通信工程许敬泽论文定稿 - 图文

毕 业 设 计

题目：基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

学 生 姓 名： 许敬泽 校内指导教师： 秦迎春 企业指导教师： 彭益 专 业 班 级： B11通信工程 二 级 学 院： 电气与信息工程学院

2015 年 5 月

基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

摘要

随着社会的发展和人们对于手机的依赖越来越大，城市中移动通信的用户飞速增加，话务密度和覆盖要求也不断上升。但由于现代城市建筑都是框架结构，而且规模越来越大，对移动通信信号有很强的屏蔽作用，室内信号覆盖有待提高。

本文主要是为敏捷上城国际小区做室内信号覆盖，提出了比较完善的覆盖方案。包 括站点勘测，场强和通话等级分析，信源的选取，信号分布系统的选取，室内分布系统 中天线的选取，室内覆盖中场强的计算和工程实施，最终完成了对该站点的室内信号覆 盖。

关键词：室内覆盖 场强 信源

2 基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

THE PLANNING AND DESIGNING OF FIBER ACCESS NETWORK TECHNOLOGY IN AGILE UPTOWN

INTERNATIONAL COMMUNITY

ABSTRACT

Access network technology is a major component of modern telecommunication networks; it is also a hotspot research of modern communication technology. Using fiber access network technology has a large capacity, high speed, long distance and economic coverage and good, it is already the preferred solution of modern access network technology. In this thesis, we completed a design of fiber access network in Agile uptown international community. Firstly, we give the research status for optical access network technology at home and abroad, discuss the importance of the technology. Then we explain the main concepts of optical access network technology, analysis and comparison of the copper access network with fiber optic technology access network technology advantages and disadvantages. In Garden Flower City district, for example, in the case of residential basic user mode with the current situation in the subscriber access network based on fiber access network business development were predicted to discuss and analyze the feasibility and necessity of the technology, studied the PON and EPON technology. Finally, we propose a design of fiber access network technology in the Garden Flower City district. The design focused on the goal of building access networks and ideas are given the choice of network architecture design and equipment, then, for the service carrying capacity and carrying capacity of integrated multimedia service access terminals were analyzed.

Key words: Indoor coverage; field strength; information source;

3 基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

目 录

1 引言 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。

1.1 课题背景及目的 .................................................... 1 1.2 GSM系统现状 ...................................................... 2 1.3 室内覆盖系统现状 ................................. 错误！未定义书签。 2 敏捷上城国际小区站点勘测与分析 .................................................................................. 3

2.1 室内覆盖方案站点勘测 .............................................. 4 2.1.1 站点结构介绍 .................................................... 4 2.1.2 周围基站情况 .................................................... 5 2.2 现场电磁环境测试与分析 ............................................ 5 2.2.1 现场测试描述 .................................................... 5 2.2.2 DT测试分析 ..................................................... 5 3 敏捷上城国际小区室内覆盖方案设计 ............................................................................ 10

3.1 方案设计思路 ..................................................... 10 3.1.1 设计依据 ....................................................... 10 3.1.2基站选择 ....................................................... 10 3.1.3信号源的引入 ................................................... 11 3.1.4选择传输方式 ................................................... 11 3.2 覆盖方案的选择 ................................... 错误！未定义书签。 3.3 设备和器件的选择 ................................................. 13 3.3.1 主机的选择 ..................................................... 13 3.3.2天线的选择 ..................................................... 13 3.3.3所用其他器件 ................................................... 13 4 敏捷上城国际室内覆盖方案实施与参数设置 ............................... 18

4.1 室内覆盖方案实施 ................................. 错误！未定义书签。 4.1.1系统安装图 ..................................... 错误！未定义书签。 4.1.2主机安装要求 ................................................... 20

4 基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

4.1.3 天线安装要求 ................................................... 21 4.1.4 馈线布放要求 ................................................... 21 4.1.5 器件安装要求 ................................................... 21 4.2 参数设置 ................................................................................................................... 21 4.2.1 GSM网络技术指标 ............................................... 21 4.2.2场强分布 ....................................................... 22 4.2.3上下行平衡 ..................................................... 24 4.3 室内覆盖方案验收 ................................................................................ 错误！未定义书签。 结论 .......................................................................................................................................... 29 致谢 .................................................................... 30 参考文献 ................................................................ 31 附录A ....................................................................................................................................... 32

5

基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

1引言

1.1 课题背景及目的

随着通信技术的高速发展，移动通信运营商已经建成了比较完善的移动通信网络。但广大用户对通信的服务质量也提出了越来越高的要求。室内覆盖作为移动通信网络覆盖的一个薄弱环节，已经成为有待解决的问题之一。根据相关材料统计，部分地区的室内话务量已在总话务量中占有较高的比例。因此加强室内覆盖，对于提高移动通信质量，有重要的意义。

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。在大型建筑物的底层.地下商场.地下停车场及电梯等环境下，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。

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城.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，语音质量难以保证，并出现掉话现象。

因此，改善室内覆盖，既是对室内盲区的改善，也是对室内话务繁忙的改善，同时也是对室内通话质量的改善。由此可见，改善移动通信室内覆盖问题具有多重意义：一方面可以扩大信号覆盖面，减少盲区，增加业务量；另一方面可以提高效率.切换成功率等网络指标；再者可以提高电信企业形象，提高网络竞争力，为用户提供更好的通

