TDSCDMALTE展览馆室内覆盖系统的设计硕士毕业论文

TD-SCDMA/LTE展览馆室内覆盖系统的设计 浙江大学硕士学位论文 摘要摘要本文通过对TD-SCDMA及TD-LTE原理进行分析，参照有关设计依据及技术指标，分析完成了宁波会展中心2号馆平层及电梯的信号覆盖设计。室内无线覆盖是针对室内用户以改善建筑物内无线通信环境的一种方案，近些年在全国各地运营商中得到了广泛应用。室内覆盖系统通过需求分析效果预测，全面改善建筑物内的通话质量，提高移动电话接通率，不仅扩大网络容量，更从整体上提高移动网络的服务水平。论文首先通过对会展中心2号馆信号情况的勘测，完成对会展中心2号馆话务量需求的分析，然后分析信源功率，最终确定了所选用的信号源，同时也确定了所选用各种无源器件。之后对该设计进行覆盖效果的理论预测，确定设计结果达到了相关的技术指标，解决了该馆的手机用户需求，实现了移动通信的无缝覆盖。在设计的最后，进行了施工规范及工程施工流程的说明，列出所用工程材料清单，以便于工程具体实施。关键词：TD-SCDMA，LTE，室内覆盖，信源，分布系统i浙江大学硕士学位论文 AbstractAbstractThe design analysis the Principle of TD-SCDMA/LTE, reference to the design basis and technical indicators, analysis of the Convention Center Hall floor and elevator design of the signal coverage.Indoor coverage for indoor users to improve the building environment of a mobile communication program in recent years across the country mobile operators has been widely used. Indoor coverage systems, can provide a more comprehensive manner to improve call quality in buildings, it also improve the mobile phone through rate and open up high-quality indoor mobile communication areas; At the same time, the use of micro-cellular system can be shared outdoor macrocell traffic and expand network capacity, to increase the overall level of service for mobile networks. Through investigation, completed an analysis of traffic demand for Convention Center Hall II, and then Analysis of the power source, ultimately determine the selection of the signal source. Then determine the choice of a variety of passive components. After the design of the cover effect, I determined the design of this technology to meet the relevant indicators. Solve the building needs of mobile phone users; achieve seamless coverage of mobile communications. In the final, I analysis the construction specifications and construction processes. List the materials which were used in engineering, in order to facilitate the implementation of project specific.Key Words：TD-SCDMA,LTE,Indoor coverage,Information source,Distribution system ii浙江大学硕士学位论文 目录目录摘要iAbstractii图目录III表目录IV第1章 绪论11.1 课题背景11.2 国内外研究的背景21.3 研究的意义31.4 本文主要研究内容和章节安排41.5 本章小结4第2章TD-SCDMA室内覆盖系统介绍52.1 室内覆盖系统52.1.1建设室内覆盖系统的原因62.1.2什么地区需要室内覆盖72.2 TD-SCDMA的简介72.2.1TD-SCDMA网络试验和商用概况82.2.2TD-SCDMA标准的现状82.2.3TD-SCDMA标准的后续发展（LTE）92.3 