一个设计方案是怎样产生.docx
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一个设计方案是怎样产生
一个设计方案是怎样产生的？
华东技术咨询部陈昱昊编写
作为一个设计人员，或你打算成为一个设计人员，如何设计一个方案对你来说是很重要的了，因为那是你的本职工作或希望得到的工作。
那么一个室内覆盖系统设计方案是怎样做出来的呢？
我们先谈谈室内覆盖系统是怎么回事吧。
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。
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。
总之，进行室内覆盖系统建设的直接理由是：
室内移动通信环境有太多需要完善的地方；
覆盖方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区;
容量方面，建筑物诸如大型购物商场、会议中心，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，无线信道发生拥塞现象;
质量方面，建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现乒乓切换效应，话音质量难以保证，并出现掉话现象。
那么什么地方需要呢？
室内盲区
新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆和公寓等。
话务量高的大型室内场所
车站、机场、商场、体育馆、购物中心等，增加微蜂窝建立分层结构。
发生频繁切换的室内场所
高层建筑的顶部，收到多个基站的功率近似的信号。
什么是室内覆盖呢？
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，扩大网络容量，从整体上提高移动网络的服务水平。
好了，市场部又签单了，现在你就开始和我一起作一个方案吧。
一、接任务
当你拿到一个任务。
如市场部签了一幢楼，一般他会把图纸连同任务书一起交给你，并告诉你一些相关的情况，如机房在几楼、楼高几层等等，（如果没图纸，你就问他要呗，他会告诉你解决方法的），还有覆盖方式，如果是直放站的话，那你现场勘探时还要看接收天线的安装位置。
二、看图纸
有了图纸，你知道你现在要干什么了吧？
看图纸呀！
那看些什么呢？
图纸上你又能了解些什么呢？
1.数图纸；了解标准层有几层，是哪几层，非标准层是哪几层，裙楼情况又如何。
2.看图纸；各层的面积多大，长、宽情况如何。
3.初步设想；你可以先纸上谈兵，本着均匀分布的原则，试着摆一下天线，并记录下位置，当然你不能在人家的图纸上乱画，有制图人员已经把图纸绘好了那就画在你打印出来的纸上吧。
反正我一般是让制图人员先画好的了。
我喜欢将CAD图先转到VISIO中，然后打印出来，在上面乱画。
（讲解如何转换CAD图，如果你不知VISIO怎么用，那要参加一下VISIO的培训了，是InsertCadDrawing。
下面我演示一下。
）
4.机房你找到了吗？
还有井道？
没有？
那你要去问人家工程部经理或业主了。
好了，别光纸上谈兵了，该出发了，嘿！
别空手啊，帮我拎一下测试工具好不？
谁叫你是新手啊。
带哪些？
你不知道，唉，我忘了告诉你了：
三、准备出发
1、准备测试工具：
测试手机：
我们要测试谁的信号你就带好谁的GSM卡，反正都带更好了。
TEMS手机、笔记本电脑；用来测试、记录TEMS图，即当前场强图，作模拟测试等。
点源发射器：
当然用来模拟点源了。
你要用它来测试损耗的嘛。
都齐了吗？
看一下电充满了吗？
没满？
我不是让你昨晚就充了，你忘了，唉看来去不成了。
哦，还好另一台有电，好吧，就是它了，快登记，不然是人家的了。
笔和纸，你不可能连这都不带吧。
对了，你有选择好要测试的地点了吗，先想好吧，免得到现场又忘了这忘了那的，有备无患嘛。
来我们先圈一下，在整理一下你要去了解的问题。
2、问题：
机房位置、井道位置、各楼层高、楼高、总面积、手机拨打情况、信号好否、建筑物内有否变动和图纸不一的地方等。
四、出发
工具和问题都准备好了那就出发吧。
别忘了先和业主方打电话约好哦。
怎么去不用我说了吧。
五、到达目的地
1、先到你所联系的联系人处，由他安排人员陪同测点，测点时你要记录下一些数据填写入你带来的表格上：
序号
测试地点
信号强度dBm（BCCHNo.）
信号情况描述
地下层
1
（主信号及邻频）
2
3
