1、摘要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
2、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。河北饭店包括主楼、辅楼，是一酒店式公寓，用户较多， 通话需求量较大，估算客流量为 624 人。 其 建 筑 结 构 主 要 有 钢 筋 混 凝 土 构 成 ， 对 外 部 宏 站 信号 屏 蔽 较 为 严 重 。 依据北京移动通信有限责任公司网络优化中心提供的2011 年微蜂窝建议 ，需对河北饭店进行多网融合的室内全覆盖。河北饭店的室内覆盖设计可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高饭店内移动电话接通率，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
3、宏蜂窝话务，扩大网络容量，从整体上提高河北饭店内移动网络的服务水平。 关键词：室内覆盖；网络优化；多网融合；设计。AbstractAs the city grew rapidly and mobile users in the high-rise building more and more, traffic density and cover requirements are rising. These buildings large scale, quality good, on mobile phone signals have strong shielding effect. In l
4、arge buildings underground mall, the low-level environment of underground parking, mobile communications, weak signal phone unable to normal use of mobile communication, formed the blind and shadow area; In the middle of the floor, because from around the overlap, different stations signal generated
5、 ping-pong effect, cell phones, even drop the words, frequent switching severely affected the normal use; mobile phone In high-rise buildings, and affected by the base station antennas, height limit is not normal coverage, mobile communication blind alleys. In addition, in some buildings, although c
6、ell phones can normal conversation, but a user density is big, base station channel crowded, mobile phone online difficulties. Especially mobile communication network coverage, capacity, quality is the operators of key factors obtain competitive advantage. Network coverage, network capacity, network
7、 quality fundamentally manifest the mobile network service level, is all mobile network optimization work theme. Indoor coverage system it is in this context of generation.Hebei hotel including building, auxiliary building, is one of hotel-styled apartments, users demand is bigger, more, calls for 6
