TDSCDMA室内分布系统研究报告

1、td-scdma室内分布系统研究报告摘要：关键词：室内分布系统、信源、覆盖、容量、干扰1 概述众所周知，移动通信系统的网络覆盖、系统容量、业务质量是各运营商获取竞争优势的关键所在，同时也是是所有无线网络规划和优化工作的主题。随着城市移动用户的飞速发展以及高层、大型建筑物的不断增加，系统容量和覆盖要求不断上升。这些建筑物规模大、质量好，对移动信号有很强的屏蔽作用。大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境是移动信号弱区甚至盲区，手机无法正常使用；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生严重的乒乓效应，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

2、限制，无法正常覆盖，也是移动通信的弱区或乒乓效应区。另外，在有些建筑物内，虽然基站信号能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤，手机上线困难。为解决以上问题，业界引入了室内分布系统。室内分布系统的原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内各区域拥有理想的信号覆盖。采用宏基站、微蜂窝或射频拉远等设备作信源，还可解决高用户密度大的建筑物内的容量问题。室内分布系统已在gsm和cdma移动通信网的建设中得到大量的使用，其中，中国联通已在90%的大型建筑中进行了室内覆盖系统的建设，用于郊区和广大农村地区的室外直放站数量也占基站数量的35%以上。实践证明，在中国联通和

3、中国移动的通信网络建设和运营中，直放站和室内覆盖系统起到了极大的作用。随着科学技术的发展和人们生活水平的进一步提高，人们对移动通信新业务的需求越来越强烈，目前的第二代移动通信系统在容量和业务能力方面均不能满足社会的巨大需求。第三代移动通信系统必将取代第二代系统成为移动通信领域的核心力量。在第三代移动通信中，被公认将在世界各国采用的主流标准为：wcdma、cdma2000和td-scdma等三种，wcdma和cdma2000基本上是is-95技术的改进，而td-scdma则是我国提出的采用了如智能天线、联合检测等许多新技术的全新的第三代移动通信主流标准。第三代移动通信系统的商用化很快会在全球展开

4、。随着第三代移动通信数据通信业务能了的增强，人们对3g高速数据业务服务的期望值也有所提高，另外，数据业务用户的分布及通话方式的转变，使得室内话务将占据相当的比重，达到70%左右。在gsm、cdma系统中，室内部分已有相当完善的覆盖，那么，对第三代移动通信系统而言，室内覆盖更应成为运营商和设备集成商关注的焦点。本文将通过对td系统中室内分布系统的研究，在综合考虑容量和覆盖的情况下，给出信源选择、主路设计以及天线布放方法，另外，通过对系统间干扰的研究，给出共室内分布系统的解决办法。2 缩略语3 室内分布系统仿真通过仿真给出了写字楼和商场超市两种场景室内分布系统在不同的室外干扰环境下，单通道单载波单

5、时隙容量和系统单载波单时隙容量。结果见下表：写字楼场景：干扰因子0.0室内用户数6785/单通道6/单通道7/单通道8/单通道室内上行中断率%00000017.14室内下行中断率%000000100室外上行干扰/室外下行干扰/通道平均发送功率/2.214.9810.0825.2吸顶天线平均发送功率/-14.58-11.81-6.718.41干扰因子0.5室内用户数6785/单通道6/单通道7/单通道8/单通道室内上行中断率%00000017.14室内下行中断率%000.04670.1250.250.563100室外上行干扰-132.9-133.0-129.2-132.6-132.8-133.0

6、-133.1室外下行干扰-99.9-99.8-99.7-98.9-99.8-99.8-100.6通道平均发送功率/8.7911.1115.5725.20吸顶天线平均发送功率/-8.00-5.78-1.228.41干扰因子1.0室内用户数6785/单通道6/单通道7/单通道8/单通道室内上行中断率%00000017.1250室内下行中断率%000.1250100室外上行干扰-132.9-133.0-129.2-132.6-132.8-133.0-133.1室外下行干扰-96.9-96.8-96.7-95.9-96.8-96.8-97.6通道平均发送功率/10.9913.2

7、217.3825.20吸顶天线平均发送功率/-5.79-3.560.598.41大商场场景：干扰因子0.0室内用户数6785/单通道6/单通道7/单通道8/单通道室内上行中断率%0000000室内下行中断率%000000100室外上行干扰/室外下行干扰/通道平均发送功率/3.165.9811.6228.49吸顶天线平均发送功率/-16.33-13.50-7.869干扰因子0.5室内用户数6785/单通道6/单通道7/单通道8/单通道室内上行中断率%0000000室内下行中断率%000.06250.06250.1250.3125100室外上行干扰-132.9-133.0-129.2-132.6-

