邮科院图书馆室内覆盖系统的设计.docx
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邮科院图书馆室内覆盖系统的设计
邮科院图书馆室内覆盖系统的设计
武汉工程大学邮电与信息工程学院
毕业设计（论文）
邮科院图书馆室内覆盖系统的设计
武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）
作者声明
本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注的地方外，没有任何剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范的行为，也没有侵犯任何其他人或组织的科研成果及专利。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
如本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。
学院所有。
毕业设计（论文）成果归武汉工程大学邮电与信息工程
特此声明。
作者专业:
作者学号:
作者签名:
____年___月___日
武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）
摘要
随着电信市场竞争的日益加剧，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。
而网络覆盖、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。
随着城市现代化建设的不断发展，高楼大厦日益增多，这些大规模的建筑群和复杂的结构，对移动通信信号有很强的屏蔽作用，使得这些新建建筑和受影响的建筑中出现移动通信信号的盲区，迫使移动用户不能进行正常的通信及其他服务。
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，但是用移动户密度大，基站信道拥挤，手机上线困难，由此可见室，内覆盖迫在眉睫。
本课题就邮科院图书馆为例，通过了解室内覆盖设计的理念、直放站的室内覆盖接入方式、图书馆建筑物的特点及设计图工具的使用等诸多方面，设计一套室内覆盖的方案，从而优化图书馆内的盲区，提高用户的通话品质。
关键词:
网络覆盖;室内覆盖;移动信号;用户
武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）
Abstract
Asthetelecommunicationmarketcompetitionisintensifying,themobilecommunicationnetworkcoverage,thecapacity,thequalityaretheoperationbusinessgaincompetitiveadvantagekeyaspect.Whilethenetworkcoverage,thenetworkcapacity,thenetworkqualityfundamentallyhavemanifestedthemobilenetworkservicelevel,isallmobilenetworkoptimizationworksubject.Indoorcoveragesystemispreciselygeneratedinthisbackground.
Withthecontinuousdevelopmentofcitymodernization,andtheincreaseofskyscrapers,theselarge-scalebuildingsanditscomplexstructure,ithastheverystrongshieldingeffecttothemobilecommunicationsignal,itmakesthesenewbuildingsandaffectedbuildingsappeartotheblindareaofmobilecommunicationsignals,forcingthemobilesubscribercannotcarryoutnormalcommunicationandotherservices.Undertheenvironmentofinthelowerlayeroflargebuildings,undergroundshoppingmall,undergroundparkingandsoon,mobilecommunicationsignalisweak,mobilephonecannotbeusednormally,theformationofamobilecommunicationblindareaandtheshadowarea;inthemiddlefloor,becausearoundthedifferentbasestationoverlap,fromtheformationofping-pongeffect,frequentswitchingofmobilephone,andevenlost,seriousinfluencenormaluseofthemobilephone;inthebuildingofhigh-rise,duetothehighlyrestrictedbythebasestationantenna,isunablethenormalcoverage,butalsotheblindareaofmobilecommunication.Inaddition,insomebuildings,althoughthemobilephonecancommunicatenormally,butthemobileuserdensity,basestationchannelcongestion,difficultyofmobilephoneline,therefore,indoorcoverageisimminent.
ThistopictakestheWRIlibraryasexample,throughtheunderstandingofmanyaspectsofthecharacteristicsofindoorcoveragedesignconcept,therepeaterindoorcoverageaccessmode,librarybuildingfeatureanddesigntools,designasetofindoorcoveragesolution,soastooptimizetheblindarea,andimprovecommunicationqualityofusers.