4
B2F
盲区
5
B3F
盲区
一层
1
2
3
这时你要注意了，如何取点，记录什么呢？
A）一楼的四周几个点的信号强度和小区信息，及至少三个邻频的信号强度；
B）非标准层一楼以上的一到二个楼层的四周窗边的几个点的信号强度……；
C）标准层的十层和二十层的四周窗边的几个点的信号强度……；
D）顶层的四周窗边的几个点的信号强度……。
E）面积小于1500平米的楼层，每层测试点不得少于5个；对于层面积大于2000平米的楼层，每层测试点不得少于6个；非标准层应逐层测试，标准层可每隔5~7层测试一次；地下室如果是盲区，可不必将多个测试点的情况标出，只需直接标注为盲区。
此表后应附上在楼层用TEMS进行信号测试的图表。
在这里，你要掌握BCCH、TCH、dBm什么的。
我还是详细说一下吧。
I．先掌握一下GSM的组成
I）移动台/移动用户（MS）
移动台是整个系统中直接由用户使用的设备，可分为车载型、便携型和手持型三种。
在GSM系统中，物理设备与移动用户是相互独立的。
也就是说，用户的所有信息都存储在SIM卡（用户识别卡）上，系统中的任何一个移动台都可以利用SIM卡来识别移动用户。
由网络来进行相关的认证，保证使用移动网的是合法用户。
移动台有自己的识别码IMSI，称为国际移动台设备识别号。
每个移动台的IMSI都是唯一的，网络对IMEI进行检查，可以保证移动台的合法性。
SIM卡中存储着用户的所有信息，包括国际移动用户识别码IMSI等。
II）基站子系统（BBS）
广义来说，基站子系统包含了GSM数字移动通信系统中无线通信部分的所有基础设施，它通过无线接口直接与移动台实现通信连接，同时又连到网络端的交换机，为移动台和交换子系统提供传输通路，因此，BBS可以看做移动台与交换机之间的桥梁。
BSS由两个基本部分组成：
通过无线接口与移动台一侧相连的基站收、发信机（BTS）和与交换机一侧相连的基站控制器（BSC）。
其它的你们自己看专业书吧，我们在这里用到的不多，但能掌握更好。
II．GSM系统的编号方案
我们不是要记录LAC、CID吗，那是运营商的编码方式，具体如下：
I）移动用户号码（MSISDN）
MSISDN指主叫用户为呼叫GSM移动用户所拨的号码。
其中：
（1）CC：
国家码。
即移动台登记注册的国家码，中国为86。
（2）NDC：
国内网络接入号码。
中国移动网为135～139，联通网为130～131。
（3）SN：
用户号码。
采用等长8位编号计划，具体号码分配由运营公司决定。
II）国际移动用户识别码（IMSI）
为了在GSM系统中，每个用户都分配有一个唯一的IMSI，此号码在整个GSM系统中有效，用于用户身份的识别。
其中：
MCC：
移动国家码。
唯一的识别移动用户所属的国家。
中国的MCC为460。
MNC：
移动网号，识别移动用户所属的移动通信网（PLMN）。
中国移动的MNC为01，中国联通为02。
MSIN：
移动用户识别码，唯一地识别某一移动通信网的移动用户。
NMSI：
国家移动用户识别码，由MNC与MSIN组成。
III）位置区识别码（LAI）
位置区是指移动台任意移动而不需要进行位置更新的区域，它可由一个或若干个小区组成，为了呼叫移动台，系统在一个位置区内所有基站同时发寻呼信号。
位置区识别码LAI用于检测位置更新和信道切换的请求。
其中：
MCC、MNC与IMSI中该部分相同。
LAC是位置区号码，用于GSM网络中的一个位置区，它可以由运营部门自定。
IV）全球小区识别码（CGI）
CGI是在所有GSMPLMN中用做小区的唯一标识，是在位置区识别码LAI基础上加上小区识别号CI构成的。
图中LAI同上。
CI是由运营部门自定义的小区识别号码，是一个2ByteBCD编码。
III．信道的概念
多址技术就是要使众多的客户公用公共信道所采用的一种技术，实现多址的方法基本有三种，频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）。
我国模拟移动通信网TACS就是采取FDMA技术。
CDMA是以不同的代码序列实现通信的，它可重复使用所有小区的频谱，它是目前最有效的频率复用技术。
GSM的多址方式为时分多址TDMA，和频分多址FDMA相结合并采用跳频的方式，载波间隔为200k，每个载波8个基本的物理信道。
一个物理信道可以有TDMA的帧号、时隙号和跳频序列号来定义。
它的一个时隙的长度为0.577ms，每个时隙的间隔包含156.25bit，GSM的调制方式为GMSK，调制速率为270.833kbit/s.
