室内覆盖设计分析.doc

兰州交通大学本科生课程设计中文题目: 室内覆盖设计分析 英文题目: Analysis Of Indoor Coverage Design 课程：移动通信技术 学院：电信学院 专业：通信工程 班级：通信1102班 组长：徐国龙（201109634） 组员：成中一（201109650） 王佳威（201109602） 张晨霞（201109618） 邱展科（201109626） 王雨竹（201109658） 王 浩（201109642） 马文博（201109665） 指导教师：邸 敬 完成日期： 2014年7月7日 成绩 ： 移动通信技术课程设计任务书课题室内覆盖设计分析指导教师人 数8人设计任务1. 学习了解室蜂窝移动通信网络室内覆盖技术，通过市场调研了解室内覆盖常用方法，做比较分析；2. 学习了解室内覆盖电波传输模型；3. 学习了解干扰分析与干扰抑制的方法；4. 结合具体室内覆盖案例做分析阐述；5. 完成课程设计报告。设计要求1. 文献阅读：查阅相关文献与技术资料，学习与课程设计题目相关的知识，认真做好读书笔记和学习心得，做到潜心分析，真正理解并掌握设计任务要求的学习内容；2. 组织形式：各课程设计题目设组长一名，负责设计总体事务，组中各同学相互合作、合理分工、组织讨论、完成报告；3. 学习交流：设计完成后，组长们组织同学们开展学习讨论，各组向其他同学汇报设计内容，使同学们对各课程设计的内容均有认识和了解；4. 文档整理：依据设计任务制定学习和写作计划，严格按照设计规范要求完成各个环节的任务，各设计需要提供课程设计论文一本，要求按照课程设计论文格式认真撰写、按时完成设计论文；5. 文档结构：上交文档包含以下内容：封面、摘要、目录、正文、参考文献、附录（程序文件、交流时使用的PPT等）。任务分配表姓名学号成绩徐国龙201109634成中一201109650王佳威201109602张晨霞201109618邱展科201109626王雨竹201109658王浩201109642 马文博201109665任务分配徐国龙东方学苑室内无线覆盖分析与研究，总结，参考文献，文档整理成中一文档整理，东方学苑室内无线覆盖分析与研究王佳威室内无线传输模型分析张晨霞室内干扰分析与干扰规避分析邱展科摘要，室内分布系统的覆盖方式，室内分别系统的应用王雨竹信号源提取的几种方法，信源分布的基本方式王浩什么是室内覆盖，室内覆盖的意义及市场调查，室内覆盖重要性马文博室内微蜂窝覆盖系统的概述，室内移动通信网络覆盖环境分析摘 要随着移动通信的日益普及,以及我国通信行业3G时代的全面到来,3G网络建设正在如火如荼的进行。但目前,室内覆盖仍是3G网络覆盖的一个薄弱环节,仅仅依靠室外宏蜂窝基站的覆盖已经无法满足容量及通信质量的要求。本文先从室内覆盖的概念及室内覆盖研究背景及意义出发，通过阐述了现阶段3G市场运营情况,提出了进行3G室内覆盖的必要性和紧迫性。从广义上介绍了实现室内覆盖的三种方法和一些应用场所，对蜂窝移动场所、蜂窝移动通信网络室内覆盖技术做了简要分析。并从工程角度对信号源提取的几种方法、室内覆盖电波传输模型、干扰分析与干扰抑制的方法做了重点分析。在此基础上,以东方公寓学生宿舍楼为案例,根据本案特点,结合相关系统建设原则、技术要求和设计规范,选择合适的室内覆盖组网方式,在实践中参与设计建设工程工作,并对工程系统进行了测试和优化。关键字：室内覆盖；信号源；干扰AbstractWith the rising popularity of mobile communications and the communications industry in our country of comprehensive 3 g era, the 3 g network construction is in full swing. But at present, the indoor coverage is still a weak link of 3 g network coverage, just rely on outdoor macro cellular base station coverage has been unable to meet the requirements of capacity and quality of communication. In this paper, starting from the concept of indoor coverage and indoor coverage research