室内覆盖设计分析Word文档下载推荐.docx

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各课程设计题目设组长一名，负责设计总体事务，组中各同学相互合作、合理分工、组织讨论、完成报告；

3.学习交流：

设计完成后，组长们组织同学们开展学习讨论，各组向其他同学汇报设计内容，使同学们对各课程设计的内容均有认识和了解；

4.文档整理：

依据设计任务制定学习和写作计划，严格按照设计规范要求完成各个环节的任务，各设计需要提供课程设计论文一本，要求按照课程设计论文格式认真撰写、按时完成设计论文；

5.文档结构：

上交文档包含以下内容：

封面、摘要、目录、正文、参考文献、附录（程序文件、交流时使用的PPT等）。

任务分配表

姓名

学号

成绩

徐国龙

201109634

成中一

201109650

王佳威

201109602

张晨霞

201109618

邱展科

201109626

王雨竹

201109658

王浩

201109642

马文博

201109665

任务分配

东方学苑室内无线覆盖分析与研究，总结，参考文献，文档整理

文档整理，东方学苑室内无线覆盖分析与研究

室内无线传输模型分析

室内干扰分析与干扰规避分析

摘要，室内分布系统的覆盖方式，室内分别系统的应用

信号源提取的几种方法，信源分布的基本方式

什么是室内覆盖，室内覆盖的意义及市场调查，室内覆盖重要性

马文博

室内微蜂窝覆盖系统的概述，室内移动通信网络覆盖环境分析

摘要

随着移动通信的日益普及,以及我国通信行业3G时代的全面到来,3G网络建设正在如火如荼的进行。

但目前,室内覆盖仍是3G网络覆盖的一个薄弱环节,仅仅依靠室外宏蜂窝基站的覆盖已经无法满足容量及通信质量的要求。

本文先从室内覆盖的概念及室内覆盖研究背景及意义出发，通过阐述了现阶段3G市场运营情况,提出了进行3G室内覆盖的必要性和紧迫性。

从广义上介绍了实现室内覆盖的三种方法和一些应用场所，对蜂窝移动场所、蜂窝移动通信网络室内覆盖技术做了简要分析。

并从工程角度对信号源提取的几种方法、室内覆盖电波传输模型、干扰分析与干扰抑制的方法做了重点分析。

在此基础上,以东方公寓学生宿舍楼为案例,根据本案特点,结合相关系统建设原则、技术要求和设计规范,选择合适的室内覆盖组网方式,在实践中参与设计建设工程工作,并对工程系统进行了测试和优化。

关键字：

室内覆盖；

信号源；

干扰

Abstract

Withtherisingpopularityofmobilecommunicationsandthecommunicationsindustryinourcountryofcomprehensive3gera,the3gnetworkconstructionisinfullswing.Butatpresent,theindoorcoverageisstillaweaklinkof3gnetworkcoverage,justrelyonoutdoormacrocellularbasestationcoveragehasbeenunabletomeettherequirementsofcapacityandqualityofcommunication.

Inthispaper,startingfromtheconceptofindoorcoverageandindoorcoverageresearchbackgroundandsignificance,throughthisabstractexpoundsthecurrent3gmarketoperation,putsforwardthenecessityandurgencyofthe3gindoorcoverage.Broadlydescribestheimplementationofthreemethodsandsomeapplicationsofindoorcoverage,thecellularmobileplaceindoorcoverage,cellularmobilecommunicationnetworktechnologymadeabriefanalysis.Severalmethodsofsignalextractionfromtheviewpointofengineering,indoorcoverageradiotransmissionmodel,interferenceanalysisandinterferencesuppressionmethodtodothekeyanalysis.Onthisbasis,inordertoDongFangstudentsapartmentdormitorybuildingasacase,accordingtothecharacteristicsofthecase,combinedwiththerelatedsystemconstructionprinciple,technicalrequirementsanddesignspecifications,choosetherightmeansofindoorcoveragenetwork,participateindesignworkforconstructionprojectinpractice,andtheengineeringsystemwastestedandoptimized.