8、24. Estimating passenger The building structure is mainly have reinforced concrete structure, external macro stood signal shielding more serious. According to Beijing mobile communications limited liability company network optimization center provides the 2011 microcells proposal “of hebei hotel, ne
9、ed more complete coverage of indoor network convergence.Hebei hotel indoor coverage can be designed to improve the comprehensive buildings call quality, improve the hotel open mobile phone connection, produce high quality indoor mobile communications area; Also, use microcells system can share outdo
10、or macro, expand network capacity cellular telephone, and improve overall hebei inside our restaurant mobile network service level.Keywords: indoor coverage; Network optimization; Multi-network fusion; Design毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方
11、外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 1.绪论1.1 室
12、内移动通信存在的问题在现今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
13、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：（1） 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;（2）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;（3） 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。完善室内
14、覆盖，提升用户体验，已经成为无线网络发展的基本要求。以中国为例，国内三大运营商均已把室内覆盖当作建设的重点，其中中国移动 TD 三期建设有超过 50%的站点是室内站。目前无线网络的室内覆盖主要存在三方面的问题：其一，室内网络质量较差，导致室内用户数据业务体验不好；其二，故障率高，主要原因在于室内覆盖所采用的有源器件如干放、直放站等故障率远高于基站等主设备；其三，室内站话务吸收不足，导致室内设备利用率低于整体设备利用率，投资收益不佳。此外，室内覆盖的设计规范也存在一些原则性的疏漏，比如：设计规范对于下行有明确的要求，对于上行却没有明确要求；对覆盖场强有要求，但对于系统的互调干扰却没有明确的要求。
15、由于规范上的缺失，导致室内网络设计从规范层次上就已经失去了对覆盖质量的约束，设计存在一定的随意性，在工程实施过程中对质量无法进行有效监理。 再有，室内覆盖还有一个很重要的问题是责任主体不明确。在对室内覆盖进行优化时，设备厂商往往通过采用增加设备的方式来解决，导致室内覆盖的成本居高不下。1.2 移动通信室内覆盖的概述1.2.1 室内覆盖定义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。 1.2.2 移动通信室内覆盖的作用室内覆盖系统为室内良好的通信质量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
16、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。建设室内覆盖系统的目的可简要归纳为以下三点：（1)排除室内盲区。典型场景：新建的楼宇、地下停车场、地下商场、大型楼宇、地下通道、电梯。（2)均衡网络。室内覆盖系统建立后，可减轻室外宏站的话务量，提高网络质量。典型场景：大型购物场所、展览场所、体育馆、机场、车站、码头。（3)解决无主服务区室内区域，加强室内覆盖信号，改善室内信号质量，减少乒乓切