在GSM中的信道可分为物理信道和逻辑信道。
一个物理信道就是一个时隙，通常被定义为给定TDMA帧上的固定位置上的时隙（TS）。
而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的消息种类不同而定义的不同逻辑信道。
这些逻辑信道是通过BTS来影射到不同的物理信道上来传送。
逻辑信道又可分为业务信道和控制信道。
i）业务信道（TCH）用于携载语音或用户数据，可分为语音业务信道和数据业务信道。
ii）控制信道用于携带信令或同步数据，可分为广播信道、公共控制信道（CCCH）和专用控制信道（SCH）。
广播信道（BCH）：
包括BCCH、FCCH和SCH信道，它们携带的信息目标是小区内所有的手机，所以它们是单向的下行信道。
我们关心的是BCCH，广播控制信道（BCCH）是MS在空闲模式下为了有效的工作需要大量的网络信息，而这些信息都将在BCCH信道上来广播。
信息包括小区的所以频点、邻小区的BCCH频点、LAI（LAC+MNC+MCC）、CCCH和CBCH信道的管理、控制和选择参数及小区的一些选项。
好了，你该明白测点用到的参数了吧。
楼层
位置及房间
BCCH
覆盖电平
（dBm））
CID
通话质量
14
电梯厅
68
65
70
-96
-96
-97
29649
29554
/
14
窗口
533
539
70
73
65
-77
-74
-71
-72
-80
10172
11211
切换频繁
7,难上线
14
楼面
539
533
70
-86
-88
-86
11211
10172
0x7431
6
8
电梯厅
527
539
65
73
-98
-96
-88
-86
0x2bcb
6,切换频繁
8
楼面
539
527
545
73
-84
-85
-87
-78
11212
0x2bcb
6,切换频繁
1
门口
533
73
65
527
62
-62
-60
-65
-69
-72
29473
4
1
大堂
533
73
65
-75
-71
-78
4
电梯
/
/
/
/
地下
／
／
／
／
地下
／
／
／
／
某大酒店环境信号测试图
14F
1F
测点测试完成了，模拟测试结果如下：
（见附图），该问的问题你问来了没有？
机房、井道、天花板走线都没问题了，天线的大概安装位置心理也有底了，好，打道回府。
开始画系统图、作方案。
先把这些填入方案模版中：
1.建筑面积大约为1.8万平方米；其中，地下室到4楼每层面积约为1２００平方米，5楼至14楼每层面积为1000平方米。
2.此大酒店由主楼和地下层组成，主楼有14层,地下二层。
酒店空间功能分割如下：
主楼地下层为酒店员工区及设备区，主楼一楼为酒店大堂、商店，主楼二层为餐饮，三楼为娱乐，四楼为会议区等。
五楼为办公区，6-14层为酒店客房区。
3.机房设在5楼电话机房。
六、确定信源接入方式、室内覆盖方式
作方案以前你先要确定信源，其实在你去目的地之前你就该心里有数了，因为你要在现场查看相关的信源设置。
如果是用直放站，你又要查看施主天线在安装位置。
我们还是先讲一下覆盖的方式吧。
一）实现室内覆盖的技术方案可分为三种：
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。
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。
直放站（Repeater）
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。
详细的说：
微蜂窝有线接入方式
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，对宏蜂窝方式亦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。
宏蜂窝无线接入方式
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调整。
直放站（Repeater）
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。
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。
直放站的应用场合主要有以下几种：
扩大服务范围，消除覆盖盲区；
在郊区增强场强，扩大郊区站的覆盖；
沿高速公路架设，增强覆盖效率；
解决室内覆盖；
将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙。
二）信号源的提取方式：
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。
增加微蜂窝（基站）
三）信号分布的基本方式
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。
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。
3.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。
4.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。
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。
构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量分配的问题。
