毕业设计
汉庭酒店TD-SCDMA室内分布系统设计
摘要
本设计以汉庭酒店TD-SCDMA室内分布系统设计为例，通过对汉庭快捷酒店进行现场勘查，归纳出了信号在室内覆盖的薄弱环节，并由此对酒店进行了分析，确定了边缘天线的安装位置；在选着覆盖方案中，介绍了信号源的使用环境，针对汉庭酒店内的环境、场所结构、楼层高度等各自不同特点，业主对覆盖提出的不同要求，确定汉庭酒店的信号源类型；对天馈分布系统、光纤分布系统等几种分布方式进行了比较，确定了汉庭酒店适用的方式：通过一系列的方案组合，对几个不同的方案，根据楼域的结构以及业主的要求进行改进，归纳出了最终所采用的方案，由此确定了天线、元器件等的布放位置。
目录
1 概述 (1)
1.1移动通信的发展概况 (1)
1.2TD-SCDMA的概述 (1)
1.3TD-SCDMA室内设计 (1)
2 TD-SCDMA室内分布系统 (2)
2.1室内分布系统组成 (2)
2.2室内信号分布的基本方式 (3)
2.3信号源的选择 (3)
2.4天线功率需求及布放原则 (4)
2.5室内分布系统中相关器件介绍 (4)
3 TD-SCDMA室内覆盖系统设计 (5)
3.1组网原则及建设原则 (6)
3.2室内分布系统的设计要求 (6)
3.2.1覆盖强度要求 (6)
3.2.2覆盖质量要求 (6)
3.2.3天线口导频强度要求 (7)
3.2.4室内覆盖系统建设流程 (7)
3.3室内系统的验收与测试 (9)
4 汉庭酒店室内分布系统设计总体方案 (9)
4.1汉庭酒店概况 (9)
4.2汉庭酒店勘察结果 (10)
4.3酒店内天线的布放 (10)
4.4系统图生成原理图过程 (11)
4.51楼-4楼的原理图 (11)
4.6安装所需的设备和器材 (12)
5 结论 (12)
参考文献 (13)
附录A图纸 (14)
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1 概述
1.1 移动通信的发展概况
当今的社会已经进入了一个信息化的社会，没有信息的传递和交流，人们就无法适应现代化的快节奏的生活和工作。人们期望随时随地，及时可靠，不受时空限制地进行信息交流，提高工作的效率和经济效益。
第一代是模拟蜂窝移动通信网，1978年，美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统（AMPS），建成了蜂窝状移动通信系统。直至90年代初期，泛欧数字蜂窝正式向公众开放使用，采用数字时分多址（TDMA）技术，称之为GSM系统，即第二代蜂窝网。而第三代通信系统（3G）是移动通信的发展方向，也是全球关注的领域。3G的主流技术有TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000。
1.2 TD-SCDMA的概述
TD-SCDMA（Time Division-Synchronization Code Division Multiple Access）是ITU 正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一，它得到了3GPP的全面支持，是中国电信百年来第一个完整的通信技术标准。TD-SCDMA集CDMA、TDMA等技术优势于一体，系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强，它采用了智能天线、联合检测、TDD、动态信道分配、功率控制、接力切换等技术。
根据IMT-2000系统的基本标准，第三代移动通信系统主要有4个功能子系统构成，它们是核心网（CN）、无线接入网（RAN）、移动台（MT）和用户识别模块（UIM）,且基本对应于GSM系统的交换子系统（SSS）、基站子系统（BBS）、移动台（MS）和SIM卡四部分。其中核心网和无线接入网是第三代移动通信系统的重要内容，也是第三代移动通信标准制定中最难办的技术内容。
1.3 TD-SCDMA室内设计