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信服务。

1.2 GSM系统现状

GSM移动通信系统是基于TDMA的数字蜂窝移动通信系统。GSM是世界上第一个对数字研制.网络层结构和业务做了规定的蜂窝系统。GSM是为了解决欧洲第一代蜂窝系统四分五裂的状态而发展起来的。在GSM之前，欧洲各国在整个欧洲大路上采用了不同的蜂窝标准，对用户来讲，就不能用一种制式的移动台在整个欧洲进行通信。另外由于模拟网本身的弱点，使得它的容量也受到限制，为此欧洲电信联盟在1980初期就开始研制一种覆盖全欧洲的移动通信系统，即GSM系统。它联合了欧洲二十多个国家的电信运营部门.研究所和生产厂家组成的标准化委员会，从1982年开始提出，1992年欧洲各大GSM900运营商开始商业服务，到现在已经在全世界100多个国家和地区投入商业用途。如今GSM移动通信系统已经遍及全世界，即所谓全球通，目前我国的移动通信网就是主要GSM系统为基础的移动网络系统。

GSM是由于若干子系统或功能实体组成。包括移动台（MS）.基站子系统(BSS).网络子系统（NSS）.操作子系统(OSS)。其中基站子系统在移动台和网络子系统之间提供和管理传输通路，包括MS与GSM系统的功能实体之间的无线接口管理。NSS不直接与MS互通。MS.BSS.NSS组成GSM系统的实体部分。操作支持系统则为运营部门提供一种控制和维护这些运行部分的手段。它是目前基于时分多址技术的移动通信体制中最成熟完善的一种。我国于1993年开始建立GSM实验网，到目前已经建成了覆盖全国的数字蜂窝移动通信网，是我国公共陆地移动通信网的主要方式之一。

1.3 室内覆盖系统现状

随着GSM网络容量的不断扩大，基站也越来越密集。在大城市，已经实现了室外的无缝覆盖，但是室内覆盖的问题一直都没有得到很好的解决，主要原因是现代化大规模建筑传统损耗的影响比较大。无线电波在传播过程中，由于受到地形或建筑物的影响，会存在阴影效应，多径干扰等问题，从而造成信号衰落，在其覆盖范围内出现的信号弱或无信号的盲区，典型的如电梯.高层建筑内部.车库和地下通道等。为解决上述室内信号覆盖不理想的问题，目前最好的解决方法是在建筑物内安装室内分布系统。该系统就是将基站信号通过有线方式直接引入到室内的每一个区域，再通过小型天线将基站信号发送出去，从而达到消除室内覆盖盲区.抑制干扰的目的，它不仅能够解决宏蜂窝中的

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覆盖问题，分担宏峰窝的话务量，为楼内的移动通信用户提供稳定，可靠的室内信号，使用户在室内也能享受到高质量的移动通信服务，而且选址灵活，安装维护简单方便，因而得到日益广泛的应用。

GSM系统的发展经历了三个阶段：网络建设初期，主要矛盾是覆盖问题；网络建设中期，主要矛盾是容量问题；网络发展后期，质量就成为主要矛盾。GSM系统发展到今天，网络质量已成为运营商之间竞争的关键，只有不断地提高网络质量，才能吸烟更多的客户。而改善室内覆盖则可以大大地改善网络质量，提高寻呼成功率，吸收更多的话务量。分析表明，有三种地方是室内覆盖的重点：

（1）高层建筑。由于这些地方信号比较杂乱，受到的干扰比较严重，因此，虽然手机的信号有时候很强，但不稳定。在10层以上的高层建筑及地势比较高的市区，由于孤岛效应和受同频或邻频干扰的影响，会产生乒乓切换及掉话。改善这些地区的覆盖，可以提高接通率，减少掉话率。

（2）建筑物内部和阴影处。在地下场所存在信号盲点，特别是因为建筑物的屏蔽，楼层隔墙的阻挡，回事信号有5—20dBm，甚至更高的衰减，使手机无法上网。

（3）话务密集地区，如会场，商场，体育馆等。话务量非常高，在繁华的商业街，露天集体活动场所，批发市场以及展览馆内，会出现手机的密集点等等，常会使其周围基站信道堵塞率上升。在这些地方安装室内覆盖系统可以吸收话务，减少网络的拥塞率，提高接通率。因此城市蜂窝网络的减少应由室外向室内，二维向三维立体覆盖的方向转化。而实现这一转化的最佳方案就是采用蜂窝或直放站作为信源，以及与之配套的室内分布系统。

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2 敏捷上城国际站点勘测与分析

2.1 工程站点勘测

2.1.1 站点结构介绍

敏捷上城国际小区物业办公楼位于广州市番禺区，固定员工和每天进出流动人口约200人。该楼坐西向东，楼层数为三层。二楼和三楼为公司办公所用，信号质量要求较高。建筑物外墙为钢筋水泥结构，门窗尺寸较小，投入使用之后封闭性太强，楼体屏蔽信号严重。由于楼内移动GSM信号覆盖较弱，话质较差，通话过程中声音嘈杂，甚至掉话，因此要对其进行针对性的信号覆盖。

该楼的平面图形类似于长方形，南北长55米，东西宽15米，二、三楼楼层结构一样，每层各有15间办公室，没有配电室，办公室内全都没有吊顶，走廊里有吊顶，各个房间之间的墙体没有隔板，均为钢筋水泥或实心砖砌结构，墙体穿透损耗比较大。