background and significance, through this abstract expounds the current 3 g market operation, puts forward the necessity and urgency of the 3 g indoor coverage. Broadly describes the implementation of three methods and some applications of indoor coverage, the cellular mobile place indoor coverage, cellular mobile communication network technology made a brief analysis. Several methods of signal extraction from the viewpoint of engineering, indoor coverage radio transmission model, interference analysis and interference suppression method to do the key analysis. On this basis, in order to Dong Fang students apartment dormitory building as a case, according to the characteristics of the case, combined with the related system construction principle, technical requirements and design specifications, choose the right means of indoor coverage network, participate in design work for construction project in practice, and the engineering system was tested and optimized.Keywords: indoor coverage;signal source;interference目录第1章 室内无线覆盖总体概述11.1 室内覆盖 11.2 室内覆盖的意义及市场调查11.3 室内微蜂窝覆盖系统的概述31.4 室内覆盖所要解决的问题及其意义41.5 改善室内覆盖的方法及手段41.5.1信号解决室内覆盖方式41.5.2信号分布系统方式51.6 室内分布系统信号接入方式51.6.1 无线方式51.6.2 有线接入51.7 室内分布系统的覆盖方式61.7.1 室内分布系统有三种覆盖方式：61.8 信号源提取的几种方法71.8.1 直放站做信号源71.8.2 增加微蜂窝（基站）71.8.3 直放站做信号源71.8.4 微蜂窝（基站）加直放站方式91.9 信号分布的基本方式101.9.1 无源天馈分布方式101.9.3 光纤分布方式101.9.4 泄露电缆分布方式111.10 室内覆盖重要性13第2章 室内无线传输模型分析142.1 室内电磁波的传播142.2 室内无线信道152.3 室内无线传输模型162.4 实现室内覆盖的技术172.4.1 微蜂窝有线接入方式172.4.2 宏蜂窝无线接入方式172.4.3 直放站172.6 室内分布系统的主要构成182.7 信号分布的基本方式192.7.1无源天馈分布方式    192.7.2 有源分布方式192.7.3 光纤分布方式192.7.4 泄漏电缆分布方式 20第3章 室内干扰分析与干扰规避分析203.1 干扰的种类203.1.1 杂散干扰213.1.2 阻塞干扰213.1.3 交调干扰213.2 干扰的规避措施233.2.1 提高发射机，接收机的线性度233.2.2 调整频率233.2.3 降低功率243.2.4 增加滤波器243.2.5 增加隔离度243.3 WLAN频率规划及干扰分析243.3.1 WLAN频率规划243.3.2 未新建WLAN的热点253.3.3 已建有WLAN网络的热点253.4 WLAN频率干扰分析253.4.1 其它设备的干扰253.4.2 同道干扰263.4.3 邻道干扰263.4.4 抗干扰措施26第4章 东方学苑室内无线覆盖分析与研究274.1 研究背景及意义（需求分析）274.2 