在本例子中我们采用微蜂窝无源天馈分布方式。
七、计算话务量
当信源确定后，你还要计算话务量来确定基站的载波配置，参考的算法有：
附：
室内话务的测算公式：
①写字楼的话务量（单位：
ERL）=建筑面积×75%×1/20×80%×0.01（75%为实用面积的比率；1/20为人员与办公面积的比率；80%为手机的拥有率；0.01为人均话务量）
②商场的话务量（单位：
ERL）=建筑面积×75%×1/2×1/3×60%×0.01（75%为实用面积的比率；1/2为人员与营业面积的比率；60%为手机的拥有率；0.01为人均话务量）
③会展中心的话务量（单位：
ERL）=建筑面积×80%×50%×1/3×80%×0.015（80%为实用面积的比率；50%为柜台的面积；1/3为人员与会展面积的比率；80%为手机的拥有率；0.015为人均话务量）
④会议中心的话务量（单位：
ERL）=容纳的人数×80%×0.02（；80%为手机的拥有率；0.02为人均话务量）
⑤三、五星级宾馆：
房间数×2×80%×70%×0.01（2为床位数；80%为宾馆的入住率；70%为手机的拥有率；0.01为人均话务量）
⑥四星级宾馆：
房间数×2×80%×80%×0.015（2为床位数；80%为宾馆的入住率；80%为手机的拥有率；0.015为人均话务量）
⑦餐饮区域话务量的计算模式：
话务量（单位：
ERL）=容纳的人数×80%×0.01（80%为手机的拥有率；0.01为人均话务量）
1个BCCH有6个TCH；1个TCH有8个时隙，设系统在呼损率B=0.02;
载频数
1BCCH
1BCCH
1TCH
1BCCH
2TCH
1BCCH
3TCH
1BCCH
4TCH
1BCCH
5TCH
1BCCH
6TCH
1BCCH
7TCH
ERL
2.28
8.2
14.9
21.9
29.2
36.2
44.0
51.53
巴尔姆表：
（在呼损率=0.02的条件下）
N
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
ERL
0.02
0223
0.602
1.092
1.657
2.276
2.953
3.627
4.345
5.084
5.842
6.615
7.4
8.2
N：
表示电路数；ERL:
表示爱尔兰
根据以上提供的公式计算出（某区域）话务量约为ERL，（某区域）的话务量约为ERL，……………鉴于以上总话务量为ERL，所以基站的配置选择为（一个小区为nTRx，多个小区为Sa/b/c/d…）配置。
好了，我们根据公式1、6计算出总话务量5.2ERL（其中办公区域2.52ERL，宾馆区域2.68ERL），根据以上有关数据，以及一定的扩容余量，所以选取基站的配置为2TRX。
八、画系统图
当你把这些都准备好了，那可以画系统图了。
我们先看一下标准层，打算在标准层中安装几付天线呢？
按照它的结构，可以安放4付天线，可由于它的层面积只有1000平方米，又根据模拟测试，可以考虑安装3付天线，且奇数层、偶数层交叉配置。
那样的话就是每层安放3付吸顶天线。
电梯厅安装1付，覆盖两部电梯，另一部电梯井内覆盖。
井道就在电梯厅旁边，我们先把天线的位置放好，把它们连起来，连到井道。
现在看馈线连接交叉处安装何器件了。
根据模拟测试，天线口输出功率大约在3～6之间比较好。
一般我们采用逆推法来判断器件及其参数，请看演示举例。
图8-1
我们先画好草图，标上馈线的长度和损耗，如图8-1，现在要逆推各个交叉点所用的器件，可以判断A处用二功分，B、C处为耦合器。
如图8-2
图8-2
假设ANT4-1F天线口输出功率为10dBm，我们可按图中逆推至B处直通端出口处为15.4dBm，也就是这里的功率要15.4dBm天线ANT4-1F输出才为10dBm。
我们再假设ANT2-1F为10dBm，那么逆推出B的耦合端为10.4dBm，两边相差5dBm，选择6dB的耦合器（6dB耦合端—直通端相差4.6dBm，10dB相差10-0.5＝9.5dBm，15dB耦合器相差15-0.3＝14.2dBm）（有点怀念有5dB和7dB的年代了，那时候的选择更多），那么我们看图8-3
图8-3
看来C取10dB耦合器了。
图8-4
由此得出每个耦合器的参数了，又计算出这一层要问主干要多少功率了。
19.9dBm（9.4～10.4），根据模拟测试天线最好在3～6dBm之间，那么主干给它的功率在13.5～15.5dBm之间。
动手把这层画一下算一下，每个人不一定一样的。
这样我们把标准层的系统图画好了，而且也知道了满足这一层的需要，主干上要给它多少功率。
非标准层也同样，先将天线的位置安放好，标上大概的功率，用逆推法计算出馈线交叉处的器件及参数，同样就画出了本层的系统图并得知要求功率了。
现在你该知道主干上的器件如何得出了吧？
大家可以动手算一下主干了。
给你们10分钟时间。
不管主干还是每层的系统图可以有几种设计思路，每个人的想法不同，对一幢楼所设计的方案也有所不同，但一个好的方案取决于它的设计的全面性、考虑方面的周到性、以及方案设施的可行性和成本等。
比如当初一个5dB耦合器和一个二功分连接，实际上和一个三功分相差无几（在上海办的损耗中，实际上是等值的），区别在于成本上，另外少一个接口，从可能发生的故障上也就少了一个机会。
成本上的因素由市场掌握，设计时也可以问一下大概控制在多少范围，那么在选择设计方案时也有个参考，是器件多的，还是少的。
器件的多少同时也影响输出功率。
好，我们现在可以把主干、每层的系统图连接起来了。
这就算是一个系统图草图了。
接下来是把它用计算机画出来，用V
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