联通的品牌效应，因此本方案拟规划GSM、WCDMA系统实现对海铭会馆所有区域全覆盖。按邢台联通公司要求，本次多网合路室内覆盖分布系统主要考虑以下两种无线通信体制： 中国联通GSM900移动通信系统 中国联通WCDMA移动通信系统接入室内覆盖系统的各系统的频段范围如下：表3-1室内覆盖系统接入的通信系统的频段范围分类上行频率下行频率GSM900/ GSM1800909-915MHz954-960MHzWCDMA主频段1940-1955MHz，2130-2145MHz4. 覆盖要求（1）GSM室内分布设计要求 无线

17、覆盖区内可接通率：求在无线覆盖区内的95%位置，99%的时间移动台可接入网络； 移动用户的忙时话务量为0.025Erl； 无线信道的呼损率取定为：2%； 在基站接收端位置收到的上行噪声电平小于120dBm； 电梯、停车场边缘信号场强-85dBm； 低层信号场强边缘-75dBm； 高层边缘信号场强-70dBm； 外泄电平：室外10米处85dBm。（2） WCDMA室内分布设计要求 覆盖区内无线可通率：移动台在无线覆盖区内90% 的位置，99% 的时间可接入网络。（覆盖区指CS64连续覆盖区） 无线信道呼损：市区无线信道呼损不高于2,其地区不高于5%。 块差错率目标值（BLER Target）：话

18、音 1，CS64 0.1-1%，PS数据 510%。 95%的区域无线导频信号覆盖边缘场强： -90dBm； 外泄电平（建筑物1米左右）要求：-95dBm; 一般区域导频功率90dBm，导频Ec/Io12dB（50负载）； 会议室等办公数据业务区80dBm，导频Ec/Io8dB； 高层导频功率80dBm，导频Ec/Io8dB； 洗手间、电梯、地下室、机房导频功率95dBm，导频Ec/Io15dB； 外泄电平：室外10米处95dBm； Ec/IodB。（3） 覆盖分析常用的建筑材料损耗参考值：类型混凝土(承重墙)砖墙玻璃石膏板钢筋混凝土(有窗)混凝土地板电梯顶穿透损耗(dB）25-30866-1

19、8151220-30 根据无线电波室内传播模型, （只考虑本楼层墙体及障碍物损耗）则：PL=32.44+20lgD+20lgf+Lw式中PL：空间损耗，用dB来显示；D：收、发天线间距离，以Km为单位；f：表示频率，用MHz为单位；Lw为隔墙损耗，参考上述损耗值，计为15dB。以覆盖最远点约15米处为例，其场强P为：P=Pt-PL式中Pt为天线发射功率；本方案中，GSM覆盖中Pt最小为7.4dBm，天线增益G为2dBi，则：P=7.4+2-（32.44+20lg15*10-3+20lg900+15）= -71.6dBm-85dBm即满足覆盖要求；本方案中，WCDMA覆盖中Pt最小为0.5dBm

20、，天线增益G为2dBi，则：P=0.5+2-（32.44+20lg15*10-3+20lg2000+15）= -73.2dBm-85dBm即满足覆盖要求；本方案GSM&WCDMA设计天线覆盖距离均小于15米，因此，完全能够达到覆盖要求。5. 覆盖设计说明 (1)容量分析海铭会馆有固定工作人员500人左右，流动人员在1000人左右，手机持有率约97%，且手机利用率很高；从邢台市联通公司了解到你，联通的移动用户市场占有率为30%，为了保证话容量能够满足大楼内用户需求，为此海铭会馆2G人均忙时话务量建议按照0.02ERL计算：忙时话务量（Erl）=总人数*手机持有率*联通用户占有率*人均忙时话务量1

21、50097300.02=8.73ERL（2） 覆盖区域本工程主要覆盖-1F到9F及电梯，覆盖面积约23000平方米。（3）有源设备使用本室内覆盖工程考虑与2G网络相兼容和合理利用空闲基站解决容量，实现小区话务分担，降低网络拥塞。G网采用900M微蜂窝+光纤直放站为信源；3G采用RRU+光纤直放站为信源。系统设备名称型号安装位置覆盖区域GSM900网微蜂窝 20W中间电梯3楼顶机房酒店中间4部电梯GSM900网光纤站40W安装在1F中间弱电井里酒店-1F-1FGSM900网光纤站40W安装在3F中间弱电井里酒店2F-3FGSM900网光纤站 40W安装在6F中间弱电井里酒店4到9F WCDMAR

22、RU20W中间电梯3楼顶机房酒店中间4部电梯WCDMA光纤站60W安装在1F中间弱电井里酒店-1F-1FWCDMA光纤站60W安装在3F中间弱电井里酒店2F-3FWCDMA光纤站 60W安装在6F中间弱电井里酒店4到9F （4） 覆盖说明由于此栋大楼内能够接收到周围多个基站信号，干扰严重，所以河北联通邢台分公司采用微蜂窝信号为信源。覆盖地下室、主楼1-9F层以及1-4号电梯。为尽量减少信号在馈线上的损耗及今后系统升级，分布系统主干线缆及各楼层天馈横向走线均采用1/2硬馈线。电梯的覆盖：各电梯采用定向板状天线在电梯井道内安装的形式覆盖，每井道每3层需用1副板状天线覆盖，共用12副板状天线。 楼层

