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1、3G室内覆盖改造工程设计参考 （V1.0） 武汉邮电科学研究院武汉虹信通信技术有限责任公司目 录一、WCDMA室内覆盖设计标准31.1 覆盖场强要求31.2 信号泄漏要求41.3 切换区设置41.4 链路损耗4二、3G改造工程建设原则52.1 无源器件的改造52.2 天线布局的改造62.3 分布系统的共用方式92.4 天线的共用112.5 直放站的使用原则11三、3G室内覆盖改造工程案例分析133.1 同频方式133.1.1 场景一：133.2 同频/异频相结合方式183.2.1 场景一:183.2.2 场景二：213.2.3 场景三：213.3 经验总结22一、WCDMA室内覆盖设计标准1.
2、1 覆盖场强要求WCDMA 基站的导频功率占基站总功率的10，WCDMA的覆盖场强设计应有3dB以上的设计余量。各个分区内的最低覆盖场强应大于该分区的异频测量启动门限3dB以上（如该分区有异频切换关系）。 室内覆盖各分区全部与室外宏基站同频覆盖建筑物边缘区域内75区域的信号电平Ec 大于-80dBm；封闭区域和室内纵深区域信号电平Ec 不低于-95dBm。 室内覆盖与室外宏基站异频当建筑物全部采用异频覆盖时，覆盖信号强度Ec必须大于-90dBm；当建筑物部分采用异频覆盖时，同频覆盖分区边缘区域内75区域的信号强度Ec大于-80dBm，异频覆盖分区信号强度Ec必须大于-90dBm。附:上海各运营
3、商室内覆盖边沿场强要求参照表:运营商频段业务移动联通电信GSM 900M-75dB-75dB/TD 2000M-80dB/-90dB/WLAN 2400M-75dB/-75dBWCDMA同频/异频-80dB/-90dB-80dB/-90dB-80dB/-90dBCDMA2000/-80dB/-85dBPHS/-72dB1.2 信号泄漏要求在建筑物周围10米处，室内覆盖同频分区的泄漏信号应比室外信号低10dB 以上，且最大不超过-85dBm；室内覆盖异频分区泄漏信号最大不超过-90dBm。1.3 切换区设置 同频软切换区软切换区内信号电平Ec 应不小于-100dBm 且Ec/Io 应不小于-12
4、dB。同频软切换过渡区满足0.5秒（区域内平均终端移动速度）。 异频硬切换区异频切换区内2个小区信号电平Ec应不小于-100dBm且Ec/Io应不小于-12dB。采用盲切方式的硬切换区满足1.5秒，采用压缩模式的硬切换区满足5秒。室内覆盖各异频分区间及室内覆盖向宏基站可采用盲切换，宏基站向室内覆盖必须采用压缩模式切换。当室外宏基站的信号电平从进出门口到底楼电梯厅衰减大于25dB，可在底层大厅设置宏基站到室内覆盖的异频切换区。当不满足以上条件时，必须采用同频分区覆盖建筑物底层。室内覆盖异频分区间的切换区应设置在人流较少的区域，硬切换区内2个室内覆盖小区的设计电平应满足最低电平要求，硬切换区大小满
5、足硬切换时延要求。 软切换比例在保证切换成功率的情况下，尽可能减少切换次数，软切换区域应尽量设置在人流量较少的区域。软切换比例控制在30以下。1.4 链路损耗空间损耗理论覆盖范围分析选用自由空间损耗公式：Lbs =32.45+20lgf(MHz)+20lgd(km) 链路损耗=天线入口功率+天线增益-空间损耗-隔断损耗-人体阻挡-多径衰减附：链路损耗参照表：900MHz/2200MHz室内天线2G (900MHz)3G (2200MHz)全向天线全向天线远处（10m）远处（10m）天线输出场强510dBm05dBm天线增益2.1dBi2.1dBi隔断衰耗(取1扇砖墙)12dB15dB多径衰耗3
