通信工程许敬泽论文定稿 - 图文(6)

2019-08-28 23:52

基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

以防雨,而且还可以防火、防盗。在接电的时候应该注意接上地线。

4.1.3 天线安装要求

在空旷地带,全向吸顶天线的覆盖半径约为20米,但在阻隔损耗较大的室内覆盖半径只有10米左右,而且整栋楼宽15米,因此室内天线安装要 每10米一个、尽量安放在走廊上方的吊顶中间位置,按照“小功率,多天线”的原则进行覆盖。但在穿透损耗较大的地方,天线点位尽量靠近房间门口,便于对室内覆盖,(详见图4.5)天线固定安装在楼层吊顶上。在安装在地下室无吊顶的开放性环境中时,注意天线安装的美观,尽量与周围环境协调一致,避免用户因为工艺问题而反感。

4.1.4 馈线布放要求

馈线布放是要注意对馈线的保护,馈线的弯曲半径不宜超过馈线的标称值。馈线在楼层吊顶内穿缆时,应注意馈线的保护,避免馈线外皮破损。在开放性环境布放馈线时,要对馈线外增加外套保护,增加馈线对外来非人为破坏的承受力,同时可以增加馈线布放的美观性。

室外馈线进入室内前必须有一个滴水弯,加套波纹管时滴水弯底部必须剪切一个漏水口,以防止雨水沿加套的波纹管或馈线进入室内,入线口/孔必须用防火泥密封;室外馈线加套PVC管后,水平布线的PVC管每6米在PVC管下方必须切口,作漏水口。

4.1.5 器件安装要求

耦合器、合路器和功分器的安装要与设计位置尽可能的一致。在暴露的顶棚区域安装时要将器件稳定美观的固定在顶棚上,并做好防护。接头要美观,同时,连接性能要优良,并采用胶套密封。

4.2 参数设置

设计工作指进行室内覆盖直放站系统的工程设计,包括GSM网络技术指标、信号源、场强分布、上行噪声分析、上下行平衡、传输和分配损耗、施工难度、造价、等因素。

4.2.1GSM网络技术指标

(1)移动用户的忙时话务量为0.02Erl; (2)无线信道的呼损率取定:

话音信道(TCH)呼损为2%; 控制信道(SDCCH)呼损为0.1%。 (3)干扰保护比:

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基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

同频干扰保护比:

C/I ? 12dB(不开跳频); C/I ? 9dB(开跳频)。 邻频干扰保护比:

200KHz邻频干扰保护比:C/I ? -6dB; 400KHz邻频干扰保护比:C/I ? -41dB。

(4)无线覆盖区内可接通率:要求在无线覆盖区内的95%的位置,99%的时间移动 台可接入室内系统网络

(5)无线覆盖边缘场强:室内信号场强≥-80dBm;电梯、地下等其它区域信号强 度≥-85dBm;

(6)在微蜂窝接收端位置收到的上行噪声电平小于-120dBm。

(7)根据国家环境电磁波卫生标准,室内天线的输出口功率小于15dBm。 (8)微蜂窝室内信号分布系统与室外周围宏蜂窝各小区之间有良好无间断切换。 (9)室内覆盖区误码率(RxQual)等级3以下的地方占97%以上。

(10)泄漏要求:泄漏测试边缘场强(大楼10米处)不得高于-90dBm,主干道旁的不得出现在邻小区前3位。

4.2.2场强分布 (1)边缘场强的取定

边缘场强的取值将直接影响整个室内系统覆盖场强的计算。如果边缘场强取值过高,会造成覆盖浪费,增加成本,而且对人体辐射太大,有害健康;取值过低,会造成室内覆盖区域减小,室内边缘区域切换掉话增加,影响整体覆盖效果。

根据无线网络基本技术指标要求,在工程设计中普通楼宇室内边缘覆盖场强取定为-80dBm,对于楼梯及一般场所的电梯和地下场所等特殊场所取定-85dBm。

(2)边缘场强计算

自由空间是指相对介电常数和相对导磁均为l(既介电常数ε和磁导率μ分别等于真空介电常数ε。及真空磁导率μ。)的均匀介质所存在的空间。它是一种理想的无限大的空间,也是现实生活中的某些实际空间为简化问题的研究而提出的一种科学的抽象。例如,当研究某个具体环境中的无线电波传播时,如果实际介质与障碍物对电波传播的影响可以忽略,则这种情况下的电波传播就可以认为(或抽象为)是自由空间的传播。