23、的覆盖：为了信号的均匀分布，地下室-1F用三十七副吸顶天线覆盖，1F用二十八副吸顶天线覆盖；2F分别用三十七副吸顶天线覆盖，3F每层用二十八副吸顶天线覆盖，4-9F每层用十一副吸顶天线覆盖；共用196副吸顶天线。采用室内信号分布系统来进行GSM&WCDMA信号覆盖，以解决大楼室内信号质量差的问题。通过对每层现有电磁环境的具体测试和分析，来确定每层布放天线的数量以及天线口应馈入的功率，切实充分地利用资源，以降低工程成本。工程竣工后，预期大楼内覆盖信号电平良好，通话质量优良，室内信号分布系统负担整栋大楼覆盖区域内95%以上的话务量，而且保证进出大楼能够正常切换，并且切实控制低层信号外泄现象。(5)

24、 分区及切换带设置整个分布系统的小区划分的情况，同层切换带的设置，电梯的切换，室内外切换带的设置a、电梯切换设计电梯切换设计在电梯厅，电梯厅天花板上安装同一信源吸顶天线，防止切换掉话现象出现。b、大堂切换设计在大厅中GSM网络为同一信号源，在靠近室外的区域减小天线口输出功率，切换区域设置在酒店进出口大厅内3-5米范围。在大厅中WCDMA网络为同一信号源，在靠近室外的区域减小天线口输出功率，切换区域设置在酒店进出口大厅内3-5米范围。（6）泄漏及渗透控制对于需要严格控制室外泄漏的场景，要求：在建筑物室外10米处，室内分布系统泄漏到室外的WCDMA导频信号RSCP低于-90dBm，或者小于室外主导

25、频RSCP 10dB以上；室内分布系统泄漏到室外的GSM信号强度低于-90dBm，或者小于室外主服务小区信号强度10dB以上。对于建设室内分布系统的场所，应尽可能通过室外网络的优化调整，降低室外网络在室分场所内的渗透信号强度。原则上要求在需要室内分布系统覆盖的区域内，WCDMA室外信号导频RSCP应低于-90dBm，或者小于室内主导频RSCP 10dB 以上；GSM信号强度低于-90dBm，或者小于室内主服务小区信号强度10dB 以上。否则需要通过室外网络优化或加强室内分布系统信号强度的方式进行调整改进或者使用室外信号覆盖室内。6. 覆盖方案说明（1） 平层覆盖说明地下1层：拟采用37副天线进

26、行覆盖，如下图所示：1层：拟采用28副天线进行覆盖，如下图所示：2层：拟采用37副天线进行覆盖，如下图所示： 3层：拟采用28副天线进行覆盖，如下图所示：4-9层：拟采用11副天线进行覆盖，如下图所示：(2) 电梯覆盖说明对于WCDMA室内分布系统，室内多小区的切换均在电梯厅完成，尽管当前考虑一个小区覆盖，但是考虑到后期的小区分裂扩容等因素，为减少日后工作量，并保证进出电梯的切换，电梯覆盖采用电梯井+室内小板状天线方式，天线采用朝向电梯厅方向辐射。电梯覆盖（-1F-9F）：采用每3层1副板状天线进行覆盖，即3F、6F、9F。（3）泄漏分析及影响室内分布系统采用和室外全部异频组网，且室内信号泄漏

27、强度低于室外大网强度，因此影响忽略不计。四 覆盖测试及分析海铭会馆GSM&WCDMA室内覆盖工程完工后，用TEMS路测软件对海铭会馆覆盖结果进行扫描测试。1. GSM网络测试扫描图一层开通后测试：接收场强RxLevSub语音质量RxQualSub六层开通后测试：接收场强RxLevSub语音质量RxQualSub从以上截图可以看出，海铭会馆的GSM网络覆盖效果良好。2. WCDMA网络测试扫描图一层开通后测试：Total RSCP(dBm) Total Ec/No(dB)六层开通后测试：Total RSCP(dBm)Total Ec/No(dB)从以上截图可以看出，海铭会馆的WCDMA网络覆盖效

28、果良好。五 结束语作为 3G 时代不可缺少的网络覆盖手段，室内覆盖在WCDMA 网络规划与设计中占有相当大的比重，而作为室内分布一类代表性的建筑酒店，根据酒店的建筑特点和现有电磁环境，合理和科学的规划设计好酒店内的WCDMA网，对于其他建筑来说具有借鉴意义。参考文献1. 吴伟陵，移动通信原理，北京：电子工业出版社，19992. 韩斌杰，GSM原理及其网络优化，北京：机械工业出版社，20003. 张平，WCDMA移动通信系统（第2版）.北京:人民邮电出版社,2004.8.4. 张家超，网络工程与综合布线实用教程.北京:中国电力出版,2008.9.5. 常永宏，第三代移动通信系统与技术.北京:人民邮电出版社,2002.3.第 29 页 （共 30 页）