1、广州大学华软软件学院本科毕业论文论文题目 移动通信室内信号覆盖分析专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 摘要 室内信号覆盖作为无线网络建设的重要组成部分，根据对移动通信网络的数据统计分析，70%的用户通话大部分集中在室内，欧美和中国的数据统计显示，室内的话务量占到总话务量的 1/3。无线网络越来越重要，但在室内网络信号的覆盖存在很多的问题，本文通过阐述了室内信号覆盖现状分析，概述了移动室内覆盖系统，总结移动室内覆盖系统的需求，通过对移动室内信号的组成，介绍移动室内信号系统相关部件的选择和适用范围，分析无线网络信号系统设计以及其优化的方法，最后以地下停车场和某医院的某一层楼为例，详细地分析移
2、动通信室内信号覆盖在实际场景中的应用。关键词 无线网络；覆盖技术；优化方案ABSTRACT according to the statistical analysis of the mobile communication network, 70% of users call mostly in indoor, Europe and the United States and Hong Kong, China, statistics show that the indoor traffic accounted for one third of the total traffic. Wirele
3、ss network is more and more important, when the distribution of interior network signal exists many problems, this paper expounds the definition of indoor signal distribution, summarizes the function of the mobile indoor coverage system and the development, summed up mobile indoor coverage system re
4、quirements, through to the mobile indoor signal of mobile indoor signal system is introduced in this paper the choice of relevant components and the applicable scope, analysis of the wireless network signal system design and the optimization method, finally with large office buildings and the railwa
5、y station as an example, comparing the condition of different types of system economics and signal quality, it is concluded that the best choice for the two kinds of indoor wireless network solution.KEY WORDS wireless network ；coverage technology；optimization scheme目 录1.前 言 11.1 研究背景 .11.2 国内外研究的动态
6、.21.3 本研究的主要内容 22. 移动通信室内覆盖现状分析 32.1 移动通信室内覆盖分布环境及特点 .32.2 移动通信室内覆盖概述 .43.移动通信室内分布系统 53.1 室内分布信号系统组成 .53.1.1 信号源 53.1.2 室内布线和分布系统 73.1.3 元器件和天线 73.2 室内分布信号系统的分类与选择 83.2.1 室内分布信号系统的分类 83.2.2 室内信号分布系统的选择 93.3 室内分布系统的规划 .103.4 移动通信终端 .104.移动通信无线网络设计方法和优化流程 124.1 室内覆盖设计方案的原则 .124.2 室内无线信号系统设计应该达到的要求 .12
