1、室內分布系統的設計專業文移動通信技術姓名繆曼珂班級移 動 12 班學號YD101221目錄摘要. . 2第 一 章 緒 論 . 4第 二 章 存 在 的 問 題 . 6第 三 章 方 案 的 設 計 . 721 系統組成 . 7221 目標選擇 . . 8222 設計指標 . . 8223 目標指標 . . 923 類型選擇 . 924 傳輸確定 . 1025 電平估算 . 10第 四 章 室 內 分 布 系 統 的 優 化 . 11第 五 章 實 例 分 析 . 12第 六 章 結 束 語 . 15參 考 文 獻 . 16摘要隨著經濟的發展與城市的建設，城市中的星級賓館、重要寫字 樓、大型購

2、物商場、體育場館等數量逐漸增多，建筑面積多數在數 萬平方米以上，建筑材料多以鋼筋混凝土為骨架，外裝修封閉，室 內情況復雜，極不利于無線信號的覆蓋，使室內通話質量嚴重下降。 同時，用戶對移動通信服務質量的要求越來越高，不再僅滿足于良 好的室外移動通信服務，也要求在室內能享受優質的服務，因此解 決重要場所的深度覆蓋問題勢在必行。隨著移動通信的快速發展，網絡規模的不斷擴大，基站數量的 不 斷 增 加 ， GSM網 在 城 市 的 室 外 已 基 本 做 到 了 無 縫 覆 蓋 ，話 音 質 量 也 得到不斷地完善和提高，但隨著廣大移動用戶對移動通信服務質量 要求的不斷提高，在滿足于良好室外移動通信服

3、務的同時，也要求 在室內（特別是星級酒店、大型商場、高級寫字樓、娛樂場所、會 展中心、超市、地下停車場等）能享受優質的移動通信服務。關鍵詞: 室內分布系統 覆蓋 網絡優化ABSTRACTThe With the development of economy and the construction of city, the city of star hotels, important buildings, large shopping malls, sports venues number increases gradually, abuildingarea of most in the te

4、ns of thousandsof squ are meters,buildingmaterialsinreinforced concreteforskeleton,outsidedecorationclosed, indoor circumstancecomplex,highlyfor the wirelesssignal coverage,make indoor callqualityserious decline.At the same time,servicequalityrequirements more and morehigh, no longer satisfied with

5、justgood outdoor mobilecommunication service,alsorequiresindoors can enjoy the high quality service, thus solving the important place of the depth coverage problem is imperative.With the rapid development ofmobile communication, thenetwork scale continues to expand, the rising number of base station

6、,GSMn etwork in urban outdoor has basically do seamlesscoverage, voice quality have been continuously improve and improve, but with the mobile user to mobile c ommunication service quality requirements unceasing enhancement, the satisfied with good outdoor mobile communication service, but also the

7、requirements in the interior (especiallystar hotels,shopping malls, senior office buildings, places of entertainment, exhibitioncenter, supermarket,undergroundparking, etc.) can enjoy high quality mobile communication service.keywordskeywords : indoor distribution system covering network optimizatio

8、n第一 章 緒 論隨著移動通信的飛速發展，手機等無線通信設備已經成為人們 不可缺少的現代化通信工具，移動通信的業務也從傳統的話音擴展 到數據，圖像，視頻等多媒體業務，尤其是即將到來的第三代移動 通信技術，將使移動通信的內容更加豐富多彩。人們也早已不再滿 足于只有室外的移動通信服務，比如在大型建筑物，尤其是人口密 度大，話務量繁忙，如酒店，商務，商貿中心等地區，人們也希望 能享受優質高速的室內移動通信業務，這對移動通信系統的性能提 出了更高的要求。 為了滿足不斷 增長的用戶要求，提高 運營商的公 眾聲望，各個運營商在不斷擴容的同時，都在追求全服務區的無縫 覆蓋。因為移動通信的業務都是通過無線接入