室内覆盖系统的组成102.4 本章小结11第3章国际会展中心2号馆覆盖需求123.1 TD-SCDMA/LTE室内覆盖系统建设流程123.2 展览馆室内覆盖需求介绍133.3 电磁环境勘测153.4 覆盖需求153.4.1覆盖范围153.4.2当前信号覆盖情况说明163.4.3覆盖方式163.5 勘测记录及具体要求163.5.1勘测记录163.5.2展览行业覆盖需求173.6 本章小结17第4章展览馆室内覆盖系统设计184.1 宁波会展中心室内覆盖系统建设流程184.2 TD-SCDMA室内覆盖系统建设流程覆盖方式的设计194.2.1平层覆盖及天线布放194.2.2电梯的覆盖224.2.3系统可调整性234.2.4功率分配234.3 TD-SCDMA网容量预测244.4 覆盖效果效果分析244.4.1TD-SCDMA覆盖区场强计算254.4.2最小室内覆盖场强计算264.4.3TD-LTE覆盖区场强计算274.5 本章小结29第5章展览馆室内覆盖施工方案305.1 室内覆盖经典环境单天线覆盖能力305.2 天线功率需求及布放原则305.3 天线的布放305.3.1办公楼层的覆盖(6-10层)315.3.2会展区域(1-5层)的覆盖325.3.3地下停车库的覆盖335.3.4电梯的覆盖345.3.5卫生间的覆盖355.4信源选取365.5器件选择说明365.5.1覆盖天线的选择365.5.2分配器件的选择385.5.3主干线和支线采用的线型405.6设备安装说明415.6.1有源设备安装415.6.2室内天线安装425.6.3馈线及相关设备425.6.4无源器件安装435.6.5接地435.6.6标签435.7本章小结44第6章总结与展望45参考文献1作者简历3致谢4II浙江大学硕士学位论文 表目录图目录图 2.1室内覆盖示意图5图 2.2室内覆盖拓扑结构图6图 2.3直放站的室内分布系统示意图10图 3.1TD-SCDMA/LTE室内分布系统建设流程示意图12图 3.2会展中心二号馆侧面图14图 3.3国际会展中心周边无线网络环境图15图 4.1宁波会展中心TD-SCDMA/LTE室内分布系统建设流程示意图18图 4.2会展二号馆6-10层平面图20图 4.3会展二号馆1F TD-SCDMA系统平面图21图 4.4会展中心2号馆TD-LTE覆盖安装图22图 4.5 2号馆电梯平面安装示意图23图 5.1办公区域平面图32图 5.2覆盖模型32图 5.3会展中心区域覆盖平面图33图 5.4大型会议室覆盖实景图33图 5.5全向吸顶天线方式34图 5.6定向板状天线的安装35图 5.7横向并立式结构部分35图 5.8竖向纵深式结构部分36图 5.9全向吸顶天线外观图37图 5.10室内壁挂天线外观图38图 5.11腔体功分外观图40图 5.12馈线外观图41表目录表 3.1 楼层结构情况表14表 3.2 各楼电梯分布情况14表 3.3 勘测数据16表 4.1楼层GSM&3G信号覆盖差异估算24表 4.2衰落余量表25表 4.3TD-LTE与其他系统的干扰隔离要求表27表 4.4衰减因子取值表28表 4.5空间传播距离预算表空间传播距离预算表28表 5.1室内覆盖典型环境单天线覆盖能力表30表 5.2全向吸顶天线参数表37表 5.3室内壁挂天线参数表38表 5.4腔体耦合器参数表40表 5.5馈线参数表41表 5.6馈线弯曲曲率半径42表 5.7馈线间距43IV浙江大学硕士学位论文 第1章 绪论第1章 绪论1.1 课题背景TD-SCDMA是我国通信行业首个知识产权，是由中国提出的第三代通信技术标准，于2000年被国际电信联盟（ITU）正式采纳，并成为全球认可的第三代通信技术标准之一。随着TD-SCDMA技术在全球范围内不断成熟、发展， 其商用价值逐步得到体现，TD-SCDMA先于欧洲的WCDMA和美国的CDMA2000获得中国市场准入，并完成一期10个城市的网络建设和试运营1。但是根据专业调研和专家研究表明，现代人的需求并没有停滞不前。我国拥有知识产权的第四代移动通信技术TD-LTE已于2010年10月被国际电信联盟(ITU)定为4G技术标准，正式成为两大4G国际标准之一。4G网络能以100Mbps的速度下载，速度是3G网络的10倍，上传的速度能达20Mbps。TD-LTE作为4G的标准之一，拥有着稳定超快的移动上网速度，这将大大提升信息传输能力，为加快推进现代化建设和国际化进程。信息时代带给人们的不仅是日新月异的生活方式，更是无限的空间和机遇。从TD-SCDMA到TD-LTE，提供了更快速的网络和更丰富的应用。基于TD-LTE的手机不仅可以提供高质量的流媒体内容，个人身份认定的设备还可以通过ID技术实现。同时它也可以接收到高分辨率电视节目和电影，成为合并广播和通信的一个纽带。此外，TD-LTE的无线即时连接等一些服务费用将比3G更为便宜。还有，TD-LTE有望集成蓝牙和无线局域网等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准2。 宁波市国际会议展览中心位于浙江省宁波市江东区会展路181号。它地处东部新城核心区，与中心商务区、市政办公区、生活居住区等重要区块左邻右舍。交通便利，距杭甬高速公路只有5公里；距中国第二大港北仑港18公里；经世纪大道可直达宁波机场；经甬江隧道可到达329国道。