清远城区君华大厦TDLTE系统室内覆盖工程设计.docx
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清远城区君华大厦TDLTE系统室内覆盖工程设计
清远城区君华大厦TD-LTE系统室内覆盖工程设计
QingyuanCityJunhuabuildingTD-LTEindoorcoveragesystemsengineeringdesign
学生姓名
学号
所在学院
信息学院
班级
通技1114班
所在专业
通信工程
申请学位
工学学士
指导教师
职称
副教授
副指导教师
职称
答辩时间
2015年6月6日
设计总说明
随着经济的发展，人们的生活水平越来越高，高楼大厦如雨后春笋般的拔起，城市中的人口和楼房的密度也越来越大。
由于楼房的阻挡和人群密度的加大造成了网络优化工作的难度提升了，在城市中建立室外宏基站已经不能完全解决城市中室内的弱信号覆盖和容量不足等问题。
但随着用户在室内活动的时间的增加，他们在室内使用手机所产生的流量越来越多，但由于楼房和人员过于密集，造成室内的弱信号覆盖和容量不足等问题，产生了掉话，话音质量差，切换不成功，不能上网等现象，这对网络运营商的形象造成了很大的影响，造成很大的经济效益的损失。
特别是日益推广的LTE系统，他的信号的穿透能力比以往的GSM,SCDMA信号的穿透能力更差，因此密集的高楼大厦给LTE信号的覆盖带来的问题更为严峻。
所以，解决好室内覆盖问题，满足用户的通信需求，增强网络的通信能力，成为了网络运营商重要事情。
LTE系统作为新一代的通信系统，也就是所谓的4G，它具有频谱利用率高，对工控要求低，采用智能天线和用有更高的的下载速率等优点。
所以LTE系统地建设和推广对网络运营商具有战略意义。
而城市的快速发展，密集的楼房阻挡使得LTE信号在传输过程中快速衰减，造成大型建筑内弱信号覆盖，让室内用户不能享受LTE系统的便利。
而建设LTE舍内分布系统不但可以解决用户因弱信号覆盖产生的掉话，话音质量差，切换不成功，不能上网等问题；而且可以解决因用户过于密集而产生的容量不足问题。
LTE舍内分布系统的建设可以扫平LTE系统推广路上遇到的很多问题，对网络运营商竞争李的提高具有很大的意义。
本设计是借助分布式天线系统来设计君华大厦的室内覆盖系统，同时利用合路器把TD-LTE和SCDMA两个系统合一。
它是通过君华大厦的地理位置，电磁场环境，用户的话务量，LTE和SCDMA技术理论的分析来确定君华大厦的室内覆盖系统建设的必要性和可行性；再结合室内覆盖系统建设的要求，安全生产的规范，经费的预算等，得出最终设计方案。
关键词：
LTE；SCDMA；室内覆盖
introduction
Witheconomicdevelopment,people'slivingstandardshigherandhigher,high-risebuildingshavemushroomeduprooted,thecitypopulationandbuildingdensityisalsogrowing.Becausebuildingabarrierandcrowddensityincreasecausedbythedifficultyofnetworkoptimizationtoenhancetheestablishmentofoutdoormacrobasestationhasnotcompletelysolvethecity'sweakinadequateindoorcoverageandcapacityissuesinthecity.Butwiththeincreaseinuseractivitytimeindoors,theyusedindoorstrafficgeneratedbymobilephonesmoreandmore,butbecauseoftoodensebuildingsandpersonnel,resultinginweakindoorsignalcoverageandcapacityissuesinadequate,resultingindroppedcallspoorvoicequality,switchingfails,nottheInternetphenomenon,whichthenetworkoperator'simagecausedgreatimpact,causinggreateconomiclosses.EspeciallythegrowingpromotionofLTEsystems,signalshispenetrationthanthepreviousGSM,SCDMAsignalpenetrationisevenworse,sodensehigh-risebuildingstocovertheLTEsignalproblemscausedbymoresevere.So,tosolvetheindoorcoverageproblems,meetthecommunicationneedsofusers,enhancethecommunicationcapabilitiesofthenetwork,hasbecomethenetworkoperatorimportantthings.