9、技術承載的，無線鏈 路的質量影響著整個網絡的質量，同時影響系統的容量和業務的開 展。鑒于移動通信復雜的電波傳播特性，解決信道的多徑衰落，噪 聲和干擾等無線射頻問題是移動通信技術的關鍵。無線射頻信號的 優化對網絡無縫覆蓋具有非常重要的意義。城市向來是移動通信業務熱點地區，由于人口密度大，電磁環 境惡劣，加之如雨后春筍班的大型建筑的不斷涌現，給網絡無縫覆 蓋帶來了困難。無線電波的傳播易受地形，建筑結構等因素影響， 往 往 造 成 大 型 建 筑 內 信 號 難 以 滿 足 要 求 ，無 論 是 現 有 的 GSM還 是 CDMA 系統，其穿透能力都比較弱，尤其是小靈通和 3G系統，其信號穿透 能力

10、更弱。因此，室外基站覆蓋信號在室內會存在接收不穩定及在 地面下范圍無法接受的問題。同時，大量現代化的建筑物由于容量 的原因更不能靠室外的基站信號覆蓋。例如，在大型建筑物的底層， 地下商場，地下停車場等地區，移動通信信號弱，手機等無線設備 無法正常使用，形成了移動通信的盲區和陰影區；在中間樓層，由 于來自周圍不同基站信號的重疊，產生乒乓效應，手機切換頻繁， 甚至掉話，嚴重影響了手機的正常使用；在建筑物的高層，由于受 基站天線高度的限制，無法正常覆蓋，也是移動通信的盲區。另外， 在有些建筑物內，雖然手機能夠正常通話，但是由于用戶密度大， 基站信道擁擠，手機上線困難。因此解決好室內信號覆蓋，滿足用

11、戶需求，提高網絡覆蓋質量，已經變得越來越重要，也成為網絡優化的一個重點。以上所列舉的問題都可以采用室內覆蓋技術來解決第 二章 存在的問題移動通信的網絡覆蓋、容量、質量是運營商獲取競爭優勢的關 鍵因素。網絡覆蓋、網絡容量、網絡質量從根本上體現了移動網絡 的服務水平，是所有網絡優化工作的主題。室內分布系統是針對室 內用戶群、用于改善建筑物內移動通信環境的一種成功的方案，其 原理是利用室內覆蓋式天饋系統將基站的信號均勻分布在室內每個 角落，從而保證室內區域擁有理想的信號覆蓋。 室 內分布系統的建 設，可完善大中型建筑物、重要地下公共場所及高層建筑的室內覆 蓋，較為全面地改善建筑物內的通話質量，提高移

12、動電話接通率， 開辟出高質量的室內移動通信區域；同時，使用微蜂窩系統可以分 擔室外宏蜂窩話務，擴大網絡容量，從而保證良好的通信質量，整 體上提高移動網絡的服務水平，是移動通信網路發展的需要。由于都市中的建筑物越來越來密、越來越高，再加上全封閉式 的外裝修，增大了對無線電增號的屏蔽衰減和干擾，使室內覆蓋的 電平較差，通話質量嚴重下降。突出表現在以下幾個方面；（1）、在一些高層建筑的底層或地下建筑物及某些超高層大廈 的上都，基站信號通常較弱，存在部分盲區。例如，在大型建筑的 低層、地下商場、地下停車場等環境下，基站接收信號十分微弱， 導致手機無法正常使用。（2）、在一些大型建筑的高層部分，進入室內

13、的無線信號非常 雜亂，既有附近幾個基站的信號，也有不遠處基站的信號通過直射、 折射、反射、繞射等方式進人室內，導致室內接收信號忽強忽弱極 為不穩定，同頻、鄰頻干擾十分嚴重。（3）、在一些大型建筑的中間樓層，由于基站的設置密度平均 小 于 800 米 ， 手 機 可 以 接 收 到 周 圍 多 個 不 同 基 站 的 信 號 ， 使 基 站 信 號發生重疊，產生乒乓效應，嚴互影響了手機的正常使用。（4）、在一些建筑物內，雖然手機能夠正常通話，但是用戶密 度太大，信道十分擁擠，手機上線困難。例如有些高級寫字樓、人 員流動大的商場等。上述環境產生的結果是使手機在空閑狀態時小區重選頒繁，在 過話過程中