占地面积600余亩，建筑面积9万余平方米，主要由东南西北四个展厅组成，并配有会议楼及商务楼子项建筑共6大建筑。会展中心规模庞大、设计先进、布局合理、配套设施齐全，是一个集展览、展示、商贸洽谈、餐饮、仓储等综合服务功能于一体的大型智能型现代化会议展览中心。国展中心二号馆与家电常年展1号馆相对称，用地面积4万多平方米，总建筑面积约20万平方米，其中地上14.4万平方米，地下5.7万平方米。二号馆地下2层，地上10层，主体建筑高度50.3米，项目总投资约7.5亿元。本文的主要研究内容是来源于浙江三维通信股份有限公司的一个具体方案，该方案主要针对宁波国际会展中心2号馆的室内无线信号覆盖进行系统设计。该馆共10层，地下室2层,楼内共有27部电梯,需室内覆盖面积为140000平方米。1.2 国内外研究的现状 当今世界的市场竞争不仅仅是产品、技术、人才的竞争，通信行业面对的还是标准的竞争，谁能制定标准，谁就在一定程度上掌握了技术和经济竞争的主动权。然而我国的科技水平总体上还相对落后，特别是左右国民经济的高科技领域，我国呈现出技术力量薄弱，技术人才紧缺，研发能力欠缺。绝大多数的核心技术掌握在别人的手中，在竞争中常陷被动境地，发展受限。我国的第一代第二代移动通信制式因没有发言权，向国外支付了百亿美圆的技术和专利费用。我国的TD-SCDMA在逆境中崛起，于2000年被国际电信联盟（ITU）认定为3G国际标准之一，与欧洲的WCDMA和美国的CDMA2000成为当今3G主流的技术。TD-SCDMA，即时分同步的码分多址技术，是我国通信领域第一个拥有自主知识产权的国际标准，是我国百年电信技术史上的重大突破3。 CDMA技术的成熟，以及数字信号处理、智能天线、软件无线电等先进技术的进展研究，为第三代移动通信系统的产生和发展奠定了技术基础4。TD-SCDMA针对所有无线环境下对称和非对称的3G业务所设计的，凭借着频率利用率高、系统容量大、建网成本低等优势，后发制人，在国内已站稳脚跟，逐步向世界范围拓展。TD-SCDMA既可以接入第二代GSM网，同时也可以接入3G核心网，无论哪种接入方式都可以利用GSM网络，与其完全兼容9。从而实现第二代通信技术到第三代通信技术的平滑过度。另外，TD-SCDMA拥有自主知识产权，可避免因使用国外技术和专利而支付昂贵的费用，从而大大降低了成本，同时也为TD在国内乃至于全球的发展积累了更多优势。随着我国6城市TD-SCDMA规模试验第一阶段告一段落，从目前的运营商建设网络情况看，所有都会选择比较发达的地区，从目前东京等地密集地区TD=SCDMA网络建设看，根据自身情况定，选择合适的技术，进而有效控制城市与郊区，小区与小区之间的饿干扰11。另外建设LTE作为运营商的一种投资策略，TD=SCDMA的最大优势就是频率使用灵活，随着网络的发展和建设，以及用户数量的急剧增加，TD=SCDMA的扩容计划提前被运营商考虑进去。TD-SCDMA作为我国提出并具有自主知识产权的技术，在TD-SCDMA的部署和商用化进程中，不仅吸取国外建设经验，还根据自身网络特点，发展具有中国特色的TD-SCDMA新技术，相信TD-SCDMA网络在中国一定能够厚积薄发，蓬勃发展。LTE作为信息技术的发展方向，逐步受到了政府和运营商的关注，真也是TD-SCDMA的后续发展的动力，同时也是我国自主知识产权发展的重大历史机遇。中国移动公司在2010年扩容完成后，TD-SCDMA网络将覆盖全国全部337个地市，基站规模将达22万个13。随着WCDMA 和CDMA2000技术发展，TD-SCDMA也需要不断创新，不断提升TD-SCDMA网络的宽带能力，建立起TD-SCDMA/LTE系统在未来的宽带移动市场、移动互联网市场、物联网市场的竞争力，是中国移动公司新时期应对市场竞争、保持技术优势的重要举措。目前，TD-LTE产业链初现端倪，初步具备产品服务能力，但网络设备、终端和性能等均有待进一步完善。从国内外网络发展的现实和经验看，若加快产品发展，缩短周期，推进TD-LTE产业链尤其是终端产品商用化进展，缩短与FDD-LTE的产业发展差距15。 中国移动在国家相关部门的统一部署下启动了TD-LTE规模试商用网建设项目，本项目分为两个阶段：一阶段支撑完成“新一代宽带无线移动通信网”国家重大专项TD-LTE规模技术试验的各项试验测试任务。二阶段面向试商用目标，扩大网络建设规模，并进行2G/TD/LTE融合组网、TD-SCDMA升级等方面的组网技术验证。1.3 研究的意义随着城市里无线业务用户数量急速增加以及高层建筑拔地而起，话务量的密度和覆盖的需求和要求也不断上升。现代的建筑物的特点是规模大、质量好，一定程度上对无线业务信号相对屏蔽。在建筑物的低层，比如地下车库、地下商场或者是地下储物事等环境下，移动的信号因为没有主导信号再加上建筑物的阻挡，形成了移动通信的盲区；在楼层的中间层里，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，通话效果差，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。另外，有些建筑物内，虽然手机信号接收正常，但是由于人口密度大，基站信道拥挤等原因，用户还是不能正常使用手机。网络覆盖、容量、质量是移动通信运营商获取竞争优势的关键因素。