6、dB3dB空间衰耗52.1dB59.3dB人体阻挡3dB3dB同频干扰保护比接收场强-63.058.0dBm-78.3-73.3dBm二、3G改造工程建设原则2.1 无源器件的改造 天线分布式天线系统中使用的天线，一般增益较小，对波束的半功率宽度也没有具体要求，这是由室内覆盖的特点决定的。可选择的天线类型有多种，如小的平板定向天线，全向柱形天线，全向吸顶天线。这些天线一般为垂直极化天线。定向平板天线和全向吸顶天线通常用于办公室、宾馆、居住楼、展览馆、走廊。对于一般单根天线覆盖区域较小的场合，建议使用全向天线。如果是覆盖比较空旷的狭长区域，则建议采用定向天线。全向柱形天线主要用于内部空间大的建筑
7、，如体育馆工业场馆、商场。对于居住楼和宾馆，设计天线的安装位置是有较大困难的，除了复杂的楼层布局，视觉效果也是很重要的。对于需要改造的室内分布系统的天线部分，建议使用工作频率范围为8852500MHz的天线，最好与更换前的天线性能指标保持一致（如增益、半功率角等）。 功分器、耦合器建议使用腔体功分器、耦合器，必须支持8852200频段，建议使用支持8852500频段的产品。 合路器必须满足隔离度要求，隔离度80dB。 泄漏电缆因为目前在使用的基本上是1/2、7/8的泄漏电缆，能够支持到8852200频段，所以可以直接共用原分布系统中的泄漏电缆。 电缆现有的GSM室内分布系统中所使用的馈线大多为
8、1/2、7/8等，它们的100m衰耗对照下表：附：常用电缆(安德鲁)型号对应频段损耗参照表：电缆频段1/2馈线/100m7/8馈线/100m13/8馈线/100m900M7 dB4 dB2.1 dB安德鲁1800M10 dB5.7 dB3.5 dB安德鲁2000M10.6 dB6.1 dB3.7 dB安德鲁2200M11.2 dB6.46dB3.93dB安德鲁2.2 天线布局的改造 半开放环境天线布局(写字楼、酒店客房等)这类建筑外墙一般为玻璃窗/墙结构，信号衰减很小，建筑内部为开放的会议环境，受室外小区干扰大，对这种环境的天线布局整改建议采用低输出功率的多天线系统，将小区边缘限制在建筑物内。
9、如（图2-1）典型结构所示。原GSM系统只用到ANT1、2、3就完成了全层近2000m2覆盖，按照前文分析WCDMA系统中天线有效覆盖半径的结论，WCDMA系统中的某些业务可能在该层可能有较多盲区。建议将用于电梯覆盖的ANT1移到走廊上，再从ANT2线路上引出一路信号加设一个ANT4；如有必要，可以将ANT2或ANT4移至房间内，以保证较大房间内的覆盖效果；电梯则新建专项覆盖。图2-1 大面积开阔环境天线布局 框架结构建筑物天线布局（大型办公楼等）这类建筑物的特点是内墙多且厚，原GSM系统一般采用将天线安装在走廊上，天线的输出功率一般较大以保证房间内也有良好覆盖。 大面积开阔环境（地下停车场、
10、大型超市等）这类环境的特点是面积大、视野开阔、阻挡物少，对数据业务要求很少，主要考虑语音业务。如（图2-2）典型结构所示，原GSM系统只用了ANT1、2、3、4、5、6、7天线就基本完成了近6000 m2区域的全覆盖，但是直接馈入的WCDMA信号却存在着大面积盲区。为了达到更好的覆盖效果，我们建议增加ANT8填补ANT5和ANT7之间的覆盖盲区、增加ANT9保证进出室内外用户始终使用室内信号、增加ANT10填补ANT4和ANT6之间的覆盖盲区，这样重新规划后基本上使得每个天线的有效覆盖半径在20m以内，基本的语音业务可以保证。图2-2 大面积开阔环境天线布局 电梯八木天线由于增益高、方向性好、
