辉煌商务大厦三网合一系统设计方案.docx
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辉煌商务大厦三网合一系统设计方案
中国移动三网合一设计方案
1.概述
1.1.站点情况
辉煌商务大厦位于莞城东莞大道旁，位于莞城东城商业中心地带，地理位置优越，既与中惠大厦、东莞移动公司、雍华庭步行街等商业旺地相临，又与东城中心、中惠华庭、雍华庭等高级住宅小区为伍，共同组建成东莞市未来的商业居住中心。
辉煌商务大厦楼高8层，其中地下1层，地面7层。
目前，辉煌大厦内已建设有一套GSM900微蜂窝室内分布系统，根据辉煌商务大厦的商业用途以及东莞移动公司的要求，GSM900覆盖工程信源采用微蜂窝信号。
考虑到主要覆盖区域为写字楼，本方案信源采用2台微蜂窝，已经预设扩容。
根据辉煌大厦自身的建筑结构，楼层覆盖采用全向吸顶天线，而电梯覆盖则在电梯井道里安装室内壁挂天线。
由于业主的原因，覆盖2F、3F只能在3F的A座、B座一侧的走廊安装壁挂天线，以穿透的形式对2、3楼进行移动信号覆盖，但该站点因系统传输问题还未开通。
具体情况如下：
楼层
面积（m2）
用途
原GSM是否覆盖
BF
5000
停车场
是
1F
5500
大堂、物业管理办公室以及临街商铺
只覆盖大堂和物业管理办公室
2F
5500
派诺蒙公司
否（业主原因）
3F
5500
派诺蒙公司和中国人寿保险公司
只覆盖西侧即中国人寿保险公司
4F~7F
4000/层
外租办公室
是
电梯
共四部，运行区间BF~7F，GSM网络已覆盖
联系人：
祈小姐联系电话：
23120062311222
1.2.电磁环境
ØGSM900网络电磁环境：
由于辉煌商务大厦地理位置优越，附近基站较多，各楼层大部分区域都基本上可进行正常的移动通讯。
但由于附近建筑较为密集，加上辉煌大厦自身的屏蔽作用，因而辉煌大厦低层局部区域移动信号接收电平偏弱，如在地下停车场和辉煌商务大厦东侧写字楼区域，平均接收电平低于-85dBm；而高层信号接收电平虽然较强，但干扰严重，通话质量差。
四部电梯为信号盲区。
ØWCDMA网络电磁环境：
目前该区域WCDMA网络主要以涡岭基站1小区为主。
大厦附近室外区域导频接收功率基本在-70dBm左右，而室内则在-80dBm~-100dBm左右，电梯为WCDMA信号盲区。
ØWLAN网络电磁环境：
辉煌大厦6楼B区源景科技公司办公室区域已建设了一套内部无线局域网，因而将来有可能在6楼B区源景科技公司办公室附近区域存在频道干扰（信道1和6），所以在设计时需考虑此问题。
在大厦其它区域WLAN网络信号均为盲区，所以不存在频道干扰问题。
1.3.覆盖目的
Ø因已在辉煌大厦建设了一套GSM900室内分布系统，考虑到通信市场需求及投资成本，现在原有GSM900室内分布系统上馈入WCDMA和WLAN网络信号，保证GSM900、WCDMA和WLAN网络用户终端在上述区域内都能正常工作；
Ø积累WCDMA网络在室内分布系统建设中的工程经验，测试2G、3G、WLAN系统之间的干扰程度，为将来的网络建设提供指导作用；WCDMA系统采用两小区覆盖，为了测试两小区的切换数据及相互干扰情况。
1.4.解决方案
Ø在辉煌大厦地下1层电梯旁的小房间内建设3G移动机房，分两个小区。
通过双频合路单元将GSM900网络放大设备输出信号与WCDMA信号合路后馈入室内分布系统；
ØWLAN网络信号经过2.4G功放放大后，通过三频合路器将三网信号合路后馈入室内分布系统；
Ø更换原天馈系统中的窄带器件，保证所有的器件能满足GSM900、WCDMA和WLAN频段要求，保证系统正常工作。
2.
