1、室内覆盖分布系统,陕西天元通信规划设计咨询有限公司简介,陕西天元通信设计咨询有限公司始建于1994年，成立之前是原陕西鸿达通讯设计所；我公司具有中华人民共和国住房和城乡建设部颁发的通信工程有线通信、无线通信甲级资质、通信铁塔乙级资质、中华人民共和国发展和改革委员会颁发的工程咨询甲级资格证书；顺利通过ISO9001质量管理体系认证；是中国通信企业协会通信设计施工专业委员会委员单位。公司现有长期从事管理工作和多年丰富经验的工程技术人员员工420多人，其中具有中、高级职称的通信工程设计技术人员180多人。目前在山西、新疆、甘肃、青海、内蒙、宁夏、山东等省设立了公司。公司能够承担有线、无线、交换、数据
2、、电源、铁塔、信令网、智能网、支撑网、业务网、可行性研究、网络规划、电信技术服务等。企业遵循“质量至上，服务第一”的经营宗旨，几年来主要致力于国内八个省（区）的通信工程设计。由于我们信守合同，保证质量，服务到位，受到了建设单位的一致好评。,目录,室内覆盖系统综述室内覆盖系统设计举例,什么是室内覆盖,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。 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
3、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。,室内覆盖的重要性,高价值商用客户主要集中于室内室内覆盖系统可以精确控制室内覆盖信号分布，提高业务服务质量良好的室内覆盖是吸引新客户、留住老客户的关键全网而言，室内覆盖系统占据总基站数的1/4以上,什么地区需要室内覆盖,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。,室内覆盖系统组成,+,+,相同点沿
4、用GSM无源器件选择馈线选择,不同点关注功率匹配合路器更改小区隔离度接入点选择,改造,信源介绍,直放站,微基站,BBU+RRU,宏基站,根据话务量的不同，选择不同的信号源引入室内，可以满足多种室内话务量的覆盖,无源器件天线,全向吸顶天线,室内全向吸顶天线性能指标,无源器件天线,壁挂板状天线,壁挂锥状天线,室内定向吸顶天线性能指标,定向天线,无源器件功分器,无源器件耦合器,从主干线路中按照设计要求提取部分信号完成功率分配，是一种非等功率分配的功率分配器件，常见的有5dB、6dB、10dB、15dB、20dB、30dB和40dB等多种耦合比的耦合器。,如：6dB耦合器，插损1.8dB,10dBm,
5、8.2dBm,4dBm,耦合器的性能指标,TD-SCDMA/GSM合路器,无源器件馈线,线径：线径不同，馈线损耗各不相同弯曲半径：超柔馈线，普通馈线,无源器件馈线,馈线分7/8馈线和1/2馈线，部分厂家的还有细小的跳线。7/8馈线用于长距离的主干布线，1/2馈线则用于分路布线，而细小跳线是用于连接室内天线和软馈线。京信、阿尔创厂家的是，1/2软馈线直接与吸顶全向天线相连；而武邮厂家的是，1/2软馈线还需经一根细小的跳线再与天线相连 。馈线判断：从尺寸上判断1/2”馈线绝缘套外径16mm7/8”馈线绝缘套外径27.75mm从经验上判断平层一般为1/2”馈线竖井主干一般为7/8”馈线,原有室内分布
6、系统,吸顶天线,功分器,耦合器,原有室内分布系统,7/8”,1/2”,干线放大器,如果室内覆盖系统很大，功分器、耦合器很多，馈线很长，信号已被衰减很弱，而需要将覆盖范围延伸时，则需要在干线上安装干线放大器将信号进行再放大。不过安装干线放大器之后，也就多引进了一定的噪声电平，所以它的安装与运行质量也将影响整个室内覆盖系统的信号质量。,馈线接头,室内覆盖系统总结,室内覆盖系统是由以下部分组成：信号源（宏基站、微蜂窝、直放站或RRU）发出的信号经馈线传送，而通过功分器、耦合器对信号进行分配，最后经天线将信号分布、发射出去。所以，设计室内覆盖系统最主要的是，如何对功分器和耦合器进行合理地配置而将信号均