TD-SCDMA室内设计主要是室内覆盖系统通过分布系统将信号源信号直接引入室内的小型天线，从而消除室内盲区的目的，为室内用户提供纯净、无缝的高质量语音及数据业务。室内分布系统建设可以为TD-SCDMA开辟高质量的室内移动通信区域，分担室外小区话务量，减小拥塞，扩大网络容量，从整体上提高TD-SCDMA网络的服务水平。另外，在有些建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是由于用户密度大，基站信道拥挤，手机上线困难。
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2 TD-SCDMA室内分布系统
2.1 室内分布系统组成
图2-1 室内分布系统结构图
室内分布系统主要有信号源和信号分布系统两部分组成，如图2-2：
图2-2 室内分布系统组成
构成室内分布系统的主要设备是：馈线、天线、干线放大器以及耦合和功分等无源器件。在系统设计上主要考虑的是能量分配的问题。
因此，室内分布系统分布主要由以下部件组成：
（1）信号源：基站、微蜂窝和直放站；
（2）功率分配系统：无源、光纤和各种有缘室内分布系统；
（3）干线放大器：低噪声功率放大器、不产信号传输损耗；
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（4）室内天线：吸顶或挂墙式小型低增益室内天线；
（5）馈线和接头：适配7/8和1/2等阻燃馈线的N型、7/16型接头。
2.2 室内信号分布的基本方式
（1）无源分布方式
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。
（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。
（3）光纤分布方式
主要利用光纤来进行信号分布。适合分散型室内环境的主路信号的传输。
表2-1 信号分布方式的比较
2.3 信号源的选择
室内分布系统可选用宏蜂窝基站、微蜂窝基站、RRU、直放站作为信号源。宏蜂窝基站有功率大的优点，对扩大覆盖范围较为有利，但投资大、安装不方便，需要的配套设施多，在室内分布系统服务范围内话务量不高的情况下会造成系统资源的浪费。
微蜂窝基站相比于宏蜂窝基站安装便利，投资较小，但输出功率略小。在室内分布系统吸收的话务量未达到微蜂窝基站设计的话务量时仍有话务资源的浪费。
RRU相对于微蜂窝配置灵活，远端体积小，安装相对便利，但是需要宏基
站的BBU和光传输，有一定的限制条件。
直放站安装方便，投资最小，但有可能造成系统内与外界网络的干扰，同时
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在系统服务区域话务量较高时会增加施主基站小区的负担。
表2-2 信源的特点及适合的场景
2.4 天线功率需求及布放原则
（1）天线口输出功率要求：PCCPCH信道功率为0～5dBm。
（2）在部分场合为更好的满足业务需求，如会议室、总经理办公室、大客户所在地等，可适当减少单个天线的覆盖范围，天线口PCCPCH信道功率可达到7dBm 以上。
（3）在半开放，单天线情况下，如商场、超市、停车场、机场等，覆盖半径取10～16米。
（4）在较封闭，单天线情况下，如宾馆、居民楼、娱乐场所等，覆盖半径取6～10米。
（5）对于电梯，采用小板状天线进行覆盖，天线口PCCPCH信道输入功率放置到8dBm，覆盖距离控制在12米以内。
2.5 室内分布系统中相关器件介绍
（1）天线
天线的主要指标：包括增益、波束宽度、频段范围、前后比、极化方式和驻
波比等。
①增益：特定天线和理想点源天线在覆盖区内电场强度的差值（dBi）；一
般全向天线2 dBi左右。
②波束宽度：是指定向天线在辐射方向上左右各比典型值下降3dB（一般
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3dB）的这个范围和天线之间形成的夹角，也称半功率角。比如有65度、45度、120度、360度。