Keywords:

indoorcoverage;

signalsource;

interference

第1章室内无线覆盖总体概述

1.1室内覆盖 

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，扩大网络容量，从整体上提高移动网络的服务水平。

1.2室内覆盖的意义及市场调查

随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，话务密度和覆盖要求也不断上升。

这些建筑物规模大、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、地下商场、地下停车场等环境下，移动通信信号弱手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区；

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，甚至掉话，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，手机上线困难。

特别是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。

网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有移动网络优化工作的主题。

室内覆盖系统正是在这种背景之下产生的。

据2G历史数据统计分析，室内的覆盖面积只占移动通信覆盖的区域总面积的20%左右，用于解决室内覆盖的基站数量只占总基站数的25％左右，但在室内却产生了所有覆盖区域的业务量的70%。

据专家分析，室内用户分布密度一般大于室外用户两倍以上，高价值商务客户主要集中在室内，室内静止用户更有可能使用3G丰富多彩的数据业务，因此专家预计，未来3G业务中将有90％的数据业务发生在室内。

可以说，保证网络良好的室内覆盖，是提高服务等级、发展客户的关键，是决定3G成败的重要因素。

首先，室内是用户需求较为集中的区域，完善室内覆盖意义重大。

室内是移动通信网络为用户提供高质量、高容量的通信业务的重要区域。

对于3G而言，移动业务的潜在的市场也将会在几类重点区域：

密集的城区，包括市中心、商业区、公司等；

热闹的场所和休闲区域，包括机场、商业区、宾馆等。

除此之外，还涉及宏蜂窝覆盖不到的场所，如隧道、地铁、地下区域等。

室内也是运营商展开差异化的竞争的主战场之一。

3G为终端用户提供了许多新的业务，包括视频电话、视频流、游戏、MMS、E－mail、Web等，这些新业务更容易在室内应用，而且要求更高的网络容量和QoS保证。

因此可以说，完善室内覆盖意味着扩大覆盖区域，提供更大的网络容量，吸引更多的用户，产生更大的通信业务和服务消费量，从而带来营业收入的增加。

业界普遍认为，室内区域是在3G发展过程中能够带来高回报的区域。

其次，相对室外网络规划而言，解决室内覆盖相对来讲更加容易，而且对室外的网络是一个有益的补充。

室内站点比室外站点建设更容易、更快速，不存在室外站点需要面对来自邻区电磁环境干扰的问题。

而且完善室内覆盖可以减少对宏蜂窝基站的投资，扩大宏蜂窝基站的覆盖范围。

3G室内站还可以减少小区的“呼吸效应”，在室内，用户共享每个扇区提供的功率，而基站提供功率取决于用户的业务和用户与其之间的距离，在较高的导频污染环境下，终端需要更大的功率，产生更多的干扰，从而降低整个系统质量；

而用室内小区提供容量，在目标建筑物中提供无缝隙覆盖，可以减少室外宏站负荷，同时室内用户可以获得高质量的服务。

我们也应该看到，在2G向3G演进的过程中，移动通信网络的室内覆盖还存在一些问题亟待解决。

目前，室内达到信号质量标准的区域仅有22.99%到23.59%，与覆盖目标相差很远，按照有关要求，在密集城区，建筑物室内3G覆盖一般要求达到信号质量标准的区域应大于95%。

由此可见，室内覆盖还有很大的发展空间。

在2G时代，室内覆盖存在的主要问题是室内外干扰的控制；

到了3G时代问题就变得比较复杂了。

首先，需要解决多系统室内覆盖的问题。

实现多系统室内覆盖（2G/3G/Wlan）十分必要，因为目前我国移动运营商已有规模庞大的2G室内覆盖系统，而新建室内覆盖系统涉及比较头疼的业主协调问题，同时考虑节约成本的需要，需要对多系统室内覆盖进行整体规划并重点考虑共存干扰问题、器件共用及相关要求，哪些无源、有源器件能够共用，哪些必须新增，要对共用器件提出相应的技术要求，同时要处理好共用时不同系统覆盖范围不一致问题。