7、匀地分布到室内每个角落，这就需要考虑每根天线的覆盖范围和覆盖要求了。按照山西省移动公司有关室内分布系统覆盖边缘场强的要求，无线覆盖边缘场强值在-85dBm以上；而根据国家环境电磁波卫生标准，室内天线的发射功率要小于15dBm；所以还要结合这两点考虑，来配置功分器、耦合器和室内天线。 室内覆盖主要指标：信号强度大于-85dBm，误码（信号质量）小于3，全向天线VSWR小于1.3，八木天线VSWR小于1.4。,目录,室内覆盖系统综述室内覆盖系统设计举例,通信系统制式,根据目前发展情况，主要涉及以下通信系统：Trunk、CDMA800MHz、GSM 900/1800MHz、PHS1900MHz，WC
8、DMA、TD-SCDMA和CDMA2000核心频段，共七种制式。,设计内容,1、确定目标建筑、需求分析。2、室内无线信号现状测试。3、确定室内覆盖区域。4、模拟测试。5、信号源的选取及配置。6、室内分布方式的确定。结合模拟测试结果，进行室内覆盖信号传播损耗计算。7、室内天线分布方案设计、天线类型选择和馈线路由的确定。8、室内覆盖系统组织结构方案设计。,设计原则,1 、满足国家有关环保要求，电磁辐射值满足国家标准电磁辐射防护规定，即国标GB8702-88规定的限值，采用设备与材料及产生的物质对环境无污染，同时应达到环保部门在GB9175-88环境电磁波卫生标准中对噪音指标的要求，室内天线的发射功
9、率不大于15dBm/TRX。2 、无源器件应满足需引入系统的通信频段要求。3 、应保证覆盖区域信号与周围室外其它基站各小区间进行正常切换，室内信号应保证不对室外信号产生干扰。4 、满足覆盖系统设计指标和各制式通信系统指标的要求。5 、满足便于改造，利于升级的要求。,勘测前的准备工作,1）向建设方了解覆盖目标区域的网络环境、用户群体的类型、社会地位、消费行为；2）向业主索取被测建筑的平面图，立面图以及相关地型、结构资料，如业主最终无法提供，勘测人员必须绘制详尽的平面图；3）现场勘测前，要仔细研究被测建筑物图纸，从图纸上搞清建筑结构。4）与建设方联系，初步确定传输方式、作为信号源的微蜂窝（或宏蜂窝
10、、直放站）的可能位置。5）明确覆盖要求，如覆盖范围及覆盖等级等。,所需工具及文件,建设方认可的测试手机或接收机（或其他测试仪表）手提电脑（测试分析软件）指北针、GPS所测建筑物的平面图数码相机（记录大楼外观图）本市地图皮尺或测距仪,现场勘察,室内分布系统站点行政位置（行政区域，街道门牌号码，周边道路）尽可能标示附近较大的建筑或单位名称。楼栋数，层高大楼外观拍照经纬度定位（用GPS）向业主询问原有覆盖系统的效果询问大楼各层用户情况，以便于对用户数和用户群体进行数据分析,现场勘察,查勘大楼内隔断墙的厚度、材料、结构位置以便于将来设计时计算链路损耗娱乐场所一般为内夹防火材料的木板结构高档写字楼一般为
11、玻璃隔断一般办公楼为原来建筑混凝土墙,信号测试,有必要的楼层进行每层测试，没有必要的楼层按照低层、中层、高层等部分分别间隔测试，需走到四个方向窗边1 米处进行测试，电梯选择几部测试，电梯必须在运行时测试。 记录信号电平值、载干比、载频号、扰码，周围相关基站的详细信息（距离，方位角，话务统计、扇区系统参数），传输情况等。 根据以上测试数据，对当前建筑物无线环境进行总体分析，确定需要覆盖的的业务、各业务覆盖深度，提出拟采用的覆盖方式及信号引入方式的分析，对于信号源使用直放站的，需给出对整个移动通信网的影响和干扰详细分析。从而确定覆盖目标和使用的信号源方式。 勘测完成后生成详尽的勘测报告，报告内容应