8、132.8-133.0-133.1室外下行干扰-99-99.4-99.8-99.3-98.8-99.4-99.8通道平均发送功率/9.64712.96417.22528.49吸顶天线平均发送功率/-9.845-6.527-2.2679干扰因子1.0室内用户数6785/单通道6/单通道7/单通道8/单通道室内上行中断率%0000000室内下行中断率%000.860.190.561.0100室外上行干扰-132.9-133.0-129.2-132.6-132.8-133.0-133.1室外下行干扰-96.0-96.4-96.8-96.3-95.8-96.4-96.8通道平均发送功率/12.0215

9、.2219.2328.49吸顶天线平均发送功率/-7.47-4.26-0.268.99根据以上结果可以看出，在采用多通道rru设备作信源进行室内分布系统设计时，在一定的室外干扰环境、满足1%中断率条件下，对写字楼场景来说，单通道单载波单时隙容量可达6个，而且通道平均发送功率未受限；对商场超市来说，单通道单载波单时隙容量可达7个，通道平均发送功率未受限。另外，两种场景的系统容量都可达到单载波单时隙8个语音用户。综上，可以认为，在td室内分布系统中，从容量方面来说，可达到满码道占用；从功率方面看，业务信道功率没有达到通道最大功率，也就是说，业务信道功率没有受限；4 室内分布场景分类4.1 场景分类

10、对于室外场景的无线网络规划，通常按照无线传播环境和业务分布特点，把规划区域划分为密集城区、一般城区、郊区和农村共四大类。室内分布系统是针对信号覆盖情况差或者话务量大、通信质量要求高的建筑内部采用的覆盖策略。中国移动为方便室内分布建设规划，工程招标等工作进行，按建筑物单层面积对覆盖场景进行了分类，分类情况如下： 大型建筑物（单层6000m2以上）：机场、体育场馆、火车站、大型商场超市、会展中心、地铁、大型停车场； 中型建筑物（单层10006000m2以上）：写字楼、高层公寓楼、宾馆酒店、中型停车场、娱乐场所； 小型建筑物（单层1000m2以下）：老式公房（国内）、平房区、商业街门店，迪厅酒吧。

11、中兴通讯作为设备厂商，将为运营商提供室内分布系统设备和整体解决方案，为了方便对室内场景进行话务模型和传播模型分析，综合考虑了建筑物结构、电磁波传播环境和容量需求方面的因素，将室内分布场景细分为以下几类： 商务写字楼 大型购物商场 会展中心、会议中心、室内体育场馆 民航机场、火车站 宾馆酒店 娱乐场所 地下停车场4.2 典型场景分析4.2.1 写字楼该类建筑多为全钢或钢筋混凝土结构外加玻璃幕墙，楼层内的墙壁多采用复合吸音材料，穿透损耗较小。该环境下高端用户比重较大，室内覆盖需要考虑一定数量用户的数据业务需求；4.2.2 商场超市建筑多为钢筋混凝土框架结构外加玻璃幕墙，层内一般无阻挡或是简单的装修

12、隔档，穿透损耗小，层间穿透损耗较大（30db以上）。用户业务主要考虑语音业务，高峰时段的话务密度较大。4.2.3 会展中心/会议中心/室内体育场馆这类场景在建筑特点上有很多相似之处，室内无线传播条件比较理想，信号为视距传输，能量以直达径为主。另外，会议中心和体育场馆与室外的隔离度比较高，所以其室内覆盖系统对室外宏基站的影响基本不用考虑。这些场景在话务模型上也有相似之处，用户的话务主要以事件为触发，平时几乎没有话务量，但是有展览、会议、赛事举行的时候，话务量会出现高峰，所以容量估算应该以高峰时计算。另外，这类场景中的新闻中心会有大量的数据业务覆盖需求，在规划时需要区别考虑。4.2.4 民航机场民