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上反应了移动运营商的服务水平，是所有移动网络优化维护工作的主题。1.4 本文主要研究内容和章节安排本文主要包括以下内容：通过对TD-SCDMA及其延伸TD-LTE(4G)原理进行分析，参照有关设计依据及技术指标，分析完成了会展中心2号馆平层及电梯的信号覆盖设计。设计内容包括TD-SCDMA/LTE原理介绍、会展中心2号馆覆盖需求、设计方案选择、话务量需求分析、该馆平层及电梯信号覆盖的方案设计等五部分内容，文章结构安排如下：第1章介绍了本论文研究的课题背景；第2章介绍了TD-SCDMA/LTE室内覆盖系统介绍；第3章对会展中心2号馆地理环境和电磁环境进行勘测，分析该馆的覆盖需求；第4章是展览馆室内覆盖设计及覆盖区容量预测与场强计算；第5章是展览馆室内覆盖方案，进行信源选取，器件选择，覆盖效果理论分析预测，还有具体实施说明；第6章是总结与展望。1.5 本章小结本章节主要介绍了课题的研究背景，重点介绍TD-SCDMA和TD-LTE及其技术标准，并讲述其国内外研究的现状，通过宁波国际会展中心的概况分析本次室内网络覆盖的需求，最后介绍了本文的主要研究内容和章节安排。 4浙江大学硕士学位论文 第2章 TD-SCDMA室内覆盖系统介绍第2章 TD-SCDMA室内覆盖系统介绍2.1 室内覆盖室内覆盖在全国范围内的移动通信运营商中得到广泛的应用，它是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案。室内覆盖系统是根据话务量分析，效果的预测，确定信号源和天线布放。为运营商提供最佳解决方案。踏的原理是利用室内天线将信号分布在室内各个角落，从而保证室内通过的效果，达到室内无逢覆盖。室内覆盖系统的成功建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高整体移动电话接通率，从整体上提高运营商的网络服务水平。如图2.1是一般情况下的室内覆盖示意图。 图2.1 室内覆盖示意图图2.2 室内覆盖拓扑结构图2.1.1建设室内覆盖系统的原因随着智慧城市建设发展进程，高质量的通话效果和丰富的应用成为了当代人的需求因素。当然，现实中，因为城市里越来越繁华，高楼大厦越来越多，对信号的阻挡也越来越多，不论是新建的高楼还是已建好的高楼，这些建筑物规模大、质量好，对无线业务信号有很强的屏蔽作用。在中间楼层，由于不同基站信号的堵塞，产生大量的乒乓切换，甚至掉话，很大程度上影响了手机用户的正常使用；在高楼的顶层，由于基站天线的高度因素限制而导致无法正常覆盖，成为移动通信空洞层。此外，在建筑物内，虽然手机能正常通话，但是由于用户较为集中，导致堵塞基站信道，手机上线艰难。室内信号覆盖的效果直接影响到运营商的竞争，特别是网络覆盖的质量、容量等关键因素。网络容量、网络覆盖、网络质量从深层次上显示了移动网络的服务水平18。在这样的背景之下，室内覆盖系统正式产生了。原因有以下几点：1.从覆盖方面讲，建筑物所特有的屏蔽和吸收作用，导致无线电波较大的传输损耗，于是造成了移动信号的弱场强区；2.从容量方面讲，大型超市、会议厅、商场等区域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，无线信道发生堵塞现象；3.从质量方面讲，楼层高处极易出现无线频率干扰，周围基站信号不稳定，出现乒乓切换，通话质量差，并容易出现掉话现象。2.1.2哪些地方需要室内覆盖1室内盲区大型建筑、办公楼、地下停车场、酒店和公寓等。2通话频繁的大型室内场所车站、商场、机场、体育馆、大型超市等。3频繁发生切换的室内场所高层楼房的顶部，接收多个基站的相似功率的信号。2.2 TD-SCDMA简介TD-SCDMA是我国通信行业首个知识产权，是由中国提出的第三代通信技术标准，于2000年被国际电信联盟（ITU）正式采纳，并成为全球认可的第三代通信技术标准之一19。 TD-SCDMA为TDD模式，它有两个特点，一是终端的移动速度受现有只能达到240km/h因为DSP运算速度的限制；二是基站覆盖半径在15km以内时频谱利用率和系统容量可达最佳。，在城市和城郊这两个地方均不影响实际使用，所以TD-SCDMA适合在城市和城郊使用21。TDD模式是根据在无线信道时域里的周期地重复TDMA帧结构来实施的。模式可以快捷地实现上行和下行链路间地切换。TDD模式的优势是，在上行和下行链路间的空间分配可以用一个灵活的转换点来实现改变，满足各种业务需求。运用TD-SCDMA的技术，所有的3G对称或非对称业务可以通过改变上行和下行链路的转换点进行实现。所有对称或非对称业务以及任何混合业务的上、下行链路资源分配的问题可以用相匹配的TD-SCDMA时域操作模式来自行解决4。 TD-SCDMA所有先进的移动无线系统是为了提高所有无线环境下对称和非对称的3G业务5。TD-SCDMA传输方向的时域自适应资源分配是为了对对称业务负载关系的频谱分配最佳利用。因此，TD-SCDMA可以通过最佳频谱效率和最佳自适应资源的分配，支持速率从8kbps到2Mbps不同程度的语音、互联网等所有的3G业务。 据息，依照ITU规定，1998年6月中国正式向国际电联提交了我国自主知识产权的TD-SCDMA，这是对IMT2000无线传输技术的建议。