方案概述284.3 网络拓扑结构284.4 信源选择（因地制宜）及配置304.5 器件选择324.5.1 合路器324.5.3 耦合器344.5.4 干放354.5.6 馈线364.5.7 接头/装接头364.5.8 天线374.6 技术指标384.6.1室内容量估算384.6.2室内覆盖信号衰减分析404.7 网络总体技术指标414.7.1 PHS网络技术指标414.7.2 WCDMA网络技术指标414.7.3 WLAN网络技术指标414.7.4 GSM网络技术指标424.7.5 CDMA网络技术指标424.8 室内链路覆盖预算424.9 室分系统的测试评估阶段43总结44致谢45参考文献46第1章 室内无线覆盖总体概述 1.1 室内覆盖 室内覆盖系统为上述问题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。1.2 室内覆盖的意义及市场调查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。据2 G历史数据统计分析，室内的覆盖面积只占移动通信覆盖的区域总面积的20%左右，用于解决室内覆盖的基站数量只占总基站数的25左右，但在室内却产生了所有覆盖区域的业务量的70%。据专家分析，室内用户分布密度一般大于室外用户两倍以上，高价值商务客户主要集中在室内，室内静止用户更有可能使用3G丰富多彩的数据业务，因此专家预计，未来3G业务中将有90的数据业务发生在室内。可以说，保证网络良好的室内覆盖，是提高服务等级、发展客户的关键，是决定3G成败的重要因素。首先，室内是用户需求较为集中的区域，完善室内覆盖意义重大。室内是移动通信网络为用户提供高质量、高容量的通信业务的重要区域。对于3G而言，移动业务的潜在的市场也将会在几类重点区域：密集的城区，包括市中心、商业区、公司等；热闹的场所和休闲区域，包括机场、商业区、宾馆等。除此之外，还涉及宏蜂窝覆盖不到的场所，如隧道、地铁、地下区域等。室内也是运营商展开差异化的竞争的主战场之一。3G为终端用户提供了许多新的业务，包括视频电话、视频流、游戏、MMS、Email、Web等，这些新业务更容易在室内应用，而且要求更高的网络容量和QoS保证。因此可以说，完善室内覆盖意味着扩大覆盖区域，提供更大的网络容量，吸引更多的用户，产生更大的通信业务和服务消费量，从而带来营业收入的增加。业界普遍认为，室内区域是在3G发展过程中能够带来高回报的区域。其次，相对室外网络规划而言，解决室内覆盖相对来讲更加容易，而且对室外的网络是一个有益的补充。室内站点比室外站点建设更容易、更快速，不存在室外站点需要面对来自邻区电磁环境干扰的问题。而且完善室内覆盖可以减少对宏蜂窝基站的投资，扩大宏蜂窝基站的覆盖范围。3G室内站还可以减少小区的“呼吸效应”，在室内，用户共享每个扇区提供的功率，而基站提供功率取决于用户的业务和用户与其之间的距离，在较高的导频污染环境下，终端需要更大的功率，产生更多的干扰，从而降低整个系统质量；而用室内小区提供容量，在目标建筑物中提供无缝隙覆盖，可以减少室外宏站负荷，同时室内用户可以获得高质量的服务。我们也应该看到，在2G向3G演进的过程中，移动通信网络的室内覆盖还存在一些问题亟待解决。目前，室内达到信号质量标准的区域仅有22.99%到23.59%，与覆盖目标相差很远，按照有关要求，在密集城区，建筑物室内3G覆盖一般要求达到信号质量标准的区域应大于95%。由此可见，室内覆盖还有很大的发展空间。在2G时代，室内覆盖存在的主要问题是室内外干扰的控制；到了3G时代问题就变得比较复杂了。首先，需要解决多系统室内覆盖的问题。实现多系统室内覆盖（2G/3G/Wlan）十分必要，因为目前我国移动运营商已有规模庞大的2G室内覆盖系统，而新建室内覆盖系统涉及比较头疼的业主协调问题，同时考虑节约成本的需要，需要对多系统室内覆盖进行整体规划并重点考虑共存干扰问题、器件共用及相关要求，哪些无源、有源器件能够共用，哪些必须新增，要对共用器件提出相应的技术要求，同时要处理好共用时不同系统覆盖范围不一致问题。其次，要做好3G室内覆盖规划，包括多种解决方案选择、信号源选择、是否需要DAS以及天线点个数、直放站如何使用以及室内外同/异频选择等。另外，要做好3G室内覆盖的优化问题，包括室内外干扰控制、室内外切换等。鉴于室内覆盖在3G业务发展过程中的重要地位和面临的一些问题，目前，业界针对移动通信网络的室内覆盖问题进行了深入研究，并且开发出了众多的解决方案。