图2.1 敏捷上城国际小区物业楼平面图

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2.1.2 周围基站情况

图2.2 周围基站分布图

敏捷上城国际小区物业办公楼在敏捷上城国际基站的所覆盖的小区范围内，并且距离其它基站距离较远。敏捷上城国际位于站点正北偏东30度，约2公里处。基站与站点之间，地势平坦，但是建筑隔挡较多，有空间距离损耗公式（Lbs=32.45+20lgf(MHz)+20lgd(KM)）计算可得空间损耗约为100dBm。因为敏捷上城国际小区物业办公楼外墙均为钢筋水泥结构，信号进入室内损耗大约为20dBm，基站功率为35dBm，所以当信号真正从基站发射到站点楼内场强约为-85dBm，一般室内覆盖边缘场强要求为≥-80dBm，显然目前这种情况不满足要求。

2.2 电磁环境测试与分析

2.2.1 现场测试描述

表2.1 测试软件说明

测试说明

测试人员 2G测试手机型号 2G测试软件

许敬泽 索爱K790

测试时间 便携式电脑

2015.05 戴尔

HandTest C+G

鼎立测试软件 TEMS测试软件

2.2.2 DT测试分析

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覆盖强度测试：由于建筑为钢筋混凝土结构，投入使用后全部封闭，楼外信号很难覆盖的室内。楼内2、3层覆盖强度≥-80dBm的区域很少，甚至一大部分区域场强低于—94dBm，从测试轨迹来看，建筑平层中心位置存在弱覆盖现象。场强测试图如下图2.4、2.5所示。

图2.3 敏捷上城国际小区物业办公楼2楼场强测试

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图2.4敏捷上城国际小区物业办公楼3楼场强测试

通话质量：通过两个个楼层测试发现，敏捷上城国际小区物业办公楼内目前通话质量在3级以上的区域占有绝大部分，根本无法达到通话等级在3级以下的区域占97%的标准，严重不符合网络覆盖要求。通话等级测试图如下图2.5、2.6所示。

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图2.5敏捷上城国际小区物业办公楼2楼通话等级测试

图2.6 敏捷上城国际小区物业办公楼3楼通话等级测试

CQT测试统计

表2.2 当前周边电磁环境测试记录

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RxLevel

测试点

办公楼外 办公楼外 办公楼外 办公楼外

方位 北 南 西 东

BCCH 115 121 121 115

LAC 12650 12650 12650 12650

CI

（dBm）

20901 30901 30901 20901

-74 -85 -77 -75

RxQual 2 4 3 3

备注

话质较差 接通困难

结论：通过对本次覆盖楼宇的GSM信号测试情况来看，该区域的GSM网络覆盖大部分信号极弱，且为人员聚集的地方，建议对该区域增强GSM信号覆盖，以满足2G用户需求。

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3 敏捷上城国际工程方案设计

3.1 设计思路

3.1.1 设计依据

（1）900/1800MHz GSM数字移动通信网话路网技术体制； （2）900MHz TDMA数字移动通信工程设计暂行规定；

（3）《建筑与建筑群综合布线系统综合设计规范》（GB/T50311-2000）； （4）《电磁辐射防护规定》(GB 8702-88)；

（5）《电磁辐射环境影响评估方法与标准》（HT/T10.3-1996）； （6）《移动通信基站防雷与接地设计规范》；

（7）中国移动通信集团广东有线公司关于“室内分布系统工程施工和验收规范”； （8）中国移动通信集团广东有线公司关于“室内分布系统设计规范”； （9）中国移动通信集团广东有线公司关于“室内分布系统工程实施细则”； （10）集团公司下发的《GSM室内分布改造标准化方案》； （11）现场勘查资料及测试数据； 3.1.2基站选择

如果用户容量较大且本建筑物上有宏蜂窝基站，可以通过耦合器或者功分器将宏峰窝基站输出信号的一部分引入室内，用宏峰窝基站作信号源；如果在室内用户比较集中，话务拥塞的条件下，又不方便通过增加室外宏基站的容量和数量的方式来解决，可以通过建设微蜂窝室内分布系统来分流话务量，改善用户通信质量，但是这种方式造价昂贵；如果在室内信号较弱或为覆盖盲区的环境中，话务量不大，场所面积较小宜采用直放站做信源引入设备。而且在敏捷上城国际小区内有光缆，引入光纤信源也比较方便，因此本方案采用光纤直放站来做室内覆盖。

敏捷上城国际小区覆盖范围用户人数约220人，其中手机拥有率约为90%，其中移动用户约占80%左右，手机持有量=-220人*90%*80%大约等于158部。楼内话务量高峰时段为17:00-24:00

此时话务量（ERL）=手机持有量*0.025（人均话务量） =158*0.025

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=3.96ERL

设系统在呼损率为0.02时，爱尔兰表如下

表3.1爱尔兰表

载频数 话务量

1 2.28

2 8.2

4 21.9

6 36.2

8 51.53

（ERL）

依据话务量预测结果及考虑到部分数据业务信道的冗余，建议选用配置为2载频以上的宏峰窝作为信号源。周围其他基站中，有的跟站点之间没有光线资源，有的是载频数太少，而敏捷上城国际小区为4载频的基站，与站点之间又有光线资源，所以选择从该基站引入信源。