14、頻繁進行切換，話音質量差，掉話嚴重。因此，如何解 決好室內信號的覆蓋問題，滿足廣大用戶的需求，提高網絡質量， 成為網絡優化工作的一個重點。為解決以上所述的室內信號覆蓋不理想的問題，最有效的解決 方法是在建筑物內設置室內覆蓋分布系統。將基站的信號通過有線 方式直接引入到室內的每一個區域，再返過小型天線將基站信號發 送出去，從而達到消除室內覆蓋盲區、抑制干擾，為樓內的每一個 移動通信用戶提供穩定、可靠的室內信號，確保正常的通信。第 三 章 方案 的 設 計21 系 統組成內分布系統主要由三部分組成：信號源設備（微蜂窩、宏峰窩 基站或室內直放站）；室內布線及其相關設備（同軸電纜、光纜、 泄漏電纜、電

15、端機、光端機等）；干線放大器、功分器、耦合器、 室內天線等設備。按信號源的不同，室內分布系統可分為蜂窩室內分布系統（宏 蜂窩、微蜂窩）和直放站室內分布系統。峰窩系統的優點信號穩定、 可靠，通信質量好，可以有效地吸收話務量，適用于話務繁忙區域 的室內覆蓋；缺點是工程一次性投資大，還要解決傳輸線路等問題， 且受宏峰宣傳員基站地理位置條件的限制。因此蜂窩型大多應用于 星級酒店、高級寫字樓等比較大型的室內建筑。而直放站系統是將 空閑小區的信號引到室內，實現話務分擔，具有投資省、安裝方便 快捷，可以很快解決信號弱和盲區問題；缺點是需要進行預先頻率 規劃，且通過定向天線難以獲得單一純凈的信號，系統的話音質

16、量 相對蜂窩系統較差，易造成對其他基站的干擾，不利于網絡管理。 因此直放站系統大多應用于小型酒店、小型娛樂場所等規模較小的 室內建筑。按采用設備的不同，室內分布系統也可以分為無源系統和有源 系統。無源系統主要由無源器件組成，設備性能穩定、安全性高、 維護簡單。而有源系統的信號經過各級衰耗后，到達末端時可以被 放大器放大，達到理想的強度和覆蓋效果。但是它建設、維護復雜， 近端和所有遠端設備都需要電源。目前采用較多的為無源系統。無 源天饋分布系統為信號源通過耦合器、功分器無源器件進行分路， 經由饋線將信號盡可能平均地分配到每一副分散安裝在建筑物各個 區域的低功率天線上，從而實現室內信號的均勻分布，

17、解決室內信 號覆蓋差的問題。其特點是：器件穩定性好，造價較低，成本主要 為功分器、耦合器及饋線。為克服饋線遠距離傳輸的損耗，豎井饋 線 多 采 用 低 損 耗 的 1/2 饋 線 ， 當 覆 蓋 范 圍 比 較 大 ， 饋 線 傳 輸 距 離 比 較遠時，需增加干線放大器補償信號損耗。無源天饋分布系統能有 效地將無線射頻信號引入室內以及其它宏峰窩所不能覆蓋的地方， 提供無縫的射頻覆蓋，從而解決盲點、熱點以及由于頻繁切換引起 的掉話等問題。按布線材料的不同，室內分布系統也可分為同軸電纜系統、光 纖系統和泄漏電纜系統。同軸電纜是最常用的材料，性能穩定、造 價便宜但線路損耗大。大型同軸電纜室內分布系

18、統通常需要多個干 線放大器作信號放大接力。光纖線路損耗小，不加干線放大器也可 將信號送到多個區域，保證足夠的信號強度，性能穩定可靠，但在 近端和遠端都需要增加光電轉換設備，系統造價高，適合質量要求 高的大型場所。泄漏電纜系統不需要室內天線，在電纜通過的地方， 信號即可泄漏出來，完成覆蓋。泄漏電纜室內分布系統安裝方便， 但系統造價高，對電纜的性能要求高，通常一般不采用這種方式。2 22 21 1 目標 選擇建筑高度九層以上，建筑面積大于 1 萬平方米多話務量樓宇； 實測信號強度在-80dBm -90dBm 以下，信號覆 蓋不均勻，有盲 區、弱區；信號較強，但切換頻繁，通話質量差；流動人口較多的商