设计指标要求
ØGSM：
无线覆盖边缘场强：
楼层≥-80dBm；电梯≥-85dBm；
外泄电平：
≤-85dBm；
ØWCDMA：
信源设备功率输出最大值为Ec=33dBm，但为了给室内分布系统留有一定的功率容量，此方案中信源设备输出功率按Ec=30dBm进行设计；
重要办公区域内扰码信号：
Ec≥-80dBm，Ec/Io≥-12dB；
外泄电平：
≤-90dBm；
ØWLAN：
工作频段：
我国国家无线电管理委员会分配给ISM系统的频带为83.5MHz：
2400.0～2483.5MHz；本期室内WLAN接入系统将采用上述频段；
无线覆盖边缘场强：
≥-80dBm；
室内覆盖区误码率等级为10－12以下的地方占95%以上。
Ø覆盖范围：
地下停车场、1楼大堂和物业管理办公室、3楼西侧（人寿保险公司）、4F~7F以及4部电梯（注：
WLAN系统不覆盖电梯）
3.
设计思路
3.1.WCDMA网络信源的确定
根据东莞移动公司的要求，直接在辉煌大厦地下层建设一个3G移动机房，WCDMA信号直接从3G设备获得。
基站分两个小区，分别馈入原有分布系统，即辉煌大厦的低层采用第一小区信号，高层采用第二小区信号。
信源小区参数表：
施主小区名
待定
扰码号
待定
机房方位
N：
20º01´54.5"E：
113º46´06.7"
3.2.WCDMA切换区域的确定
根据辉煌商务大厦的建筑结构以及原有GSM覆盖系统的分布情况，-1F~3F为裙楼，4F~7F为标准层结构，每层之间都有楼梯走道相通，而每部电梯均在各楼层停靠。
根据此规律，小区1覆盖-1F~3F，小区2覆盖4F~7F较为合适。
但由于业主的原因原有GSM分布系统中2楼与3楼东侧没有安装天线，只在3楼西侧即人寿保险公司安装了天线进行覆盖。
若将切换区域定在3层和4层之间较难体现WCDMA系统的切换情况。
针对以上情况，初步将切换区域定在4层以及5层之间，即小区1覆盖-1F~4F以及电梯低层，小区2覆盖5F~7F以及电梯高层。
可能产生切换的区域为4F~5F之间的电梯和安全走道。
3.3.设备型号的确定
ØWCDMA网络信源直接从宏蜂窝耦合信号，但由于覆盖面积较大，需增加WCDMA干放1台。
ØWLAN设备选定：
序号
设备名称
型号/规格
厂商
备注
1
交换机
CiscoWS-C2950-24
Cisco
24口10/100M自适应
2
AC
NokiaP022withIP120
Nokia
3*RJ45口，支持用户数100
3
AP
NokiaA036
Nokia
标配内置天线，可外接天线
4
供电模块
PowerDsine4006
PowerDsine
6口POE供电模块
5
2.4G功放
PA2500
/
输出功率5W
6
合路器
CM-CLNN00
/
两路频段合路
ØGSM900工作频率下限为885MHz；WLAN系统工作频率上限为2484MHz：
被替换材料
被替换材料型号
工作频段
替入材料
替入材料型号
工作频段
全向吸顶天线
IXD-360/V03-NW-A
824~960MHz
1710~2300MHz
全向吸顶天线
IXD-360/V03-NN
824~960MHz
1710~2500MHz
定向吸顶天线
IXD-120/V06-NB
824~960MHz
全向吸顶天线
IXD-360/V03-NN
824~960MHz
1710~2500MHz
壁挂天线
IWH-085/V09-NG
880~960MHz
板状天线
ODP-090/V11-NW
824~960MHz
1710~2300MHz
壁挂天线
IWH-090/V08-ND
824~960MHz
1710~1880MHz
板状天线
ODP-090/V11-NW
824~960MHz
1710~2300MHz
功分器
RD-5*N/NP-F1
800~2400MHz
功分器
RD-5*N/NP-F2
800~2500MHz
耦合器
RC-5NK/NK/NK-**F1
800~2300MHz
耦合器
RC-5NK-**F
800~2500MHz
Ø原系统馈线可兼容GSM900、WCDMA和WLAN频段，可以沿用原系统馈线；
Ø为避免WCDMA、WLAN交调杂散对GSM网络的影响，选取带外抑制达60dB的合路单元进行WCDMA信号的接入。
4.