③前后比：指的是定向天线辐射方向前瓣最大值和辐射的反向±30。内后瓣
最大值电场强度的比值。
④极化方向：一般陆地移动通信只有垂直、水平、双极化2种。
⑤驻波比：指的是天线输入口的匹配能力，是衡量天线工艺、质量水平的
重要指标。一般小于1.5。
（2）功分器
功分器的作用：是将功率信号平均地分成几份，给不同的覆盖区使用。
种类：功分器一般有二功分、三功分、四功分3种。
（3）耦合器
耦合器的作用：是将信号不均匀地分成2份（称主干端和耦合端，也有的称直通端耦合端）
种类：耦合器型号较多，常见的有5dB、6dB、10dB、20dB、30dB和40dB。
（4）干线放大器
干线放大器的作用：干线放大器称干放。是在室内覆盖信号源功率不够的主干末端对信号功率进行放大，以满足室内环境覆盖的要求。
种类：根据运用在不同的网络分为GSM、TD-SCDMA干线放大器等，其内部结构相同于直放站。
（5）馈线
室内覆盖用的馈线基本上只有3种，7/8(普通)，1/2英寸（普通）1/2（超柔）它们都是同轴电缆。根据表皮的材料不同分为阻燃和普通2种。
（6）合路器
合路器是多系统共用分布系统中最重要的器件，目前分布系统中使用较多的是腔体合路器，合路器的每支路都由一个高性能的滤波器组成，该滤波器具备良好的选频性。
合路器的作用：是将几路信号合成起来。
3 TD-SCDMA室内覆盖系统设计
3.1 组网原则及建设原则
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组网原则就是对于TD-SCDMA室内分布系统，优先选择异频组网方案，在频率紧张的情况下，可考虑混频组网方案（但须保证主频点和周围邻区主频点异频）。建设原则：
（1）TD-SCDMA室内分布系统建设以改造现有GSM室内分布系统、2G/3G共用方式为主，应确保原有GSM网络正常运行，并为后续优化建设留有余地。
（2）室内外覆盖一体化原则：确保室内分布系统提供良好的室内覆盖，同时要控制好室内信号，避免对室外构成强干扰。
（3）在频率资源足够、设备支持的情况下室内外尽量采用异频组网方式（室内外频点分配见频率配置方案）。频率资源紧张的情况下也应保证与室外有切换关系的室内小区的主载频与室外主载频保持异频。
（4）TD-SCDMA室内分布系统信号源主要采用宏蜂窝、微蜂窝、BBU＋RRU 等设备。
（5）室内分布系统工程的建设必须满足国家和通信行业相关标准，电磁辐射3值应满足国家标准。
（6）室内分布系统的改造需要综合考虑GSM900、DCS1800、3G和Wlan共用的需求。
3.2 室内分布系统的设计要求
3.2.1 覆盖强度要求
（1）一般区域（95%的区域）无线导频信号覆盖边缘场强≥-90 dBm。
（2）重点区域，无线导频信号覆盖边缘场强≥-85 dBm。
（3）电梯、地下停车场等边缘地区覆盖导频功率场强要求≥-95 dBm。
（4）宏蜂窝20W为信号源室内导频信号强度不强于-32 dBm；微蜂窝5W作为信号源的，导频信号强度不强于-38 dBm。
3.2.2 覆盖质量要求
（1）一般导频强度控制在≥-90 dBm的区域，Ec/Io≥-12 dBm（50%的负载）。
（2）重点导频强度控制在≥-85 dBm的区域，Ec/Io≥-9dBm。
（3）电梯、地下停车场等边缘地区覆盖导频功率强度控制在≥-95 dBm的区域，Ec/Io≥-15dBm。
（4）要求在无线覆盖区内的95%位置，99%的时间移动台可接入网络。
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（5）覆盖区与周围各小区间有良好的无间断切换。
（6）块差错率目标值：话音1%，CS64K0.1-1%，PS数据5-10%。
3.2.3 天线口导频强度要求
（1）室内天线的发射功率小于15dBm每载波。
（2）天线口导频功率控制在0-8dBm，对于天线非常接近人体的天线点，天线口功率不能高于6.5dBm（宏站做信源）、0dBm（微蜂窝做信源）。
3.2.4 室内覆盖系统建设流程
