辉煌商务大厦三网合一系统设计方案.docx

1、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

2、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BF5000停车场是1F5500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2F5500派诺蒙公司否（业主原因）3F5500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4F7F4000/层外租办公室是电梯共四部，运行区间BF7F，GSM网络已覆盖联系人： 祈小姐 联系电话：2312006 23112221.2. 电磁

3、环境 GSM900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。 WCDMA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。 WLAN网络电磁环境：辉煌大厦6楼B

4、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 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； 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

5、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 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； WLAN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； 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 GSM：无线覆盖边缘场强：楼层-80dBm；电梯-85dBm；外泄电平：-85dBm； WCDMA：信源设备功率输出最大值为Ec=33dBm，但

6、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； WLAN：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：2400.02483.5MHz；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1012以下的地方占95%以上。 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）、4F7F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

7、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：200154.5 E：1134606.73.2. 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，-1F3F为裙楼，4F7F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-1F3F，小区2覆盖4F7F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

8、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-1F4F以及电梯低层，小区2覆盖5F7F以及电梯高层。可能产生切换的区域为4F5F之间的电梯和安全走道。3.3. 设备型号的确定 WCDMA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。 WLAN设备选定：序号设备名称型号/规格厂商备注1交换机Cisco WS-C2950-24 Cisco24口10/100M自适应2ACNokia P022 with IP 120Nokia3*RJ45口，支持用户数

9、1003APNokia A036Nokia标配内置天线，可外接天线4供电模块PowerDsine 4006PowerDsine6口POE供电模块52.4G功放PA2500/输出功率5W6合路器CM-CLNN00/两路频段合路 GSM900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-A824960MHz17102300MHz全向吸顶天线IXD-360/V03-NN824960MHz17102500MHz定向吸顶天线IXD-120/V06-NB824960MHz全向吸顶天

10、线IXD-360/V03-NN824960MHz17102500MHz壁挂天线IWH-085/V09-NG880960MHz板状天线ODP-090/V11-NW824960MHz17102300MHz壁挂天线IWH-090/V08-ND824960MHz17101880MHz板状天线ODP-090/V11-NW824960MHz17102300MHz功分器RD-5*N/NP-F18002400MHz功分器RD-5*N/NP-F28002500MHz耦合器RC-5NK/NK/NK-*F18002300MHz耦合器RC-5NK -*F8002500MHz 原系统馈线可兼容GSM900、WCDMA和

11、WLAN频段，可以沿用原系统馈线； 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dBF： 频率，单位MHz，计算取值为2000MHzD： 距离，单位km，最远距离为0.02kmH：天线有效高度，单位m，计算取值为3mC（F）： 环境校正因子 取0有：PL(dB) =69.55+26.1

12、6log(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

13、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+NFBtsNFBts 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0.51dB范围内，使干放基本对基站无影响。4.3. 隔离度分析 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

14、支持吞吐量2M（E1）移动终端支持最高接入速率11Mbps5.2. 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： 30 x2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

15、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 PL=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. Pt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 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

16、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12412MHz2401/2423MHz22417MHz2406/2428MHz32422MHz2411/2433MHz42427MHz2416/2438MHz52432MHz2421/2443MHz62437MHz2426/2448MHz72442MHz2431/2453MHz82447MHz2436/2458MHz92452MHz2441/2463MHz102457MHz2446/2468MHz112462MHz2451/2473MHz122467MHz2456/2478MH

17、z132472MHz2461/2483MHz 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BFAP1-BF15FAP1-5F116. 系统外泄分析（WCDMA）根据Okumura_Hata

18、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dBF： 频率，单位MHz，计算取值为2000MHzD： 距离，单位km，最远距离为0.03kmH：天线有效高度，单位m，计算取值为3mC（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

19、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 WCDMA与GSM之间的干扰GSM900：上行890MHz909MHz；下行935MHz954MHz。WCDMA：上行1920MHz1980MHz；下行2110MHz2170MHz。WLAN：2400.0MHz2483.5MHz。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

20、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885915MHz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

21、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。 WCDMA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 GSM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； 在WCDMA系统中，一个T

22、RX（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。 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 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

23、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。 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。 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: 公众照射,在一

24、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. 4 W/m2 (频率为303000MHz)。 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200-240V AC，45-55Hz,3A(max)环境温度-10+60体积50cm43cm25cm重量40kg10.2. WLAN功率放大器PA2500, 其主要性能指标如下：频率范围：2400 - 2500 MHz工作模式：双向分时双

25、工(TDD)传输增益:33dB 频率响应: 1 dB 输出功率:5W(37dBm)输入功率:3 dBm min ；23 dBm max接收增益:10-14 dBm ; 13dBm typical噪波:3.5 dB 接口:NF, 避雷保护:Quarter Wave Technology 功耗:Tx =3.3A, Rx = 180 mA 12V DC工作温度:-20 C to + 70 C 10.3. 交换机性能指标外 形1.7317.59.79英寸（4.444.524.8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：050存储温度： -2065工作相对湿度：108

26、5（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60HzMTBF（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1.6Gbps4MB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，100BAS

27、E-T端口为148800pps8MB DRAM和4MB快闪存储器，2048个MAC地址管 理SNMP，MIB II，MIB扩展，桥接MIB(RFC 1493)标 准全双工IEEE 802.3X,用于10Base-T和100Base-TX端口IEEE 802.1D生成树协议（Spanning Tree Protocol）IEEE 802.3u 100Base-TX规范IEEE 802.3 10Base-T规范10.4. AC（Access Controller）性能指标本设计方案采用Nokia的P022 with IP120 AC设备，其主要功能包括： 支持基于SIM的认证（用SIM卡）和Use

28、rID/Password认证 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 使用RADIUS可支持用户认证、裁定和计费服务 若连接Internet可作为Internet接入点 具有DHCP功能，支持各种安全的网络管理方法和SNMP功能 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” / 5.33 cm，深度 8.34” / 21.18 cm ，宽度 9.35” / 23.75 cm ，重量 11.3 oz. / 318 g电源电压100-120V/200-240V 交流，电流: 1.8/1.0 A，频率: 50/60 Hz电磁特性FCC part 15, class A, EN55022 (CISPR22,class A), CE mark FCC part 15, class B, EN55022 (CISPR22,clas