3.1.3信号源的引入

本方案不采用宽频直放站，而采用选频直放站。因为宽频直放站，频带较宽，在放大有用信号的同时也会对噪声放大，抬高了底噪，进而会影响基站的接受灵敏度和上下行平衡。如果采用选频直放站就不会有这种问题。但是选频直放站对信号的处理时间比宽频直放站要长，不算光纤线路上传输的时间延迟，单选频直放站本身处理信号的时延就有15us，GSM系统时延色散的阀值为14.7us。由卫星地图可以看出，敏捷上城国际基站的第一扇区主瓣和第二扇区旁瓣对站点都有覆盖，如果还从这两个扇区中引入信号的话，势必会造成重叠覆盖，从而产生时延色散。因此应该从基站的第三扇区引入信号。

3.1.4选择传输方式

部分室内场所由于话务量不高，单独建基站很浪费设备资源，而且单独建基站需考虑中继链路，电源等方面的问题，如果采用无线中继方式，虽然可以大大节省投资，并且安装方便节省建设时间，但是缺点也很明显，如：信号不稳定，易对周围基站产生干扰，不建议在大城市中的高层建筑里采用这种方式。

本方案采用有线传输方式进行室内覆盖，其优点是信号稳定，且易于获得足够的信号强度，可以覆盖较大面积的建筑物，另外较容易利用参数的设置控制其覆盖面积，优先级别等。虽然相对费用比无线的高，但是对于小工程来讲，还是比较合适的。 采用电缆传输方式进行室内覆盖，成本低，但传输损耗大；采用光纤传输进行室内覆盖，传输损耗小，但价格比较高。本方案采用光电混合传输进行室内覆盖，面积的室内覆盖。既发挥了光纤的优点，又降低了成本。从信号源到室内之间用光缆传输，损耗

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小，并且结构简单，易于维护。再室内用电缆馈线传输，造价低，覆盖范围有限，正好适用于小面积场所覆盖。

3.2覆盖方案的选择

在实际生活当中，一个工程所用的方案并不是唯一的，不同的方案都有各自优缺点。因此本文设计了两套比较好的覆盖方案，通过比较选择，来达到最佳的覆盖效果。

0.1dB/1mANT1-3F7.6dBm0.1dB/1mANT2-3F6.2dBm0.1dB/1mANT3-3F7.8dBm0.1dB/1mANT4-3F8.1dBmANT5-3F8.2dBmANT1-11F7.6dBm17.7dBm0.7dB/10m10dBT1-3F16.3dBm0.7dB/10m10dBT1-3F14.9dBm0.7dB/10m7dBT2-3F14.2dBm0.7dB/10m6dBT3-3F11.8dBm0.7dB/10m0.1dB/1m二功分PS1-3F0.7dB/10m0.1dB/1mANT1-2F7.2dBm0.1dB/1m二功分PS1-B1FBTS21.9dBm0.1dB/1mANT2-2F5.8dBm0.1dB/1mANT3-2F7.4dBm0.1dB/1mANT4-2F7.7dBmANT5-2F7.8dBmANT6-2F7.2dBmANT1-3F7.7dBm1.1dB/15m17.3dBm10dBT1-2F15.9dBm0.7dB/10m10dBT1-2F14.5dBm0.7dB/10m7dBT2-2F13.8dBm0.7dB/10m6dBT3-2F11.4dBm0.7dB/10m0.1dB/1m二功分PS1-3F0.7dB/10m

0.1dB/1m13.8dBm0.4dB/5m6dBT1-3F11.4dBm0.7dB/10m0.1dB/1mANT2-3F7.8dBmANT3-3F7.2dBm二功分PS1-3F0.7dB/10m二功分PS1-3F0.1dB/2m17.7dBm0.1dB/1mANT1-3F7.7dBm0.4dB/5m13.8dBm6dBT1-3F11.4dBm0.7dB/10m0.1dB/1mANT2-3F7.8dBmANT3-3F7.2dBmANT1-3F7.5dBm二功分PS1-3F0.7dB/10m二功分PS1-B1FBTS21.3dBm0.7dB/10m0.1dB/1m13.6dBm0.4dB/5m6dBT1-3F11.2dBm0.7dB/10m0.1dB/1mANT2-3F7.6dBmANT3-3F7dBm二功分PS1-3F0.7dB/10m二功分PS1-2F17.5dBm0.3dB/4m0.1dB/1mANT1-3F7.5dBm0.4dB/5m13.6dBm6dBT1-3F11.2dBm0.7dB/10m0.1dB/1mANT2-3F7.6dBmANT3-3F7dBm二功分PS1-3F0.7dB/10m

图3.2 方案二系统图

方案二中二楼，三楼都采用并联的方式进行室内覆盖，天线最终输出口功率非常均

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匀，粗略估算所用馈线为130米，用功分器较多，工程造价相对较低。主机安装在三楼走廊的墙壁上，电源和信源引入均不方便。

综合比较两个方案，均可达到覆盖效果，但方案一施工容易，因此在工程造价可以承受的前提下，选择方案一作为最终覆盖方案。

3.3 设备与器件的选择

3.3.1 主机的选择

由3.1.2节可知本方案中主机为选频光纤直放站，由于提供信源的基站为4载波基站，防止以后运营商更改频点或系统扩容，所以选择8载波的光纤直放机。根据方案一的系统图可知，远端直放站输入功率为22dBm，室内覆盖场强即可达到标准，因此选择功率为1W及增益3dBm的主机即可。