经过几年的不懈努力，在2000年5月5日国际电联正式公布了第三代移动通信标准，TD-SCDMA也正式成为了ITU第三代移动通信标准。与美国C的DMA2000和欧洲的WCDMA同时成为3G时代最主流的技术。 2.2.1 TD-SCDMA网络的发展2006年，罗马尼亚建成了TD-SCDMA试验网。2007年韩国的运营商SK电讯建设成立TD-SCDMA实验网，法国电信也在同年建成了TD-SCDMA网络。2008年1月，中国移动在北京、上海等地建设成了第一张TD-SCDMA网；中国电信在保定市建立了TD-SCDMA网；原中国网络通信公司（现中国联合网络通信集团有限公司）在青岛市也建立了TD-SCDMA网。2008年4月，中国移动在北京、上海等地启动TD-SCDMA社会化业务测试和试用。2008年9月，中国普天信息产业集团公司为意大利的一家通信公司MYWAVE建设了TD-SCDMA试验网，为小型企业网，工程仅11天。2009年1月7日，中国政府正式颁发给中国移动TD-SCDMA业务的经营许可证，中国移动也在中国的28个直辖市、省会城市和计划单列市开始了TD-SCDMA的二期网络建设，计划在2011年TD-SCDMA网络够覆盖中国大陆100%的地市。 至今，TD-SCDMA在各方面都已经被国际上运营商、设备制造商所接受认可，成为了真正的国际通信标准。2.2.2 TD-SCDMA标准的现状在2001年3月份3GPPR4发布后，符合标准规范的TD-SCDMA实质性的工作主要是由3GPP体系内完成。后来，R4标准发布，由大唐带头与很多业界的运营商以及设备制造商经过多次的会议商讨等其他方式的讨论，提交了大量的文稿，对TD-SCDMA标准规范的高层的协议栈消息、物理层的处理、接口信令消息和网络等部分的内容进行了反复的完善和修订，才得到了目前为止的TD-SCDMAR4规范的稳定和成熟程度。 TD-SCDMA的技术特点和优势主要是在空中接口的物理层，物理层技术的区别也是TD-SCDMA与WCDMA最主要的区别。核心网络中，TD-SCDMA与WCDMA采用的是完全相同的标准规范；TD-SCDMA和WCDMA的空中接口高层协议栈也完全相同。这些共同点也保证了两个系统之间的相互切换、业务支持等功能的一致性，同时这也一定程度上保证了TD-SCDMA和WCDMA标准的后续发展的一致性。 2.2.3 TD-LTETD-LTE是TD-SCDMA网络的升级。在3G技术蓬勃发展的时候，在政府、ITU各个研究机构、各个设备的制造商和运营商中，都已经对3G技术以后的发展方向开展了更为科学的研究。在3G技术发展的某些技术方向中，TDD时分双工技术和智能天线技术，是以后3G技术快速发展的趋势，同时在当前TD-SCDMA体系中已得到了相当好的体现、应用，从这一点可以看出TD-SCDMA标准的技术有很好的发展前景。另外，随着技术的进步，TD-SCDMA标准也引入了不少新的技术特性，为了进一步提高系统性能，可以通过空中接口的方法来实现基站之间的同步，保证了紧急、特殊情况下通信网络的可靠性。利用信号定位终端用户，以便更好更全面的实现基于位置的技术服务；通过采用自适应调制编码和混合自动重传，实现高速率下行分组业务支持；采用自适应调制编码和混合的ARQ技术、对相应的物理层和高层信令支持的机制的上行增强技术和专用/共享资源的快速分配，一定程度上加强了上行信道和业务支持的能力；通过采用基站、处理终端信号和多天线输出/入技术，这在一定程度上提高了无线系统的性能6。在政府全力支持和广大运营商的推动下，TD-SCDMA产业联盟和产业链基本建立，产品的开发也得到进一步的推动和成为可能，设备制造商也一头扎进TD-SCDMA产品开发中来。随着开展大量的设备开发和测试，TD-SCDMA的国际标准也必将得到进一步的加强与深入。2002年10月30日，TD-SCDMA产业联盟在北京成立，这一定程度上推进了TDD-SCDMA技术产业化22。TD-SCDMA产业联盟不断的成长壮大，为了加快TD产业的进程和升级，形成了覆盖TD-SCDMA产业链，从终端到系统到芯片再到测试仪表的各个环节。成员由原来的7个到现在的30多家企业，规模一直在扩大。LTE是3G的演进，它是3G的空中接入技术的改进和增强，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。 LTE的提出意味着目标的确立，整个标准发展过程分为两个阶段，一个是研究项目阶段另一个是工作项目阶段。2006年研究项目阶段结束，该阶段主要定义目标需求，明确LTE概念；征选候选技术提案，最后对此些征选的技术提案进行进一步评估，确定其是否符合目标需求。预计在2006年6月之前建立工作项目，并且建立标准。在该阶段会对未来LTE的各方面被进行讨论和起草，这个同过往3G标准在3GPP中的制定步骤是相同的，这一过程将持续到2007年年中。考虑到整个市场的需求，整个过程对比3G标准的制定速度将明显加快，随着宽带技术的不断创新，3GPP也将在最短的时间内推出最新的技术。这给运营商带来了新的机遇，可以再最快的速度更新升级产品，甚至可以喝有线网络媲美23。 2.3 TD-SCDMA室内覆盖系统组成室内分布系统是满足建筑物室内的移动用户需求，解决其通信网络覆盖的一种方案。