19、場、購物中心、批發市場等； 影響面大的賓館、飯店、單位； 容易產生信道擁塞的建筑物。2 2 2 2 2 2 設 計 指 標移動用戶忙時話務 量0.02er1/ 用戶；無線信 達 呼損2；控制信 道 呼損 耗1同頻干擾保護比： C/I 12dB（不開跳頻）C/I 9dB（ 開 跳頻 ） 鄰頻干擾保護比：200KHz 鄰 頻干 擾 保護 比： C/I -9dB400KHz 鄰 頻干 擾 保護 比： C/I -41dB2 22 23 3 目標指標（1）根 據現場實 測和 OMC統 計，室內 通話質 量 良好 ，無 乒 乓切 換發生。（2）95室內覆蓋，保證 在 95以上所需要室內覆蓋的地區， 不論空

20、閑和通話狀態用戶占用室內信道。（3）95室內用戶占 用，保 證 95以上的信道 占用由室內用戶 產 生 。 并 盡 可 能 達 到 100%。（4）無信號泄漏，保證室內 信號不對室外網絡產生 干擾，室內 信號在覆蓋邊界（如窗口）在保證室內通話基礎上不會太強。（5）環保性，保證室內信號在規定的最高電平以內，一般規定 在人員經常停留地區最高信號接收電平不超 過一 25dBm。（6）通常情況，窗口電平應保持在-75 80dBm，如果有干凈頻 段 ， 此 范 圍 應 在 -85 75dBm 。23 類 型選擇（1）在信號雜亂且不穩定的室內無線環境中，避免使用室內直 放站引人基站信號，代之以微蜂窩或宏蜂

21、窩基站作為信號源。例如 在開放型的高層建筑中，通常選擇蜂窩作為室內分布系統的信號源， 來達到抑制干擾，保證通話質量的目的。（2）在室內信號較弱或為覆蓋盲區的環境中，如果通過定向天 線可以取得較純凈且穩定的基站信號的條件下，可以考慮采用直放 站作為室內分布系統的信號引人設備。例如對于隧道、地鐵車站、 地下商場、酒吧等飲食娛樂場所以及其它信號屏蔽嚴重的場所，可 以考慮用室內直放站引入基站信號，但必須考慮基站的容量和直放 站對室外覆蓋的干擾問題。（3）在室內用戶集中，話務擁塞的條件下，又不便通過增加室 外宏基站的容量和數量的方式來解決，可以考慮通過建設蜂窩室內 分布系統來分流話務量，改善用戶通信質量

22、。（4）對于話務需求量不大、面積較小的場所，宜采用直放站作 信源引入設備，同軸電纜作為信號傳送媒介的無源系統方案，既保 證覆蓋效果，又節約投資。（5）對于話務需求量大的大型場所，如商場、機場、碼頭、火 車站、汽車站、展覽中心、會議中心等場所，宜直接選用基站（宏 峰窩或微峰窩）作室內分布系統的信號源。（6）對于通信質量要求特別高的高檔酒店、寫字樓、政府機構 等場所，可以考慮采用蜂窩基站做信號源的光纖室內分布系統或是 有源電纜方案，來保證高質量的覆蓋效果。2 4 傳 輸確 定根據信源的不同，傳輸方式可分為以下幾種（1）蜂窩信源的傳輸方式為吸收話務量或在直放站方式因種種原因不適宜的情況下，采 用 2

23、 載頻的微蜂窩或宏蜂窩作為信源 。該類型的傳輸可通過 光纜或 微 波 ， 將 BSC 與 蜂 窩 基 站 相 連 ， 蜂 窩 基 站 信 號 輸 出 端 接 到 室 內 覆 蓋 系統的天線輸入端，該方式可使用一個 2M的傳 輸容量。（2）直放站信源的傳輸方式由于直放站可分為射頻直放站（空間耦合）和光直放站（直接 耦合）兩種方式，因此可分為：1）由于需要建設室內覆蓋系統的建 筑物遠離宏蜂窩基站，故采取將宏蜂窩基站某一扇區的信號進行光 電轉換，通過光纖傳至需要的建筑物內，進行反轉換后通過直放站 進入室內分布系統的輸人端。2）從空中取附近某基站的某一扇區信 號作信號源，通過直放站進入室內分布系統的輸

