1、移動通信室內分布系統方案設計學院：電子與信息工程學院學生姓名：陳專業班級： 2011 級移動通信技術（1）學號：指導老師：2014年 6月 20畢業設計摘 要隨著經濟的發展，人民生活水平的提高移動通信用戶不斷的增加，加上對建筑物的建設要求越來越高。這些建筑物規模大、質量好，對移動電話信號有很強的屏蔽作用。在大型建筑物的低層、地下商場、地下停車場等環境下，移動通信信號弱，手機無法正常使用，形成了移動通信的盲區和陰影區；在中間樓層，由于來自周圍不同基站信號的重疊，產生乒乓效應，手機頻繁切換，甚至掉話，嚴重影響了手機的正常使用；在建筑物的高層，由于受基站天線的高度限制，無法正常覆蓋，也是移動通信的盲

2、區。另外，在有些建筑物內，雖然手機能夠正常通話，但是用戶密度大，基站信道擁擠，手機上線困難。特別是移動通信的網絡覆蓋、容量、質量是運營商獲取競爭優勢的關鍵因素。網絡覆蓋、網絡容量、網絡質量從根本上體現了移動網絡的服務水平，是所有移動網絡優化工作的主題。室內覆蓋系統正是在這種背景之下產生的。根據相關資料統計部分地區的室內話務量在總話務量中占有較高的比例。 因此加強室內覆蓋對于提高移動通信質量具有重要意義。關鍵詞：移動通信；室內分布覆蓋；系統容量I畢業設計AbstractWith economic development, people's living standards improve

3、 mobile users continue to increase, coupled with the construction of the buildings have become increasingly demanding. These buildings are in large scale, good quality, to the mobile phone signal has the very strong shielding effect. In large buildings in the lower layer, such as underground parking

4、 environment of mobile communication, mobile phone signal is weak, cannot use normally, formation of mobile communication blind area and in the shadows, in intermediate floor, because around the different base station signal overlap, from the formation of the ping-pong effect, frequent switching of

5、mobile phone, and even drop, seriously affecting the mobile phone shop the normal use; at the top, due to base station antenna height restriction, can not cover, but also the blind area of mobile communication. In addition, in some buildings, while the mobile phone to the normal call, but the user d

6、ensity, base station channels congestion, difficulty of mobile phone line, network coverage system is under this kind of background generation. A high proportion of the total traffic in accordance with the relevant statistics indoor traffic in some areas. Therefore, strengthening indoor coverage of

7、mobile communication for improving the quality of great significance.Keywords: mobile communications; indoor distribution coverage; system capacityII畢業設計目 錄摘 要IAbstractII引 言1第 1 章 室內分布系統的概述及發展21.1 室內分布系統的組成21.2 室內分布系統的類型及特點21.3 室內分布系統的發展趨勢4第 2 章 室內分布系統信源的接入方式52.1 直放站作信源接入52.2 微蜂窩作信源接入52.3 宏蜂窩作信源接入5第

8、 3 章 移動通信室內分布系統工程設計63.1 工程概況63.2 覆蓋要求63.3 器件選用73.4 室內覆蓋場強驗證8第 4 章 施工規范及要求104.1 天線的安裝104.2 饋線的布放104.3 饋線與器件的安裝10總 結12參考文獻13致 謝14畢業設計引 言室內覆蓋是針對室內用戶群、用于改善建筑物內移動通信環境的一種成功的方案。近幾年在全國各地的移動通信運營商中得到了廣泛應用。 其原理是利用室內天線分布系統將移動基站的信號均勻分布在室內每個角落， 從而保證室內區域擁有理想的信號覆蓋。室內覆蓋系統的建設， 可以較為全面地改善建筑物內的通話質量， 提高移動電話接通率，開辟出高質量的室內移

9、動通信區域；同時，使用微蜂窩系統可以分擔室外宏蜂窩話務，擴大網絡容量，從整體上提高移動網絡的服務水平。隨著移動通信建設步伐的不斷加快，移動用戶的飛速增加，在大中城市的室外地區已經基本可以做到無縫覆蓋。為了提高網絡質量、提高用戶滿意度、增加話務量，室內覆蓋越來越成為網絡優化的重點。特別是隨著移動通信的普及，移動用戶在室內使用手機的機會日益增加，迫切要求提供更好的室內移動通信環境。室內覆蓋，尤其是無線信號的室內覆蓋，是移動通信網絡的重要組成部分。建設室內分布系統對于提高移動通信網絡服務質量具有重要意義。 由于室內分布系統建設環境的多樣化和復雜性，尋求性能更優、效果更佳的無線通信網絡室內分布系統，還