3.3.2天线的选择

鞭状天线和定向天线覆盖范围较大，主要应用于覆盖电梯间或者对于相对空间较大的地带，例如远离人群的地下娱乐场所，地下车库，大型场馆等，使用鞭状天线或定向天线既可以节省天线数量，又符合环保要求；吸顶天线覆盖范围比较小，它是以天线为中心向四周360度全向覆盖，适用于空间损耗比较大的钢筋水泥建筑的室内覆盖。此外它还有具有价格低，体积小，外形美观，安装方便等优点。吸顶天线天线输出口功率较低，对人体辐射也较小。因此本方案采用全向吸顶天线做覆盖天线。

3.3.3所用其他器件

表3.2 RD-5N/NP-F2 腔体功分器

用途 工作频带

多系统室内信号分布系统功率分配 800~2500MHz 二功分: 3dB

分配损耗 三功分: 4.8dB 四功分: 6dB

插损 阻抗 驻波比

0.1dB 800~2200MHz 0.2dB 2200~2500MHz 50Ω

二功分: ≤1.2

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三功分: ≤1.25 四功分: ≤1.3

功率容量 接头类型

200W N型K头

二功分:202×43×25mm

体积

三功分:202×61×25mm 四功分:202×61×43mm 二功分: 0.36 kg

重量

三功分: 0.39 kg 四功分: 0.42kg

环境温度 相对湿度

-40~+75℃ ≤95%

器件照片

表3.3 RC-5NK-(10,15,20,30)腔体耦合器

用途 工作频带

多系统室内信号分布系统功率分配 800～2500MHz 6dB耦合器≤1.8 dB

插损

10dB耦合器≤0.7dB 15dB耦合器≤0.5 dB 20dB耦合器≤0.5 dB

阻抗 驻波比 功率容量 接头类型

50Ω ≤1.4:1 200W N型K头

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体积 重量 环境温度 相对湿度

242×63×25mm 0.48 kg -40～85℃ 95%

器件照片

表3.4 RC-5PJ/PK/NK-20/30/40/45/50/55/70C大功率耦合器 用途 工作频带 插损（不包括分配比） 耦合度 阻抗 驻波比 功率容量 接头 体积 重量 环境温度 相对湿度

基站信号提取（耦合） 820～960MHz/1710～1880 <0.1 dB 20～70dB 50Ω ≤1.2 200W

Din-J，Din-K，N-K 82×56×36mm 0.4 kg -30～65℃ ≤95%

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器件照片

表3.5 IXD-360V03NN全向吸顶天线 工作频率(MHz) 806～960，1710～2500 阻抗(Ω) 增益(dBi) 功率容量(W)

电气性能指标

驻波比 极化方向

50

806~960MHz： ≥2.0dBi 1710~2500MHz：≥4.0dBi 50 ＜1.4 垂直极化

垂直面波瓣宽806~960MHz：100°～120° 度

水平面波瓣宽度

接头类型

图

水平面方向图 垂直面方向图

1710~2500 MHz: 30°～65° 360° N--K

表3.6 馈线

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型号

1/2 7/8

900MHz损耗 2300MHz损耗 900MHz损耗 2300MHz损耗 功率（KW） 阻抗（Ω） 阻燃

RF502 ≤8dB/100m ≤12dB/100m ≤4dB/100m ≤8dB/100m ≤0.5 50 是

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4 敏捷上城国际工程实施与参数设置

4.1 工程实施

表4.1 设备安装说明

安装位置说明

GSM光纤直放站 其他主设备 施主天线 覆盖天线 其他说明 监控方式 Modem方式 数据传送方式 监控总线 供电方式 有源设备取电位置 接地要求

集中式供电

附楼3层露天楼梯拐角处 近端机安装在敏捷上城国际

无

全向吸顶天线安装在各楼的棚顶上

详见：系统安装图（地下设备安装见系统安装图）

集中监控 无线Modem 短信方式

单机监控 有线Modem 数传方式

PSTN

无

电分散式供

就近取电

各有源设备必须良好接地。接地电阻小于5Ω。

应和物业管理部门协商做到全天24小时供电。为保证调测供电，所

其他说明

有供电之处应安装插排并保证安全。室内分布系统所有馈线的两端必须标注起始点以及终止点。所有安装工艺均按照省公司提出的施工规范严格执行。

4.1.1系统安装图

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基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

图4.1 直放站拓扑图

图4.2 现场设备安装俯视图

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基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

图4.3基站内设备安装俯视图

图4.4现场设备安装正视图

4.1.2主机安装要求

主机安装在三楼背面楼梯拐角处的墙壁上，采用壁挂式固定，这样接电和获取信源都比较方便，而且放在此处比别处更加隐蔽，不影响楼层的正常使用。另外尽管光纤直放站远端机防水性能较好，但是还是应该外加一个铁皮或者合金的防护罩，这样不但可

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基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