WCDMA系统网络指标分析
4.1.覆盖场强分析
根据Okumura_Hata模型。
PL（dB）=69.55+26.16log（F）-13.82log（H）+（44.9-6.55log（H））*log（D）-C（F）
其中：
PL：
路径损耗，单位dB
F：
频率，单位MHz，计算取值为2000MHz
D：
距离，单位km，最远距离为0.02km
H：
天线有效高度，单位m，计算取值为3m
C（F）：
环境校正因子取0
有：
PL（dB）
=69.55+26.16log（2000）-13.82log（3）+（44.9-6.55log（3））*log（0.02）
=69.55+86.35-6.59-（44.9-3.13）*1.7
=78.31dB
系统最低天线口电平为-1.0dBm，故预期最低边缘场强能达到-80dBm。
4.2.上行链路分析
干放热噪声经过放大和传输路径损耗后，到达基站接收机输入端的热噪声电平：
PInj=KTB+NFRep+GRep-PLnet
其中：
K波尔兹曼常数，真值为1.38E-23J/K；
T环境温度取290K；
B带宽取3.84MHz；
NFRep干放上行噪声系数取4dB；
GRep干放上行增益；
PLnet干放到基站路径衰减净值，包括路径损耗；
原基站接收机输入端热噪声电平：
PBts=KTB+NFBts
NFBts基站噪声系数取5dB；
基站加入干放后热噪声电平ROTBts升高
ROTBts=10log[（10PBTS/10+10PINJ/10）/10PBTS/10]
=10log（1+10+NIM/10）………………………………………….式（8）
由于工程现场PLnet，通过调整干放上行增益GRep可以控制噪声升高在0.5~1dB范围内，使干放基本对基站无影响。
4.3.隔离度分析
Ø合路器隔离度满足系统要求，可抑制GSM900、WCDMA、WLAN三系统间的相互干扰。
5.
WLAN系统网络指标分析
5.1.系统吞吐量
项目
吞吐量
CMNET访问支持吞吐量
2M（E1）
移动终端支持最高接入速率
11Mbps
5.2.系统支持并发用户数
每AP最佳并发接入用户数：
30个
设计覆盖区域网络AP数量：
2个
系统支持覆盖用户数共：
30x2个=60（个）
根据实际覆盖情况和用户使用量估计，AC选用支持最大并发用户数100型号，故系统支持最大的并发用户数为60。
5.3.无线覆盖边缘场强的取定
本方案边缘场强根据AP及无线终端接收天线灵敏度确定，同时根据现场无线环境、干扰源情况、系统容量、数据流量、系统信噪比等因素，本系统设定边缘场强≥-80dBm。
5.4.覆盖范围预测
由于高频无线电波室内传播受建筑物墙体等障碍物遮挡的影响，使信号造成散射、衰减和阴影效应。
根据无线电波室内传播模型,（只考虑本楼层墙体及障碍物损耗）则：
P=Pt-PL
ØPL=32.44+20lgD++20lgf+Lw
式中PL:
空间损耗，用dB来显示；D：
收、发天线间距离，以Km为单位
f：
是频率，用MHz为单位Lw为隔墙损耗,约为20dB.
ØPt为AP天线发射功率
设Pt为13.0dBm，天线增益G为2dBi，以覆盖最远点约20米处为例，则其场强P为：
P=13+2-（32.44+20lg40*10-3+20lg2400+20）
=-77.9dBm
即满足覆盖要求。
5.5.信道配置
Ø在信道配置方面，依据802.11b及国家无委会对2.4G频段扩频设备的使用规定，该频段的工作频率带宽为83.5MHz，最多有13个信道可用，具体信道标号及其中心频率如下所示：
信道标号
中心频率
信道低端/高端频率
1
2412MHz
2401/2423MHz
2
2417MHz
2406/2428MHz
3
2422MHz
2411/2433MHz
4
2427MHz
2416/2438MHz
5
2432MHz
2421/2443MHz
6
2437MHz
2426/2448MHz
7
2442MHz
2431/2453MHz
8
2447MHz
2436/2458MHz
9
2452MHz
2441/2463MHz
10
2457MHz
2446/2468MHz
11
2462MHz
2451/2473MHz
12
2467MHz
2456/2478MHz
13
2472MHz
2461/2483MHz
Ø在多个频道同时工作的情况下，为保证频道之间不相互干扰，要求两个频道的中心频率间隔不能低于25MHz，故同频道间必须两两隔离，DSSS技术最多可以提供3个不重叠的频道同时工作，应用中一般选择1，6，11三个频道进行频率规划。
经现场勘测，鉴于上述情况的分析，确定AP位置，设备信道具体配置如下表（由于辉煌大厦6楼B区源景科技公司办公室区域安装了一套无线局域网（2个AP，信道设置分别为1和6），实际调测时可进行适当调整，尽量减少系统干扰）：
楼层
AP编号
信道标号
BF
AP1-BF
1
5F
AP1-5F
11
6.