包括需求规划、流程设计、成本控制与提升投资效益、实现多种无线网络互补共存等方面都有相应的技术解决方案，但是在实际的网络部署中还需要实践的检验。总之，室内覆盖问题不仅在2G时代没有得到很好解决，在3G时代仍将是运营商部署网络过程中需要面对的一大难题。解决室内覆盖，不仅需要运营商的高度重视，还需要做好整个网络部署的规划，并且协调好与有关方面的关系，使得新的移动通信室内覆盖方案能够顺利推进，从而吸引用户，把握商机。1.3 室内微蜂窝覆盖系统的概述为了解决不断增加的用户数量与有限的频率资源之间的矛盾，GSM移动通信网络由80年代的大区制，逐步发展为现在的以宏蜂窝为主的小区制。为了进一步提高系统容量，在采用1x3、MRP、同心圆等各种小区规划新技术以后，频率复用更加紧密，小区间隔进一步减小，有些地方的站间距只有200m左右。即使这样，仍然存在一些话务热点地区的容量受限问题。而且这些热点地区几乎都集中在每华地区，如，如火车站、城市商业区、商场和机场等，换言之，在热点地区有很大一部分话务分布在室内。由于微蜂窝发射功率较小，覆盖半径小，频率复用次数可以提高，则同样频率带宽下，单位面积可以承载的话务量能够大大提高。所以，采用微蜂窝进行室内覆盖时可以有效解决热点地区容量问题。此外，现代建筑质量越来越高，对室内形成较强的屏蔽，造成大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境移动信号弱，形成了移动通信盲区；在大型建筑物的中间楼层，由于来自不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机切换频繁，话音质量差，掉话率高；第三，受基站天线高度的限制，建筑物的高层无法正常覆盖，形成移动通信盲区或干扰区。而引入室内微蜂窝覆盖系统可以很好地解决覆盖和通话质量问题。当微蜂窝应用于解决大面积的室内覆盖时，一般与分布式天线系统联系在一起，因为在大型建筑物内，墙壁阻挡使得一个固定点的天线很难形成有效的覆盖，而分布式天线可以克服这些不足，并且其场强覆盖均匀。分布天线包括泄漏电缆、局轴馈电式分布天线、光纤式分布天线，其在室内的应用是当前的组网趋势。所以，从吸收室内话务量来看，室内微蜂窝覆盖系统可以给网络营运者带来巨大的经济效益；从优化角度来看，室内、室外分开覆盖，有利于网络优化，从而为客户提供高质量的通话服务，提高客户的满意度。所以，大力发展室内微蜂窝覆盖系统是各运营商当前的一个工作重点。1.4 室内覆盖所要解决的问题及其意义从狭义上来讲，室内覆盖问题仅仅是对室内覆盖盲区的改善，解决电话打不出去的问题。从广义上来讲，室内覆盖问题包括对室内移动通信话音质量、网络质量、系统容量的改善，解决打电话质量的问题。除了对诸如地下室，一、二层等通信盲区提供覆盖外，同时也应对建筑物的高层部分因接收到来自多方向的杂乱不稳定信号而导致掉话、断续、切换不成功等方面进行改善。对于高话务量的商务、商贸中心，还应该解决室内话务吸收及拥塞问题，因此，室内覆盖信号的改善对于扩大覆盖、提高覆盖质量、提高接通率、减少弱信号掉话、减少同频干扰也有很大的帮助。同时，室内覆盖作为一种扩容手段，在分担室外基站话务，增加网络容量，使室内话务在室内吸收，减少同频干扰也起很大作用。另外，良好的室内覆盖，对于提高网络运营形象，为用户提供更好更完善的随时随地通信服务，提高企业竞争力具有很大的意义。1.5 改善室内覆盖的方法及手段改善室内覆盖，有两种基本方法：一种是加大室外信号解决室内覆盖；另一种是采用室内信号分布系统方式。1.5.1信号解决室内覆盖方式在存在室内盲区的地方附近安置直放站，或提高覆盖该地方基站发射功率，提高室外信号强度，利用电磁波的穿透能力而达到解决室内覆盖问题。这种方式的优点是：简单、快捷，不需要花很大的投资，工程工作量较小，不需要在建筑物中作布线，建设速度较快。这种方式对于在一些网络还不是很完善的地方，一方面不但解决了室内覆盖的问题，另一方面也解决了周围地区覆盖和话务吸收，是一种一举两得的事情。但在网络已经比较完善、基站密集的地方，用这种方式就不是一种明智之举，特别是采用直放站，对系统造成的影响比起解决这些方的室内覆盖可能是得不偿失。这种方式缺点是：需要进行频率规划，有时甚至是必须对网络进行较大的频率调整。同时，用这种方式并不是一种全面解决问题的方式，对于地下室、大型建筑物和采用金属玻璃幕墙的建筑物，其室内可能有相当的地方仍然是盲区，因此，该种方法已不能满足大型室内建筑的覆盖需求。1.5.2信号分布系统方式室内信号分布系统方式需要在室内布线及安装天线（或泄漏电缆），这是它与前一种方案最根本的区别。