以防雨，而且还可以防火、防盗。在接电的时候应该注意接上地线。

4.1.3 天线安装要求

在空旷地带，全向吸顶天线的覆盖半径约为20米，但在阻隔损耗较大的室内覆盖半径只有10米左右，而且整栋楼宽15米，因此室内天线安装要 每10米一个、尽量安放在走廊上方的吊顶中间位置，按照“小功率，多天线”的原则进行覆盖。但在穿透损耗较大的地方，天线点位尽量靠近房间门口，便于对室内覆盖，（详见图4.5）天线固定安装在楼层吊顶上。在安装在地下室无吊顶的开放性环境中时，注意天线安装的美观，尽量与周围环境协调一致，避免用户因为工艺问题而反感。

4.1.4 馈线布放要求

馈线布放是要注意对馈线的保护，馈线的弯曲半径不宜超过馈线的标称值。馈线在楼层吊顶内穿缆时，应注意馈线的保护，避免馈线外皮破损。在开放性环境布放馈线时，要对馈线外增加外套保护，增加馈线对外来非人为破坏的承受力，同时可以增加馈线布放的美观性。

室外馈线进入室内前必须有一个滴水弯，加套波纹管时滴水弯底部必须剪切一个漏水口，以防止雨水沿加套的波纹管或馈线进入室内，入线口/孔必须用防火泥密封；室外馈线加套PVC管后，水平布线的PVC管每6米在PVC管下方必须切口，作漏水口。

4.1.5 器件安装要求

耦合器、合路器和功分器的安装要与设计位置尽可能的一致。在暴露的顶棚区域安装时要将器件稳定美观的固定在顶棚上，并做好防护。接头要美观，同时，连接性能要优良，并采用胶套密封。

4.2 参数设置

设计工作指进行室内覆盖直放站系统的工程设计，包括GSM网络技术指标、信号源、场强分布、上行噪声分析、上下行平衡、传输和分配损耗、施工难度、造价、等因素。

4.2.1GSM网络技术指标

（1）移动用户的忙时话务量为0.02Erl； （2）无线信道的呼损率取定：

话音信道（TCH）呼损为2%； 控制信道（SDCCH）呼损为0.1%。 （3）干扰保护比：

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同频干扰保护比：

C/I ? 12dB（不开跳频）； C/I ? 9dB（开跳频）。 邻频干扰保护比：

200KHz邻频干扰保护比：C/I ? -6dB； 400KHz邻频干扰保护比：C/I ? -41dB。

（4）无线覆盖区内可接通率：要求在无线覆盖区内的95%的位置，99%的时间移动 台可接入室内系统网络

（5）无线覆盖边缘场强：室内信号场强≥-80dBm；电梯、地下等其它区域信号强 度≥-85dBm；

（6）在微蜂窝接收端位置收到的上行噪声电平小于-120dBm。

（7）根据国家环境电磁波卫生标准，室内天线的输出口功率小于15dBm。 （8）微蜂窝室内信号分布系统与室外周围宏蜂窝各小区之间有良好无间断切换。 （9）室内覆盖区误码率（RxQual）等级3以下的地方占97%以上。

（10）泄漏要求：泄漏测试边缘场强（大楼10米处）不得高于-90dBm，主干道旁的不得出现在邻小区前3位。

4.2.2场强分布 （1）边缘场强的取定

边缘场强的取值将直接影响整个室内系统覆盖场强的计算。如果边缘场强取值过高，会造成覆盖浪费，增加成本，而且对人体辐射太大，有害健康；取值过低，会造成室内覆盖区域减小，室内边缘区域切换掉话增加，影响整体覆盖效果。

根据无线网络基本技术指标要求，在工程设计中普通楼宇室内边缘覆盖场强取定为-80dBm，对于楼梯及一般场所的电梯和地下场所等特殊场所取定-85dBm。

（2）边缘场强计算

自由空间是指相对介电常数和相对导磁均为l(既介电常数ε和磁导率μ分别等于真空介电常数ε。及真空磁导率μ。)的均匀介质所存在的空间。它是一种理想的无限大的空间，也是现实生活中的某些实际空间为简化问题的研究而提出的一种科学的抽象。例如，当研究某个具体环境中的无线电波传播时，如果实际介质与障碍物对电波传播的影响可以忽略，则这种情况下的电波传播就可以认为（或抽象为）是自由空间的传播。

因此自由空间的路径损耗可用下列公式来计算

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Lbs=32.45+20lgf(MHz)+20lgd(KM)

式中，Lbs称为自由空间的路径传播损耗，f取1800MHz。 代入上式可得： L1(dB)=91.5+20lgd(KM)

表4.2 自由空间的损耗表

L1(dB)=91.5+20lgd(KM) 距离（m） 损耗(dB)

1 31.5

5 41.5

10 51.5

15 55.02

20 57.52

25 59.46

30 61.04

表4.3 室内传播时阻挡物平均信号损耗表

材料类型 混凝土墙 损耗（dB） 材料类型 损耗(dB)

10～15 金属楼梯 25

钢筋水泥墙

20

混凝土楼板

15～20

天花板管道

1～8 拐角 2～3

普通木门 铁皮防火门 3～5

10

在室内覆盖系统中，对于下行链路而言，吸顶天线的入口功率比较小，一般在6dBm。而对于上行链路来说，手机最大发射功率为24dBm，远高于下行天线口功率。由此可知，在室内分布系统中，下行覆盖小于上行覆盖。所以，在进行室内分布系统的天线规划时，以单天线下行覆盖能力为规划依据。