7、4.3 不同区域室内无线网络覆盖的要点 134.4 无线网络设计方法 134.5 室内无线网络的传播模型 .144.6 无线网络信号分布设计方案的分析： 154.6.1 无线信号外泄分析 154.6.2 信号切换分析 .154.6.3 话务量预测分析 164.7 无线网络质量的优化设计 .164.8 无线网络优化的方式 .175 室内信号覆盖案例分析 .195.1 地下停车场案例 .195.1.1 设计思路 195.1.2 问题分析 205.1.3 地下停车场覆盖效果测试 .215.2 某医院的某一层的案例 .225.2.1 该层楼的结构特点 .225.2.2 设计思路 235.2.3 测试结
8、果 236.总结 25参考文献 26致谢 271.前 言1.1 研究背景近年来，随着移动通信的快速发展，移动电话已逐渐成为人民群众日常生活中广泛使用的一种现代化通信工具，同时广大移动用户对移动通信服务质量的要求也越来越高，他们已不再单单满足于良好的室外移动通信服务，而且也要求在室内(特别是星级酒店、大型商场、高级写字楼等)能享受优质的移动通信服务；另据工信部最新发布的统计数据显示，2011 年底，我国手机的使用情况是：73.6 部/百人，其中 3G 移动通信用户可能达到 2 亿 2，目前在中国的2G 网络中，中国移动，中国联通和中国电信已经建立了良好的服务，根据对移动通信网络的数据统计分析，7
9、0%的用户通话大部分集中在室内，欧美和中国香港的数据统计显示，室内的话务量占到总话务量的 1/33。如图 1-1、图 1-2 所示。图 1-1 室内和室外通信比例 图 1-2 各类场合室内通信比例但现代建筑由于多以钢筋混凝土为骨架，再加上全封闭式的外装修，对于无线电信号的屏蔽衰减特别厉害，使得通话质量严重下降。具体影响如下，在大型建筑的低层、地下商场、地下停车场等环境下，基站接收信号十分微弱，导致手机无法正常使用，形成了信号覆盖的盲区；在大型建筑的中间楼层，由于手机可以接收到周围多个不同基站的信号，使基站信号发生重叠，产生乒乓效应，严重影响了移动客户端的正常使用；在大型建筑的高层部分，进入室内
10、的无线信号非常杂乱，既有附近几个基站的信号，也有不远处基站的信号通过直射、折射、反射、绕射等方式进入室内，导致室内接收信号忽强忽弱极为不稳定，同频、邻频干扰十分严重。手机在这种环境下使用，在空闲状态时小区重选频繁，在通话过程中频繁进行切换，话音质量受到极大影响，容易产生掉话现象。1.2 国内外研究的动态对于新建室内分布系统，从投资成本、维护成本以及物业负责人要求等角度出发，在工程中尽量共用室内分布系统实现不同系统的接入要求。为了到达共建的目标，需要解决以下几个方面的问题：（1）系统设计应综合考虑各种通信技术体制的技术特点，合理选择技术方案及设备，避免各系统间的干扰；（2）系统设计应考虑由于频段
11、和技术体制等方面的不同引起信号损耗的不同导致的覆盖的差异等；（3）综合分析各种类型场景的应用，制定不同的技术方案；（4）综合室内分布系统拓扑结构应易于迭加与组合，便于维护及扩容；（5）WLAN 系统需要根据覆盖区域进行合理的频率规划。目前最有效的解决方法是在建筑物室内安装室内覆盖分布系统，就是将基站的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，为室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高质量的移动通信服务。1.3 本研究的主要内容无线网络越来越重要，室内信号覆盖的分布存在很多的问题，本文通过阐述
12、了室内信号覆盖现状，概述了移动室内覆盖系统，总结移动室内覆盖系统的需求，通过对移动室内信号的组成，介绍移动室内信号系统相关部件的选择和适用范围，分析移动通信无线网络信号系统设计以及其优化的方法，最后以地下停车场和某医院的某一层楼为例，详细地分析移动通信室内信号覆盖在实际场景中的应用。2. 移动通信室内覆盖现状分析2.1 移动通信室内覆盖分布环境及特点随着移动通信的普及，建筑物内的话务密度不断上升，室内的话务占总话务的比例越来越高。根据国外运营商的统计，70%以上的话务量来自室内，且数据业务绝大多数发生在室内，而室内恰恰是网络覆盖的薄弱环节，仅仅依靠室外宏蜂窝基站的覆盖已无法满足容量及通信质量的