24、人端。25 電 平估算手機接 收 電平 Po+Gt-L其 中 Po 是 傳 輸 信 號 輸 出 功 率 ， Gt 天 線 增 益 ， L 是 鏈 路 損 耗 。L Ls 十 Lz Ld10Ld 為 多 徑 損 耗 ， Lz 為 阻 擋 損 耗 ， Ls 為 自 由 空 間 損 耗 。自由空間的電波損耗為：Ls（dBm）=201g（4df c）201g4 C） 201g （ f ） 201ig （ d）其中：d 為傳輸距離，單位為 mf 為電波頻率，單 位為 Hz，取 890 960MHz（取 900MHz）c 為 光速 ，取 3108m s不同距離的損耗如下：距離1m5m20m25m損耗31.

25、5dB45.48dB57.52dB59.46dB表1普通大樓建材和結構的平均阻擋損耗：材料類型混凝土墻混凝土樓板天花板金屬隔段損耗10 15dB15 20dB1 8dB5dB材料類型鋼筋混凝土 墻普通木門電梯拐角損耗20dB4dB25dB3dB表2多徑損 耗 取 10dB。假設無線端口的下 行輸出功率為 6dBm，天線增益 為 3dBm。則距 每 個 遠 端 天 線 口 lm 處 近 處 所 對 應 的 場 強 為 ：Plm 6dBm 3dBm 31.5dBm -22.5dBm若天線在石膏或木 質天花板內，考慮 表耗為 5dBm，在天線下實 際 場 強 約 為 一 27.5dBm 。天花板上面

26、空間基本上為凈空，電磁波受阻較小，傳播到較遠 處，衰減較小。各個方向傳播途中，電磁波可以反射、繞射和穿透， 則 距 每 個 天 線 20m 處 ， 綜 合 考 慮 電 波 傳 播 中 建 筑 結 構 的 衰 減 ， 這 里 取 10 20dBm（ Lz ）計算 ，則對應的場強為：P20m 6dBm 3dBm 57.52dBm Lz 10dBm （ 68.52 78.52 ） dBm第四章 室內分 布系統的優化1）合理設置鄰區關系。假設作為室內分布系統信號源的小區11 為 CELL1，所有與 CBLL1 有相鄰關系的小區都將 CELL1設置為其相鄰 重 選 小 區 和 相 鄰 切 換 小 區 。

27、 而 CELLl 則 不 設 置 任 何 相 鄰 重 選 小 區 和 相鄰切換小區，而僅設置幾個在出口處信號較強的小區作為相鄰重 選小區和相鄰切換小區。當手機占用室內分布信號工作時，不允許 其進行小區重選和切換，來保證良好的通信質量；當手機選擇非室 內分布系統信號作為服務小區時，允許其重選或切換到室內分布系 統信號，一旦進入，就不可能再出去，從而保證通信質量。（ 2 ）調 整 基 站 的 切 換 電 平 ，使 手 機 在 使 用 時 切 入 容 易 ，切 出 難 。 主要調整功率預算的切換邊界，提高功率預算的值，從而阻止相鄰 小區之間的乒乓切換。（3）提高基站的接入電平門限值，保證通話質量。由

28、于對室內 分布的場強要求是建筑面積的 95必須是在 85dBm 以上，所以對 于基站的接入電平門限的定義和室外型基站是不一樣的，接入電平 門限值定義的比較高。第五章 實例分 析室內覆蓋場景模型1.寫 字 樓 該 類 建 筑 多 為 全 鋼 或 鋼 筋 混 凝 土 結 構 外 加 玻 璃 幕墻，樓層內的墻壁多采用復合吸音材料，穿透損耗較小。2.商場 超市 建筑多 為鋼筋混凝土 框架 結構外加玻璃幕墻 ，層 內一般無阻擋或是簡單的裝修隔檔，穿透損耗小，層間穿透損耗較 大 （ 30dB 以 上 ） ， 高 峰 時 段 的 話 務 密 度 較 大 。3.會 展 中 心 會 議 中 心 / 室 內 體