13、航机场建筑物结构一般采用全钢骨架、玻璃幕墙、不锈钢铁皮屋顶。候机楼内的房间举架高、面积大、基本无阻挡，传播环境比较简单，信号视距传输，能量以直达径为主。机场高端用户、漫游用户比例较高，数据业务在总的业务中占的比重相对较高，其中候机大厅、vip候机厅要保证数据业务的覆盖。城市的火车站、汽车站、码头等区域具有与民航机场相类似的特点。 4.2.5 宾馆酒店该场景建筑物结构多为钢筋混凝土结构，楼层内布局结构复杂，走廊狭长，隔墙厚且多，穿透损耗较大，该环境下高端用户比重较大，语音业务和数据业务量相对较大。4.2.6 娱乐场所在大中型城市，娱乐场所数量非常多，主要集中在楼宇底层，少部分位于地下。由于地形的

14、阻隔、建筑物墙体的影响以及娱乐场所内复杂的隔档结构影响，使得该种场景一般都需要加装室内分布系统。该类站点的特点是：室内面积小，高端用户多，话务需求不高，场所数量众多且分布不集中。 4.2.7 地下停车场建筑结构多为加强的钢筋混凝土结构，封闭情况很好。虽然高端用户比重较大，但话务量较小，且以语音业务为主。5 td系统的室内话务模型和2g系统的室内分布不同的是：在td系统的室内分布系统中，需要考虑室内用户的数量、业务类型以及单用户话务量，以便采用相应的设备吸收室内话务，减少宏基站负担，提高用户满意度，同时降低运营商投资。中兴通讯根据室内分布建设的经验，提出了一套各种场景用户数估算方法。5.1 人口

15、密度和用户密度估算由于室内分布是针对精品区域的重点覆盖，与广覆盖的室外场景相比，主要有以下区别： 业务分布方面，室内分布场景的高端用户比例较高，数据业务需求相对较大； 用户密度方面，室内分布的用户密度普遍高于70000用户/km2，对应于室外密集城区的最高情况； 用户渗透率：室外用户渗透率在5（农村）34（密集城区）之间，室内分布的用户渗透率在3050之间，同样高于室外密集城区的一般情况。表5.1给出了不同室内场景下的人口密度和用户密度的估算方法，其数据参考了国外提供的资料和国内的工程经验并统一按高峰时段给出，这里的用户指td用户。表5.1 室内情况下的人口密度与用户密度场景总人数计算3g渗透

16、率td渗透率人口密度（人/1000平米）用户密度（用户/1000平米）备注写字楼建筑面积75%1/540%35%15021建筑面积商场超市建筑面积75%50%1/230%35%18820会展中心建筑面积80%50%1/350%35%13323会议中心建筑面积80%50%150%35%39969室内体育场馆建筑面积80%50%150%35%39969民航机场建筑面积80%50%1/550%35%8014宾馆酒店客房数240%50%35%81.4人/10客房娱乐场所建筑面积70%1/340%35%23333地下停车场建筑面积50%1/2040%35%254.3755.2 室内分布的业务模型在实际的

17、工程建设中，一般按照建筑面积统计数值，所以，在下面的分析中统一按建筑面积对用户密度取值。5.2.1 语音业务考虑到语音业务是3g的最基本业务，所以不同室内场景下的语音业务渗透率同室外一样，均设定为100%。表5.2分别给出了不同场景室内语音业务的单用户话务量及话务量密度（结合用户密度，以1000m2为基本单位）。考虑到体育馆在重大比赛前和比赛休息阶段、民航机场在候机时段和航班到港时段，语音话务量会出现高峰，因此其单用户话务量按室外密集一类的最高值给出；相较而言，商场超市、宾馆酒店、娱乐场所的话务量稍低，按室外一般城区给出；而地下停车场的话务量则按照室外的交通干线给出。表5.2室内覆盖的语音业务

18、模型场景用户密（用户/1000平米）业务渗透率每用户话务量（erl/bh）话务量密度（erl/bh/1000平米）写字楼21100%0.020.420商场超市20100%0.020.400会展中心23100%0.030.690会议中心69100%0.032.070室内体育场馆69100%0.0453.105民航机场14100%0.0450.630宾馆酒店1.4100%0.02 0.028娱乐场所33100%0.020.660地下停车场4.375100%0.0150.066注：宾馆的吞吐量以10客房为单位，非1000平方米。5.2.2 可视电话表5.3是可视电话的单用户话务量及话务量密度，其单用