13、要求。室内覆盖的建设可以有效解决室内的覆盖、容量和质量问题，同时也是运营商提升品牌，争夺用户的主要手段。室内分布系统的设计原则是满足市区大型建筑物及重要地域话务分布的要求。室内分布系统一般设在用户集中、人口密集的大型建筑或重要地域。根据建筑物不同的话务和覆盖特点，需要制定相应的设计方法，见表 2-1。表 2-1 室内覆盖环境特点及设计方法应用环境 结构和话务特点 设计方法商务写字楼、酒店建筑结构多为全钢骨架、加强的钢筋混凝土骨架，楼层间穿透损耗较大。采用多天线进行覆盖，根据高地层话务特点区分。民航机场 房间举架高，基本无围挡，传播环境比较简单。主要考虑视距传输，信号能量以直径为主。会展中心、会
14、议中心、室内体育馆室内无线传播条件比较理想，与室外隔离 度比较高，话务主要以突发为主。主要考虑视距传输，容量估算考虑数据业务需求和话务突发，要留有足够的余量。大型购物商场 建筑结构多为加强钢筋混凝土骨 主要考虑视距传输，容架和玻璃墙，层间穿透损耗较大。 量主要考虑语音业务。地下停车场、铁路隧道建筑结构多为全钢骨架、加强的钢筋混凝土骨架。主要考虑语音业务的覆盖。2.2 移动通信室内覆盖概述现代化的各种办公场所以及各类建筑多为钢筋混凝土为骨架，室内建设的空间变得狭小，再加上原来的有线网络的布线困难和考虑不周全，如何在现有的条件下把室内的信号覆盖的更好，成为各个运营商争先考虑的目标。室内覆盖是针对室
15、内而言，解决室内移动用户的通信质量而出现的问题，主要的原理是，利用室内的天线将信号分布到室内的各个角落，尽可能减少室内存在信号盲区，保证室内具有跟室外一样理想的信号覆盖范围，为室内移动用户提供可靠并且稳定的语音和数据信息。室内覆盖系统的发展，可很大程度的提高室内的通话质量，改善室内通信区域的信号。社会在进步，经济在发展，室内通信环境出现了以下的缺陷。(1)在信号的覆盖程度上，由于建筑物屏蔽和吸收作用，无线电波在传输的过程中出现了衰减，出现了盲区，其中自由空间传播电磁波损耗的计算公式为；（式 2-1 ）22)/4()/(cdfLs其中式中：d 传输距离 m；f 电波频率 Hz;c 光速(2)在用
16、户的容量方面，由于室内移动设备使用客户的密集，会出现无线通道的堵塞；最后，在通信的质量方面，由于空间狭窄的限制，信号会出现干涉，设备的通信质量有所下降。(3)在信号覆盖质量方面，由于频率干扰、导频污染和乒乓效应等导致室内的信号不稳定，话音质量难以保证，甚至发生掉话。为解决室内信号这种缺陷，就需要根据这种缺陷，设计出能够避免出这种缺陷的室内分布系统。对于一个运营商室外信号的差距已经不是竞争的关键，保证竞争的优势侧重在了室内信号的覆盖，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
17、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。3.移动通信室内分布系统室内分布系统即针对建筑物室内的移动用户，解决室内通信信号覆盖的一种方案。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。3.1 室内分布信号系统组成一套完整的室内分布系统主要需要一个特定的接口，取得基站的下行信号，然后将其分配到指定的某一个处，克服室内存在的缺陷，将信号分配到室内的各个角落，确保信号跟室外一样的理想程度。室内分布系统主要由信号引入源(微蜂窝、宏蜂窝基站或室内直放站等
18、)、信号传输信号和室内布线相关设备(同轴电缆、光缆、泄漏电缆、电端机、光端机等)以及放大器、耦合器、室内天线等部分组成。信号引入源，是引入信号的设备，根据信号发射源的不同，可以分为宏蜂窝、微蜂窝和数字引入等，根据建筑物的构造的简易程度以及周围信号的分布情况，采用不同的信号引入源；传输介质有光纤、同轴电缆和漏电电缆；室内分布系统是室内信号分布的主要部件，设计中，应根据覆盖的情况和工程的成本等方面综合的考虑，选取适当的信号发射源，相关的元器件和传输介质等组成部分。3.1.1 信号源通常可以选作为室内覆盖的信号源有宏蜂窝基站，微蜂窝基站和直放站等。(1)宏蜂窝作为信号源，主要是把室外宏蜂窝作为室内信