其次，要做好3G室内覆盖规划，包括多种解决方案选择、信号源选择、是否需要DAS以及天线点个数、直放站如何使用以及室内外同/异频选择等。

另外，要做好3G室内覆盖的优化问题，包括室内外干扰控制、室内外切换等。

鉴于室内覆盖在3G业务发展过程中的重要地位和面临的一些问题，目前，业界针对移动通信网络的室内覆盖问题进行了深入研究，并且开发出了众多的解决方案。

包括需求规划、流程设计、成本控制与提升投资效益、实现多种无线网络互补共存等方面都有相应的技术解决方案，但是在实际的网络部署中还需要实践的检验。

总之，室内覆盖问题不仅在2G时代没有得到很好解决，在3G时代仍将是运营商部署网络过程中需要面对的一大难题。

解决室内覆盖，不仅需要运营商的高度重视，还需要做好整个网络部署的规划，并且协调好与有关方面的关系，使得新的移动通信室内覆盖方案能够顺利推进，从而吸引用户，把握商机。

1.3室内微蜂窝覆盖系统的概述

为了解决不断增加的用户数量与有限的频率资源之间的矛盾，GSM移动通信网络由80年代的大区制，逐步发展为现在的以宏蜂窝为主的小区制。

为了进一步提高系统容量，在采用1x3、MRP、同心圆等各种小区规划新技术以后，频率复用更加紧密，小区间隔进一步减小，有些地方的站间距只有200m左右。

即使这样，仍然存在一些话务热点地区的容量受限问题。

而且这些热点地区几乎都集中在每华地区，如，如火车站、城市商业区、商场和机场等，换言之，在热点地区有很大一部分话务分布在室内。

由于微蜂窝发射功率较小，覆盖半径小，频率复用次数可以提高，则同样频率带宽下，单位面积可以承载的话务量能够大大提高。

所以，采用微蜂窝进行室内覆盖时可以有效解决热点地区容量问题。

此外，现代建筑质量越来越高，对室内形成较强的屏蔽，造成大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境移动信号弱，形成了移动通信盲区；

在大型建筑物的中间楼层，由于来自不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机切换频繁，话音质量差，掉话率高；

第三，受基站天线高度的限制，建筑物的高层无法正常覆盖，形成移动通信盲区或干扰区。

而引入室内微蜂窝覆盖系统可以很好地解决覆盖和通话质量问题。

当微蜂窝应用于解决大面积的室内覆盖时，一般与分布式天线系统联系在一起，因为在大型建筑物内，墙壁阻挡使得一个固定点的天线很难形成有效的覆盖，而分布式天线可以克服这些不足，并且其场强覆盖均匀。

分布天线包括泄漏电缆、局轴馈电式分布天线、光纤式分布天线，其在室内的应用是当前的组网趋势。

所以，从吸收室内话务量来看，室内微蜂窝覆盖系统可以给网络营运者带来巨大的经济效益；

从优化角度来看，室内、室外分开覆盖，有利于网络优化，从而为客户提供高质量的通话服务，提高客户的满意度。

所以，大力发展室内微蜂窝覆盖系统是各运营商当前的一个工作重点。

1.4室内覆盖所要解决的问题及其意义

从狭义上来讲，室内覆盖问题仅仅是对室内覆盖盲区的改善，解决电话打不出去的问题。

从广义上来讲，室内覆盖问题包括对室内移动通信话音质量、网络质量、系统容量的改善，解决打电话质量的问题。

除了对诸如地下室，一、二层等通信盲区提供覆盖外，同时也应对建筑物的高层部分因接收到来自多方向的杂乱不稳定信号而导致掉话、断续、切换不成功等方面进行改善。

对于高话务量的商务、商贸中心，还应该解决室内话务吸收及拥塞问题，因此，室内覆盖信号的改善对于扩大覆盖、提高覆盖质量、提高接通率、减少弱信号掉话、减少同频干扰也有很大的帮助。