29、育 場 這 類 場 景 在 建 筑 特 點 上 有 很多相似之處，室內無線傳播條件比較理想，信號為視距傳輸，能 量以直達徑為主。這些場景在話務模型上也有相似之處，用戶的話 務主要以事件為觸發，平時幾乎沒有話務量，但是有展覽、會議、 賽事舉行的時候，話務量會出現高峰，所以容量估算應該以高峰時 計算。4.民航 機場 民航機 場建筑物結構 一般 采用全鋼骨架、玻 璃幕 墻、不銹鋼鐵皮屋頂。候機樓內的房間舉架高、面積大、基本無阻 擋，傳播環境比較簡單，信號視距傳輸，能量以直達徑為主。城市 的火車站、汽車站、碼頭等區域具有與民航機場相類似的特點。125.賓館 酒店 該場景 建筑物結構多 為鋼 筋混凝土結

30、構，樓 層內 布局結構復雜，走廊狹長，隔墻厚且多，穿透損耗較大，該環境下 高端用戶或集團用戶比重較大。6.娛樂 場所 在大中 型城市，娛樂 場所 數量非常多，主 要集中 在樓宇底層，少部分位于地下。由于地形的阻隔、建筑物墻體的影 響以及娛樂場所內復雜的隔檔結構影響，使得該種場景一般都需要 加裝室內分布系統。該類站點的特點是：室內面積小，用戶多，話 務需求較高，場所數量眾多且分布不集中。7.地 下 停 車 場 建 筑 結 構 多 為 加 強 的 鋼 筋 混 凝 土 結 構 ， 封 閉 情 況很好。雖然高端用戶比重較大，但話務量較小。下面就以具體事例分析，某一賓館，樓高九層并設有負一層， 每 層

31、結 構 一 樣（ 見 圖 4.1 ）。可 將 基 站 信 號 經 二 功 分 器 分 別 送 至 2 層 和 7 層的設備間作 為兩個接點，然后由 2 層將信號分別引至負一、 一、二、三、四層，由 7 層將信號分別引至五、六、七、八、九層， 具 體 見 圖 4.2 。電平計算，饋線采用 1/2 ”饋線，損耗為 7.22dB 100m，耦合 器、功分器的各參數見圖 42 中，天線為吸蓋 天線，增益為 3dBi ， 則 九 層 104 天 線 入 口 處 的 電 平 為 ：P 30-0.9-3.5-3.5-l.5-1.5-3.5-60 0.0722 11.268 （ dBm）由于天線是安裝在 吊頂

32、上部，因此在 距離 5 米的房間內的信號 功率為：Po 11.2 3-45.48-5-20-10 -66.18 （ dBm）滿足目標要求。13圖 4.1圖 4.2生活小區。類似于行例陣的規則小區，可用饋錢從信號源將信 號引至各個信號較弱的地區，將小型天線加注在小區內的電線桿、 路燈、樓頂等處，從而解決信號地覆蓋。隧道及盤山公路。隧道內可采用泄露電纜，也可采用將天線均 勻地分布到隧道內。山區公路可將信號同功分器分成多路，用饋線 （根據距離這用饋線的程式）引至公路轉彎處，加裝高增益定向天 線進行覆蓋，同時加裝干線放大器繼續布放到下一個彎處（由于噪 聲的原因，與有線電視一樣，不可過多地加注干線放大器

33、），實現 全程覆蓋。另外，在實際建設過程中，基站輸出可將 900 、 1800 及 C 網進 行合路，以求得容量的增加。對于信號的傳輸可采用光纜、干線放 大器等手段，傳至需要覆蓋的室內、室外，從而靈活使用“室內分 布系統”的概念，最大限度地發揮室內分布系統作用。測試方法以及測試設備： 測試設備主要是：筆記本計算機，SPAN14INDOO軟件 ，具備 INDOO功能 的加 密 狗 ，PACKER手 機，各 種 UE終端 ， 室 內 分 布 地 圖（ 需 要 轉 換 成 JPG 格 式 圖 片 ）等 。 INDOO 軟 件 的 使 用 ： 此 軟 件 接 口 基 本 和 OUTUM相 同 ， 主 要 是 沒 有 GPS 定 位 ， 需 要 手 工 定 位。需要注意的一點是，必須將室內分布系統圖轉換成圖片格式的 文 件， 通 過 導 入 地 圖 的 方式 導 進 軟 件 中 。 測 試方 法： 室內 信 號對