室内环境下的接收信号场强可按下式计算： Pr＝Pt＋Gt－PL＋Gr－多路径衰落余量 其中

Pr：为边缘接收功率 Pt：为天线人口功率 Gt：为发射天线增益 PL：路径损耗，单位dB Gr：为接收天线增益

下面以本方案中天线实际安装的位置以及覆盖的要求，来预测覆盖区域边缘场强。详细参数如下：

最远覆盖区边缘距离天线d为10米 天线口最小注入功率5.8dBm

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该天线增益Gt为3dBi 接收天线增益Gr为0dBi 墙体的穿透损耗约为20dB 多路径衰落余量约10dB

Pr＝Pt＋Gt＋Gr－PL－20dB－10dB

＝Pt＋Gt＋Gr－(32.45＋20lg1800＋20lg0.01)－20dB－10dB ＝5.8dBm＋3dBi－51.5dBm－20dB－10dB ＝－72.7dBm

根据预测分析其它地方的信号场强均高于此值，依照要求，能保证95%（主要活动区域）以上设计区域下行信号强度≥-80dBm,因此可以满足覆盖要求。 （3） 泄漏及渗透控制

每个天线最大覆盖区域约为10米，但全向吸顶天线发射信号有可能穿透外墙能泄露到道路上，根据对泄露的要求，测距离覆盖边缘10米远的地方

20米自由空间损耗： PL（20）=91.5+20 Log（d）

=91.5+20 Log（0.02）=57.52 dB

距天线20米远的覆盖场强为：

P20米=天线口输出电平+天线增益-自由空间损耗-隔墙损耗-多径损耗 =Pt + Gt - PL(20) - R

式中： Pt为系统中天线口最大输入功率

Gt为天线增益

PL（20）为20米距离路径损耗

R为隔断、多路径损耗及衰减储备取R=40dB

若从上述计算可以预测距天线20米远处场强P≤-90dBm，则泄露信号对周边道路的网络环境不会产生不良影响。

4.2.3上下行平衡

对于室内信号覆盖，上下行平衡指的是上行覆盖面积和下行覆盖相等。如果下行覆盖面积大于上行覆盖面积，那将会出现只能接听电话，不能打电话的“单通”现象。由于吸顶天线的下行输出功率一般在15dBm以下，而手机的上行信号发射功率一般在24—

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33dBm，因此上行覆盖面大于下行覆盖面积。因此，如果合理的控制好吸顶天线的发射功率（既不会因为太小，而无法覆盖，也不会因为功率太大，而产生泄漏），就不会产生“单通”现象。

4.3 工程验收

在施工完成之后，设置好参数并开通基站，对室内场强和通话等级再次进行测试，测试结果如下：

RxLevFull轨迹与统计

图4.5敏捷上城国际小区物业办公楼2楼场强测试

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图4.6敏捷上城国际小区物业办公楼3楼场强测试

RxQualFull轨迹与统计

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图4.7 敏捷上城国际小区物业办公楼2楼通话等级测试

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图4.8敏捷上城国际小区物业办公楼3楼通话等级测试

覆盖效果：由软件测试可知，楼内场强在-60—-75dBm范围居多，极少部分的场强在-75—-90dBm以下。通话等级几乎全部为0—1级。并通过现场打电话测试可知，通话质量非常好，说明本次工程设计完成了预期的覆盖目标。

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结 论

本文先从室内覆盖的现状出发进行讨论，讨论了为什么要进行室内覆盖，什么是室内覆盖系统。然后又对敏捷上城国际小区物业办公楼室内信号覆盖做了系统地规划，提出了比较完善的覆盖方案。包括对站点进行了勘测，对其场强和通话等级进行了测试，信源的选取，信号分布系统的选取，室内分布系统中天线的选取，以及室内覆盖中场强的计算。同时也初步分析了室内有线覆盖的工程设计，包括用直放站进行室内覆盖是的几个问题，场强分布，话务量分析，信号外泄上下行噪声等，最后成功地对站点经行了室内信号覆盖。

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致 谢

这里首先要感谢我的导师秦迎春老师。秦老师待人真诚，治学严谨，一丝不苟，是我为人处世的表率。在本文撰写的过程中，给我提供了相当多的建议，在写作过程中我面临的各种疑难问题也都是在秦老师的谆谆教导下一一解答的。还有就是我在广州省电信工程有限公司的主管张远锋以及同事彭益、彭志楼等人，他们给我提供了大量详实可靠的数据，为本文的成稿给予了大量支持与帮助。在此特向他们致以衷心的感谢！

大学四年过得飞快，转眼间朝夕相处的同学都将各奔东西，在这里希望大家都有一个美好的未来，同时不忘自己出发的初衷。希望我的老师们，同学们能够身体健康，工作顺利，心想事成。

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参考文献

（1）蔡跃明、吴启辉、田华、高瞻．现代移动通信．机械工业出版社．2007 （2）苏华鸿、孙孺石、薛锋章.现代移动通信射频工程（第二版）.2007 （3） 赵荣黎.数字蜂窝移动通信系统.电子工业出版社.1997 （4） 孙传友等.测控系统原理与设计.北京航空航天大学出版 （5）吴劲松.移动通信直放站.中国无线电管理委员会.2000

