通信工程许敬泽论文定稿 - 图文(2)

基于GSM的敏捷上城国际小区室内覆盖设计

1引言

1.1 课题背景及目的

随着通信技术的高速发展，移动通信运营商已经建成了比较完善的移动通信网络。但广大用户对通信的服务质量也提出了越来越高的要求。室内覆盖作为移动通信网络覆盖的一个薄弱环节，已经成为有待解决的问题之一。根据相关材料统计，部分地区的室内话务量已在总话务量中占有较高的比例。因此加强室内覆盖，对于提高移动通信质量，有重要的意义。

城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，话务密度和覆盖要求也不断上升。这些建筑物规模大.质量好，对移动电话信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的底层.地下商场.地下停车场及电梯等环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机频繁切换，甚至掉话，严重影响了手机的正常使用；在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的盲区。另外，在有些建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤，手机上线困难。

移动通信的网络覆盖.容量.质量是运营商获取竞争优势的关键因素。网络覆盖.网络容量.网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有移动网络优化工作的主题。

覆盖方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区；

容量方面，建筑物诸如大型购物商城.会议中心，由于移动电话使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞现象。

质量方面，建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现乒乓切换效应，语音质量难以保证，并出现掉话现象。

因此，改善室内覆盖，既是对室内盲区的改善，也是对室内话务繁忙的改善，同时也是对室内通话质量的改善。由此可见，改善移动通信室内覆盖问题具有多重意义：一方面可以扩大信号覆盖面，减少盲区，增加业务量；另一方面可以提高效率.切换成功率等网络指标；再者可以提高电信企业形象，提高网络竞争力，为用户提供更好的通

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信服务。

1.2 GSM系统现状

GSM移动通信系统是基于TDMA的数字蜂窝移动通信系统。GSM是世界上第一个对数字研制.网络层结构和业务做了规定的蜂窝系统。GSM是为了解决欧洲第一代蜂窝系统四分五裂的状态而发展起来的。在GSM之前，欧洲各国在整个欧洲大路上采用了不同的蜂窝标准，对用户来讲，就不能用一种制式的移动台在整个欧洲进行通信。另外由于模拟网本身的弱点，使得它的容量也受到限制，为此欧洲电信联盟在1980初期就开始研制一种覆盖全欧洲的移动通信系统，即GSM系统。它联合了欧洲二十多个国家的电信运营部门.研究所和生产厂家组成的标准化委员会，从1982年开始提出，1992年欧洲各大GSM900运营商开始商业服务，到现在已经在全世界100多个国家和地区投入商业用途。如今GSM移动通信系统已经遍及全世界，即所谓全球通，目前我国的移动通信网就是主要GSM系统为基础的移动网络系统。

GSM是由于若干子系统或功能实体组成。包括移动台（MS）.基站子系统(BSS).网络子系统（NSS）.操作子系统(OSS)。其中基站子系统在移动台和网络子系统之间提供和管理传输通路，包括MS与GSM系统的功能实体之间的无线接口管理。NSS不直接与MS互通。MS.BSS.NSS组成GSM系统的实体部分。操作支持系统则为运营部门提供一种控制和维护这些运行部分的手段。它是目前基于时分多址技术的移动通信体制中最成熟完善的一种。我国于1993年开始建立GSM实验网，到目前已经建成了覆盖全国的数字蜂窝移动通信网，是我国公共陆地移动通信网的主要方式之一。

1.3 室内覆盖系统现状

随着GSM网络容量的不断扩大，基站也越来越密集。在大城市，已经实现了室外的无缝覆盖，但是室内覆盖的问题一直都没有得到很好的解决，主要原因是现代化大规模建筑传统损耗的影响比较大。无线电波在传播过程中，由于受到地形或建筑物的影响，会存在阴影效应，多径干扰等问题，从而造成信号衰落，在其覆盖范围内出现的信号弱或无信号的盲区，典型的如电梯.高层建筑内部.车库和地下通道等。为解决上述室内信号覆盖不理想的问题，目前最好的解决方法是在建筑物内安装室内分布系统。该系统就是将基站信号通过有线方式直接引入到室内的每一个区域，再通过小型天线将基站信号发送出去，从而达到消除室内覆盖盲区.抑制干扰的目的，它不仅能够解决宏蜂窝中的