LTEsystemasanewgenerationofcommunicationsystems,alsoknownas4G,ithasahighspectrumefficiency,lowrequirementsforindustrialcontrol,smartantennaandwithahigherdownloadspeed,etc.SoLTEsystemstotheconstructionandpromotionofstrategicsignificanceforthenetworkoperator.Therapiddevelopmentofthecity,buildingthebarriersodensefastLTEsignalattenuationduringtransmission,resultinginweaksignalcoverageinlargebuildings,sothatuserscanenjoytheconvenienceofindoorLTEsystem.TheconstructionofLTEdiscounteddistributionsystemcannotonlysolvetheuserduetoweaksignalcoveragedroppedcallsgeneratedbypoorvoicequality,switchingfails,nottheInternetandotherissues;andinadequatecapacitytosolveproblemscausedbytoointensiveusergenerated.ConstructionLTEdiscounteddistributionsystemcanbewipedawayalotofproblemsencounteredontheroadtopromotetheLTEsystem,ithasgreatsignificancefornetworkoperatorstoimprovecompetitioninLee.
ThisdesignistheuseofadistributedantennasystemdesignedMeritusbuildingindoorcoveragesystem,whiletakingadvantageofaroadSCDMAtoTD-LTEandtwosystemsinone.ItisthroughtheMerituslocationofthebuilding,electromagneticenvironmentusertraffic,LTEanalysis,andtechnicaltheorytodetermineSCDMAindoorcoverageMeritusnecessityandfeasibilityofbuildingsystemconstruction;combinedindoorcoveragesystemconstructionrequirements,safetyproductionstandards,budgetandotherfunds,arriveatafinaldesign.
Keywords:
LTE;SCDMA;Thein-roomCoverageDesign
清远城区君华大厦TD-LTE系统室内覆盖工程设计
通信工程，201111612308，范志辉
指导教师：
周珏
毕业设计说明书
1概述
1.1站点概述
清新城区君华大厦位于旧城西门塘直街，经纬度为E:
113.01936N:
23.71781是一座拥有两层地下室的15层大厦，距离最近的清远城区凤凰豪庭D-ELH-34G基站140米左右，该处已做SCDNA室内分系统，因受高楼阻挡，该处LTE信号比较弱，现对该处进行LTE室分系统建设，共址原有SCDMA系统。
本期工程增强LTE信号的覆盖。
图1-1覆盖目标
1.2无线环境
1.2.1当前测试情况
测试时间：
2014年10月9日；
测试地点：
城区君华大厦；
测试工具：
TEMS功率发射机和接收机各1部及测试仪器1套，根据楼内的建筑情况和清远移动通信公司的覆盖建议和要求，我们在城区君华大厦内的楼层和周边的环境进行了认真查看和拍摄，用TEMS功率发射机和接收机测试仪器对楼层和周边的信号进行测试；并详细的向现场用户咨询了移动电话的使用情况，是否存在掉话，话音质量差，切换不成功，不能上网等问题。