一般是将信号源（基站、微蜂窝、直放站）的信号引入至分布系统，使信号比较均匀地分布在室内每一个角落。这种方案在设计时，要考虑信号不外泄到建筑物外面，从而对网络造成干扰。1.6 室内分布系统信号接入方式室内分布系统的信号接入有两种方式：无线方式和有线方式1.6.1 无线方式无线方式是采用室外天线将附近宏蜂窝基站的信号接收后经放大处理，再由室内天线分布到所需覆盖的位置。这种采用无线耦合的方式，对于存在频率复用较高的市区，需严格调试，以免对网络造成干扰。由于直放站本身没有增加信道资源，只是信号的延伸，故直放站一般用于低话务量的地方，覆盖范围也罗小，一般只能作为补盲点来使用。如小型酒楼、地下停车场等。1.6.2 有线接入有线接入又分为微蜂和宏蜂窝基站耦合二种方式。（1）宏蜂窝基站耦合这种接入方式在附近基站信道较空闲时采用，它从宏峰窝基站的发射系统引一路信号到室内设备，再进行放大和分布。一般用于低话务量的地方。它的特点是投资小，要求宿主基站离该建筑物较近，增加了宿主基站的话务量。（2）微蜂窝微蜂窝就是一个基站，只不过基站的发射天线是分放在室内。微蜂窝增加了网络的信道资源，可提高网络容量和通话质量，适合于大范围的室内覆盖。它一般用于话务量密集的地方（如：星级酒店、大型娱乐场所、商业和商业中心等），既保证优良的覆盖，又分担了周围基站的话务量。1.7 室内分布系统的覆盖方式1.7.1 室内分布系统有三种覆盖方式：分布天线、泄露电缆和混合方式(1) 分布天线分布天线目前主要有三种方式：无源分布、有源分布、光纤分布 1）无源天线分布方式这是一种比较传统的方式，信号源通过耦合器和功分器，尽可能地平均分配到每一副天线。其特点是：器件容易找到，造价较低，成本主要为耦合器、功分器和馈线。为克服馈线的损耗，一般采用较粗的馈线（主干一般采用7/8"的馈线，支路采用1/2"的超软馈线），室内施工因馈线的较硬较粗变得较为困难，距离不能太远（最远的天线一般离基站在100米以内）。当距离太远或只是耦合基站的一部分信号，造成到达远端信号很弱时，可采用干线放大器（BOOSTER）将信号放大后，再经分布系统到达每一副天线。 2）有源天线分布方式为克服无源分布系统的馈线施工问题，厂家又设计出有源分布系统，它采用75同轴电缆或50低损耗同轴电缆（直径一般为1/4"-1/8"）作传输线，由于这些同轴电缆的损耗较大（每百米在20-50dB），必须在天线端采用一些小功率放大器作补偿，将信号放大后再经天线发射出去。由于放大功率小，一般在0-20dBm/载波之间，厂家设计时经常将放大器和天线合为一体。当同轴电缆过计时经常将放大器和天线合为一体。当同轴电缆过长时，厂家还提供用于补偿线路损耗的干线放大器，而当线路分支时，也可采用有源功分器。这种方式的特点是：由于采用小同轴电缆，非常柔软，可任意弯曲，施工非常方便，同时，同轴电缆价格还可非常低廉。但缺点是每副天线终端都必须提供电源（有的厂家采用远供电源），不是很灵活，当传输距离较长时，由于多级放大补偿，引入了噪声和互调，且成本也比无源方式高。 3) 光纤室内分布系统光纤分布系统既克服务前两种分布系统的特点，又保留了它们的优点。当信号传输距离太长线路损耗太大时，可利用光纤分布传输时的低损耗（每百米为0.2-0.5dB）特点而设计光纤分布系统，一般采用单模双芯光纤。其特点是：施工方便，不受距离限制，不受基站功率限制，但价格相对比较贵。 (2) 泄漏电缆方式泄漏电缆主要用于隧道和地铁等长条型区域，其覆盖半径一般为2-6米，取决于泄漏电缆的泄漏比。泄漏电缆可以保证信号场强均匀分布，克服驻波场，但其价格昂贵。(3) 混合分布方式混合分方式是根据实际情况，综合无源分布、有源分布、光纤分布和泄漏电缆分布等各种方式或其中一些组合，用于超大型室内分布，如机场、会展中心、商贸中心、大型写字楼等。一般来说，在离信号源较近处，用无源分布（50米以内）；在离信号源有一定距离或信号较弱时加干线放大器；在离信号源较远或难度较大时，采用有源分布方式（100米以内）或用光纤分布方式；对于长条型走廊、隧道等，采用泄漏电缆方式。通过以上各种方式的组合，以达到最佳效果、最低造价、最方便的施工方式。