楚天都市花园B栋LTE分布规划设计

(1)楼宇信息 楚天都市花园B栋位于水果湖区中北路1号(家乐福洪山广场店向西100米),经度114.3381083,纬度0.548294。该楼属于写字楼,一共1栋楼,地上29层均是写字楼,地下2层为停车场,一共有3部电梯,总覆盖面积47500平方米。 (2)话务分析 每个用户的

(1)楼宇信息
       楚天都市花园B栋位于水果湖区中北路1号(家乐福洪山广场店向西100米),经度114.3381083°,纬度0.548294°。该楼属于写字楼,一共1栋楼,地上29层均是写字楼,地下2层为停车场,一共有3部电梯,总覆盖面积47500平方米。
(2)话务分析
       每个用户的业务量定义为峰值小时期间的某一给定时刻,每一给定用户进行通话的平均概率,其单位是爱尔兰。移动通信网络设计中所采用的值为0.001-0.02ERL/用户,我们取0.02Erl。
      容量预测,假设如下条件:
      1.楚天都市花园B栋覆盖区域内预计约600人。
      2.人员手机的拥有率为95%;
      3.用户忙时话务量为:0.02Erl;
      4.中国电信用户占有率为20%;
      容量计算结果如下:
      话务量=600×95%×0.02×20%=2.28erl
(3)电磁环境现状
      在水果湖区分公司楚天都市花园B栋室内分布系统,通过网络测试仪的测试并采集测试数据。
      CDMA 网络测试:

站点名称 测试位置 CDMA
PN Rxpwr Ec/Io
26F 260 -87 -9
260 -93 -10
260 -79 -7
16F 260 -82 -9
260 -91 -8
260 -79 -7
11F 260 -87 -9
260 -91 -6
260 -79 -7
6F 260 -74 -9
260 -78 -8
260 -77 -7
1F 260 -66 2
260 -66 -6
260 -69 -4
 

      LTE 网络测试:

站点名称 测试位置 LTE
PCI(1) RSRP(dBm) RS-SINR/SINR
楚天都市花园B栋 26F 362 -121 2
478 -119 -1
461 -125 -3
21F 362 -113 2
478 -119 -1
461 -108 0
16F 362 -113 3
478 -110 2
461 -108 5
11F 362 -110 8
478 -109 4
461 -98 5
6F 235 -92 12
235 -93 5
187 -101 6
1F 187 -90 5
187 -98 6
187 -85 10

(4)勘测结果分析
      1)电梯地下室CDMA,LTE均为盲区,需重点覆盖
      2)平层(LTE):1-6FRSRP为-101~-85dBm,6-11F RSRP为-92~-110dBm(该处指标较差),11-16FRSRP为-113~-98dBm,16-26F RSRP为-125~-108dBm(该处指标较差)1-6F RS-SINR为5~12左右,6-11F RS-SINR为4~12,11-16F RS-SINR为2~8,16-26FRS-SINR为-3~5(该处指标较差)。
(5) TD-LTE覆盖区域
      LTE室内覆盖,与CDMA系统合路,需考虑两者同步覆盖:
      ① LTE和CDMA合路共用天馈系统,两者边缘覆盖场景同时满足规范要求,LTE覆盖指标:RSRP≥ -105dBm; 1X 覆盖指标:1X_RX ≥ -82dBm(标准层)。
      ② 电信CDMA系统(1X&DO)与LTE系统,由于其频段有差异,使信号在馈线传输损耗、空间传播和遮挡消损不相同。会使二者的同步覆盖性能遭到波及,也将影响      LTE室分覆盖建设方案。
      表5.4.1馈线损耗表格

馈线类型 900MHz 1800MHz 1900MHz 2100MHz 2300MHz 2400MHz
1/2〞 6 10 10.6 11 11.4 11.7
7/8〞 4 5.7 6 6.05 6.6 6.9