19、户行为特征均参考语音业务。表5.3室内覆盖的可视电话业务模型场景用户密度（用户/1000平米）业务渗透率每用户话务量（merl/bh）话务量密度（merl/bh/1000平米）写字楼2120%28.40商场超市2010%24.00会展中心2320%4.520.70会议中心6920%4.562.10室内体育场馆6920%4.562.10民航机场1410%4.56.30宾馆酒店1.410%20.28娱乐场所335%23.30地下停车场4.3752%1.50.13注：宾馆的吞吐量以10客房为单位，非1000平方米。5.2.3 数据业务相较于室外环境较高的移动性，在室内场景下特别是在写字楼、民航机场、

20、室内体育场/会议中心和宾馆酒店等场所，用户位置相对固定，对数据业务的需求相对较高。与室外相比，室内数据业务特征如下： 业务渗透率：在室内有数据业务需求的场景，其渗透率在3050之间，而室外场景最高为50； 单用户吞吐量：室外密集一类的单用户平均吞吐量为0.81kbps/忙时，而室内的各种场景中，只有娱乐场所按此值定义，其它场景考虑较高的数据需求，均按其三倍取值。另外，对于数据业务，其上下行流量的比例为1：4。对于单用户吞吐量较高的几种典型场所主要基于如下考虑： 会展中心/会议中心：新闻中心存在大量数据业务需求，个人用户也会有文件即时传送的数据业务要求； 室内体育场馆：新闻中心存在大量数据业务需

21、求，个人用户会有即时图片传送等数据业务要求； 民航机场：在候机时，会有www浏览、intranet接入、收发e-mail等的数据要求； 宾馆酒店：存在www浏览、intranet接入、收发e-mail、ftp等数据要求。表5.4 室内覆盖的数据业务模型场景用户密（用户/1000平米）业务渗透率每用户吞吐量（kbps/bh）总吞吐量（kbps/bh/1000平米）下行吞吐量（kbps/bh/1000平米）写字楼2130%2.44212.82110.256商场超市202%0.8140.3260.260会展中心2330%1.62811.2338.987会议中心6950%2.44284.24967.3

22、99室内体育场馆6930%1.62833.70026.960民航机场1440%1.6289.1177.293宾馆酒店1.450%2.4421.7091.368娱乐场所3310%0.8142.6862.149地下停车场4.3750%00.0000.000注：写字楼业务渗透率取30%；宾馆的吞吐量以10客房为单位，非1000平方米。6 室内传播模型6.1 自由空间的电磁波传播当电磁波在自由空间传播时，其路径可认为是连接收发信机的一条射线，可用ferris公式计算自由空间的电磁波传播损耗：式中：pr是接收功率，pt是发射功率，gt和gr分别是发射和接收天线的增益，r是收发信机之间的距离，功率损耗与收

23、发信机之间的距离r的平方成反比。上面公式可以用对数表示为：式中：指发射机发射信号电平接收机接收信号电平；gr和gt分别代表接收天线和发射天线增益（db）；r是收发天线之间的距离； 是波长。当=15.0cm(f=2.0ghz)时可得出：此处r的单位为米。6.2 室内电磁波传播模型随着无线通讯技术的发展，人们对室内的电波传播环境的研究越来越深入，室内无线信道和传统的无线信道相比具有两个显著的特点：其一，室内覆盖的面积小的多；其次，室内传播环境变化更大。研究表明，影响室内传播的因素主要是建筑物的布局、建筑材料和建筑类型等。室内传播模型有很多种，如对数距离路径损耗模型，ericsson多充端点模型，衰

24、减因子模型等。通过和各室内分布系统厂家交流，目前普遍选取下述室内传播模型：其中：路径损耗（db）；：距天线1米处的路径衰减（db），参考值为39db；d：距离（m）；faf：环境损耗附加值(db)，和建筑物类型、建筑结构、所用材料等相关，取值是在表5.5的基础上，结合建筑物类型、结构以及室内分布的工程经验而来。此值需在今后的实际工程中结合实际场景进行修正。8 db：室内环境下的衰落余量，包括空间衰落效应和时间衰落效应引起的衰落。表5.5给出了在2g频段电磁波的典型穿透损耗值： 表5.5 2ghz频段电磁波传播损耗参考取值表（材料）材料类型损耗普通砖混隔墙（ 30 cm）1015db混凝土墙体2