17、换，改善网络指标。典型场景：较高的楼层、周围没有主覆盖小区的楼房。对运营商而言，大量使用室内覆盖系统，可以争夺室内的话务量，开拓新的话务量。据 DoCoMo 的统计，实施室内覆盖的建筑物内话务量增大了 1.43 倍。同时室内覆盖还可以用于分散过密地区的网络压力，解决高端用户密集城区覆盖问题，减少室外基站的数量和配置，降低室外网络的整体干扰水平，从而提高整个系统的容量，更好地满足用户对质量的要求，其性能的好坏将直接影响到运营商的客户体验及其收益，是其取得成功的关键因素之一。1.2.3 需要室内覆盖的场所室内盲区。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
18、、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。1.2.3 河北饭店进行室内覆盖的必要性河北饭店包括主楼(地下一层至地上十层)、辅楼（地下一层至地上三层） ，是一酒店式公寓，用户较多，通话需求量较大，估算客流量为 1200 人。该楼宇为商用酒店其外体结构多为多为钢筋混凝土结构，对室外的无线通信信号阻隔比较严重。楼层内局部结构复杂，走廊长，隔墙厚且多，无线信号穿透损耗较大。该酒店位于城市繁华地段，其中高端用户比重较大，语音业务和数据业务量相对较大。在酒店的地下一层为酒店仓库与厨房所在地，同样需要有无线信号的覆盖，由于之前室外宏站
19、的信号无法到达酒店地下，该区域一直为信号盲区。经现场勘测，该饭店有 50%以上的地方信号强度达不到移动上公司要求。依据北京移动通信有限责任公司网络优化中心提供的2011 年微蜂窝建议 ，需对河北饭店进行全覆盖。2.室内覆盖系统的组成室内分布系统即针对建筑物内的移动用户，解决其通信网络覆盖的一种方案。利用室内分布系统将基站信号均匀地覆盖到室内盲区，以保证室内区域都拥有理想的信号覆盖。图 2-1 是通过无线同频直放站引入信号源，再由耦合器、功分器、干线放大器、室内分布式天线等组成的室内分布系统的示意图。图 2-1 直放站的室内分布系统示意图室内分布系统主要由信号源,信号的传输和分布系统以及干线放大
20、器、功分器、耦合器、室内天线等部分组成。按照信号源的不同可以分为宏蜂窝、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。同时设备又分为有源设备和无源设备；天线分为全向天线和定向天线等。2.1 信号源通常可以选作为室内覆盖的信号源有宏蜂窝基站，微蜂窝基站，直放站和射频拉远单元等。（1）宏蜂窝基站 直接采用室外的宏蜂窝基站作为信号源。在密集城区为了深度覆盖而采用该方式时，需要留出 15dB20dB 的穿透损耗余量，这部分的余量直接导致小区的半径缩小，站点数量增加。但是即便如此，室内覆盖的效果仍然较差，存在大量的覆盖盲区，另外严重的导频污染使用户接收多个强干扰，3G 业务在室内达不
21、到预期的使用效果。最重要的是其网络容量有限，接通率低。基站的发射功率很大一部分消耗在穿透损耗上，影响了系统的容量。它适用于建筑物的电磁密闭性较差或建筑物较为稀疏而且话务量较低的场景。（2）微蜂窝基站 采用独立的微蜂窝基站作为信号源，可以独立承载话务BS1BS2直放站直放站耦合器 功分器干线放大器量，并且可以分担宏蜂窝小区的话务量。该方式虽然需要传输和供电设备和机房资源，但是实施简单，更重要的是能够提供更多的网络资源，信号稳定干净，抑制导频污染，可以灵活结合具体室内分布系统来实现室内覆盖。因此，该方式通常应用于面积较大或者人流比较大、话务量比较高的室内覆盖，如大型购物广场、候机厅等，但是建设的成
22、本比较高。（3）直放站 采用直放站作为信号源，分为空间直放站和光纤直放站两种。它只是通过直放站收发系统将室外的宏基站的信号引入到室内，共享基站的基带处理能力，并不增加系统的容量，适合在话务量不高的室内环境中。稳定、信号质量好的信号源，可以使用空间直放站作为信号源，但是易受到周围的无线环境影响及宏基站的稳定性限制。相比之下光纤直放站能够解决以上的问题，但要受到光纤条件限制。直放站的优点是投资省、安装方便快捷，可以很快地解决信号弱和盲区问题。缺点是通过定向天线难以取得单一纯净的信号，系统的话音质量相对于蜂窝系统较差，且易造成对其他基站的干扰。直放站作为一种实现无线覆盖的辅助技术手段可以利用较少的投
23、资和较短的周期，迅速扩大无线覆盖范围和解决盲区覆盖。（4）射频拉远单元(RRU) 该方式可以提供接近微蜂窝基站作为信号源的覆盖效果，即将基站中的射频部分取出通过光纤与基站中的数字基带部分相连，剩下的控制加基带部分被称为支持远端模块的“宿主基站” 。远端模块共享宿主基站的基带资源。RRU 避免了直放站信号的简单重复放大，且不像直放站仅改变原有扇区的覆盖拓扑，而是占用一定的基带资源提供容量服务，不会产生直放站的接收底噪抬升以至饱和自激的问题。优点在于建设的成本较低，无需严格的机房和建站条件，可以灵活地结合具体的室内覆盖系统，并且配置和实施十分灵活。缺点是要仔细核算基站的基带所能承载的处理能力，同时