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覆盖问题，分担宏峰窝的话务量，为楼内的移动通信用户提供稳定，可靠的室内信号，使用户在室内也能享受到高质量的移动通信服务，而且选址灵活，安装维护简单方便，因而得到日益广泛的应用。

GSM系统的发展经历了三个阶段：网络建设初期，主要矛盾是覆盖问题；网络建设中期，主要矛盾是容量问题；网络发展后期，质量就成为主要矛盾。GSM系统发展到今天，网络质量已成为运营商之间竞争的关键，只有不断地提高网络质量，才能吸烟更多的客户。而改善室内覆盖则可以大大地改善网络质量，提高寻呼成功率，吸收更多的话务量。分析表明，有三种地方是室内覆盖的重点：

（1）高层建筑。由于这些地方信号比较杂乱，受到的干扰比较严重，因此，虽然手机的信号有时候很强，但不稳定。在10层以上的高层建筑及地势比较高的市区，由于孤岛效应和受同频或邻频干扰的影响，会产生乒乓切换及掉话。改善这些地区的覆盖，可以提高接通率，减少掉话率。

（2）建筑物内部和阴影处。在地下场所存在信号盲点，特别是因为建筑物的屏蔽，楼层隔墙的阻挡，回事信号有5—20dBm，甚至更高的衰减，使手机无法上网。

（3）话务密集地区，如会场，商场，体育馆等。话务量非常高，在繁华的商业街，露天集体活动场所，批发市场以及展览馆内，会出现手机的密集点等等，常会使其周围基站信道堵塞率上升。在这些地方安装室内覆盖系统可以吸收话务，减少网络的拥塞率，提高接通率。因此城市蜂窝网络的减少应由室外向室内，二维向三维立体覆盖的方向转化。而实现这一转化的最佳方案就是采用蜂窝或直放站作为信源，以及与之配套的室内分布系统。

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2 敏捷上城国际站点勘测与分析

2.1 工程站点勘测

2.1.1 站点结构介绍

敏捷上城国际小区物业办公楼位于广州市番禺区，固定员工和每天进出流动人口约200人。该楼坐西向东，楼层数为三层。二楼和三楼为公司办公所用，信号质量要求较高。建筑物外墙为钢筋水泥结构，门窗尺寸较小，投入使用之后封闭性太强，楼体屏蔽信号严重。由于楼内移动GSM信号覆盖较弱，话质较差，通话过程中声音嘈杂，甚至掉话，因此要对其进行针对性的信号覆盖。

该楼的平面图形类似于长方形，南北长55米，东西宽15米，二、三楼楼层结构一样，每层各有15间办公室，没有配电室，办公室内全都没有吊顶，走廊里有吊顶，各个房间之间的墙体没有隔板，均为钢筋水泥或实心砖砌结构，墙体穿透损耗比较大。

图2.1 敏捷上城国际小区物业楼平面图

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2.1.2 周围基站情况

图2.2 周围基站分布图

敏捷上城国际小区物业办公楼在敏捷上城国际基站的所覆盖的小区范围内，并且距离其它基站距离较远。敏捷上城国际位于站点正北偏东30度，约2公里处。基站与站点之间，地势平坦，但是建筑隔挡较多，有空间距离损耗公式（Lbs=32.45+20lgf(MHz)+20lgd(KM)）计算可得空间损耗约为100dBm。因为敏捷上城国际小区物业办公楼外墙均为钢筋水泥结构，信号进入室内损耗大约为20dBm，基站功率为35dBm，所以当信号真正从基站发射到站点楼内场强约为-85dBm，一般室内覆盖边缘场强要求为≥-80dBm，显然目前这种情况不满足要求。

2.2 电磁环境测试与分析

2.2.1 现场测试描述

表2.1 测试软件说明

测试说明

测试人员 2G测试手机型号 2G测试软件

许敬泽 索爱K790

测试时间 便携式电脑

2015.05 戴尔

HandTest C+G

鼎立测试软件 TEMS测试软件

2.2.2 DT测试分析

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