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Keywords:
networkcoverage;indoorcoverage;mobilesignal;users
第1章绪论..................................................................................错误～未定义书签。
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1.1国内外发展现状................................................................................................1
1.2本论文的研究内容..........................................................错误～未定义书签。
1第2章室内覆盖系统结构及工作原理...........................................................................2
2.1室内覆盖系统概念............................................................................................2
2.2室内覆盖系统的工作原理.................................................................................2
2.3室内覆盖系统结构.............................................................................................2第3章室内覆盖系统设计规范......................................................................................4
3.1设计遵循原则....................................................................................................4
3.2系统选址原则.....................................................................................................4
3.3系统设计内容.....................................................................................................5
3.4信号源设置.........................................................................................................5
3.5室内天线点位分布设计....................................................................................5
3.6室内覆盖系统设计技术指标.............................................................................6第4章邮科院图书馆室内覆盖系统设计方案...............................................................7
4.1工程勘测............................................................................................................7
4.1.1建筑物周围环境勘测................................................................................7
4.1.2建筑物内部结构.......................................................................................7
4.2信号源选择........................................................................................................8
4.3图书馆室内覆盖系统设计方案.......................................................................10
4.3.1图书馆覆盖系统点位图...........................................................................10
4.3.2有源设备及元器件设计要求..................................................................14
4.3.3图书馆馈线布置.....................................................................................17
4.3.4图书馆天线功率分配..............................................................................18
4.3.5图书馆室内覆盖总结..............................................................................20第5章总结与展望........................................................................................................21参考文献.........................................................................................................................22
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致谢.................................................................................................................................23
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第1章绪论
人类进入21世纪之后，通信技术开始了飞速的发展。
移动通信运营商也已建成了比较完整的移动通信网,但广大用户对通信的服务质量也提出了越来越高的要求。
室内覆盖作为移动通信网络覆盖的一个薄弱环节,已经成为急待解决的技术问题之一。
1.1国内外发展现状
在国内,由于中国无线网络发展较晚，无线网络的大网建设基本完成，室内覆盖系统还不完善，还需要长期的建设。
我国楼宇无线覆盖的现状是绝大部分现有的楼宇无线覆盖没有考虑第三代移动通信的发展需要，3G建网时还要再覆盖;不同的无线信号GSM、CDMA、3G、WLAN等，不同的无线业务分别覆盖，重复施工，重复进场;不同电信运营商独自对同一楼宇做覆盖，重复建设，造成业主有一定的不满。
在国外，欧洲、美洲等发达国家的无线网络发展较早，技术也比较成熟，室内覆盖技术也比较先进。
以美国为例，该国的无线通信市场已经发展到比较成熟的阶段，经营全国业务的运营商共有六家，竞争非常激烈。