12、包含以上方面：（1）介绍覆盖目标情况（如建筑物性质、地点、经纬度、楼层数、各楼层功能、面积、电梯数量、人流量等）；（2）覆盖目标的无线环境测试情况（包括室内无线环境测试、信源待安装的位置、直放站空间引入的最佳信号、周围基站的详细信息等）；（3）其他竞争网络在目标区域的覆盖情况；（4）测试结果分析,详细设计,1 室内覆盖测试 对大楼现有的由周围宏蜂窝提供的室内移动信号进行测试，收集所用频段内存在的各种频率的信号，找出各楼层最强的信号电平由此得到各楼层所需的最小设计电平，为保证楼内手机能够驻留在室内微蜂窝上并具有良好的载干比必须保证楼内有足够高的设计电平 。2 路径损耗测试 路径损耗测试的目的是为
13、了确定该大楼的墙壁内部装饰物等物体的损耗，采用测试发射机在测试点发射GSM900信号用测试手机在楼层各点测量接收信号电平。3 下行功率预算进行功率预算计算得到EIRP值画系统连接图写出解决方案的描述做频率规划和参数设计,室内传播模型,TD-SCDMA覆盖场强预测建筑物室内传播模式是受限的自由空间传播模式表达式如下：PL(d)=PL(d0)+20log(d/d0)+d(dB)+FAF(dB) (1)PL(d0)=32.4+20 log(d00.001)+20logf(dB) (2)式（1）中d0为参考的近距离，单位m；f为工作频率，单位MHz；PL(d)表示路径为d（m）总传输损耗值；PL(d0
14、)表示近地参考距离（通常d0=1m）自由空间衰减值；表示路径损耗因子（01.6dB/m）；FAF表示隔墙损耗（5dB20dB）。下面计算TD-SCDMA系统中的传播损耗情况：取近地参考距离d0=1m时，PL (d0)=32.4+20log(110-3)+20log2000=38.5dB设=0.1dB/m，FAF=10，代入式（1）8m时电磁波的传输损耗为：PL (8)=38.4+20log8+80.1+10=67.3dB,信号源选择,信号源选择原则 ：1 在信号杂乱且不稳定的室内无线环境中，避免使用室内直放站引入信号，宜选用基站作为信号源。如在开放型的高层建筑中，通常选择微蜂窝基站作为室内分布
15、系统的信号源，抑制干扰，保证主用信号电平及通话质量指标。2 在室内信号较弱或覆盖盲区的环境中，通过定向天线可以取得较纯净且稳定的主用信号，宜采用射频直放站作为室内分布系统的信号源。如隧道、地铁站、地下商场、酒吧等规模较小、信号屏蔽严重的场所。采用直放站作为室内分布系统的信号源必须考虑施主基站的容量和直放站对室外覆盖的干扰。3 对于室外基站话务拥塞的情况，室内覆盖主要解决容量问题，宜采用微蜂窝基站作为室内分布系统的信号源，来分流室外基站的话务量，改善用户通信质量。4 对于建筑内部话务需求量大的大型场所，如商场、机场、火车站、展览中心、 会议中心等，宜选用基站（宏蜂窝或微蜂窝）作室内分布系统的信号
16、源。5 对于通信质量要求高的酒店、写字楼、政府机构等场所，宜采用微蜂窝基站做信号源。6 对于建筑规模较小的场所，在不宜设置射频直放站的环境下，宜选择光纤直放站或RRU（射频远端单元）作为分布系统的信号源。7 对于本身设有室外宏蜂窝基站的建筑，当基站设备配置有余量时，宜耦合部分基站信号作为本楼宇室内分布系统的信号源，耦合基站信号时应采用插损小的器件，尽量减小耦合信号对宏蜂窝基站的影响。,信号源设置,1 室内微蜂窝基站的设置 室内微蜂窝基站信号经过室内馈线及无源器件均匀分配至各个天线，基站位置应设置在尽可能使多数天线的馈线长度相同的位置，提高基站输出功率的利用率。室内微蜂窝基站设置位置应满足基站工