2、楚天都市花园B栋LTE开站流程及工程安装要解
       根据工程中国电信室内覆盖系统工程建设实施要点精神,室内覆盖系统按A/B/C 类建筑物的覆盖等级设计。覆盖方式为:CDMA2000 1X、CDMA2000 EVDO、LTE FDD,本工程不含WLAN覆盖。
       楚天都市花园B栋地面上29层均是写字楼,地下2层是停车场。共有3部电梯,总建筑面积约为47500平方米。本设计含C网室分分布系统及信源设计,同时包括LTE-RRU信源的设计,LTE建设方式为单路合路。其中C网设备暂不安装。
    (1)主要覆盖区域的设计:
        1)  标准层天线间距为8-12m,输出口功率约为-10~-15dBm;
        2)  地下室天线间距约为40m,输出口功率约为-15~-20dBm;
        3)  电梯5层一个,输出口功率约为-13~-18dBm。
      信号源及设备选择具体如下:该站点上联BBU归属中北路局传输机房

序号 信源编号 CDMA功率 LTE功率 设备位置
1 CDMA RRU 33dBm   10F电井(预留)
2 LTE-RRU1   8dBm 21F电井
3 LTE-RRU2   6dBm 10F电井

         (2)LTE室分建设分为单路和双路两种方案
      单路即为一套天馈分布系统,采用单极化天线。如图5.3-1:
楚天都市花园B栋LTE分布规划设计
           5.3-1  LTE单路系统结构模型图
     双路为两套天馈分布系统(支持MIMO技术),可考虑单极化天线(2副)或双极化天线(1副)。要求天线口功率差异在5dB以内。如图5.3-2:
楚天都市花园B栋LTE分布规划设计
       
       5.3-2  LTE双路系统结构模型图
       LTE单路双流实现方法,在设备后增加平衡双流器,端口1接1、3、5、7层分布系统,端口2接2、4、6、8层分布系统,以达到楼层间信号相互穿透覆盖、信号加权混合的效果。如图5.3-3:
楚天都市花园B栋LTE分布规划设计
      5.3-3  LTE单路双流系统结构模型图
  楚天都市花园B栋LTE分布规划设计
 (3)方案可行性分析
      切换分析
      这个系统涉及到两个层面,即室内和室外的切换问题。从建筑物划分的结构特征点,能得出一些结果:室内和室外间的切换界面,这个界面在窗口边、楼梯的各个出口和大楼出入口。要将室内的基站信号和室外的基站信号进行良好切换,让系统间能达到统一,使信号切换能保持顺畅。因为此规划方案设计在工程覆盖区域内的边缘场强平均下来都比40dBμV大,若把信号不外泄的状况纳为前提,保证出大楼切换到室外基站信号。
      进出电梯的切换;因电梯覆盖与楼层覆盖使用同一个PN,不存在电梯切换掉话。
      为了使信号间的切换能正常进行,以及防止手机跨寻呼区登记而使信道资源产生消损,我们把两个基站都设置在同一控制器下,这两个基站分别是室内分布覆盖基站与覆盖大楼出口外的基站,此外还要使大楼外的切换区保持在大楼一层的出口三米处位置左右,才可顺利进行信号切换。
      信号外泄分析
      在室内覆盖系统中,建议采用Motley模型用于计算路径损耗:
      式中CDMA室内覆盖,L0=31.5dB为参考点(Motley推荐为1m)的损耗;
      式中FDD-LTE1800室内覆盖,L0=37.5dB为参考点(Motley推荐为1m)的损耗;
      式中FDD-LTE2100室内覆盖,L0=38.8dB为参考点(Motley推荐为1m)的损耗;

      n为衰减因子(推荐为2);
      d为收发距离(单位:m);
      I为楼层数;
      J为各种墙壁的种类;
      Lfi为第I类层楼的衰减因子;
      Lwj为第j类墙的衰减因子(见下表);
      Kfi为穿越第I类楼层的数量;
      Kwj穿过第j类墙的数量  
      表5.4.3 室内环境中的衰减因子

类型 材料 衰减因子
墙壁类型(L iw) 砖木结构 12
混凝土 20~25
玻璃幕墙 7~15
厚墙 25
立柱 30
楼层类型(L jw) 普通楼层 14.6
中等楼层 23.62
加固楼层 55.3
      内部、外部和地面各种围墙的衰减因子也可以通过场强实际测量得到。

      该方案中我们选取6F距离外墙体最近且阻隔最少的ANT1计算信号外泄情况。ANT1与室外相隔石膏板、混凝土承重墙、建筑物外玻璃幕墙,我们取石膏板衰减因子为5、混凝土墙体衰减因子为20、玻璃幕墙衰减因子为10。