同时，室内覆盖作为一种扩容手段，在分担室外基站话务，增加网络容量，使室内话务在室内吸收，减少同频干扰也起很大作用。

另外，良好的室内覆盖，对于提高网络运营形象，为用户提供更好更完善的随时随地通信服务，提高企业竞争力具有很大的意义。

1.5改善室内覆盖的方法及手段

改善室内覆盖，有两种基本方法：

一种是加大室外信号解决室内覆盖；

另一种是采用室内信号分布系统方式。

1.5.1信号解决室内覆盖方式

在存在室内盲区的地方附近安置直放站，或提高覆盖该地方基站发射功率，提高室外信号强度，利用电磁波的穿透能力而达到解决室内覆盖问题。

这种方式的优点是：

简单、快捷，不需要花很大的投资，工程工作量较小，不需要在建筑物中作布线，建设速度较快。

这种方式对于在一些网络还不是很完善的地方，一方面不但解决了室内覆盖的问题，另一方面也解决了周围地区覆盖和话务吸收，是一种一举两得的事情。

但在网络已经比较完善、基站密集的地方，用这种方式就不是一种明智之举，特别是采用直放站，对系统造成的影响比起解决这些方的室内覆盖可能是得不偿失。

这种方式缺点是：

需要进行频率规划，有时甚至是必须对网络进行较大的频率调整。

同时，用这种方式并不是一种全面解决问题的方式，对于地下室、大型建筑物和采用金属玻璃幕墙的建筑物，其室内可能有相当的地方仍然是盲区，因此，该种方法已不能满足大型室内建筑的覆盖需求。

1.5.2信号分布系统方式

室内信号分布系统方式需要在室内布线及安装天线（或泄漏电缆），这是它与前一种方案最根本的区别。

一般是将信号源（基站、微蜂窝、直放站）的信号引入至分布系统，使信号比较均匀地分布在室内每一个角落。

这种方案在设计时，要考虑信号不外泄到建筑物外面，从而对网络造成干扰。

1.6室内分布系统信号接入方式

室内分布系统的信号接入有两种方式：

无线方式和有线方式

1.6.1无线方式

无线方式是采用室外天线将附近宏蜂窝基站的信号接收后经放大处理，再由室内天线分布到所需覆盖的位置。

这种采用无线耦合的方式，对于存在频率复用较高的市区，需严格调试，以免对网络造成干扰。

由于直放站本身没有增加信道资源，只是信号的延伸，故直放站一般用于低话务量的地方，覆盖范围也罗小，一般只能作为补盲点来使用。

如小型酒楼、地下停车场等。

1.6.2有线接入

有线接入又分为微蜂和宏蜂窝基站耦合二种方式。

（1）宏蜂窝基站耦合

这种接入方式在附近基站信道较空闲时采用，它从宏峰窝基站的发射系统引一路信号到室内设备，再进行放大和分布。

一般用于低话务量的地方。

它的特点是投资小，要求宿主基站离该建筑物较近，增加了宿主基站的话务量。

（2）微蜂窝

微蜂窝就是一个基站，只不过基站的发射天线是分放在室内。

微蜂窝增加了网络的信道资源，可提高网络容量和通话质量，适合于大范围的室内覆盖。

它一般用于话务量密集的地方（如：

星级酒店、大型娱乐场所、商业和商业中心等），既保证优良的覆盖，又分担了周围基站的话务量。

1.7室内分布系统的覆盖方式

1.7.1室内分布系统有三种覆盖方式：

分布天线、泄露电缆和混合方式

（1）分布天线

分布天线目前主要有三种方式：

无源分布、有源分布、光纤分布

1）无源天线分布方式

这是一种比较传统的方式，信号源通过耦合器和功分器，尽可能地平均分配到每一副天线。

其特点是：

器件容易找到，造价较低，成本主要为耦合器、功分器和馈线。

为克服馈线的损耗，一般采用较粗的馈线（主干一般采用7/8"

的馈线，支路采用1/2"

的超软馈线），室内施工因馈线的较硬较粗变得较为困难，距离不能太远（最远的天线一般离基站在100米以内）。

当距离太远或只是耦合基站的一部分信号，造成到达远端信号很弱时，可采用干线放大器（BOOSTER）将信号放大后，再经分布系统到达每一副天线。

2）有源天线分布方式

为克服无源分布系统的馈线施工问题，厂家又设计出有源分布系统，它采用75Ω同轴电缆或50Ω低损耗同轴电缆（直径一般为1/4"

---1/8"