通过专项规划确定TD-SCDMA室内覆盖区域和业务之后，应勘察所需覆盖的建筑物，得到建筑物平面图。获得建筑物相关信息、人员分布情况，考察可能的天线布放位置、电缆布放、寻找信号源放置的最佳位置。在详细设计前收集周围小区的信息，按照上节的原则选择信号源和分布系统。共分布系统还需要勘查该站点各楼层的TD-SCDMA天线布置情况，包括各楼层的天线数量、天线安装位置和每个天线口的功率设计指标；分布系统的详细网络拓扑图，以及各段馈缆的长度、直径和衰耗；接头、功分器、耦合器的安装位置和衰耗。根据这些资料进行共分布系统改造设计。TD-SCDMA室内覆盖系统建设流程如图3-1所示。
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图3-1 TD-SCDMA室内覆盖系统建设流程图
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3.3 室内系统的验收与测试
室内系统建设完成后需要进行全面的覆盖测试和业务测试以确保覆盖达到设计要求，这包括无线网络覆盖性能、CS 业务性能和PS 业务性能。其中最重要的如下：
（1） PCCPCH RSCP 和PCCPCH C/I :与室外宏基站一样，PCCPCH 总是以恒定的功率发射，因此被用来计算链路损耗。对于普通建筑物内的覆盖区要求PCCPCH≥-80dBm C/I≥0dB 。地下室、电梯等封闭场景要求PCCPCH≥-85dBm C/I≥-3dB 。在室外10m 处应满足PCCPCH≤-95dBm 或室外分布外泄的PCCPCH RSCP 比室外宏基站最强的PCCPCH RSCP 低10dB 。块差错率目标值要求好于语音1%，CS64k0.1%-1%，PS 数据5%-10%。
（2）手机发射功率：确认手机发射功率没有超出其动态范围，特别要注意手机的最小发射功率。如果手机发射功率经常地于或等于最小发射功率将不利于功率控制。
4 汉庭酒店室内分布系统设计总体方案
4.1 汉庭酒店概况
汉庭快捷酒店是位于翟营南大街一座小型快捷酒店。酒店为钢筋混凝土结构，主体框架式结构，大楼结构具体参见图例。
汉庭快捷酒店北方200米有基站，但是由于楼较低，加上周围有高建筑物，导致信号强度较弱大部分区域接通很慢，且通话时有断续，杂音等现象，通话质量很差。
图4-1 翟营南大街汉庭快捷酒店实物图
4.2 汉庭酒店勘察结果
在画CAD平面图前于2015年11月6日对汉庭酒店进行了一次勘察，主要目的是了解酒店室内结构、长宽、信号强度、通话质量等。
由勘察得出如下结论：
酒店一共4层，酒店的长大约为80m、宽大约为20m，又由于酒店周围有高建筑物，导致信号被阻挡，到达室内信号变差，通话过程中经常出现杂音和掉话现象，严重影响了用户的正常通话。为了使酒店得到全面覆盖，确定开设室内分布设计，具体见附录A图纸1。
4.3 酒店内天线的布放
根据在室外10m处应满足室内小区信号TD-SCDMA PCCPCH RSCP≤-95dBm,或TD-SCDMA室内分布系统规划与设计方法者室内小区外泄到室外的信号的PCCPCH RSCP比信号最强的室外小区小10dB。
同样在市内小区覆盖区域，室外小区的信号应满足PCCPCH RSCP≤-95dBm，或者室内小区的信号比室外小区泄漏进来的信号大≤-95dBm。
室内外信号的泄露在信号质量上的表现就是载干比的下降。一般要求在较为封闭的室内场景，TD-SCDMA PCCPCH C/I≥-3dB，在一般楼宇，要求TD-SCDMA PCCPCH C/I≥0dB。
由于上述这些原则，因此本工程天线布放覆盖区为汉庭快捷酒店，信号源采用中兴的25dBm 的RRU，分布系统拟采用无源系统全覆盖。
由于RRU输出功率较小；需要传输光纤资源；对电源要求不高，对机房环境要求不高,又适用于为中、小型快捷酒店。无源分布方式成本低、无源器件，故障率低、无需供电、安装方便、无噪声积累。所以此酒店信源选用中兴的25dBm的RRU，采用无源系统全覆盖。