测试结果为城区君华大厦的楼层信号在-85dBm～-101dBm。
1.2.2测试结果分析
城区君华大厦的楼层信号在-85dBm～-101dBm通话质量受到周围环境极大影响，存在较多弱信号盲区。
城区君华大厦位于旧城西门塘直街，经纬度为E:
113.01936N:
23.71781，距离最近的清远城区凤凰豪庭D-ELH-34G基站140米左右，周围有万怡大厦等高楼存在。
根据对后台系统的查询，清远城区凤凰豪庭D-ELH-3正常运行，不存在故障问题；在对君华大厦周围环境的分析，初步得出了因大型建筑物对信号的阻挡导致君华大厦弱信号覆盖的结论。
为了寻找解决君华大厦弱信号覆盖问题的方案，我们对清远城区凤凰豪庭D-ELH-3基站的发射功率，天线倾角和方向以及周围环境的分析和经费研究以及君华大厦话务量的分析，最终得出建设君华大厦的室内LTE覆盖系统，同时利用合路器把TD-LTE和SCDMA两个系统合一的方案。
图1-3周边基站
1.2.3其他电信运营商覆盖情况
从现场的信号测试情况，中国联通的GSM、CDMA信号在室外的信号强度平均在-94dBm～-104Bm之间，室外信号强度与通话质量都很差。
在对君华大厦周围环境的分析，初步得出了因大型建筑物对信号的阻挡导致君华大厦弱信号覆盖的结论，因此可以看出君华大厦的手机用户都不能很好的使用移动手机，建设君华大厦的室内LTE覆盖系统，解决用户的掉话，话音质量差，切换不成功，不能上网等问题，能吸纳很大的话务量，具有很大的经济效益，并且能提高公司的形象。
1.3建设目标
为了解决城区君华大厦的LTE信号覆盖问题；吸纳话务量，提高通话质量。
1.4建设规模及投资
表1-1工程规模
工程规模
原有全向吸顶天线
原有壁挂天线
原有定向吸顶天线
新增全向吸顶天线
新增壁挂天线
新增定向吸顶天线
新增天线总数
68
0
0
68
0
0
0
投资规模
总投资：
33185.86元
每平方米投资金额：
0.53元
每副天线投资金额：
465元
馈线数量
1/2″普通阻燃馈线120米、7/8″普通阻燃馈线0米
楼层覆盖
与TD合路。
电梯覆盖
与TD合路
1.5设计依据
1、广东移动通信有限责任公司清远分公司关于城区君华大厦室内覆盖项目的设计委托函
2、邮电部《900MHzLTEMA数字公用陆地蜂窝移动通信网路设计体制》（TZ019-95）
3、原邮电部颁布的《900MHzLTEMA数字移动通信工程设计暂行规定》（部内标准）FCC和GSM900ETSI标准
4、TD-LTE-Advanced移动通信系统设计（2012版
5、广东省电信工程有限公司的产品手册及勘测设计规范
6、国标GB8702－88《电磁辐射防护规范》
7、：
《LTE-UMTS长期演进理论与实践》
1.6设计原则
在保证工程质量和安全的条件下，尽可能的降低成本。
充分利用基站信号，不使用有源放大器，尽量减少噪声电平的积累，保证基站入口的噪声电平（互调及噪声电平的叠加）小于-104dBm。
考虑到环保的问题，适当增加天线的数量，降低每付天线的输出功率，保证下行信号到每付天线的输出电平≤30dBm，既达到良好的覆盖效果，又不产生环境污染。
综合考虑天线的数量、位置和输出功率，以及所需覆盖的范围，保证信号的均匀分布。
结合室内结构的情况，综合考虑其功用、装潢等，合理布置天馈线系统。
考虑将来扩容及双频信号覆盖，所有的耦合器、功分器、天线、馈线和接头等无源器件均采用宽频器件，设计时预留一定的功率余量。
1.7设计范围及分工
本设计主要有主机系统，线路设计，防雷接地安全系统，用电系统等，并按照国家的相关规定进行本工程的预算。
设计院主要完成LTE室内分布系统的设计和审核；工程中所需要的设备、器材由基站厂家提供；施工部门负责按照设计图纸对分布系统的建设。
1.8设计目标及技术要求
能有效的解决室内存在的信号弱区问题，充分吸收覆盖区域内的话务量。
本系统的所有设备都能够正常运行，不会出现任何堵塞问题，确实出现拥塞的要结合实际话务量进行分析解决。
2技术要求
2.1LTE-SCDMA系统技术要求
（1）无线信道呼损不高于2％；