系统外泄分析（WCDMA）
根据Okumura_Hata模型。
室外区域和边缘区域覆盖天线直线距离约30m。
PL（dB）=69.55+26.16log（F）-13.82log（H）+（44.9-6.55log（H））*log（D）-C（F）
其中：
PL：
路径损耗，单位dB
F：
频率，单位MHz，计算取值为2000MHz
D：
距离，单位km，最远距离为0.03km
H：
天线有效高度，单位m，计算取值为3m
C（F）：
环境校正因子取0
有：
PL（dB）
=69.55+26.16log（2000）-13.82log（3）+（44.9-6.55log（3））*log（0.03）
=69.55+86.35-6.59-（44.9-3.13）*1.52
=85.8dB
系统边缘区域天线口注入功率在1dBm左右，即室内区域泄露到室外的信号强度在-85dBm左右，跟实际模拟测试结果较为接近，基本满足系统要求，而本工程在边缘区域天线处均安装了可调衰减器，可确保室内信号外泄到室外电平强度≤-90dBm。
7.
系统干扰分析
ØWCDMA与GSM之间的干扰
GSM900：
上行890MHz～909MHz；下行935MHz～954MHz。
WCDMA：
上行1920MHz～1980MHz；下行2110MHz～2170MHz。
WLAN：
2400.0MHz～2483.5MHz。
干扰是一个相互作用的问题，由于WCDMA系统是一个扩频系统，所以抗干扰能力很强，一般情况下GSM系统对其干扰很小，所以问题主要集中在WCDMA系统对GSM系统的干扰上。
已知WCDMA基站发射机（或直放站）带外杂散发射在885~915MHz为-67dBm/100kHz，假定GSM900能承受的干扰电平应比背景噪声低4dB：
背景噪声=GSM900热噪声+噪声系数=-116dBm
能承受的干扰电平为-120dBm
隔离度Liso=-67dBm-（-120dBm）-10Log
=-67dBm+120dBm-10Log
=56dB
实现这一隔离度，可以有两种方法：
A、增加GSM天馈系统与WCDMA天馈系统之间的空间路径损耗。
B、如果共用天馈，在GSM系统与WCDMA系统之间利用合路单元增加两个系统之间的隔离度。
本室内分布系统的GSM系统与WCDMA系统因为共用天馈所以建议采用第二种方法。
本工程采用的合路器隔离度均大于60dB，满足系统要求。
ØWCDMA两个小区之间的干扰
WCDMA两个小区之间的交叠区域在4F和5F交接处，3F和4F每层各布放了10副室内吸顶天线，经过详细的模拟测试，在4层各区域所接收到的WCDMA信号（4F天线覆盖）比5层天线穿透下来的功率差均大于15dBm以上，即可认定4F某接收点的EC/IO（4F）-EC/IO（5F）≥15dB，干扰可以忽略不计。
8.可预见性分析
8.1.话务量分析
ØGSM网络系统采用两台微蜂窝为信源，即四载波，根据辉煌大厦的用途和租赁情况，基本满足网络需求；
Ø在WCDMA系统中，一个TRX（5MHz）可提供64个速率为12.2kbit/s的业务信道。
目前，WCDMA网络终端还没有投入使用，而且覆盖系统采用两个WCDMA小区，不会存在话务繁忙的问题，建议每小区容量设置单载波；日后，WCDMA网络终端大批投入使用后，每用户所能获取的数据传输速率会相应降低，可根据话务量的大小来调整小区容量。
Ø本系统可供60个WLAN终端用户同时使用，基本满足要求，即使用户数量不断增加，也可直接在接入端增加AP以达到网络容量的需求。
8.2.市场前景分析
Ø目前中国境内移动手机用户已经超过2个亿，随着经济的不断发展以及市场的不断扩展，用户对移动通讯的需求已经不再单一追求以语音服务为主的通讯模式，而是往高速率、高容量的方向发展。
WCDMA正是此市场趋势发展形成的一种高质量数据通信模式，市场潜力巨大。
Ø未来的数据业务将是基于IP的高宽带的业务，未来通信系统将是IP，多媒体和移动三者的结合，因而WLAN的终端用户在未来会同样会呈高速增长。
Ø本覆盖系统兼容GSM、WCDMA和WLAN，可以从多方面满足不同用户的需求，应用面广。
目前在辉煌大厦内GSM手机用户已经有数百位，而WCDMA、WLAN技术以及其所为用户的生活、工作所带来的好处已经逐渐被人接受，具有巨大的应用前景。
9.