24、远端无线接入设备需要独立的传输和供电设备。各种信号源的主要特点及应用场景如表2-1 所示。对于 TD-SCDMA 和 TD-LTE 系统，射频电缆在 2GHz 以上频段的损耗比较大，拉远距离短，一般在 60m 左右；且射频电缆数量多，也相应带动其他辅材数量的增加，给基站成本很大压力；而射频拉远技术在降低馈线损耗和电缆数量及安装难度控制等方面面临着极大的困难，导致了建设成本偏高的后果。TD-SCDMA 和 TD-LTE 网络中每个宏峰窝基站 (一套天线)的覆盖半径只能有13km，在城市内高楼林立的地区覆盖半径还要小得多，为实现完好的覆盖，就必须架设大量的基站。表 2-1 各种信源的特点比较TD-
25、SCDMA 和 TD-LTE 系统中，采用中频拉远方案就可以很好地解决上述问题，即将无线基站中的模拟射频收发部分与无线基站的基带数字信号处理部分在模拟中频处分开，形成远端射频前端设备与室内单元。中频拉远技术通过基站室内单元的模拟中频接口，将射频的收发信机拉远至天线附近。下行方向将中频信号传输到射频前端，经混频后转换为射频信号，再由天线发射；上行方向将从天线发射过来的射频信号在前端混频为中频信号，通过中频传输系统传回到基站室内单元。远端射频前端设备与室内单元间可以用有线和无线传输手段相连接。其介质可以是中频电缆、光纤等。与传统的射频拉远技术相比，中频拉远技术具有以下显著的优点：电缆数量少、传输距
26、离远、组网灵活、成本大幅降低等。方案针对性 典型场景 解决方案超大面积的楼宇或楼群，高话务量热点，有光纤分布的场景高档的写字楼（群） ，大型的综合商务中心，机场等宏基站+RRU+室内分布系统大面积楼宇，中等话务密度，中等覆盖规模的场景一般的写字楼，高档酒店，会展中心等室内的微蜂窝基站+室内分布系统话务量不高，主要是为了满足覆 地下停车场，隧道，地铁，小型 直放站+室内分布特点 应用场景宏蜂窝话务量大，扩容方便；输出端口多；需要传输资源；对机房及电源环境要求较高；建设周期长，建设成本高。主要应用在话务量高、覆盖区域大、具备机房条件的高档写字楼、大型商场、星级酒店、奥运体育场馆等重要建筑物。微蜂窝
27、能提供话务量，但容量相对较小；一般只能提供单个端口；需要传输资源；对机房及电源要求不高。应用在中等话务量、中小型建筑。如分布系统功率不够可增加少量干放进行覆盖。BBU+RRU话务量大，组网灵活；能将富裕话务量进行拉远，有效利用资源；需要传输光纤资源；对机房及电源要求不高。应用在话务量较高的写字楼、商场、酒店等重要建筑物，尤其适合建筑群的覆盖光纤直放站不能新增话务量；需光纤资源；对安装和电源要求低，建设周期短。主要应用在覆盖区域分散的小区，补盲覆盖的电梯、地下室等场所。无线直放站不能新增话务量；不需光纤资源；对安装和电源要求低，建设周期短。主要应用在传输不易到达的小区，补盲覆盖的电梯、地下室等场
28、所。盖的要求且为封闭的场景 或孤立的居民区，交通干线等 系统或泄漏电缆一般的室内覆盖，话务量不高且封闭性较差的场景普通的居民楼（大楼内非深层覆盖） ，体育场等室外的宏蜂窝表 2-2 部分场景的室内覆盖解决方案2.2 输介质和分布系统传输介质和分布系统作为室内覆盖系统的重要组成部分，主要有同轴电缆，光纤和泄漏电缆三种。（1）同轴电缆是最为常用的材料，其优点是性能稳定、造价便宜、设计方案灵活、易于维护和进行线路调整、工作频段合适、可以兼容多种制式的系统，但覆盖范围受同轴电缆的传输损耗的限制，传输保密性差。大型同轴电缆室内分布系统通常需要多个干线放大器作为信号的放大接力。（2）光纤的路损较小，不加干
29、线放大器也可以将信号送到多个区域，保证足够的信号强度，性能稳定可靠，传输容量较大，易于设计和安装，可兼容多种移动通信系统。但是在建设的过程中需要增加专门的电转光，光转电设备，且依赖于远端供电。在 TD-SCDMA 室内分布系统中还有一个问题是光电互换时存在时延，需要在使用中引起注意。（3）泄漏电缆由导体、绝缘介质和开有周期性槽孔的外导体组成。电磁波在泄漏电缆中纵向传输的同时通过槽孔向外界辐射电磁波；外界的电磁场也可以通过槽孔感应到泄漏电缆内部并送到接收端。泄漏电缆提供的是功率低、辐射均匀的“雾状 ”覆盖。优点是信号强度均匀，缺点是较高的电缆传输损耗，需要较强的信号输入；安装技术要求较高，每隔 1m 就要求装一个挂钩，悬挂起来时电缆不能贴着墙面，而且至少要与墙面保持 2cm 的距离，不但影响美观，而且价格是普通电缆的 2 倍。它多用于一些特殊场景下，因为普通天线无法实现较好的覆盖，如竖井，隧道，地铁等。2.3 元器件和天线除了信号源，传输介质和分布系统之外，室内分布系统还需要功分器，耦合器，干线放大器和天线等器件。（1）功分器和耦合器 主要有无源和有源(功分器和耦合器)两种器件，工作频段合适可以兼容多种制式的系统。采用无源器件的系统设备性能稳定，安全性高，维护简单，信