1.8 信号源提取的几种方法1.8.1 直放站做信号源（1）通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号（2）用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到盲区内的直放站（3）用耦合器从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到盲区内的直放站1.8.2 增加微蜂窝（基站）1.8.3 直放站做信号源（1）通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号 图 1.1 通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号（2）用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到欲覆盖区的直放站 图 1.2用耦合器通过光纤传送到欲覆盖区的直放站（3）用耦合器从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到欲覆盖区的直放站 图 1.3 用耦合器通过电缆传送到欲覆盖区的直放站1.8.4 微蜂窝（基站）加直放站方式 图 1.4 微蜂窝（基站）加直放站方式1.9 信号分布的基本方式1.9.1 无源天馈分布方式通过无源器件和天线、馈线，将信号传送和分配到室内所需环境，以得到良好的信号覆盖。用于中小型地区。 图 1.5 无源天馈分布方式1.9.2有源分布方式通过有源器件（有源集线器、有源放大器、有源功分器、有源天线等）和天馈线进行信号放大和分配。1.9.3 光纤分布方式主要利用光纤来进行信号分布。适用于大型和分散型室内环境的主路信号的传输。 图 1.6 光纤分布方式1.9.4 泄露电缆分布方式信号源通过泄露电缆传输信号，并通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生表面电流，从而在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接受作用。它适用于隧道、地铁、长廊等地形。 图 1.7 泄露电缆分布方式几种信号分布方式的比较 表 1.1 几种信号分布方式的比较总的来说，信号分布系统根据覆盖区域的具体情况，组合无源、有源、光纤、泄漏等方式，进行综合性的分析。在实际使用中，室内分布系统可使每个微蜂窝覆盖范围增至几十层楼左右；如果加装干线放大器，覆盖范围还可大幅度增加。一个完备的室内分布系统应能够通过一个特定的接口，取得基站的下行信号，均匀地分布到指定场所的每一处。同时，又将这场所的每一处的基站上行信号收集到后，均匀地送达特定的接口。侯成室内分布系统的主要设备是：馈线、天线、干线放大器、延长放大器以及耦合、功分等无源器件。在系统设计上主要考虑的是能源分配的问题。小结上面谈到利用微蜂窝进行室内覆盖，应该说明一点的是这里仅是使用了微蜂窝概念，在实际应用中设备选型上已大多采用大站设备，而不是微蜂窝设备。因为，移动通信市场发展迅速，热点地区话务质量极高，如北京国际展览中心在会展期间最高话务量超过1500erl/km2，由于微蜂窝配置较小，已难以满足容量需求，所以，必须采用大站设备，而且，载频配置上不宜过小，实际施工时最好能留有足够的扩容空间。在解决室内容量和覆盖上，除了微蜂窝作为信源外，还可采用直放站或直接把室外大站信号引入室内等作为信源，我们应根据具体情况来制定合理的设计方案。在实际优化中还可以利用厂家提供的一些专用算法例如，基于电平陡降的快速切换算法等。总之，微蜂窝室内覆盖技术是一项实践性很强，同时也是随着其它技术不断发展的技术，需要我们在实践中不断摸索和总结。1.10 室内覆盖重要性对于未来的应用趋势，华为的一次用户投票显示，48%的运营商将用户体验作为重点关注领域。70%的流量来自于室内，这显示室内覆盖将是未来网络发展的重点。但是，现实似乎是运营商对室内覆盖的投资并不大，华为无线小蜂窝和WiFi产品线副总裁赵学知表示，“据我们的统计，现在室内的站点建设得还是比较少，从整个投资建设来看90%还是在室外，只有少于10%是在室内，室内业务的矛盾和建设的矛盾是未来运营商非常关注的一个重点”。他同时认为，中国在建设LTE的时候室内也是一个非常大的挑战，“虽然我们号称LTE网络可以达到100M的流量，但实际上很多地方是达不到这样好的体验，尤其是在室内”。显然，大力加强室内覆盖、加紧建设校基站已迫在眉睫。第2章 室内无线传输模型分析室内无线环境的特点是传输功率较小、覆盖距离更近,环境的变动更大。对于不同的建筑物而言,室内布置、材料结构、建筑物的尺度和应用类型等因素的变化很大,这使传播环境产生了很大的差异。根据墙壁、地板和金属物造成的散射和衰落,路径损耗衰落指数在2-5之间变化;墙壁和地板的穿入损耗,根据建筑材料的不同而变化,从轻质编织物的3dB,到混凝土砖块结构的13-20dB。