链路损耗计算公式   2F-ANT1(泄漏)
频率(MHz) 800(CDMA) 2100(LTE)    
距离(m) 22(室内12m,室外10m)    
无线链路损耗(dB) 57.5 65.3 墙厚 墙面数量
混凝土(承重墙)(dB) 24 30cm 1
砖墙(dB) 0 20cm 0
玻璃(dB) 10 2cm 1
钢筋混凝土(有门窗)(dB) 0 30cm 0
木门(dB) 0 带窗 0
石膏板(dB) 5 15cm 1
天线入口功率(dBm) 5.6 -15.9    
天线增益(dBi) 5 全向吸顶天线  
人体阻挡(dB) 3    
多径衰减(dB) 3    
衰减因子(n) 2.1 办公室  
接收电平(dBm) -94.5 -121.1    

      由表可看出,CDMA外泄功率<-90dBm,LTE外泄功率<-110 dBm,故泄漏到室外10m处地面信号强度基本满足外泄要求。
      针对电磁辐射的防护分析
      按照国标CB8702-88(中华人民共和国《电磁辐射防护规定》国家标准对与电磁辐射的限制为:
      1)公众照射水平:在24小时内,每任意连续6分钟环境电磁辐射场量参数功率密度平均值应低于0.4 W/m2 (频率30~3000MHz)。
      2)职业照射水平:在工作日8小时内,每任意连续6分钟环境电磁辐射场量参数功率密度平均值应低于2W/m2 (频率30~3000MHz)。
      3}豁免电磁辐射要求:当处于封闭环境中,输出功率在15W或以下移动无线通信设备,当频率在3~300000MHz之间,维持电磁辐射体等效辐射功率在100W以内。
         本次工程天线口最强信号电平低于10.4dBm(0.02W),当距天线1m之外为人员活动区域时,起最强功率密度低于0.001W/m2,与公众照射防护水平相符合。
3、楚天都市花园B栋LTE安装结果
    (1)室内天线情况
              室内吸顶天线

电气性能指标
工作频率 806-960MHz
1710-2500MHz
增益 806-960MHz: 2.0dBi
1710-2500MHz:4.0dBi
驻波比 <1.8   (806-960MHz)
<1.6   ( 1710-2500MHz)
水平波束宽度 360°
垂直波束宽度 180°
极化方式 垂直极化
功率容量 50W
接头 N-K
阻抗 50Ω
机械性能指标
天线尺寸 (直径×高度) 20 ×7.6 (cm)
天线罩颜色 塑料
辐射单元材料 黄铜
 

      1.吸顶天线尽管有着较小的尺寸的内部结构,但是建立于天线宽带理论基础,在计算机的辅助设计下,通过网络分析仪开展调试,能够良好的达到宽工作频带的驻波比需要,依照当前国家标准,在相当宽的频带中工作天线驻波比水平为VSWR≤2。
      在室内条件下,建筑物材料本身具有天然的屏蔽效果,无形中提升了无线信号的传输耗损,使网络信号的收发以及通话质量水平受到影响。例如,在室内,隔墙阻挡在5~20dB之间,楼层之间阻挡在20dB左右,家具或者其他障碍物品大约阻挡2~15dB之间。
      一般说来,在地下停车场或者地下室等建筑物的底层信号都表现为非常弱的状态,成为移动通信的阴影区间。而在建筑物的中高层位置,因为基站天线因素和网络建设因素,存在有较多强度近似的导频信号,彼此发生干扰导致导频污染。此外,还有当在高速状态下传输大容量数据时,引发网络硬、软阻塞。
  
ODP-065V10NN型定向板状天线

序号 项目名称 指标/性能
标准值 典型值
1 工作频率MHz 806-960   ,      1710-2500 /
2 增益(dBi) 806 – 960                 8 � 1 8.2
1710-2300               10 � 1 10.5
2400-2500                11 � 1 11.6
3 水平面半功率波束宽度(°) 806 – 960                 75 � 8 78
1710-2300              56 � 6 55
2400-2500                42 � 4 43
4 垂直面半功率波束宽度(°) 806 – 960                 58 �4 58
1710-2300              48 � 6 48
2400-2500               48 � 6 49
5 极化方式 垂直极化 /
6 前后比 >15 >20
7 阻抗(Ω) 50 50
8 电压驻波比 ≤1.5:1 ≤1.4:1
9 功率容限(W) 100 100
10 雷电保护 直接接地 /
11 接口型号 N-K /
 