（2）无线覆盖区内可接通率：
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；
（3）室内分布语音覆盖边缘场强PCCPCH-RSCP>=-85dBm，C/I>=0dB；
（4）对于电梯、停车场等边缘地区功率场强要求：
PCCPCH-RSCP≥－90dBm，C/I>=-3dB；
（5）覆盖区与周围各小区之间有良好的无间断切换；
（6）通话效果：
语音CS业务BLER不高于1%；CS64k0.1-1%；PS业务BLER不高于10%；覆盖区域内通话应清晰，无断续、回声等现象；
（7）室内信号的外泄电平室外10米处PCCPCH_RSCP室外小区－PCCPCH_RSCP室内外泄≥5dB；在室外PCCPCH_RSCP值较弱时，室内外泄PCCPCH_RSCP≤-90dBm；
（8）天线端口的最大发射功率对于LTE系统，采用“小功率，多天线”方式进行覆盖，天线口功率在0～5dBm，在可视环境下，覆盖半径取8～15米；在多隔断的情况，覆盖半径取4～10米。
（9）天馈线系统的驻波比要求，天馈线系统驻波比≤1.8。
3信源设计
3.1信源选取原则
根据覆盖区域内的话务量、信号情况以及建设的系统类型来决定信号源的选择。
基带拉远型（BBU＋RRU）基站是目前LTE-SCDMA系统主要设备类型，它能适用于各种场景。
3.2配备原则
3.2.1功率的配备原则
LTE-SCDMA室内分布选用BBU+RRU作为信源，应使用PCCPCH信道功率进行分布系统功率预算，为保证公共信道和上下行各业务平衡，室内分布系统设计时按照PCCPCH信道功率（双码道）为32dBm取定，对部分覆盖面积较小的场景可降低功率设计。
3.2.2RRU的配备原则
LTE-SCDMA室内分布系统RRU配置应该遵循以下原则：
1、RRU使用原则：
单通道RRU具有功率大、安装灵活、便于A频段引入的优点，在室内分布系统建设中建议优选单通道RRU。
RRU分区规划原则：
对于使用多个RRU覆盖的物业点需进行RRU的覆盖分区规划，规划时应使得各个RRU分区间的隔离度尽可能高（建议隔离度应大于12dB），以利于提高空分复用性能及后期扩容，降低改造工作量。
2、RRU级联原则：
考虑网络安全性和性能指标，通常情况下室内分布系统RRU级联级数建议为3级以内，最多不超过5级。
3、多频段RRU引入原则：
LTE室内分布系统建设应考虑后续引入A频段的便利性，在分布系统设计时应考虑并预留A频段RRU及合路器安装位置。
3.3覆盖分析
需要对清远市城区君华大厦进行室内覆盖建设，满足用户需求。
3.4容量分析
按照GSM网用户数占总用户数80%，LTE网用户数占总用户数20%进行用户数估算。
如下
表3-1用户预估表
站点
面积（平方米）
人流密度（个/千平方米）
移动用户比例
GSM用户数
LTE用户数
城区君华大厦
60000
60
70%
2016
504
将LTE用户分为手持终端用户和HSDPA卡用户：
其中手持终端用户中CS域业务渗透率100％，CS域单机忙时话务量为0.02erl（其中话音业务单机忙时话务量为0.019ERL、可视电话忙时单机话务量为0.001ERL），PS（R4）数据业务激活率25％，忙时每用户数据流量为900kbit@BH（250bps），上下行数据量比例为1：
4，PS64/128/384K承载速率比例为60%/30%/10%；
HSDPA数据卡每用户忙时数据流量为36Mbit@BH（10kbps），上下行数据量比例为1：
9。
3.5小区规划原则
LTE-SCDMA室内分布系统小区规划应该遵循以下原则：
1、LTE-SCDMA室内分布系统小区规划要充分考虑室内具体环境。
规划时重点考虑小区之间的隔离。
2、空旷或封闭性较差的室内环境，开放性室内环境，必须严格控制不同小区之间的覆盖区域，并在不同小区之间采用码隔离度较高的码组。
对于大型场馆等小区间隔离度较低的场景，应采用异频组网。
原则上单个小区覆盖面积不宜过大，容量不宜过高，均衡覆盖和容量，从而避免后期容量增加对现网室内分布系统做大的调整
3.6频率配置原则
中国移动LTE-SCDMA使用1880－1900MHz和2010－2025MHz，总计35MHz频率。