通常第一层内的衰减比其他楼层衰减要大的多,在5、6层以上,只有非常小的衰减。建筑物的内在结构会引起无线电波的反射、绕射、折射和散射,这也就引起发射信号通过不止一条途径到达接受端,就是多径现象。多径衰落大大降低了室内通信系统的性能。在进行室内无线传播的研究时,需要考虑以下因素的影响:（1）外部墙壁的种类(如钢铁结构、玻璃、砖、混凝土)、有屏蔽作用的物体、房间的布局、摆设等;（2）由于环境密度的不同带来的城市和郊区的建筑物的差别;（3）由于结构和内部家具的不同带来的城市和郊区的建筑物的差别;（4）建筑物中人口密度对接受信号的统计特性也有重大影响。（5）传送的传导,例如发射机和接收机同时在室内还是发射机在室外;（6）室内和室外的发射机高度的差别。2.1 室内电磁波的传播接收端的信号是由多个路径的入射信号构成。除了可能的直射信号外,这些入射信号经历了反射、透射、绕射和散射,在接收端具有不同的强度、相位和时延,叠加之后形成了衰减、相位不断变化的信号波形。反射:当电磁波在传输过程中遇到尺寸比电磁波波长大很多的障碍物时,发生反射。绕射:当发射机和接收机之间的无线路径被难以投射的物体阻挡时,发生绕射。散射:当无线信道中存在尺寸和电磁波波长差不多或者比波长小的障碍物时发生散射。2.2 室内无线信道 室内信道分为视线(LOS)和障碍(OBS)两种。 图 2.1室内环境下无线传播的一个模型2.3 室内无线传输模型2.3.1 对数距离路径损耗模型很多研究表明，室内路径损耗遵从公式：式（2.1）式（2.1）中，为路径损耗指数，表示路径损耗随距离增长的速率，它依赖于周围环境和建筑物类型；X是标准偏差为的正态随机变量；d0为参考距离，在宏蜂窝系统中，通常使用1km的参考距离，而在微蜂窝系统中使用较小的参考距离，如100m或者1m；PL(d0)是基准距离d0 的功率；d是发信机与收信机间的距离。2.3.2 Ericsson多重断点模型该模型有四个断点，并考虑了路径损耗的上下边界，模型假定在d0=1m处衰减为30dB，这对于频率为900 MHz的单位增益天线是准确的。Ericsson模型没有考虑对数正态阴影部分，它提供特定地形路径损耗范围的确定限度。Ericsson多重断点室内路径损耗模型2.3.3 衰减因子模型建筑物内传播模型中包括了建筑物类型影响以及阻挡物引起的变化。这一模型灵活性很强，预测路径损耗与测量值的标准偏差为4 dB，而对数距离模型的偏差达13 dB。衰减因子模型为：式 (2.2)其中，SF表示同层测试的指数值。如果对同层存在很好估计计算，则不同楼层路径损耗可通过附加楼层衰减因子FAF(Floor attenuation factor)获得室内路径损耗等于自由空间损耗加上附加损耗因子，并且随着距离成指数增长。对于多层建筑物，有：式 (2.3)其中，为信道衰减常数，单位为dB/m。 室内传播时阻挡物信号损耗参考取值表 表 2.1 室内传播时阻挡物信号损耗参考取值表室内覆盖系统利用室内分布系统，把基站信号引入建筑物内部，使室内各个地方都能得到信号的均匀分布，从而提高室内信号覆盖质量2.4 实现室内覆盖的技术2.4.1 微蜂窝有线接入方式以室内微蜂窝系统作为室内覆盖系统的信号源，即有线接入方式。适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内，在市区中心使用较多，解决覆盖和容量问题。改善高话务量地区的室内信号覆盖，微蜂窝是最佳解决方案。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。因此蜂窝系统大多应用于星级酒店、高级写字楼等比较大型的室内建筑。2.4.2 宏蜂窝无线接入方式以室外基站作为室内覆盖系统的信号源，即无线接入方式。这种室外基站发射的无线信号直接穿过墙壁来覆盖室内。适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区，在城市，尤其郊区、农村采用这种引入方式。2.4.3 直放站在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站（Repeater）将室外信号引入室内的覆盖盲区。直放站系统的优点是投资省、安装方便快捷，可以很快解决信号弱和盲区问题；缺点是直放站会降低基站的接收灵敏度，减小基站的覆盖，降低基站的容量。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。而且直放站不能增加系统容量，并且增加了网络优化的难度。直放