19、号分布系统的信号源，即采用无线接入方式，采用就进周围基站的信号源作为室内信号分布系统的信号源，采用无线天线直接覆盖室内，这种信号源要考虑当地的无线情况和天线的正确使用，否则会造成信号的泄露和信号的重叠干扰，该种信号源容量大，信号好，但是成本比较的昂贵。（2）微蜂窝作为信号源：微蜂窝信号源的特点是功率小，对于信号能覆盖的范围较小，想要增加覆盖的面积，只能增加微蜂窝的功率，覆盖面积广安装比较麻烦，但是与宏蜂窝相比，成本比较低，施工方便，因此特点，微蜂窝信号源在日常中也受到推广。(3)直放站作为信号源：利用无线直放站或是耦合器件耦合周围有多余容量的基站信号，再把接收到得信号放大作为系统的信号源，这种
20、信号源由于体积小，因此安装比较的灵活，另外价格便宜，设备的型号比较多，是目前室内信号分布系统信号源使用最普遍的方式，在移动通信中越来越重要。分为无线直放站和光线直放站两种。其中，无线直放站由于移动方便，在日常中常作为覆盖盲区和扩大覆盖面积首选的方法，光线直放站信号源，使用光纤将基站信号连入直放站的系统，信号源于其他的信号源相比，信号干涉比较小，是一种相对稳定的直放站信号源。(4) 射频远端模块作为信号源：通过光纤将基站的射频部分拉远，实现基站射频部分与基带部分的分离，使得大容量基站可以集中放置在可获取的中心机房，基带部分进行集中处理，射频部分光纤拉远放置在规划确定的站点上，这种技术也称为射频拉
21、远。采用这种技术，可以节省常规建网方式中需要的大量机房，节约基带单元的投资，减小馈线损耗。室内覆盖系统在选择信号源时，主要应根据无线环境情况、要服务的区域的话务情况和所选室内覆盖系统类型确定。选取信号源时，需要综合考虑目标话务量、覆盖要求、电源要求、机房要求、具体场景特点要求等因素，最终采用既可达到所需的覆盖要求又可合理控制成本的分布系统。其中最重要的考虑因素为容量和覆盖:从容量角度考虑信号源的选取，主要是根据信号源可以支持的话务量和总的等效语音话务量需求来决定。一般对较小 的室内覆盖系统，在话务量较低时可选用直放站从周边小区耦合信号；对较大的室内覆盖系统，根据其可能达到的话务情况及安装条件选
22、用微基站或宏蜂窝基站作为信源。从覆盖角度考虑信号源的选取时，对于低话务密度、小规模覆盖且较为封闭的场景，优先选用直放站作为信号源；对于中等话务密度和中等覆盖规模的场景，快可以选用微基站作为信号源；对于高话务密度和大覆盖规模的场景，建议采用选用宏基站和远端射频模块(RRU)作为信号源。除了容量和覆盖，还要考虑机房和电源等配套设施，综合这些因素最终决定采用那种方式进行室内覆盖。3.1.2 室内布线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
23、作频段适合、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。(2)光纤光纤的路损较小，不加干线放大器也可以将信号送到多个区域，保证足够信号强度，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，且依赖远端供电。(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。它
24、多用于竖井，隧道，地铁等。3.1.3 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，合路器，干线放大器和天线等器件。(1) 功分器和耦合器功分器可以把一个信号源的信号分成多个分支，并把信号分配给多个天线；耦合器是一种非等功率分配的功率分配器件。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，信号经过功分器，耦合器和线路损耗后，到达天线处的强度不同，覆盖的效果也不同。而有源系统的信号到达未端时被放大器放大，达到理想的强度，保证覆盖效果。例如一些大型商场，就需要有源系统保证其覆盖。
25、因而，有源系统建设和维护复杂，有源设备易损坏，系统的安全性和稳定性不如无源系统。(2) 干线放大器信号的传输会有一定的损耗，为了保证覆盖的效果，需要在传输过程中进行放大，这时就需要干线放大器。对于多种制式共用室内分布系统，不同频段的信号在传输的路损不同，应均衡各频段信号的放大率，以达到最佳的覆盖效果。(3) 天线天线是无线电波的发射与接收的一种金属装置器件，室内覆盖信号分布系统中使用的天线，一般增益较小，对电波的半功率宽度也没有具体要求，这是由室内覆盖的特点决定的。主要有全向天线和定向天线两种，根据具体场景的需要合理选择，通常以全向吸顶天线为主。为了防止室内信号泄漏对室外信号产生干扰等情况，采