25、030db混凝土楼板2530db天花板管道18db金属扶手电梯5db箱体电梯30db人体3db木质家具36db玻璃58 db6.3 1覆盖区场强预测方法在室内覆盖系统中，对于下行链路而言，吸顶天线的入口功率比较小，一般在10-15dbm,而对上行链路来说，手机最大发射功率为24dbm，远高于下行天线口功率，由此可知，在室内分布系统中，下行覆盖小于上行覆盖。所以在进行室内分布系统的天线规划时以单天线下行覆盖能力为规划依据。室内环境下的接收信号场强可按下式计算：其中，pt：天线入口功率；gt：发射天线增益；：路径损耗，按公式可以计算得出；gr：接收天线增益由上式可得路径损耗l为：结合室内传播模型，

26、选取合适的faf值，便可求得相应场景下单天线的覆盖能力。以电梯覆盖为例，按照上述方法预估一下采用八木天线对电梯进行覆盖时的覆盖能力，其中，天线入口功率pccpch两码道：8dbm，发射天线（八木天线）gt为10dbi，接收天线gr为0dbi，接收端信号强度pr为-85dbm，可以得到：路径损耗l为103db。室内无线电波传播损耗公式如下：其中，取值为39 db，faf取值30db，l取值为103db，通过计算可以得到：电梯的覆盖距离为20米，考虑到天线后瓣一般会有3米的覆盖能力，所以通过八木天线对电梯进行覆盖，其覆盖能力最大为23米。 7 室内分布系统的信源3g网络不同于2g网络的显著特点是发

27、生于室内的业务量占到总业务量的70%；所以对于室内分布系统来说，不仅要保证室内的信号覆盖质量，同时要满足室内用户的容量需求。那么，在室内分布系统信源的选择方面和2g网络将有所不同。在2g室内分布系统中，多以直放站做信源。在td系统中，考虑到td-scdma技术的特点，中兴通讯将采用直放站、射频拉远等方式作为室内分布系统的信源，当然，干放也是室内分布系统中不可缺少的部分。7.1 直放站在2g系统中，以直放站+干放为室内分布系统信源的方式得到了广泛的应用，这种方式成本低，工程实施简单，可使用220v电源，并且不需要传输（无线直放站），建网速度极快。在td-scdma系统采用了tdd技术，为直放站的

28、使用带来了一定的困难，直放站和基站间的同步性能将会对网络质量产生较大影响；加之直放站不能提供容量，室内话务仍需施主基站承载，所以，在密集城区和一般城区一般不考虑采用直放站作室内分布系统信源。当然，某些典型场景，如地下停车场、小型娱乐场所、电梯覆盖等采用小功率直放站作信源会是最佳的选择，关于直放站设备的实现方法等我们将在后续的计划中进行研究。7.2 射频拉远目前，中兴通讯采用的射频拉远设备有三种，分别是tmb、r04、r02。其中r02、r04是rru(射频远端单元)。其载波、功率和通道配置如下：tmb 30dbm1db /3载频/天线，4通道；r04 3w4载波/通道，2w6载波/通道，4通道

29、；r02 3w4载波/通道，2w6载波/通道，2通道。以上信源的各通道设置必须相同的，即各通道配置相同的载波数、各通道载波的频率相同、各通道载波的总功率相同。每通道各载波的最大发射功率可以不同，但各通道相应载波的最大发射功率是相同的。信源的各通道是独立的。算法可以根据实际的配置以及ue上行信号所属的通道，对4个下行通道分别进行加权。比如一个ue只在某个通道的覆盖范围内，则node b只对该通道赋权1，而其它通道赋权0。即对该阿ue的下行信号只在该通道发送。采用此方法节省了功率，降低了干扰，同时提升了容量。在室内分布系统设计时，可考虑分别把各通道信号引入不同的楼层，若功率足够大，还可以利用功分器

30、、耦合器，把每通道分到不同的楼层、不同的区域。另外针对室内分布系统的算法还应保证ue从一个通道覆盖区移动到另一个通道覆盖区时上下行信号在通道间的切换。以上这些信源都是多载波的，tmb最大提供3载波(以后也有可能提供6载波)，r04、r02最大提供6载波。如果话务量较小，它们可以设置为较少的载波、较高的功率。当前的设备并没有对每个通道单独进行多用户检测的解调处理，而是将每个通道接收到的信号送入多用户检测模块进行联合检测。这样，所有楼层相当于一个小区，各通道共用4个或6个载波的容量。 因为tmb不含有中频部分，其成本比r04低。又因为tmb应用的受限条件较多，bbu-rru推出后，b30-tmb将