17、作环境、传输等要求。2 宏蜂窝基站耦合信号 耦合宏蜂窝基站信号时应采用插入损耗小的耦合器，最大限度的减少对室外发射功率的影响；采用的有源放大设备应设置适当的上下行增益，最大限度的减少对宏蜂窝基站的噪声引入。3 射频远端单元（RRU）的设置 部分基站产品能够实现射频远端单元方式，即将基站射频模块与控制部分分开，之间利用光纤连接，RRU安装在合理的位置作为室内分布系统信号源。4 射频直放站的设置 射频直放站输出信号经过室内信号分布系统均匀分配至各个目标覆盖区域，直放站位置设置合理，既满足直放站与施主天线距离不宜过长，又充分利用直放站输出功率。,室内天线点分布设计,1 应根据勘测结果和室内建筑结构，
18、设置天线位置和选择天线类型，天线尽量设置在室内公共区域。2 天线口的功率不超过15dBm/载波。3 对于层高较低，内部结构复杂的室内环境，宜选用全向吸顶天线，宜采用低天线输出功率、高天线密度的天线分布方式，以使功率分布均匀，覆盖效果良好。如写字楼、酒店等建筑。4 对于较空旷且以覆盖为主的区域，由于无线传播环境较好，宜采用高天线输出功率、低天线密度的天线分布方式，满足信号覆盖和接收场强值要求即可。如地下车库等区域。5 对于建筑边缘的覆盖，宜采用室内定向天线，避免室内信号过分泄漏到室外而造成干扰，根据安装条件可选择定向吸顶天线或定向板状天线。如建筑一层出入口处、楼宇沿窗区域等。6 对于电梯的覆盖，
19、可采用三种方式：一是在各层电梯厅设置室内吸顶天线；二是在信号屏蔽较严重的电梯，或电梯厅没有安装条件的情况，在电梯井道内设置方向性较强的定向天线；三是在电梯轿厢内增设发射天线。7 应尽量避免电梯内的切换，以避免电梯运行过程中由于切换造成的掉话。,天线设计准则（一）,下面是一些典型区域的天线设计准则1 单小区天线布线准则 建筑室内覆盖由一个小区完成时，各天线的设置应尽量确保小区覆盖区域内信号的均匀分布，一般建议天线按“之”字形安装。,天线设计准则（二）,2 多小区天线的布线准则 建筑物室内覆盖由多个小区完成时，必须注意同频复用，小区之间要有一定的隔离距离，各天线的设置同样要尽量确保各小区覆盖区域内
20、信号的均匀分布，在频率复用较为紧密的情况下为确保良好的服务质量，一般建议不同层间的天线安装在同一位置。,天线设计准则（三）,3、密闭环境天线布局 建筑外墙较厚信号衰减大泄漏小受室外同频小区干扰小，楼层间的频率容易规划。,天线设计准则（四）,4、半开放环境天线布局 建筑外墙为玻璃窗/墙结构信号衰减很小，建筑内部为开放的会议环境受室外同频小区干扰大，需要专用频率进行规划或采用低输出功率的多天线系统将小区边缘限制在建筑物内。,天线设计准则（五）,5、框架结构建筑物天线布局 建筑内墙多且厚，需要将天线安装在走廊时，天线的输出功率一般较大以保证良好覆盖，此时通过走廊窗口会有一定的信号泄漏需要专用的频率进
21、行规划，楼层间的同频小区间隔距离较其他环境的大。,天线设计准则（六）,写字楼天线布局 室内商业集团办公区等对服务质量要求较高的区域，一般采用多根定向和全向天线对室内进行覆盖，通过合理的小区有效辐射功率设计，容易控制小区覆盖范围，对外界的干扰较小。,多制式合路系统设计（一）,多制式合路室内覆盖系统（简称多制式合路系统）是将多个系统无线信号进行合路，共用一套室内天馈线分布系统的方式。多制式合路系统主要是共用无源天馈部分，信号源及有源设备各系统独立使用。 考虑到TD-SCDMA网络和热点地区的WLAN覆盖，GSM、TD-SCDMA、WLAN和TD-LTE的共用室内分布系统将具有最广泛的应用场景。由于