10、需要再實踐中不斷探索和總結。1畢業設計第 1 章 室內分布系統的概述及發展室內分布系統就是將宏蜂窩站、微蜂窩站或直放站作為信號源，通過耦合器、功分器等器件進行分路， 經由饋線將信號盡可能地分配到每一副分散安裝在建筑物各個區域的低功率天線上，從而實現室內信號的均勻分布，保證室內區域擁有理想的信號覆蓋，可以較全面地解決室內覆蓋中存在的各種問題。1.1 室內分布系統的組成室內覆蓋系統主要由信號源和分布系統以及覆蓋區域三部分組成如圖1-1；圖 1-1 室內覆蓋系統框圖信號源：宏蜂窩、微蜂窩、直放站。分布系統：主要有射頻電纜、無源器件、天線以及接頭組成。覆蓋區域：設計要求所要達到的區域。1.2 室內分布

11、系統的類型及特點室內分布系統可分為微蜂窩室內分布系統和直放站室內分布系統。微蜂窩系統的優點是信號穩定、可靠，通信質量好；缺點是建設周期較長，一次性投資大，還需支付傳輸線路的租賃費用。直放站系統的優點是投資省、安裝方便快捷，可以很快解決信號弱和盲區問題；缺點是通過定向天線難以獲得單一純凈的信號，系統的話音質量相對蜂窩系統較差，且易造成對其他基站的干擾。室內分布系統也可以分為無源系統和有源系統。無源系統即基站或微蜂窩信號源通過耦合器、功分器、接頭等無源器件進行分路，經由饋線將信號盡可能平均地分配到每一副分散安裝在建筑物各個覆蓋區域的底功率天線上，從而實現室內信號的均勻分布，2畢業設計解決室內信號覆

12、蓋的問題。無源天線系統主要由藕合器、合路器、功分器、饋線及天線組成，對基站或微蜂窩提供的RF 信號直接由饋線傳送到天線發射出去，是一種簡單的室內覆蓋方式，無源天線系統是室內分布系統的基礎。設備性能穩定、安全性高、維護簡單，信號經過功分器、耦合器和線路衰耗后，到達各個天線處的強度不同，覆蓋效果也不盡相同，其原理如下圖1-2 所示。信功接分布系統耦接分布系統源合分微器器接分布系統蜂圖 1-2 無源天線系統無源天線系統主要部件及功能如下：（1）藕合器（ Coupler），主要用于主干與支路之間功率不平衡分配。（2）合路器（ Combiner），主要對多個載頻或信號源進行合路并輸出。（3）功分器（ S

13、plitter ），主要用于支路連接天線時進行功率分配，通常將一路信號能量分成兩路或者多路輸出，一般為能量的等值分配。（4）饋線（ Coaxial），主干一般用 7/8"（比 1/2"損耗小）電纜，支路一般采用 1/2" （損耗比較大）電纜。（5）天線（ Antenna），用來輻射和接收無線電波的裝置。而有源系統的信號經過各級衰耗后，到達末端時可以被放大器放大，達到理想的強度，保證覆蓋效果。但是它建設、維護復雜，近端和所有遠端設備都需要電源，有源設備易損壞，系統的安全性和穩定性不如無源系統。室內分布系統也可分為同軸電纜系統、光纖系統和泄漏電纜系統。同軸電纜是最常用

14、的材料，性能穩定、造價便宜但線路損耗大。大型同軸電纜室內分布系統通常需要多個干線放大器作信號放大接力。光纖線路損耗小，不加干線放大器也可將信號送到多個區域，保證足夠的信號強度，性能穩定可靠，但在近端和遠端都要增加光電轉換設備，系統造價高，適合質量要求高的大型場所。泄漏電纜系統不需要室內天線，在電纜通過的地方，信號即可泄漏出來，完成覆蓋。泄漏電纜室內分布系統安裝方便，但造價高，對電纜的性能要求高，使用較少。3畢業設計1.3 室內分布系統的發展趨勢經過十多年的發展，室內覆蓋系統在技術上已經十分成熟。室分系統在未來幾年會有如下的發展趨勢。（1）有源設備數字化趨勢為減少干放、光端機等有源設備對 2G、