26、用定向天线向室内需求防线覆盖。(4) 合路器合路器有同频带合路器和双频带合路器两种。同频带合路器能将两个或以上的同频段信号合成一路信号输出。多频带合路器则能将多个频段的多个发射和接收信号合路于同一根馈线、双频天线或宽频泄漏同轴电缆。3.2 室内分布信号系统的分类与选择3.2.1 室内分布信号系统的分类(1) 按照传输介质分类射频无源分布信号系统，由于没有有源的设备，这种系统的优点是系统比较饿可靠，故障发生率和成本低；射频有源信号分布系统，这种有源设备可以弥补射频无源分布信号系统在传输中信号的损耗，能够增强信号的覆盖范围；光纤分布信号系统，顾名思义是利用光纤作为传输的介质，这种介质中传输的信号损
27、耗较小，对于长距离的传输尤为适用，例如大型的酒楼，地下停车场以及一些隧道中信号的传输；分布式基站分布信号系统，基于分布式基站采用的是光纤，因此比较适用于传输距离较长的情况，跟光纤分布信号系统有着很大的相识之处；泄露电缆分布信号系统，主要原理是把信号专门的泄露出来，通过泄露电缆的传输，将信号泄露到信号需要覆盖的范围。图 3 射频无源信号分部图解 图 4 光纤信号分布图解图 5 泄露电缆信号分布图解(2) 按信号源分类按信号源的不同，室内分布系统可分为蜂窝室内分布系统和直放站室内分布系统。蜂窝系统的优点是信号稳定、可靠，通信质量好；缺点是建设周期较长，一次性投资大，还要解决传输线路等问题。因此蜂窝
28、系统大多应用于星级酒店、高级写字楼等较大型的室内建筑。直放站系统的优点是投资小、安装方便快捷，可以很快解决信号弱和盲区问题；缺点是通过定向天线难以获得单一纯净的信号，系统的话音质量相对蜂窝系统较差，且易造成对其他基站的干扰。因此直放站系统大多应用于小型酒店、小型娱乐场所等规模较小的室内建筑。3.2.2 室内信号分布系统的选择不同的室内分布信号系统应用在不同的场合，可以根据建筑物的建议程度，建筑物的面积和室内通信设备客户量等等的方面来选择。根据信号覆盖区域的大小来选择，如果信号分布的面积较小，需要放置的天线的数量有限，应首先的考虑无源分布信号系统；如果信号分布的面积中等，需要放置一定数量的天线，
29、应注重基站室内分布信号系统的选择；对于信号分布的面积较大，需要放置数量较多的天线，应把分布式基站室内分信号系统作为考虑的首选。根据建筑物的简易结构选取合适的系统，对于比较简易的单一建筑物，几乎可以忽略墙体屏蔽的损耗，如果楼层较低，应选择无源分布信号系统；对于一组比较简易的建筑物，但是与比较简易的单一建筑物相比，应选用光纤分布信号分布系统和分布式基站系统；对于内部结构复杂而且楼层较高的建筑物，墙体对信号的屏蔽较大，应选用分布式基站室内分布信号系统；如果建筑物内结构狭长的区域，应选用泄露电缆分布信号系统。3.3 室内分布系统的规划不同的移动通信系统有着不同的使用频段、编码技术，所以室内分布信号有着
30、不同的特点，例如，CDMA 室内分布信号需要对信号的覆盖区域，客户的容量和通信的质量进行统一的规划；GSM 系统需要评价室内信号满足移动设备用户接入电平要求，网络的通信质量再通过频率进行后期的调整，室内分布信号系统的规划应关注几个方面的原则：(1) 一致性原则，包括站点的规划，系统设计的统一性，在规划室内信号覆盖时还得考虑室外信号，同时室内信号对室外信号的干扰程度；(2) 不同性原则，网络信号的建设受到资金的限制，也不能盲目的扩大室内信号的覆盖，最重要的是客户对信号的满意度；(3) 经济性的原则，不能为了盲目的追求技术的完美而扩大投资，而也不为了节省资金舍弃室内信号覆盖的强度；另外还得考虑，系
31、统容量和潜在通信量的估算等等的原则。3.4 移动通信终端移动通信终端是指可以在移动中使用的计算机设备，广义地说包括手机、笔记本、平板电脑、POS 机甚至包括车载电脑。但是大部分情况下是指手机或者具有多种应用功能的智能手机以及平板电脑。随着网络和技术朝着越来越宽带化的方向发展，移动通信产业将走向真正的移动信息时代。另已方面，随着集成电路技术的飞速发展，移动终端的处理能力已经拥有了强大的处理能力，移动终端正在从简单的通话工具演变为一个综合信息处理平台。然而移动终端需要一个良好的网络环境，室内信号覆盖是否完善成为了网络环境良好的重要部分。4.移动通信无线网络设计方法和优化流程4.1 室内覆盖设计方案