对于酒店这种对称客房，可采取如下方式进行覆盖：十二个客房门口共用一副全向吸顶天线，能够很好的兼顾十二个客房的覆盖。考虑到有效覆盖距离内信号穿透不多于一堵墙。天线的间距基本在15m之内。天线口PCCPCH功率基本控制在4dBm 左右,具体见附录A图纸2。
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4.4 系统图生成原理图过程
利用天越软件做出原理图
图4-2 翟营南大街汉庭酒店系统图生成原理图过程图
4.5 1楼-4楼原理图
对附录A 图纸3的室分系统进行室内覆盖的链路预算，以1楼的第一个天线为例，从信源端口到一路天线口，用到三个二功分器（损耗：3.3dB ）、一段长为6米的1/2的馈线（馈线损耗：0.7dB ）、一段长为12米的1/2的馈线（馈线损耗：1.3dB ）、一段长为18米的1/2的馈线（馈线损耗：2.0dB ）。
信源口输出功率为25dBm ，信源到二功分器的馈线很短，损耗忽略不计，经过二功分器的①处，功率为25dBm-3.3 dB =21.7 dBm ；在经过二功分器和6米的馈线的②处，功率为21.7 dBm-3.3 dB -0.7 dB =17.7 dBm ；再经过7dB 的耦合器和12米的馈线的③处，功率为17.7 dBm-7 dB-1.3 dB=9.4 dBm ；再经过二功分器和18米的馈线，到达天线口④处，功率为9.4 dBm-3.3dB-2.0 dB=4.1 dBm 。
4.6 安装所需的设备和器材
本工程中采用的设备和材料均采用标准接口，可与任何采用标准接口的器件实现兼容，本系统采用的设备和材料工作在800MHz-960MHz，1710MHz-2500MHz可满足兼容的频段需求器件和材料的损耗。如本工程中，主要器件和馈线损耗见下表。
表4-1 设备和器材
5 结论
本论文是针对汉庭酒店TD-SCDMA的室内分布系统的设计。因为汉庭酒店位于青园街地段，建筑物密集。无线电波在空中传播受到建筑物的阻挡和屏蔽造成了很大的衰耗，不能满足正常通信的需要。在该设计中以RRU做信号源，通过功分器，耦合器，同轴电缆和天线作为信号分布系统。信号分布系统将来自信号源的的信号分配到分散安装在汉庭酒店内的各副天线，通过天线将信号发射出去。这样将来自基站的信号通过室内分布系统均匀的分布到室内的各个角落。从而解决了该楼内信号弱覆盖和盲区的问题。
当我做完这篇毕业论文的时候，有一种如释重负的感觉，在经历了找工作的
焦灼，感觉好像一切都落定了，即将给自己的学生时代和校园生活划上一个分号，
之所以说它是分号，是因为我对无忧无虑的学生生活还有无比的怀念，对单纯美
好的校园生活还有无比的向往。这只是我生命的一个路口，并不是终点，我始终
相信青春不会散场。
感谢我的母校石邮尤其是电信系所有的老师们，在这个校园里，无形中塑
造了我生命的气质、生活方式、也练就了我乐观的心态。感激之情无以言表，只
能在日后的工作和学习中踏实做人、勤奋做事。
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参考文献
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[3] 李立华，陶小峰，TD-SCDMA无线网络技术，北京：人民邮电出版社，2007
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[5] 纪越峰，现代通信技术（第二版），北京：人民邮电出版社，2005
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[9] 杨奕，室内覆盖系统和直放站在移动通信网络优化中的应用
[10] 谭燕燕，室内移动通信存在的问题及其解决方案，湖南移动通信局规划技术部
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附录A 图纸图纸1——汉庭酒店CAD平面图
图纸2——汉庭酒店电梯安装图
图纸3——汉庭酒店系统图
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