综合考虑目前厂家设备支持情况，以及小灵通系统对1880－1900MHz干扰问题，本工程频率配置原则为：
充分利用2010－2025MHz频段，在业务高密度区，扩展使用1880－1900MHz频段增加网络容量，满足业务需求。
（1）建议主要使用2010－2025MHz频段，频率配置原则为：
Ø室内使用F1-F3，室外使用F7-F9用于室外，F4-F6原则上根据实际情况合理设置；
表3-2频率配置
频点号
下界
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F9
上界
中心频点（MHz）
2010.0
2011.0
2012.6
2014.2
2016
2017.6
2019.2
2020.8
2022.4
2024.0
2025.0
保护间隔
0.2
0.0
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
Ø对有特殊容量需求的室内场景可以使用室外频点或使用1880－1900MHz频段的频点。
（2）由于LTE-SCDMA室内覆盖系统中不能运用智能天线，导致下行的容量和上行的解调灵敏度收到影响。
为了让干扰减少，室内覆盖与室外覆盖不要运用同频组网方式；要保证与室外有切换关系的室内小区的主载频与室外小区主载频保持异频。
3.7率频道间隔
相邻频道间隔为200kHz。
每个频道采用LTEMA方式，分为8个时隙，即8个信道。
3.8时隙配置原则
建议在工程中全网采用2:
4（上行:
下行）时隙配置，以便充分发挥LTE网络在非对称时隙配置下增强下行承载业务能力的优势。
3.8.1HSDPA覆盖能力
（1）控制信道的覆盖能力；HS-SCCH与HS-SICH信道与DCH信道类似，均具有功控和赋形功能，应用典型值进行链路预算，其容许的最大路径损耗略优于CS64K业务。
（2）上、下伴随信道的覆盖能力；上行A-DPCH承载带内信令和上行高层的确认包以及网络层的数据流量，其编码增益较小，覆盖能力是HSDPA系统最易受限的信道。
下行A-DPCH仅承载带内信令，其编码增益较大，覆盖能力优于上行A-DPCH。
（3）HS-PDSCH信道的覆盖能力
由于HS-PDSCH信道具有多种传输格式，可通过AMC自动调整传输块大小，通过信道的编码增益获得更强的覆盖能力（即通过牺牲容量换取覆盖能力），因此，HS-PDSCH信道不会成为HSDPA覆盖受限的因素。
综上所述，在HSDPA边缘速率没有最低要求的情况下，上行A-DPCH会成为HSDPA系统中最先受限的信道。
因此，在无线网络规划和优化中要重点关注上行A-DPCH信道的覆盖，根据仿真及实测结果上行A-DPCH和CS64K业务信道覆盖能力相当，参照CS64业务覆盖半径设置基站站点应可满足HSDPA覆盖要求。
参照CS64业务覆盖半径设置基站站点，则HSDPA小区边缘速率可达到100kbps/每HSDPA业务时隙。
3.8.2HSDPA吞吐量及用户数
（1）HSDPA平均吞吐量
按照LTE室内覆盖系统所设计的下载速率的测试结果，结合仿真数据和用户数量，再按照单个小区的最大下载速率的百分之六十到百分之七十的比例来计算。
HSDPA平均吞吐量=504*3.2Mbps*65%=1048.32Mbps
（2）用户数
按照实际测量的数据和仿真结果，可规划六到八个同时在线用户每个HSDPA载频。
3.8.3频点配置
理论上，在N频点系统中，HSDPA既可以配置在主载波也可以配置在辅载波上，由于HS-PDSCH信道发射功率恒定，相对于具有功控的R4业务的干扰较大，同时调度周期与R4业务不一致，为了避免HSDPA业务与R4业务之间的强干扰，连片HSDPA区域内，建议将不同小区的HSDPA业务信道配置在同一频点上，如下图所示。
图3-1载波配置
在频率资源足够的情况下，为保证HSDPA和R4业务质量，也可以选取单独的频点用于HSDPA业务，且不用于主载波。
如室外S333站型下，R4业务及主载频使用频点F7~F9，HSDPA的固定频点可从F4～F6中间选取。
这样三个扇区有如下配置：
[F7]、F5、F6/[F8]、F5、F6/[F9]、F5、F
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