将基站信号均匀地覆盖到室内的每个角落，包括盲区死角，以保证室内所有区域都拥有良好的信号覆盖。图2.3直放站的室内分布系统示意图是将无线同频直放站作为信号源，再由室内分布式天线、功分器、耦合器、干线放大器等组成的室内分布系统的示意图。 图2.3 直放站的室内分布系统示意图室内分布系统的组成部分有信号源,信号的传输和分布系统以及干线放大器、室内天线、功分器、耦合器等。信号源可以分成宏蜂窝、微蜂窝、直放站、射频拉远等。传输介质有光纤、同轴电缆和泄漏电缆等。设备有源设备和无源设备之分；天线有全向天线和定向天线等。TD-SCDMA的室内分布系统结构主要由三部分组成：信号源，传输和分布系统，元器件和天线。在TD-SCDMA的室内分布系统的设计和建设过程中，应该根据覆盖的目标、服务的类型、工程成本等方面的要求综合考虑，选取适当的信号源、元器件和传输介质等。综上所述，TD-SCDMA/LTEs室内覆盖系统由信号源，信号传输介质和分布系统以及功分器，耦合器，干线放大器，天线等相应器件共同组成。在具体的情况下，选取相应合适的器件。2.4 本章小结本章首先介绍室内覆盖和为什么需要室内覆盖，然后着重介绍TD-SCDMA和TD-LTE及其标准与商用概况，最后介绍信号源，信号的传输介质和分布系统和功分器，耦合器，干线放大器，天线等室内分布系统组成，为后面章节的室内覆盖系统设计奠定基础。11浙江大学硕士学位论文第3章 国际会展中心2号馆室内覆盖需求第3章 国际会展中心2号馆室内覆盖需求3.1TD-SCDMA/LTE室内覆盖系统建设的流程 工程验收、移交代维室内系统规划目标制定确定覆盖目标及覆盖需求确定覆盖场强类型估算系统链路损耗 估算信号发射功率、各天线口发射功率 工程施工估算所需话务量 确定覆盖信号源 确定分布系统组成、无源器件情况 确定设备类型、系统组成 进行方案设计是否符合覆盖指标是否符合覆盖指标 现场测试 网络优化图3.1TD-SCDMA/LTE室内分布系统建设流程示意图通过需求分析并进行专项研讨确定的TD-SCDMA室内覆盖系统之后，应勘察所需覆盖区域，得到区域或者建筑物的平面图。获得建筑物楼层内外的相关信息、楼层分布、人员分布等情况，考察采用的信号源、天线布放位置、电缆布放、寻找信号源放置的最佳位置7。在详细设计前应当要收集周围小区的信息，按照上节所介绍的原则来选择分布系统和信号源。共分布系统还比需要勘查该站点各个楼层的GSM天线的布置情况，包扩了各个楼层天线的数量、天线的安装位置以及天线口的功率设计指标；分布整个系统的细致网络拓扑图，以及每段馈缆的衰耗，直径还有长度；以及功分器、接头、耦合器的衰耗和安装位置。再根据这些资料对共分布系统进行改造设计。 在现场的时候还需要用到测试手机对路径进行损耗测试，以确认是否还需要添加新的天线和覆盖区域。测量以及验证最小的耦合损耗（MCL），即考虑到手机在位于离天线最近的时候产生的路径损耗，成功率、测试呼叫阻塞率、切换成功率、掉话率等各项重要指标，在一定的容量要求和服务等级条件下，进行室内传播模型预测。最后再画系统连接图，并进行参数设计，最后给出解决方案，不断建设不断优化，最终得到室内系统。3.2展览馆室内覆盖需求介绍 图3.2呈现的是会展中心二号馆侧面图，我们的工程是在这个建筑物内展开。该馆位于宁波市会展路181号，共10层，地下室2层，楼内共有27部电梯，大楼总建筑面积约140000平方米。 图3.2会展中心二号馆侧面图为了便于论文的开展，实地调研了会展中心，从国际会展中心物业处得到了二号馆楼层结构数据，如表3.1所示：表3.1楼层结构情况表楼号楼层建筑面积用途覆盖说明主楼1-5F82000 m2商场全覆盖6-10F57500 m2商场、办公全覆盖总计140000 m2全覆盖宁波会展中心二号馆各楼电梯分布情况如表3.2所示：表3.2各楼电梯分布情况幢号功能数量停靠楼层机房位置覆盖说明主楼客梯271F10F11F井道覆盖总计27共覆盖27部电梯3.3电磁环境勘测电磁环境勘测是室内覆盖设计的一个重要环节，周围的电磁环境也是室内布点的重要参考。通过现场勘测，发现会展中心周围的电磁环境如下图所示：图3.3 国际会展中心周边无线网络环境图经过TEMS测试手机路测采集宁波会展中心二号馆内室外信号测试记录如下：2G信号：频点BCCH：688、121、112、116、115场强RXLEV：-70-80位置区码LAC：16023 小区识别码CID：483893G信号：扰码PSC:394、124、168、171、200场强RXLEV:90-110位置区码LAC：55086 小区识别码CID：313313.4覆盖需求3.4.1覆盖范围本次设计对会展中心二号馆整体进行覆盖，包括会展中心、办公场所、地下车库、电梯、厕所等。覆盖的地下车库与电梯里，天线安装在地下车库吊顶，电梯覆盖3层1副天线。 3.4.2当前信号覆盖情况说明1.低层信号覆盖情况根据测试数据分析,尽管会展二号馆周边基站较多(如甬新天地/甬福明二等),但低层由于周边楼宇的阻挡，信号衰减较快，导致低层信号弱。例：测试中2G频点BCCH：688、121、112、116、115的平均电平场强在-70至-80dBm之间（要求大于75dBm）；3G扰码PSC:394、124、168、171、200的平均电平场强RXLEV:90至-110 dBm之间（要求大于80dBm）。