11、价格适中被广泛用于室内分布系统中对电梯的覆盖，特别是GSM900系统（平均每副天线可覆盖7层，有很高的性价比）使用最多。但受自身结构特点的限制，八木天线不能在8852500MHz的宽频段内工作（衰减量太大，失去高增益的优势），所以进行WCDMA改造项目时必须采取有效措施保证双网信号正常覆盖。可采取的方案有：加装WCDMA频段的八木天线；将原八木天线更换为支持8852500MHz的板状天线并重新规划天线点位和功率分配；如原电梯覆盖系统为采用吸顶天线在电梯厅进行覆盖，则一般只需更换吸顶天线即可。不过这种覆盖方式存在的问题是可能效果不会太理想，根据实际工程经验，这种覆盖方式如果功率分配不当可能造成用
12、户出、入电梯时的频繁切换和掉话。泄漏电缆覆盖方式效果好，但成本太高，一般很少使用。重点推荐用支持8852500MHz的板状天线对电梯做专项覆盖的方式。这种方式下，由于平板天线的增益有限，一般只能覆盖45层（20m）的距离；考虑到不同电梯轿箱对信号的损耗，并结合实际工程经验，建议用于电梯覆盖的定向天线入口导频功率在6dBm左右。增加的天线建议从原线路上用功分器（或耦合器）新分一路信号出来，虽然原天线的入口功率加少了3dB（用二功分器），但是从测试结果看增加的天线可以覆盖更多的区域并且有更好的覆盖效果。2.3 分布系统的共用方式 与无源分布系统的共用对于覆盖面积较小或者结构简单的无源覆盖系统，考虑
13、直接共用整个室内分布。前期需要通过理论计算和分析原分布系统是否能够达到3G系统的功率配置要求，如有必要可以考虑适当调整干线并对天线的数量和位置做相应调整，以满足3G系统的覆盖要求。无源室内分布系统的共用示意图如下所示：图2-3无源分布系统的共用示意图 与有源分布系统的共用如果原室内分布系统采用了有源设备（如干线放大器、光纤直放站等），因为这些设备基本都有选频模块，所以都不能供3G系统使用。对于这一类型的室内分布系统，建议新建一套3G室内分布系统的主干线，只是共用整个分布系统末端的无源部分。共用方式如（图2-4）下所示：图2-4 有源分布系统的共用示意图这种改造方式需要重复建设一套干线，因此可以
14、合理分配系统功率，但是施工难度较大。建议在覆盖要求高、容易走线的场所使用。 还有一些建筑物可能会因为弱电井要供太多系统使用，造成新增线路困难的状况，这时候可以考虑使用（图2-5）所示共用方式。图2-5 有源分布系统的共用示意图II这种改造方式可以避免重复走线，减小施工难度，但是需要增加双频合路器。建议在信源离覆盖区较远、增加新线路施工难度大的场所使用。2.4 天线的共用在设计3G室内覆盖系统时，需要使用室内传播模型计算室内的场强分布，从而确定天线的发射功率及放置位置等等。但是建筑物的种类多种多样，内部格局各不相同，互相差别很大，有的是办公楼，有的是居民楼，有的是体育馆，准确预测室内场强难度很大。最近几年来，人们对射线跟踪法在室内传播模型方面有很大的兴趣，但是由于计算方法过于复杂，并且在计算中需要建筑物的结构和材料的非常详细的信息，然而这些数据在实际中是很难得到的，所以到目前为止，这种方法并没有在室内覆盖方面得到实际应用。由于同一个天线对不同频段的无线电波的波瓣宽度和增益有所不同，试验测试结果也证明，同一个天线对不同业务的有效覆盖半径也大不相同。因此在天线入口功率的配置上，需要根据实际工程模拟测试结果做相应设置。建议在具体方案设计中，尽量