因此自由空间的路径损耗可用下列公式来计算

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基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

Lbs=32.45+20lgf(MHz)+20lgd(KM)

式中,Lbs称为自由空间的路径传播损耗,f取1800MHz。 代入上式可得: L1(dB)=91.5+20lgd(KM)

表4.2 自由空间的损耗表

L1(dB)=91.5+20lgd(KM) 距离(m) 损耗(dB)

1 31.5

5 41.5

10 51.5

15 55.02

20 57.52

25 59.46

30 61.04

表4.3 室内传播时阻挡物平均信号损耗表

材料类型 混凝土墙 损耗(dB) 材料类型 损耗(dB)

10~15 金属楼梯 25

钢筋水泥墙

20

混凝土楼板

15~20

天花板管道

1~8 拐角 2~3

普通木门 铁皮防火门 3~5

10

在室内覆盖系统中,对于下行链路而言,吸顶天线的入口功率比较小,一般在6dBm。而对于上行链路来说,手机最大发射功率为24dBm,远高于下行天线口功率。由此可知,在室内分布系统中,下行覆盖小于上行覆盖。所以,在进行室内分布系统的天线规划时,以单天线下行覆盖能力为规划依据。

室内环境下的接收信号场强可按下式计算: Pr=Pt+Gt-PL+Gr-多路径衰落余量 其中

Pr:为边缘接收功率 Pt:为天线人口功率 Gt:为发射天线增益 PL:路径损耗,单位dB Gr:为接收天线增益

下面以本方案中天线实际安装的位置以及覆盖的要求,来预测覆盖区域边缘场强。详细参数如下:

最远覆盖区边缘距离天线d为10米 天线口最小注入功率5.8dBm

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基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

该天线增益Gt为3dBi 接收天线增益Gr为0dBi 墙体的穿透损耗约为20dB 多路径衰落余量约10dB

Pr=Pt+Gt+Gr-PL-20dB-10dB

=Pt+Gt+Gr-(32.45+20lg1800+20lg0.01)-20dB-10dB =5.8dBm+3dBi-51.5dBm-20dB-10dB =-72.7dBm

根据预测分析其它地方的信号场强均高于此值,依照要求,能保证95%(主要活动区域)以上设计区域下行信号强度≥-80dBm,因此可以满足覆盖要求。 (3) 泄漏及渗透控制

每个天线最大覆盖区域约为10米,但全向吸顶天线发射信号有可能穿透外墙能泄露到道路上,根据对泄露的要求,测距离覆盖边缘10米远的地方

20米自由空间损耗: PL(20)=91.5+20 Log(d)

=91.5+20 Log(0.02)=57.52 dB

距天线20米远的覆盖场强为:

P20米=天线口输出电平+天线增益-自由空间损耗-隔墙损耗-多径损耗 =Pt + Gt - PL(20) - R

式中: Pt为系统中天线口最大输入功率

Gt为天线增益

PL(20)为20米距离路径损耗

R为隔断、多路径损耗及衰减储备取R=40dB

若从上述计算可以预测距天线20米远处场强P≤-90dBm,则泄露信号对周边道路的网络环境不会产生不良影响。

4.2.3上下行平衡

对于室内信号覆盖,上下行平衡指的是上行覆盖面积和下行覆盖相等。如果下行覆盖面积大于上行覆盖面积,那将会出现只能接听电话,不能打电话的“单通”现象。由于吸顶天线的下行输出功率一般在15dBm以下,而手机的上行信号发射功率一般在24—

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33dBm,因此上行覆盖面大于下行覆盖面积。因此,如果合理的控制好吸顶天线的发射功率(既不会因为太小,而无法覆盖,也不会因为功率太大,而产生泄漏),就不会产生“单通”现象。

4.3 工程验收

在施工完成之后,设置好参数并开通基站,对室内场强和通话等级再次进行测试,测试结果如下:

RxLevFull轨迹与统计

图4.5敏捷上城国际小区物业办公楼2楼场强测试

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