而一至五层楼层边缘由于靠近窗户，因此信号覆盖良好，楼层中间部分，如走廊、中间的房间等由于受自然环境的影响，信号衰减较大，覆盖强度较弱。因此需要通过覆盖来解决弱信号的问题。2.高层信号覆盖情况通过对八层、九层、十层的测试分析，随着楼层的升高，受周围多数基站的影响，由于周边基站较多(如甬新天地/甬福明二等)，存在大量的乒乓切换区域，手机信号在多个基站信号中间来回切换，造成通话质量越来越差，甚至掉话。高层室内没有主导信号，因此需要通过覆盖来解决信号杂乱的问题。3.电梯信号覆盖情况通过对电梯的测试分析，电梯内由于金属的阻挡，基本属于信号盲区，呈脱网状态。因此需要通过覆盖来解决信号盲区的问题。3.4.3覆盖方式宁波会展中心二号馆地处繁华地段，每天客流量较大，中国联通已经做了信号覆盖，针对这种情况，本文拟采用新建TD-SCDMA系统的方式进行TD-SCDMA信号覆盖，本次建设TD-SCDMA系统的同时将与进行GSM系统合路。3.5 勘测记录及具体要求3.5.1勘测记录具体勘测数据如下表3.3:表3.3 勘测数据楼宇名称：会展中心二号馆地址：宁波市会展路181号现在信号情况楼层功能建筑面积拟覆盖面积最小（dBm）最大（dBm）90%区域（dBm）B1F-B2F地下车库3600036000-1F-5F展馆8200082000-100dBm-110dBm6F-10F办公楼5750057500-95dBm-105dBmT1-T27电梯-3.5.2展览行业覆盖需求1. 楼宇内包括电梯内95%的信号由微蜂窝覆盖；2. 楼内和电梯内95%的信号强度在-85dBm；3. 楼内窗口切换正常，无掉话现象；4. 所覆盖区域内话音质量等级2，无切换现象发生；5. 楼内所有区域有明显主服务小区，电梯出入通话正常；6. 覆盖区域内语音质量等级2级（TEMS为准）；7. 室内、室外覆盖小区重选、切换明显；室外重选、切换点在距该建筑物3米处；进入该建筑物后需立即占用室内覆盖系统信号；8. 为防止泄露，要求在距离该建筑物10米以外，室内覆盖系统信号强度不得高于-90dBm；9. 系统开通后，信源小区各项话务统计正常。3.6本章小结本章展示会展中心2号馆的侧面图，通过电磁环境勘测，得到当前信号覆盖情况，分并结合楼层结构、电梯分布，分析会展中心2号馆室内覆盖需求，并说明展览馆行业覆盖需求。17浙江大学硕士学位论文第4章 展览馆室内覆盖系统设计第4章 展览馆室内覆盖系统设计4.1 宁波会展中心室内覆盖系统建设流程 工程验收、移交代维 业主提出覆盖需求确定覆盖目标及覆盖需求 现场勘测估算系统链路损耗 估算信号发射功率、各天线口发射功率 制作施工组织方案估算所需话务量 确定信号源 确定分布系统组成 确定设备类型 制定项目设计方案是否符合覆盖指标是否符合覆盖指标 安排督导，监理现场施工 网络优化图4.1宁波会展中心TD-SCDMA/LTE室内分布系统建设流程示意图 图4.1是浙江三维通信有限公司宁波办事处承接宁波移动通信有限公司关于宁波会展中心TD-SCDMA/LTE室内分布系统建设的流程图,其中会展中心覆盖需求、现场勘测、制作设计方案和施工方案是论文主要研究的内容。4.2TD-SCDMA室内覆盖系统建设流程覆盖方式的设计为了信号的均匀分布，满足大楼内信号的良好覆盖，底层防止信号泄漏，兼顾施工的可实施性，拟定采用全向吸顶天线，对楼宇进行信号覆盖，根据吸顶天线的辐射波形图及建筑物结构，天线的覆盖半径约12米左右。4.2.1平层覆盖及天线布放 根据室内覆盖系统设计流程对会展中心基本楼层的覆盖及天线布放。其中，对会展2号馆进行TD-SCDMA覆盖。2号馆的六层至十层主要是一些办公楼，考虑到信号的均匀性及楼宇的结构形状，考虑到办公室隔断对信号的衰减较大，3G信号的衰减较GSM大10dB以上，结合楼宇的结构，本文在平层天线布放上决定采用全向吸顶天线，天线间距控制在10m左右。可有效保障TD-CDMA信号的覆盖需求。同时又可兼顾将来3G和WLAN的建设的需求。具体天线布局详见图4.2会展二号馆6-10F TD-SCDMA系统平面图。会展中心2号馆进行TD-LTE覆盖，在宁波国际会展中心（2号展馆）大楼保留原有2G、TD覆盖基础上，新建双路方式进行改造，新增双路TD-LTE信号的方法实现LTE对宁波国际会展中心(2号展馆)进行全覆盖，覆盖面积共计14780平米，拟增加布放天线26副，无利旧天线。由于展馆内业主不同意大量走明线，因此采用1个BBU设备+5个RRU对楼宇内部进行覆盖。同时光缆也从外部拉入。从而实现移动三网在该展馆内的有效覆盖，提升移动的品牌形象。图4.2会展二号馆6-10层平面图图4.2中显示天线每隔米付，为防止隔墙损耗，尽量安装于门口；天线均安装走廊吊顶内吊筋下；馈线安装于走廊吊顶内线槽中，主设备安装于层面弱电井内。根据室内覆盖系统设计流程对会展中心对2号馆一层至五层进行覆盖及天线布放。由于会展中心外墙基本为玻璃结构，信号较容易造成泄漏，因此在天线的布放上我们采用规避措施。降低天线输出口功率，在出入口和外围使用定向天线，防止信号泄露。低层主干分配采用耦合器件，增加对信号泄漏的控制力度，具体详见系统图。此种方法的特点可通过系统开通后来适当更换耦合器来实现对低层信号泄漏的控制。具体的布放详见图4.3会展二号馆1F TD-SCDMA系统平面图，4F-5F与1F平面图相同。