电磁辐射防护分析
根据中华人民共和国国家标准《电磁辐射防护规定》,即国标GB8702-88,电磁辐射的限值为:
Ø公众照射,在一天24小时内,环境电磁辐射的场量参数在任意连续6分钟内的平均值应满足功率密度<0.4W/m2（频率为30～3000MHz）。
Ø职业照射,在一天8小时工作时间内,电磁辐射功率密度的平均值（连续6分钟）应<2W/m2（频率为30～3000MHz）。
对电磁辐射源豁免的要求为：
Ø输出功率等于或小于15W的移动无线通信设备,频率为3-300000MHz时，电磁辐射体的等效辐射功率小于100W。
本工程天线口最强信号电平为15dBm=32mW，设人员活动范围为距天线一米以外，则最强功率密度为：
0.003W/m2，电磁辐射满足公众照射防护要求。
10.设备性能指标
10.1.WCDMA放大器指标
上行频带
1920-1980MHz
下行频带
2110-2170MHz
增益
下行：
70dB；上行：
70dB
增益可调范围
下行：
25dB（1dB步进）；上行：
25dB（1dB步进）
输出功率
下行：
40dBm/1载波，35dBm/2载波，31dBm/4载波，27dBm/8载波，23dBm/12载波；
上行：
30dBm/1载波，26dBm/2载波，22dBm/4载波，18dBm/8载波，14dBm/12载波；
回波损耗
下行：
>15dB；上行：
>15dB
噪声系数
下行：
6dB；上行：
5dB
带外抑制
下行：
80dB；上行：
80dB
远程监控
RS232/Modem
高温保护
+85℃
驻波告警
有
工作电压
200-240VAC，45-55Hz,3A（max）
环境温度
-10~+60℃
体积
50cm×43cm×25cm
重量
40kg
10.2.
WLAN功率放大器PA2500,其主要性能指标如下：
频率范围：
2400-2500MHz
工作模式：
双向分时双工（TDD）
传输增益:
33dB
频率响应:
±1dB
输出功率:
5W （37dBm）
输入功率:
3dBmmin ； 23dBmmax
接收增益:
10-14dBm ;13dBmtypical
噪波:
3.5dB
接口:
N－F,
避雷保护:
QuarterWaveTechnology
功耗:
Tx=3.3A,Rx=180mA@12VDC
工作温度:
-20°Cto+70°C
10.3.交换机性能指标
外形
1.73×17.5×9.79英寸（4.4×44.5×24.8厘米）
1机架单元（1U）高度
7磅（3.2公斤）
工作环境条件及供电要求
工作温度：
0－50℃
存储温度：
-20－65℃
工作相对湿度：
10％－85％（非凝结）
功耗：
最大70W；每小时239BTU
交流输入电压/频率：
100、120/200、240VAC（自动调节），50到60Hz
MTBF（平均无故障工作时间）：
180995小时
连接器和布线
10BASE-T端口：
RJ-45连接器；两对3、4、5类非屏蔽双绞线（UTP）布线
100BASE-TX端口：
RJ-45连接器；两对5类非屏蔽双绞线（UTP）布线
管理控制台端口（Console）：
RJ-45连接器
性能
3.2Gbps背板带宽
对64字节数据包转发速率可达3Mpps
转发带宽最高可达1.6Gbps
4MB共享内存结构，所有端口共享
64字节数据包的转发速率：
10-M端口为14880pps，100BASE-T端口为148800pps
8MBDRAM和4MB快闪存储器，2048个MAC地址
管理
SNMP，MIBII，MIB扩展，桥接MIB（RFC1493）
标准
全双工IEEE802.3X,用于10Base-T和100Base-TX端口
IEEE802.1D生成树协议（SpanningTreeProtocol）
IEEE802.3u100Base-TX规范
IEEE802.310Base-T规范
10.4.
AC（AccessController）性能指标
本设计方案采用Nokia的P022withIP120AC设备，其主要功能包括：
Ø支持基于SIM的认证（用SIM卡）和UserID/Password认证
Ø整合认证、漫游和计费信息至移动运营商网络，确保在ISP间漫游
Ø使用RADIUS可支持用户认证、裁定和计费服务
Ø若连接Internet可作为Internet接入点
Ø具有DHCP功能，支持各种安全的网络管理方法和SNMP功能
Ø具有各种路由协议的路由器，硬件接口类型众多
主要性能指标如下：
物理尺寸
高度2.10”/5.33cm，深度8.34”/21.18cm，宽度9.35”/23.75cm，重量11.3oz./318g
电源电压
100-120V/200-240V交流，电流:
1.8/1.0A，频率:
50/60Hz
电磁特性
FCCpart15,classA,EN55022（CISPR22,classA）,CEmarkFCCpart15,classB,EN55022（CISPR22,clas
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