31、会被替代，因此，r04、r02会是主要的信源。较大容量时采用r04成本较低，因为有更多用户分摊结构、中频、传输成本。7.3 干线放大器在大型建筑物的室内分布系统中，多采用1台信源+n个干线放大器的方式进行设计，干放的使用使得室内分布系统的设计更加灵活，同时极大的扩展了覆盖范围，降低了系统成本，简化了开通和维护工作。在td系统中，由于室内话务量的增加，在干放的使用上一方面要考虑室内场景对功率和容量的需求，另一方面需要考虑主信源单通道所提供的功率和容量。对于功率受限的情况，可采用增加干放的方法解决；对于容量需求高、覆盖场景复杂的情况不宜使用干放。8 室内场景对信源的容量和覆盖需求8.1 室内话务的

32、信源配置方法由于td-cdma网络是多业务并存的网络，对小区容量的估算不能再简单沿用纯语音网络的估算方法，这是因为不同业务的业务速率和所需的eb/no不同，因此对系统负荷产生的影响和消耗的码道资源也不同。混合业务容量估算的一个思路就是在不同业务之间进行等效。下面介绍混合业务估算的campbell方法。8.1.1 campbell方法campbell方法的基本原理是将所有业务按一定原则等效成一种虚拟业务，并计算此虚拟业务的总话务量（erl），然后计算满足此话务量所需的虚拟信道数，进而折算出满足网络容量的实际信道数。campbell模型的等效原理如下： （公式1）式中：c是容量因子；varianc

33、e是混合业务方差；mean是混合业务均值；是业务i的等效强度；是业务i需要的信道数offeredtraffic是虚拟业务的业务量capacity是满足虚拟业务量所需的虚拟信道数下面举例说明：假设业务1和业务2是网络提供的两种业务，其中,业务1：每个连接占用1个信道资源，共12erl；业务2：每个连接占用3个信道资源，共6erl。业务1的等效强度i1=1，业务2的等效强度i2=3。混合业务均值为 混合业务方差为 容量因子 虚拟业务量 在2%的阻塞率下，查询erl-b表可知，满足虚拟业务量共需要21个虚拟信道资源。根据（公式1），在2%的阻塞率下，a、b两业务所需的总的信道数为：等效到业务a所需的

34、总的信道数：等效到业务b所需的总的信道数：根据campbell方法，在相同的业务等级gos要求下，不同业务需要的信道资源略有不同，或者说，在相同的信道资源下，不同业务得到的服务等级不同。campbell方法中，业务等效强度a是每种业务消耗的信道资源数。 8.1.2 室内话务的信源配置估算方法由于对于每种场景，我们已知在该种场景下，1000平方米内各种业务的业务量需求，现在我们假设：1、 现实中存在的需要覆盖的某种场景（建筑物）面积是1000平米的倍，对于宾馆来说，建筑内客房总数是10的倍；2、 假设该种场景下1000平米内语音业务、可视电话、数据业务的业务量分别为：、，则该场景建筑物内各种业务

35、的业务量分别为：、；3、 假设各业务的等效强度分别为：语音业务： 可视电话：数据业务：4、 假设每套rru设备能提供信道数为（具体需要通过仿真来定）。5、 假设该建筑所需的rru个数。那么，我们可以通过以下方法求得该建筑所需得rru个数：首先，每个rru可分担的各业务的业务量分别为：语音业务：可视电话：数据业务：那么：求出capacity后，通过查erl表，可得在2%的阻塞率时和该虚拟信道数相对应的虚拟业务量，假设此虚拟业务量为offeredtraffic，因为：在上面等式中，只有一个未知量n，可求出。通过以上计算可知，在已知某大楼中各业务的总业务量后，结合所采用设备能提供的信道数，便可从容量

36、方面计算出需要采用的设备数量。下面通过第五章中的话务模型，结合各种典型场景的典型尺寸，给出了该场景内各业务的总话务量：表8.1 典型场景话务量统计场景典型尺寸语音业务总话务量（erl/bh）可视电话总话务量（erl/bh）数据业务总业务量（erl/bh）长宽层数上行下行写字楼50502526.2500.5252.5045.008商场超市150100636.0000.3600.0920.183会展中心10010016.9000.2070.3510.702会议中心805018.2800.2481.0532.106室内体育场馆8080119.8720.3970.6741.348民航机场1506021