图4.3 会展二号馆1F TD-SCDMA系统平面图从图4.3显示，2号馆1F层面较空旷，天线隔米付天线，靠近层面边缘的天线为防止信号泄漏到室外，因此，尽量装在阻挡物后，或者采用定向吸顶天线，防止信号直射室外。图4.4会展中心2号馆TD-LTE覆盖安装图图4.4显示2号馆TD-LTE覆盖安装图。由于目前TD-LTE具有试点性质，因此只在会展2号展厅内安装。天线采用定向板状天线，安装于南北两侧墙壁上，天线南北互相对打。馈线沿墙壁套PVC走线。设备安装于弱电间内。由于LTE目前尚没有外网信号，因此泄漏问题不存在。4.2.2 电梯的覆盖电梯的覆盖采用定向板状天线，根据移动公司要求每副吸顶天线有效覆盖距离上下共3层。具体的布放详见图4.5电梯平面安装示意图。图4.5 2号馆电梯平面安装示意图（电梯天线安装于电梯井内墙壁上，根据移动公司要求，每隔层一付定向板状天线，可以满足覆盖要求）4.2.3系统可调整性由于室内分布式系统建成后，在高层如果控制不恰当，将会产生严重的高层导频污染，因此，在本方案的设计过程中，我们必须要充分的考虑到系统整体的可调整性，具体为：主干分配器件一致采用腔体耦合器，可依据需要通过调整耦合器的耦合度实现系统的可调整性。另外，对于高层，考虑到35层的电磁环境变化比较轻微，故在本方案设计中需要每三层的主干就采用一个耦合器，可有效的调整三层覆盖率，确保以最轻微的调整达成最优秀的覆盖目的。4.2.4功率分配对于那些重点区域，由于考虑到普遍用户的重要性，在进行覆盖式设计的时候，初步设计的信号导频强度不应低于-90dBm。对于那些高层，由于导频污染，在功率分配的时候，应尽量比低层强。初步设计时其他楼层导频功率不低于-80dBm。LTE功率参考TD-SCDMA的功率分配。4.3TD-SCDMA网容量预测由于目前国内TD-SCDMA室内分布系统系统没有适用的话务模型，我们可以根据相同地点已发生的2G话务量来推断3G话务容量。主要是先基于一些假设及相关的工程项目的数据,对该热点的话务量进行推算。根据会展中心2号馆GSM话务量计算，我们可以得知，会展中心2号馆TD-SCDMA忙时话务量(按75%容量计算)约37.8ERL，取每用户0.02ERL，可支持的用户数为：37.875%0.02=1417人。其中,ERL(爱尔兰)为话务量单位，为呼叫次数与每次呼叫所占用时长的乘积。LTE目前以TD-SCDMA的容量计算模型为参考依据。4.4覆盖效果分析预测表4.1楼层GSM&3G信号覆盖差异估算序号GSMTD-SCDMA差值1天线注入功率10dBm左右天线注入功率5dBm左右5dB2天线增益一样，都为3dBi天线增益一样，都为3dBi0dB3最远处10m空间损耗51dB最远处10m空间损耗59dB8dB4物体阻挡损耗约20dB物体阻挡损耗约30dB10dB5最弱接收场强：-58dBm最弱接收场强：-81dBm21dB最弱接收场强=天线注入功率+天线增益-空间损耗-物体阻挡损耗根据无线电波室内传播模型Keean-Motley模型（适用于900MHZ和2GHZ室内环境）Lindoor= Lr+kF(k)+PF(p)+W+ Ld其中，Lr为路径损耗Lr=20lgd+20lgf-28d是到天线的距离（米）；f是频率(MHZ)；k是直达波穿透的楼层数；F是楼层衰减因子(dB)；P是直达波穿透的墙壁数；W是墙壁衰减因子(dB)；Ld是多径损耗因子(dB)；楼层：最远10m处的路径损耗Lr=20log10+20log2200-28=58.8 dB由模拟测试可知，典型楼层覆盖区墙壁衰减因子W为30 dBLindoor= Lr+W = 58.8+30 = 88.8 dB以上计算结果与实际模拟测试差不多，全向吸顶天线增益为4dBi，要保证楼层覆盖最弱接收电平在-85dBm以上，则需要天线口输入功率应该保证在0dBm以上。4.4.1 TD-CDMA覆盖区场强计算根据电磁波自由空间传播损耗公式: 以上公式中D为传播距离，f为电磁波频率，c为光速。用对数表示为： =20Lg(4/c)+ 20Lgd(m)+20Lgf(MHz) =-27.56+20Lgd(m)+20Lgf(MHz)f:935-954MHz(取945MHz)代入上式可得:LS（dB）=39.3+20lgd(m)总的路径损耗为： 其中，Ls为空间损耗，M为衰落余量（参见表4.2）表4.2 衰落余量表混泥土墙体砖墙玻璃钢筋混泥土混凝土地板13-20dB8-15dB6-12dB20-40dB8-12 dB接收点信号电平为： 即： 其中， Pr是接收点信号的电平，Pt是天线口信号的电平，Ga是天线增益，Ls是空间的损耗，M是衰落的余量。4.4.2最小室内覆盖场强计算(1)高层办公楼部分最小覆盖场强计算依据高层办公楼的部分天线设置情况，要求每一副天线的覆盖半径小于等于10m，10m空间的损耗依据科学计算约为59dB，天线采用的类型是全向吸顶天线，大楼或大厦等高层建筑主要为砖墙式的结构，考虑到一般天线覆盖的最远端需要能够穿透两层墙体，建议取衰落余量M为25dB，天线口的最小信号电平是1.1dBm。高层办公楼部分最小室内覆盖场强的计算如下： =1.1dBm+5dBm59dB25dB =-77.9dBm考虑到一般信号的波动为3-5dB，故边缘的最小覆盖导频强度为-82.9dBm，满足-85dBm的覆盖强度要求。(2)一层大门口场强计算依照天线的设置