32、的原则(1) 覆盖面积无线电波的强度由于室内无线网络的设计环境十分的复杂，在设计方案的时候，应对室内的无线电波强度进行测量，在测量室内无线电波强度的时候，需应用模拟发射装备，根据该设备产生的 GMSK 调制信号，采用相应设备分析调制信号的强度，最后确定需要的发射功率，天线的位置以及方向和高度等等的设计参数。(2) 室内无线客户的容量 根据室内的面积和相关的业务需要，大致地要确定在有限的面积内，最大的无线通信容量，其中尤其是室内无线通信比较繁忙的区域要在整个设计中作为重点来考虑。4.2 室内无线信号系统设计应该达到的要求在无线室内信号覆盖之初，室内覆盖的信号没有专门的频点，这个时候室内信号分布系
33、统的信号源的频点，采用的是和室外信号源一样的频点，这就存在同区域内的信号频点的干扰，采用室内信号专用的频点，能够避免和缓解室内和室外以相同频点的干扰，但是现在建筑物之间距离越来越密集，建筑物之间室内同频点的干扰又是一个问题，所以在设计室内无线信号系统是要达到以下的要求：(1)使室内信号均匀的分布在室内的每个区域，避免盲区的出现，在边缘场强度不低于-85dbm;(2)室内信号的外泄，在室外 10m 处观测时不得大于-90dbm；(3)室内信号分布的覆盖区域通话质量大部分面积要达到 0 级，即通话质量在覆盖区域内为良好；(4)室内覆盖区域的通话要能提高话务容量，减少室外宏基站的负载。4.3 不同区
34、域室内无线网络覆盖的要点在不同的室内环境需要考虑不同的因素，比如大型的办公区和商场、密集的住宅区以及娱乐场所，需要考虑的因素是不同的，因此每个场所的设计应该有针对性：（1）大型的办公区和商场网络的质量：这些公共场所室内结构复杂，信号的覆盖也比较的困难，楼层越高质量越差，信号越不稳定，通信设备掉线率高，在邻近室内窗户的位置干扰比较的大，问题尤为明显，通信设备的链接也比较的困难；解决措施：提高整个覆盖区域的信号场强度，增强覆盖区域内信号的质量，采用不同的措施，避免楼层之间信号的干涉；（2）密集的住宅区域 住宅区由于建筑物的密集，容易有局部的底部盲区，另外还有楼层高度和间距的因素，住宅区内还会有较多
35、的阴影区，最后人们对电磁辐射的考虑，在小区内基站的选址和建设都是有很大的难度；解决措施：住宅区内最好还是使用光纤直放站的方式传输信号，这样既能解决选址的困难还能减少人们对电磁波危害的顾虑，采用这种方式还可以解决电梯盲区的问题；（3）地铁区域 地铁的覆盖场景比较的复杂，人流量和时间有很大的关系，上下班话务量比较的高，这个区域内运营商业比较的多，不同的运营商系统之间干扰比较的大，没有室外信号可以借用；解决措施：一方面每个运营商可以自己设计一套系统也可以共同的设计一套系统来在地铁运营；另一方面，为了避免不同运营商之间的系统干扰，可以采用第三方的方式设计一套系统，每个运营商可以租借该系统。4.4 无线
36、网络设计方法 在无线网络的设计中，应首先考虑室内下基站单元的覆盖面积和下基站客户容量，分别进行下基站覆盖面积和下基站容量的设计，设计最后需对两个基站的数量进行比较，各个基站都要选取数量最大的数字作为初步设计的基站数。图 6 无线网络设计4.5 室内无线网络的传播模型室内无线信号的传播模型有 keenan-motley 模型、 ITU-R P.1238 模型和对数距离路径损耗模型等，主要应用较多的是 keenan-motley 模型和 ITU-R P.1238模型。国际电信联盟远程通信标准化组(ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sec
37、tor), 它是国际电信联盟管理下的专门制定远程通信相关国际标准的组织，ITU-T 室内传播的模型分为 NLOS 和 LOS 两类，对于 NLOS 的模型为： XdBLdNfLnfID 28)log(*)l(20)(对于 LOS，模型所对应的公式为 XdBfpLOS 28)log(l(*20在上式中：N：移动台和发射台之间距离损耗系数f：频率 MHZd:移动台和发射台之间的距离 mLf(n): 穿透楼层间隔时的损耗系数X ：慢衰落余量 该值的大小与覆盖率和室内的相关衰落标准有关keenan-motley 模型在传统模型的基础上增加了墙体和地板的穿透损耗 )(*)()/lg(*10)()( 0p