（6）吴欣、张琼.提高GSM手机在特殊区域的通话质量和覆盖面积的手段.移动通信.2001

（7） 赵长奎.GSM数字移动通信应用系统.国防工业出版社.2001 （8）.戴美泰等.GSM移动通信网络优化.人民邮电出版社.2003 （9）何希才.现代蜂窝移动通信系统.科学出版社.1999

（10）邹劲柏.隧道内数字移动通信覆盖系统多径问题探讨.铁道通信信号.2004 （11）韩斌杰.GSM网络原理及其网络优化.机械工业出版社 2002 （12）苏华鸿.蜂窝移动通信射频工程.人民邮电出版社 2005 （13） 周文安 《无线通信网络与应用》电子工业出版社 2006

（14） 兰祝刚.GSM无线网络优化和方法案例.华南理工大学出版社 2008 （15）张有光.多载波通信.电子工业出版社 2010

（16） 徐承意.Auto CAD 应用教程与实训.天津大学出版社.2007 （17）杨继萍.Visio 2007图形设计从新手到高手.清华大学出版社.2007

（18）Pietari Pulkkinen , Mikko Laurikkala. 《Quality management in GPRS networks with fuzzy case-based reasoning》. Available online 12 March 2008

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附件A

工程清单

敏捷上城国际小区物业办公楼GSM网络室内覆盖工程配置清单及报价表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 DCS-光纤直放站 功分器 耦合器 耦合器 耦合器 耦合器 3dB电桥 负载 转接头9 （1/2阳-7/8阴) 10 11 转接头（1/2阳-7/8阳) 1/2\馈线接头 CN-NM-1/2 型 只 60 ￥14.30 ￥858.00 联12 1/2\馈线 阻燃 米 100 ￥10.00 ￥1,000.00 通提供 第32页，共35页

规格 单数位 量 台 1 只 3 只 2 只 5 只 1 只 2 只 1 只 1 单价 合计 备注 RA-1800A,远端,1W 腔体，200W，二功分 腔体，200W，6dB 腔体，200W，10dB 腔体，200W，15dB 腔体，200W，30dB 3dB电桥，200W LD-05NJE,负载 ￥4,325.33 ￥48.00 ￥54.00 ￥54.00 ￥54.00 ￥54.00 ￥90.00 ￥33.00 ￥4,325.33 ￥144.00 ￥108.00 ￥270.00 ￥54.00 ￥108.00 ￥90.00 ￥33.00 AD-NM/DF,转接头 只 2 ￥32.00 ￥64.00 AD-NF/DM,转接头 只 2 ￥32.00 ￥64.00 基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

13 1衰减器 宽频全向TSE05-10dB,衰减器 个 1 ￥58.00 ￥58.00 4 吸顶天线 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2宽频吸顶天线安装架 直角转接头 双阴头 低频2dBi，高频5dBi 面 12 ￥35.00 ￥420.00 00-A000-5018,硬顶安装支架 个 12 ￥36.00 ￥432.00 1/2\馈线用 个 4 ￥13.00 ￥52.00 1/2\馈线用 个 4 ￥7.80 ￥31.20 双阳头 1/2\馈线用 个 4 ￥7.80 ￥31.20 尾纤 FC/PC 光纤跳线(15m) 根 4 ￥80.00 ￥320.00 地线 BV1*16,黄绿色地线 米 20 ￥10.00 ￥200.00 电源线 3*1.5平方 米 30 100 ￥4.00 ￥120.00 PVC管 Φ25,PVC管 米 ￥2.50 ￥250.00 不光适配器 FC/UPC,光适配器 个 4 报价 波纹管 Φ25,PVC波纹管 米 200 ￥1.90 ￥380.00 PVC直通头 PVC管码 Φ25,PVC直通 Φ25,PVC管码 个 70 个 10￥0.70 ￥0.70 ￥49.00 ￥70.00 第33页，共35页

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6 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 线槽 59*22,PVC线槽 0 米 5 ￥6.20 ￥31.00 接地端子 60A,接地端子 个 6 ￥15.00 ￥90.00 空气开关 C65N2P10A,空气开关 10A电度表1个，10A空开1个 三芯插座 个 1 ￥52.00 ￥52.00 配电箱 套 1 ￥180.00 ￥180.00 电源插座 只 1 ￥35.00 ￥35.00 含在集成费里 含在集成费里 含在集成费里 含在集成费里 含在集成费里 含在集成费里 含在集成费里 含在集成费里 膨涨螺栓 M10×85,膨胀螺栓 63.5×600,3M防水胶泥(2166#) 7.6*370,黑色扎带 个 6 含在集成费里 防水胶泥 工程扎带黑色 工程扎带白色 黑色胶带 块 2 含在集成费里 包 1 含在集成费里 3.6*250,白色扎带 包 1 含在集成费里 19*20000,黑色胶带 卷 2 含在集成费里 白色胶带 塑料膨胀管 自攻螺钉 19*10000,白色胶带 卷 8 含在集成费里 150 150 Φ6,塑料膨胀管(无) GB/T845,ST4×25,十字槽盘头自攻螺钉 个 含在集成费里 个 含在集成费里 设备/材料费合计① ￥9,487.73 第34页，共35页

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41 42 43 44 45 工程安装集成费（设备总价*44%）② ￥8,134.60 管道施工费360*&米③ 馈线价格⑤ ￥1,000.00 工程总造价（不含馈线） ￥17,622.33 工程总造价（含馈线）

￥18,622.33 第35页，共35页

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