22、合路器可以提供足够的隔离度，因此只需进行简单合路，即可实现GSM、TD-SCDMA、WLAN和TD-LTE网络共用室内分布系统。,保证系统具有良好的扩展性，兼容3G，GSM，CDMA，WLAN等多种通信系统，达到室内各系统良好的覆盖效果。保证无源器件满足各系统频段要求，一般要求器件频率满足8002500MHz。合路器的选择满足系统间干扰隔离指标要求。,GSM,CDMA,DCS,多频,段合,路器,WLAN,WLAN,Elevator,F,1,F,2,F,14,.,F,15,多制式合路系统设计（二）,不同制式频率百米馈线损耗对比,百米馈线损耗,天线到有源器件（微蜂窝、直放站、干放）的距离过长会引起
23、天线口功率差异过大而不易平衡；距离过长时需考虑改变分布系统结构或考虑使用粗馈线以降低两种系统天线口输出功率间的电平差。,自由空间衰耗,自由空间中，不同频率信号在自由空间中的衰耗不同，反映在dB数值上的差异只与信号的频率有关，与传输距离无关。在工程应用中我们取3G比GSM衰耗大7-8dB。在分布系统设计时需以此考虑天线覆盖区边缘场强的差异。,阻挡损耗,由于不同频率信号的穿透特性不同，经过相同阻挡时的损耗也不相同。所以在进行多网合一室内分布，特别是天线覆盖区内隔档较多时需考虑损耗的差异，对这一差异可采用小功率、多天线的方式或者适当提高天线输入功率以保证覆盖区能满足要求。,覆盖半径,在不同频率下，宽
24、频天线的波瓣角会发生变化，从而引起天线的覆盖半径在2100MHz频段比900MHz要小，在进行天线布点时需以高频信号的覆盖范围为主。,1、无源器件需选用可满足多网运行的宽频无源器件。 2、要考虑到多网运行时的干扰问题；3、由于3G多媒体业务为主的特性所引起的覆盖范围差异； 4、对超大面积建筑整体覆盖需考虑噪声、衰耗等综合因素。5、对电梯进行多网合路时，由于八木天线自身结构限制无法在宽频范围内使用，最好使用宽频板状天线或对数周期天线对电梯进行覆盖。,多网合一室内覆盖,功分器、耦合器、天线等大部分无源器件无法满足3G要求的；建议更换无源器件或重做分布系统；有的系统仅通过增加有源器件及更换合路器即可
25、满足要求；无源器件可以满足3G要求，但天线口电平无法满足要求的；重做系统主干（更换主干馈线或增加干放）；,对于原室内覆盖系统的升级思路,注意：应根据“馈线衰减”，“自由空间衰减”检查原有天馈分布系统是否可以直接利用,3G可共用室内无源天馈系统示意图,3G可共用室内无源天馈系统示意图,将原馈线更换为衰耗更小的馈线,3G可共用室内有源天馈系统示意图,将原馈线断开增加3G干放,3G可共用室内有源天馈系统示意图,在原GSM干放处合路3G干放,3G可共用室内有源天馈系统示意图,有源器件共用主干,3G可共用室内有源天馈系统示意图,有源器件单独主干,3G可共用室内有源天馈系统示意图,有源器件独立主干的WLA
26、N合路,TD-SCDMA与其他系统共建室内分布系统,各系统之间的端口功率分配差天线端口功率分配主要取决于TD-SCDMA与其他通信系统信号自由空间路径损耗差以及边缘覆盖场强要求的差异TD-SCDMA与GSM共同建设室内分布系统当GSM和TD系统共室内分布系统时，由于TD输出功率比GSM相比小，且两系统保证同覆盖时有610dB的功率分配差，因此要弥补同覆盖功率分配差，就必须以满足TD系统覆盖要求为标准建设室内分布系统.,TD-SCDMA接入原有室内分布系统,移动的GSM/DCS/WLAN+TD-SCDMA+TD-LTE TD-SCDMA作为新的信号接入室内分布系统，不可能改变原有的分布系统，只能