）作传输线，由于这些同轴电缆的损耗较大（每百米在20-50dB），必须在天线端采用一些小功率放大器作补偿，将信号放大后再经天线发射出去。

由于放大功率小，一般在0-20dBm/载波之间，厂家设计时经常将放大器和天线合为一体。

当同轴电缆过计时经常将放大器和天线合为一体。

当同轴电缆过长时，厂家还提供用于补偿线路损耗的干线放大器，而当线路分支时，也可采用有源功分器。

这种方式的特点是：

由于采用小同轴电缆，非常柔软，可任意弯曲，施工非常方便，同时，同轴电缆价格还可非常低廉。

但缺点是每副天线终端都必须提供电源（有的厂家采用远供电源），不是很灵活，当传输距离较长时，由于多级放大补偿，引入了噪声和互调，且成本也比无源方式高。

3）光纤室内分布系统

光纤分布系统既克服务前两种分布系统的特点，又保留了它们的优点。

当信号传输距离太长线路损耗太大时，可利用光纤分布传输时的低损耗（每百米为0.2-0.5dB）特点而设计光纤分布系统，一般采用单模双芯光纤。

施工方便，不受距离限制，不受基站功率限制，但价格相对比较贵。

（2）泄漏电缆方式

泄漏电缆主要用于隧道和地铁等长条型区域，其覆盖半径一般为2-6米，取决于泄漏电缆的泄漏比。

泄漏电缆可以保证信号场强均匀分布，克服驻波场，但其价格昂贵。

（3）混合分布方式

混合分方式是根据实际情况，综合无源分布、有源分布、光纤分布和泄漏电缆分布等各种方式或其中一些组合，用于超大型室内分布，如机场、会展中心、商贸中心、大型写字楼等。

一般来说，在离信号源较近处，用无源分布（50米以内）；

在离信号源有一定距离或信号较弱时加干线放大器；

在离信号源较远或难度较大时，采用有源分布方式（100米以内）或用光纤分布方式；

对于长条型走廊、隧道等，采用泄漏电缆方式。

通过以上各种方式的组合，以达到最佳效果、最低造价、最方便的施工方式。

1.8信号源提取的几种方法

1.8.1直放站做信号源

（1）通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号

（2）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

（3）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

1.8.2增加微蜂窝（基站）

1.8.3直放站做信号源

图1.1通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号

（2）用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到欲覆盖区的直放站

图1.2用耦合器通过光纤传送到欲覆盖区的直放站

（3）用耦合器从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到欲覆盖区的直放站

图1.3用耦合器通过电缆传送到欲覆盖区的直放站

1.8.4微蜂窝（基站）加直放站方式

图1.4微蜂窝（基站）加直放站方式

1.9信号分布的基本方式

1.9.1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。

图1.5无源天馈分布方式

1.9.2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。

1.9.3光纤分布方式

主要利用光纤来进行信号分布。

适用于大型和分散型室内环境的主路信号的传输。

图1.6光纤分布方式

1.9.4泄露电缆分布方式

信号源通过泄露电缆传输信号，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受作用。

它适用于隧道、地铁、长廊等地形。

图1.7泄露电缆分布方式

几种信号分布方式的比较

表1.1几种信号分布方式的比较

总的来说，信号分布系统根据覆盖区域的具体情况，组合无源、有源、光纤、泄漏等方式，进行综合性的分析。

在实际使用中，室内分布系统可使每个微蜂窝覆盖范围增至几十层楼左右；

如果加装干线放大器，覆盖范围还可大幅度增加。

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站上行信号收集到后，均匀地送达特定的接口。

侯成室内分布系统的主要设备是：

馈线、天线、干线放大器、延长放大器以及耦合、功分等无源器件。

在系统设计上主要考虑的是能源分配的问题。

小结

上面谈到利用微蜂窝进行室内覆盖，应该说明一点的是这里仅是使用了微蜂窝概念，在实际应用中设备选型上已大多采用大站设备，而不是微蜂窝设备。

因为，移动通信市场发展迅速，热点地区话务质量极高，如北京国际展览中心在会展期间最高话务量超过1500erl/km2，由于微蜂窝配置较小，已难以满足容量需求，所以，必须采用大站设备，而且，载频配置上不宜过小，实际施工时最好能留有足够的扩容空间。

在解决室内容量和覆盖上，除了