而随着无线通信技术的发展，运营商经常要对楼宇、酒店和机场等建筑物进行施工以升级网络。
美国的通信法案明确规定了平等接入（EqualAccess）的原则，任何排他性的接入条款都属违法。
为了解决这一难题，一种名为InnerMobile的室内无线综合覆盖解决方案通过对楼宇等建筑物进行一次施工，将多个运营商的商用信号完全覆盖，而且没有制式限制，无论CDMA、GSM、iDEN还是WLAN都能在系统中工作而互不
[1]干扰，对3G的各种标准也完全兼容，但是室内无线综合覆盖建设还在商榷之中。
1.2本论文的研究内容
本论文研究的内容，以邮科院图书馆为对象，通过了解室内覆盖设计的理念、直放站的室内覆盖接入方式、图书馆建筑物的特点及设计图工具的使用等诸多方面，设计一套室内覆盖的方案，从而优化图书馆内的盲区，提高用户的通话品质。
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第2章室内覆盖系统结构及工作原理2.1室内覆盖系统概念
室内分布系统也叫室内覆盖系统IDS。
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实施方案，近几年在移动通信运营商中得到了广泛应用。
室内分布系统主要由以下部分组成:
信号源（系统按信号源可分为蜂窝系统、直放站系统）;分布系统，包括同轴电缆布线、光纤布线和泄漏电缆布线，各种发射天线，功分器等，当信号源距离天线过长时，信号衰减过多时还需要添加干线
[2]放大器。
2.2室内覆盖系统的工作原理
室内分布系统是针对室内用户群、主要解决建筑物内移动通信网络的网络覆盖、网络容量、网络质量的一种方案。
其原理是利用室内天线分布系统将移动通信基站的信号均匀分布在室内每个
[3]角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。
2.3室内覆盖系统结构
[4]室内分布系统一般由信号源和信号分布系统两部分组成。
在使用光纤直放站引入远端基站信号在建筑物内新建基站时，还需要建设配套传输电路。
一般的系统结构可以概括为:
1.宏蜂窝覆盖
通过功分器，将基站输出信号分配到多个天线，这些天线可以包括室内和室外，实现室内和室外的同时覆盖，特点是
（1）室内覆盖要求，容量要求不是很大，但由于使用了功分器，室外范围受到一定影响;
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（2）宏蜂窝站站址选择要适合室内和室外两方面覆盖的需求;
（3）结构简单，投入小，不需要单独的微蜂窝基站设备。
2.复杂环境室内覆盖
对于话务集中，容量要求高的大型展览中心和商业中心，需要建设单独的微蜂窝。
建设的重点在于天线安位置的选择、以信号源安装点的选择。
由于室内覆盖的预测很困难，所以天线类型的选择、天线安装及功率分配系统的设计将是工作的重点。
3.有源直放站
在一些中小商场及餐厅等对容量要求不是很高的地方，直放站不失为一种经
[5]济实用的解决方案。
有关直放站的讨论已经很多，需要着重强调的是:
（1）严格限制直放站的重发覆盖，尽量避免室外泄露;
（2）严格直放站的安装规范，不要轻易将放大模块多级连接，否则可能引起自激。
直放站室外天线的安装直接影响直放站的性能。
直放站的增益设计应考虑两方面的问题:
一是上下行的链路平衡，二是上行信号不能太强，一面给其它基站造成干扰。
4.大型室内覆盖分布系统
对于大型的室内覆盖系统，分布天线会达到上百个。
如果使用功率分配器，损耗将变得无法接受。
由于光纤的传输损耗短距离内几乎可以忽略不计，因此使用光纤系统进行功率分配就成为理想方案。
根据实际应用遇到的问题主要有:
（1）严格控制BTS的发射功率，防止光转换器输入过载。
一般要在光电转换之前要加合适的负载;
（2）一旦光电转换系统调好之后，BTS的输出功率不要随意调整;
（3）上行和下行信号的传输都要经过电一光和光电转换，如果调试不好，信号会产生畸变，严重损害信号质量;
（4）光纤比较脆弱，在安装和维护过程中容易损坏，经常会出现光纤损坏、传输中断的情况，在维护时要多加注意。
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第3章室内覆盖系统设计规范
室内覆盖系统设计要求需要满足YD/T5120-2005无线通信系统室内覆盖工程
[6]设计规范。
3.1设计遵循原则
室内覆盖系统设计一般遵循以下几个原则:
（1）系统结构应综合考虑运营商当前网络及未来发展的需求，满足运营商其它制式系统未来的接入要求，并充分考虑系统扩容和其他制式系统合路的可能性;
（2）系统配置应满足当前业务需要，同时兼顾一定时期内业务增长的要求;
（3）系统设计应满足科学性、经济性、可实施性、可管理性、可维护性的要求;
（4）系统设计应根据不同目标覆盖区域的网络指标，合理分布信号，避免与室外信号之间的频繁切换和干扰，避免对室外基站布局造成影响;
（5）满足国家有关环保要求，电磁辐射值满足国家标准《电磁辐射防护规定》，即国标GB8702-88规定的限值，采用设备与材料及产生的物质对环境无污染，同时应达到环保部门在GB9175-88《环境电磁波卫生标准》中对噪音指标的要求，室内天线的发射功率不大于15dBm/TRX。
3.2系统选址原则
系统选址作为室内覆盖系统室内覆盖系统选址一般有以下几个原则:
（1）充分考虑网络未来发展和综合利用，保护室内覆盖系统建设投资;
（2）选择用户密度大、话务量需求高的建筑和场所（如综合性商场、超市，批发市场等）;
（3）选择高端用户集中的建筑和场所（如高档写字楼、星级酒店）;
（4）选择地区内标志性或有影响力建筑和场所（如机场、重要体育馆、展览中心、政府机关等）;
（5）建设补充:
室内覆盖系统的建设应与室外基站的建设相互协调，统一发
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武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）展，室内覆盖系统的建设应结合建筑物结构特点，尽量不影响目标建筑物原有结构和装修。
3.3系统设计内容
室内覆盖系统设计过程应该遵循以下几点:
1）目标建筑调研;（
（2）确定室内覆盖目标区域;
3）室内模拟测试;（
（4）室内天线设计方案;
（5）室内天馈线分布系统结构设计方案。
3.4信号源设置
室内分布系统信号源的设置一般可分为:
（1）室内微蜂窝基站的设置;
（2）宏蜂窝基站耦合信号的设置;
（3）射频远端单元（RRU）的设置;
（4）射频直放站的设置;
（5）光纤直放站的设置。
3.5室内天线点位分布设计
室内覆盖设计系统中的天线点位分布设计有以下几点要求:
（1）应根据勘测结果和室内建筑结构，设置天线位置和选择天线类型，天线尽量设置在室内公共区域。
天线口的功率不超过，15dBm/载波;
（2）对于层高较低，内部结构复杂的室内环境，宜选用全向吸顶天线，宜采用低天线输出功率、高天线密度的天线分布方式，以使功率分布均匀，覆盖效果良好;
（3）对于较空旷且以覆盖为主的区域，由于无线传播环境较好，宜采用高天
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武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）线输出功率、低天线密度的天线分布方式，满足信号覆盖和接收场强值要求即可。
如地下车库等区域;
（4）对于建筑边缘的覆盖，宜采用室内定向天线，避免室内信号过分泄漏到室外而造成干扰，根据安装条件可选择定向吸顶天线或定向板状天线。
如建筑一层出入口处、楼宇沿窗区域等;
（5）对于电梯的覆盖，可采用三种方式:
一是在各层电梯厅设置室内吸顶天线;二是在信号屏蔽较严重的电梯，或电梯厅没有安装条件的情况，在电梯井道内设置方向性较强的定向天线;三是在电梯轿厢内增设发射天线，布放随梯电缆，应尽量避免电梯内的切换，以避免电梯运行过程中由于切换造成的掉话。
3.6室内覆盖系统设计技术指标
室内覆盖系统设计的技术指标有以下几点要求:
（1）移动用户的忙时话务量为0.025Erl;
（2）无线信道的呼损率取定:
话音信道（TCH）呼损为2%;控
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