15、3G 系統的干擾，各室分廠家紛紛推出數字化有源產品，通過對射頻信號進行數字化取樣來減少額外系統噪聲的引入，提高設備性能。另外，有源設備數字化，也為有源設備網管系統的建設提供了條件，解決了一直困擾各運營商的室分有源設備網管監控的難題。（2）分布系統光纖化趨勢為解決射頻饋線帶來的較高的能量損耗問題，響應國家關于“節能減排”的建設理念，室分系統已經逐漸開始向光纖化演進，通過更低損耗的光纖資源作為系統主干，將以往“大功率集中輸出”的設計思路轉變為“小功率多點輸出”的思路，從而實現了節約能源、節約材料、節約空間、節約費用的目的。（3）有源設備多模化趨勢有源設備的數字化還為多套通信系統共用一套有源設備創造

16、了條件。 利用數字化的信號取樣、集成工藝的逐步提高，以及光纖鏈路的寬帶資源，已有多家室分廠家生產出了能夠同時放大多套系統信號的多模遠端設備，在簡化室分系統結構的同時，也為多家運營商的共建共享提供了可能。4畢業設計第 2 章 室內分布系統信源的接入方式2.1 直放站作信源接入通過直放站的施主天線直接從附近基站提取信號；用耦合器從附近基站耦合部分信號通過光纖傳送到盲區內的直放站; 直放站不需要基站設備和傳輸設備，安裝簡單靈活，設備型號也豐富多樣，在移動通信中正扮演越來越重要的角色。（1）通過直放站的施主天線直接從附近基站提取信號如圖2-1；圖 2-1 通過直放站的施主天線直接從附近基站提取信號2.

17、2 微蜂窩作信源接入是以微蜂窩基站作為信號分布系統的信號源，適用于覆蓋范圍較大話務量相對較高的建筑物內，在城市使用較多，解決覆蓋和容量問題。微蜂窩方式的通話質量比宏蜂窩方式要好，對宏蜂窩無線指標的影響較小，并且有增加容量的作用。2.3 宏蜂窩作信源接入是以宏蜂窩基站作為信號分布系的信號源。宏蜂窩作信源容量大、覆蓋范圍廣、質量好，是室內分布系統最好的接入方式。但是宏蜂窩成本高，建設周期長。5畢業設計第 3 章 移動通信室內分布系統工程設計3.1 工程概況車田中學坐落于龍川縣車田鎮南山山腳下，是一個風景優美的校園。里面有個教師辦公區由于建筑建的比較封閉加上又是在低層導致辦公區里面移動信號弱。現在要

18、以隔離實訓樓內的移動微蜂窩基站作信源建一套室內分布系統覆蓋一樓的辦公區。微蜂窩基站能提供 30dB 的信源。由于此次覆蓋范圍較小，所以引入信源就直接通過耦合器接天線進行覆蓋。從基站機房到覆蓋區約六米的距離。3.2 覆蓋要求（1）本次設計要求覆蓋大樓一樓所有室內及通道；考慮到室內環境安全，室內天線 EIRP 盡量控制在 15dBm 以內；要求所有覆蓋區域手機接收電平不低于 -65dBm；（2）室內分布系統設計平面圖如下圖3-1；圖 3-1 分布系統設計平面圖（3）功率設計與傳播模型圖如下圖 3-2；6畢業設計圖 3-2 傳播模型圖3.3 器件選用本次工程中共需天線七副、20dB 耦合器 3 個、

19、 15dB 耦合器 4 個， 1/2 饋線 42 米。（1）耦合器表 3-1 耦合器的參數RC-5RC-5NK/RC-5NK/RC-5NK/產品型號NK/NK/NNK/NK-20F1NK/NK-10F1 NK/NK-15F1K-06F1工作頻率 (MHz)8002500輸入阻抗 ()50輸入駐波比1.3定向度 (dB)15dB15dB15dB15dB耦合度6dB10dB15dB20dB通過損耗 (dB)1.50.710.490.3通過功率 (W)100接頭N-K重量 (kg)0.48體積（ mm）141×58× 24環境溫度35 75相對濕度95(2) 天線7畢業設計表 3