38、WkFKdndPLB上式中 d0:参考距离为 1mn:室内信号传播路径损耗衰减因子d：移动台和发射台之间的距离 单位：KMK:楼层损耗参考值F:建筑物楼层的数量P:墙体和地板损耗的参考值W：墙壁和楼层数目4.6 无线网络信号分布设计方案的分析：4.6.1 无线信号外泄分析现在的大部分的建筑物多为玻璃外墙，室内信号通过玻璃泄露到外面，会对室外基站的信号造成干扰，所以室内信号分布系统，建议采用小功率，多天线的方式布置。为了防止信号外泄，必须根据实际情况放置天线的位置，在建筑物的底层和靠近玻璃的位置尽力不要放置天线，防止信号外泄，局部信号外泄的区域宜采用定向板状天线覆盖方式。路径损耗计算公式为： )
39、2/1log(0)21(2DDL式中：D1 为室内天线的位置D2 室外某点距离天线的位置满足外泄要求的信号强度计算公式为：321L式中：L1 模拟测试的边缘信号场强度L2 路径损耗L3 窗户外墙阻挡损耗4.6.2 信号切换分析一般地通过增加信号的重叠区以达到信号的平滑过渡。室内分布系统的切换主要分为两部分：室内外的切换、室内小区间的切换。(1)每个楼层靠窗口的区域的覆盖问题和干扰问题的优化分析移动用户有靠窗打电话的习惯，如果室内信号在窗口处信号过低，就可能在窗口处和室外小区构成切换区，不但影响小区容量，还可能引起乒乓切换增大掉话率，如果室内覆盖信号过强，就会泄漏到室外宏小区，对室外小区造成干扰
40、。对楼层比较高的地方，在靠近窗口的地方也会收到来自其他小区的信号，对室内小区也会造成干扰。可以将安装在窗户边上的天线改为向内的定向天线；或者将所有室内使用同一个的频点，该频点和室外的频点设置不同，以减少干扰。(2)室内和室外过度区的切换掉话问题的优化在室内和室外的过渡区，如果室内小区和室外小区的频点不同，就会出现异频硬切换，由于异频硬切换的成功率一般低于软切换，因此就会导致掉话率指标升高。可以采用如下方法解决：(1)通过合理调整切换参数，控制室内外小区硬切换区大小；(2)考虑在室内构建一个过渡小区，这样室外小区先软切换到室内小区，然后在两个异频的室内小区之间进行异频切换。通过合理布置天线及控制
41、天线口的功率控制硬切换区的大小，从而提高室内小区之间的硬切换成功率。(3)异频硬切换建议以 RSCP 做判断；以 RSCP 做判断另一优点是切换区域较易控制，以充分利用室内信号覆盖，从而节省室外宏站资源。4.6.3 话务量预测分析不同的室内人员的构成不同，例如在办公室楼内，有办公人员，杂物人员还有其他的人员，不同的人员手机的拥有量不等，因此在考虑话务容量的时候，不是整个办公室楼内的人员总数，而是拥有手机人员的数量：移动公司室内话务量的计算公式为：预测话务量=建筑物内容纳的人总数*70%*0.015（呼损率）联通公司室内话务量的计算公式为：预测话务量=建筑物内容纳的人总数*10%*0.015（呼
42、损率）电信公司室内话务量的计算公式为：预测话务量=建筑物内容纳的人总数*20%*0.015（呼损率）4.7 无线网络质量的优化设计无线网络的优化设计不能一蹴而就，是一项长期的工作，这个阶段贯穿在整个无线网络整个过程，只有不断的优化网络的质量，无线网络才能得到客户的认可。一般的优化方法是运用数据统计和检测以及根据运营数据的方法，有时候在用户发现问题的时候，客户的及时的提供给运营商，来解决问题，这几种方法获得的问题，都应该在第一时间进行修理和优化。因此在对网络问题进行优化时，必须做好数据的采集这个前提工作，根据采集的数据，针对不同的问题，采用不同的问题进行优化。图 8 优化步骤检测就是工作人员根据
43、统计数据和客户反应的问题，利用仪器测试问题区域内的信号覆盖情况，检测的数据包括：为题区域内每个基站的位置，基站之间的距离、问题区域内环境的因素等等的数据，根据数据具体确定问题的发生原因，针对问题实施优化方案的实施。根据运营数据，就是采用基站和基站控制器的运行相关数据，根据这些数据分析下个基站设备的可靠性和环境的因素，依据这些分析的因素和因素对各种问题原因进行处理。在优化方案实施后，需要对优化前后的相关数据进行比较，验证优化前后网络的运营情况。4.8 无线网络优化的方式(1) 频率的优化 频率是网络优化的重要组成部分，频率的优化可以扩大网络的覆盖面积，降低网络的网内干扰，提高整个通信的通话质量，
44、但是频率的优化，必须符合国家无线电管理的相关规定，还得考虑相邻频段和相同频段的干扰。(2) 覆盖面积的优化 覆盖面积的优化在网络优化中占有非常重要的地位，这种方式的优化主要是通过转动天线的角度和调整发射功率的大小来改变覆盖面积，信号盲区和偏远地区一般是室外安装直放站，高层的楼层地下室采用室内分布系统。(3) 话务量的优化 在网络的运行中，话务量的大小直接关系到运营商的经济效益，但是话务量的大小和办公区域所处的位置和性质有很大的关系，大型的场所和发达的地区话务量就比较的大，甚至有些情况下会出现话务量的急剧上升和下降，话务量的优化就是要均衡话务量，使得每个网络的话务量是均衡的。(4) 干扰信号的降