27、根据功率分配差和信号源特点来选择与原有分布系统的接入点，保证覆盖性能。,原有GSM 室内分布系统工程改造原则（一）,1、改造原则确保原有网络（主要是GSM 网络）在改造后仍能达到覆盖要求尽量利用原分布系统的设备和器件，控制改造成本。2、TD-SCDMA 信源和干线放大器的合路与原有GSM 室内分布系统进行信源合路时，需分两种情况：2.1、原有GSM 分布系统为无源分布系统此合路方式较为简单，在GSM 信源处将TD-SCDMA 信源进行合路即可2.2、原有GSM 分布系统为有源分布系统即除信源合路外还有干线放大器的合路3、无源器件的更换由于前期建设的GSM 室内分布系统中，所使用的无源器件（功分
28、器、耦合器、天线）的工作频率范围大多为8902000MHz，甚至只有890960MHz，均不支持TD-SCDMA 的工作频率2010-2025MHz，所以在进行原有GSM 系统的改造时需要对天馈线系统中的无源器件进行更换。考虑到WLAN 系统的合路，以及WCDMA 系统得兼容性，故建议更换后的无源器件必须满足工作频率范围为8852500MHz。另在进行无源器件更换时还需注意其它技术参数，最好与更换前保持一致，如天线的增益，功分器、耦合器的插损等。,原有GSM 室内分布系统工程改造原则（二）,4、馈线的改造 现有的GSM 室内分布系统中所使用的馈线大多为8D、10D、1/2”和7/8”规格馈线，
29、它们的100m 衰耗值对照如上表所示。 从上表可以看到2000MHz 的损耗与900MHz 的损耗相差较大，在1.9GHz的频率以上一般不采用8D 和10D 馈线，建议馈线改造按以下要求：原有GSM 分布系统平层馈线中长度超过5m 的8D/10D 馈线均需更换为1/2馈线；主干馈线中不使用8D/10D 馈线。原有GSM 分布系统平层馈线中长度超过50m 的1/2馈线均需更换为7/8馈线；主干馈线中长度超过30m 的1/2馈线均需更换为7/8馈线。考虑到在进行馈线改造所产生的馈线与接头的增加成本的控制，更换下来的1/2馈线与接头可以用于更换8D/10D 馈线。5、电梯覆盖八木天线的改造 八木天线
30、由于增益高、方向性好、价格适中被广泛用于室内分布系统中对电梯的覆盖，特别是GSM900 系统（平均每副天线可覆盖7 层，有很高的性价比）使用最多。但受自身结构特点的限制，八木天线不能在8902500MHz 的宽频段内工作（衰减量太大，失去高增益的优势），所以进行TD-SCDMA 改造项目时必须采取有效措施保证双网信号正常覆盖。如将原八木天线替换为宽频段的定向壁挂天线（支持800960MHz 与17002500MHz），或在电梯井道内增加支持17002500MHz 频段的八木天线并适当增大天线密度，保证边缘区域足够的电平值。,目录,室内覆盖系统综述室内覆盖系统设计举例,附录1：功率单位,1、dB
31、m：用于表达功率的绝对值，计算公式为： 10lg(P功率值1mw)如微蜂窝的发射功率为1.2w=30.75dBm；900M手机的最大发射功率为2 w=33dBm；1800M手机的最大发射功率为1w=30dBm2、dBi、dBd：均用于表达功率增益，两者都是一个相对值，只是参考的基准不同：dBi的参考基准为全方向性天线;dBd的参考基准为偶极子。同一增益用dBi表示比用dBd表示大2.15 3、dB：表示功率的相对比值，计算甲功率相对乙功率大或小多少dB时，计算公式为： 10lg (甲功率乙功率)。如可以说900M手机的发射功率比1800M手机大3 dB 4、dBc：也是表征相对功率的单位，计算方法与dB相同，但主要用来度量载波功率的相对值，如度量三阶互调等干扰，原则上可用dB代替,用户数核算,1、GSM 2、CDMA3、PHS4、WLAN5、TD,谢 谢！,