       2.在移动通信系统天线中,板状天线是一种定向天线,常用于室外的信号覆盖情况。例如GSM或者CDMA,板状天线用途广,作用大,其具有对信号的增益水平高,密封性良好,寿命长,后瓣小、扇形区方向图好、垂直面方向图俯角控制方便的有点。
     (2)合成器测试报告
       ① LTE/cdma2000合路器
             表6.2.2‑1LTE/cdma2000合路器

  通道CH1 通道CH2
频率范围(MHz) 825-880 1710-1880&1920-2170
插入损耗(dB) ≤0.5 ≤0.5
带内波动(dB) ≤0.3 ≤0.3
带外抑制(dB) ≥80@CH2 ≥80@CH1
端口隔离(dB) ≥80@CH2 ≥80@CH1
驻波比 ≤1.3
阻抗(Ω) 50
三阶互调(dBc) ≤-140dBC@2*43dBm
接口类型 N-F
功率容量(W) ≥300W
工作温度(℃) -30-55oC
 

       合路器能够起到把多个系统信号在一套室内分布系统中进行合路的作用,其能够实现把该分布系统在GSM频段以及CDMA频段同时工作的效果。在工程当中当需要把900MHzG网以及800MHzC网,进行合路输出。另外在无线电天线系统当中,通过合路器对几种不同频段的信号进行合路能够仅使用一根馈线便达到连接电台的作用,在节约馈线的同时还有效避免不同天线之间的繁琐切换。
      ② cdma2000&PHS/WLAN双频合路器
             表6.2.2‑2cdma2000 &PHS/WLAN双频合路器技术指标要求

  通道CH1 通道CH2
频率范围(MHz) 800~960&1710~2170 2400-2500
插入损耗(dB) ≤0.5 ≤0.5
带内波动(dB) ≤0.4 ≤0.4
带外抑制(dB) ≥80@CH2 ≥80@CH1
端口隔离(dB) ≥80@CH2 ≥80@CH1
驻波比 ≤1.3
阻抗(Ω) 50
三阶互调(dBc) ≤-120@+43dBm×2
接口类型 N-F
功率容量(W) 100
工作温度(℃) -25~+55
 

        双频合路器(DCS/PHS/3G/WLAN)(TETRA/iDEN/CDMA/GSM)是一种两进一出的器件,一个端口可以覆盖GSM、CDMA、TETRA/iDEN的系统频段,能够输入以上信号或者组合的任意信号;而另外一个端口则是覆盖了WLAN、3G、PHS、DCS的系统频段,同样能够输入以上信号或者组合的任意信号。
      ③ cdma2000/PHS/WLAN三频合路器
             表6.2.2‑3cdma2000/PHS/WLAN三频合路器指标要求

  通道CH1 通道CH2 通道CH3
频率范围(MHz) 800~960 1710~2170 2400~2500
插入损耗(dB) ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5
带内波动(dB) ≤0.3 ≤0.4 ≤0.4
带外抑制(dB) ≥80@CH2 ≥80@CH1 ≥80@CH2
≥80@CH3 ≥80@CH3 ≥80@CH1
端口隔离(dB) ≥80@CH2 ≥80@CH1 ≥80@CH2
≥80@CH3 ≥80@CH3 ≥80@CH1
驻波比 ≤1.3
阻抗(Ω) 50
三阶互调(dBc) ≤-120@+43dBm×2
接口类型 N-F
功率容量(W) 100
工作温度(℃) -25~+55
 

        GSM&3G&WLAN三频合路器,能够实现三进一出的器件,能够讲三路信号如:WLAN(2400-2500MHz)、3G(1920-2170MHz)以及GSM(885-960MHz)开展合路。
      在我国网络技术的发展趋势中,4GLTE网络技术将会是未来发展的重点,时代的脚步不断前进,社会经济发展水平的快速发展,对于网络通讯质量有着更高的要求,网络优化工程已经是一项国家工程。我国电信相关部门应该针对性的研究并且解决当前4GLTE网络建设中的问题,从基本国情出发,对于优化方案进行合理设置,最终达到通讯技术的的飞跃发展。

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上一篇 2017年7月17日 上午9:38
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