45、低优化 移动无线信号的传输时通过无线方式传输的，很容易收到周围无线电波的干扰，在无线网络的优化中需要对无线网络周围的干扰信号进行分析，及时的解决干扰信号的问题，或者是调整无线信号的频率，避免网内信号的干扰。5 室内信号覆盖案例分析5.1 地下停车场案例地下停车场采用传统的全向均匀布放，主要兼顾电梯出入及车道出入处，保证平滑过渡及切换。采用宏蜂窝作为分布系统信源，对信号源进行合路。分布系统设计尽量合理采用功分器，保证天线口功率平衡，同时降低将来扩容对功率的影响。分布系统示意图 5-1如下：图 5-15.1.1 设计思路该地下停车场案例用宏蜂窝作为信号源(900MHZ)，进行室内系统信号分配。确定
46、典型区域和特殊区域的天线分布模式及走线路由，由于地下停车场墙体对信号衰减较大，除了出口处，室内几乎处于全封闭状态，所以安装天线密度较大才能满足覆盖要求。某商场的地下停车场设计图 5-2 如下：该商场的地下停车场面积较大，约有 100 多个停车位，建筑结构多为全钢骨架、加强的钢筋混凝土骨架，天线口输出功率约为 5dBm，覆盖半径可取 8 至13 米左右。主要考虑语音业务的覆盖。如图 5-2，蓝色线条是馈线走线分布也可以说是走线路由，馈线连接的黑点就是天线。典型区域一般就是在通道每隔 10 米左右就安装一个全向天线，而特殊区域就是设计图中拐角区域按半径 10 米左右装一个天线，使得整个地下停车场信
47、号覆盖均匀分布。5.1.2 问题分析(1)通过对现场实际环境模拟，信号频率为 900MHZ，天线口功率 Pt=5dBm,天线增益 Gm=2.1dBm,墙体等衰减 R=15dBm,计算 10 米处的信号强度 L(dB)(为理想状态值)(式 5-1)(log20)(log2045.3)( kmdMHzfdBL式中，L(dB)为路径传播损耗，f(MHZ)为工作频段，d(km)为移动终端与分布系统天线直线距离。L(dB)=32.45+20*log(900)+20*log(0.01) 53dB实际值为 L(10)= Pt+Gm- L(dB)-R=5dBm+2.1dBm-55dB-15dB=-62.9dB
48、m实际值为 L(10)=-62.9dBm-85dBm(室内覆盖正常信号值)，所以该地下停车场的室内信号覆盖系统设计符合设计标准(2)现场室内信号覆盖实际情况并不是完全符合理想状态，由于每个墙体墙柱的损耗不是完全相同的，有些涂上了油漆或其他材料的装饰，使得损耗程度是不同的，还有每个方位的折射、反射等衰减情况的不同，所以不同的损耗程度使得室内信号覆盖不能平均。在信号强度大于-80dBm 的地方，周围墙体安装板状天线，天线喷漆城墙体颜色，达到伪装效果，而且省去美化装修的费用，综合地降低成本，符合经济原则。如图 5-3、图 5-4。图 5-4 现场图二天线口功率 5dBm 左右，既能覆盖地下停车场又能
49、覆盖走火楼梯，同时保证电梯进出的平滑过渡。5.1.3 地下停车场覆盖效果测试用信号测量仪器，在距离天线位置的 10 米处左右测量信号强度，测量结果如图 5-5。图 5-5该商场的地下停车场信号强度-62-85dBm 之间，通话质量良好，天线口功率 5dBm 左右，既能覆盖地下停车场又能覆盖走火楼梯，同时保证停车场进出口的平滑过渡。5.2 某医院的某一层的案例5.2.1 该层楼的结构特点建筑结构多为全钢骨架、加强的钢筋混凝土骨架，楼层间穿透损耗较大。电梯井为钢筋混凝土承重墙体结构，墙体较厚，信号衰减严重。该层楼主要有病房，药房，办公室等区域，其中病房和办公室是信号的主要覆盖点。该层楼的平面图如 5-6：图 5-65.2.2 设计思路该层楼通在风井旁边就就电梯旁边安装挂墙 AP 通过功分器和馈线将信号传输到每个全向吸顶天线，从图中可以看出，在该层楼的走道每个 8 米装一个全向吸顶天线，使得信号可以覆盖到该层楼的每个角落。分布系统示意图如 5-8：图 5-85.2.3 测试结果测试说明：(1)测试条件：采用 NETGEAR WG-102 AP 一台为 WLAN 信号源。采用 iphone 5 手机