20、-2 全鄉吸頂天線的參數頻率范圍824 960MHz， 1710 2500MHz功率容量50W增益2.1dBi水平面半功率波瓣寬360°度垂直面半功率波瓣寬180°度駐波比 1.5極化方式垂直極化阻抗50饋電類型N-K體積重量 200；高 78mm；重量 0.5Kg輻射單元材料電路板天線罩材料尼龍（3）饋線為了減少信號在饋線上的損耗本系統采用1/2 硬饋線損耗為 1dB/10 米。3.4 室內覆蓋場強驗證對室內覆蓋系統，采用電波自由空間傳播損耗進行，其自由空間傳播損耗計算公式為式 4-1 所示；Ls（dB）=20lg（4df C） 20lg（4C） 20lg（f ） 20l

21、g（ d） （4-1）其中： d 為傳輸距離，單位為 m；f 為電波頻率，單位為 Hz（GSM 取 900MHz ）；C為光速，取 300000000ms。表 3-3 普通大樓建材和結構的平均阻擋損耗參考材料類型混凝土墻混凝土樓板天花板金屬隔斷損耗1015dB1520dB18dB5dB材料類型鋼筋混凝土墻普通木門電梯拐角損耗20dB4dB25dB3dB8畢業設計在 T3 到其覆蓋區域的最遠距離不超過十米，按十米算其自由空間傳播損耗為：Ls（dB）=20lg（ 4 dfC） 20lg（4×× 10×3）=51.5dB加上一堵墻的總損耗為；51.5dB15dB=66.

22、5dB天線的的發射功率為9.7dBm;室內手機接收場強為：9.7dBm 66.5dB= 56.8dBm 56.8dBm>= 65dBm 故符合要求。9畢業設計第 4 章 施工規范及要求4.1 天線的安裝（1）天線的安裝參照天線點位及電纜路由圖，安裝固定在裝修吊頂或天花板上，保證天線水平美觀，平且不破壞室內整體環境。（2）天線要根據設計方案中的標識貼上標簽，便于日后維護。（3）注意所有天饋線的高度不低于所在位置的現有最低物體如消防探頭等。4.2 饋線的布放（1）布放饋纜和饋線時不得損傷絕緣層；線纜的布放必須便于維護，并考慮將來擴容的需要。放線過程中應注意不要將線纜拉得過緊，不得交叉、扭曲、

23、裂損情況出現。彎曲半徑應符合饋線的技術標準，同時還應考慮到相關器件的安裝位置。（2）在鋪設線纜時，每條線纜應有明確編號，以便于檢查和連接，線纜標簽應貼于線纜兩端的明顯處且不易脫落。（3） 所有饋線均用 PVC 管保護，主饋線必須良好固定線井中，布放在天花板吊頂內的饋線固定于吊頂內的龍骨架上。線纜布放過程中應就近用扎帶、饋線座或饋線夾固定，天花吊頂內部布放的線纜對龍骨鐵架固定，沒有吊頂處應對墻固定。（4）饋線從饋線口進入室內之前，要求有一個“滴水彎” ，或斜向上走線，以防止雨水沿著饋線滲入室內， “滴水彎”處套管在最低處需開出水孔（防止套管內積水） 。饋線進出口的墻孔應用防水、阻燃的材料進行密封

24、。外饋線接頭、饋線接地點都必須進行防水密封。（5）線管要求所有走線管布放整齊、美觀，盡量靠墻布放，并用線碼或饋線夾按要求進行牢固固定，轉彎處要使用轉彎接頭或波紋管等軟管連接。4.3 饋線與器件的安裝（1）饋線的連接頭都必須牢固安裝，正確使用專用的做頭工具，嚴格按照說明書上的步驟進行，接頭不可有松動，饋線芯及外皮不可有毛刺，擰緊時要固定住下部擰上部，確保接觸良好，保持駐波比 <1.5 以下，并對室外或潮濕區域的接頭做防水密封處理。 饋線接頭與主機 /分機、天線、耦合器、功分器連接時，必須連接可靠，接頭進絲10畢業設計順暢，距離饋線接頭必須保持50mm 長的饋線為直出，方可轉彎。（ 2）饋線太長要鋸掉不能盤在器件周圍，盡量縮短饋線長度減少損耗。要保證量好饋線長度后再鋸掉饋線，做到一次成功，較短的連線