37、1.3400.1130.5131.026宾馆酒店6017201.4000.0140.2670.534娱乐场所505058.2500.0410.1050.210地下停车场606010.2360.0000.0000.000下面以典型面积的写字楼为例，从容量方面计算该场景对信源的需求。根据上述方法，我们制作了如下所附的工具，通过输入相关数据，便可得出：假设时隙转换点为3：3，rru每载波每时隙可支持7个语音用户，那么，采用4载波r04设备时，需要3.07台；采用6载波r04设备，则需要1.68台即可满足该写字楼容量的需求。其它场景可据此分析，需要注意的是，在数据业务比重较大时，需要考虑将时隙转换点调

38、整为2：4。8.2 室内覆盖对信源的功率需求分析8.2.1 上下行链路预算假设条件：下行：采用六载波设备，每载波单时隙可支持6个语音用户；信源单通道每载波pccpch信道最大功率21dbm（对2w6载波设备来说，pccpch功率算法：33-10log6-10log5+3）下行覆盖边缘电平-85 dbm；人体损耗3 dbm；上行：手机最大发射功率24 dbm；人体损耗3 dbm；上行噪声系数3.5db；上行干扰余量1.5db；理想同步下语音业务的c/i为4db（室内环境近case3）根据以上假设可得出信源接收灵敏度为-103.4dbm；下行链路总的损耗为106db，如果在室内分布系统中均采用定向

39、耦合器，上行信号从手机发出到信源接收端的损耗为106 db，要满足上行接收灵敏度要求，则手机发功只要2dbm就可以了，远未达到手机最大发射功率，所以，在室内分布系统中，上行覆盖大于下行覆盖，换句话说，在实际工程中，可以以边缘电平为-85 dbm时的单天线覆盖半径作为覆盖设计的依据。8.2.2 单天线覆盖能力在室内覆盖系统的设计中，设计人员需要结合覆盖场景，测试单天线在该场景下的覆盖距离，以便进行室内天线的布放设计。为使设计人员对室内单天线的覆盖距离有一个初步的了解，根据gsm、wcdma系统室内分布的工程经验，给出了各种不同场景下，单天线的典型输入和与之相对应的覆盖半径。根据室内传播模型可知，

40、只要确定了各种典型场景下的faf、发射天线增益gt、发射天线入口电平pt、最小接收电平pr等，即可得出该种场景下的覆盖能力。根据室内分布系统复杂场景小功率多天线，简单环境大功率少天线的天线布放策略，各吸顶天线入口的单载波pccpch信道功率可按照6-8 dbm 设计（注：此取值同时考虑了业务信道的覆盖能力。根据td室内分布系统仿真结果可知，在干扰因子为1.0以及中断率小于1%的条件下，单载波单时隙的系统容量可达8用户（对写字楼场景），假设用户在整个大楼内均匀分布，则每通道需承载12个用户（6载波*8用户/载波/4通道），考虑到环保要求（室内分布天线单天线输入功率小于15 dbm），发射天线入口

41、电平（单用户）最大值可为：15-10log12+3=7 dbm），考虑到电梯的穿透损耗、体育场馆、机场场景的天线挂高等因素， 综合考虑覆盖需求，可适当提高这几种场景天线入口功率；吸顶天线增益取3 dbi；覆盖边缘pccpch信道接收电平取-85 dbm；faf的取值需要采集大量的工程实测数据，利用这些数据对传播模型进行校正，给出结果。faf的参考取值以及单天线覆盖距离如下：典型场景faf（db）pt (dbm)pr(dbm)gt(dbi)单天线覆盖半径（米）写字楼216-85320.0商场超市206-85322.4会展中心198-85331.6会议中心198-85331.6室内体育场馆1510

42、-85363.1民航机场186-85328.2宾馆酒店266-85311.2娱乐场所226-85317.8地下停车场176-85331.6电梯3110-8510 室内覆盖对信源通道需求的估算要计算对某建筑进行覆盖所需的信源数量，首先要计算单层覆盖所需的吸顶天线数量及其布放方法，然后计算满足单层覆盖所需的功率，再根据信源设备的功率（对rru设备来说，是单通道功率）推算其可以覆盖的楼层数，进而可知要满足整个大楼覆盖所需的设备（通道）数量。考虑建筑物单层平面一般为方形或长方形结构，所以在计算单天线覆盖面积时，可认为单天线覆盖区域为一个边长为的长方形或正方形，在以上场景中，宾馆一般为

43、长条形结构，典型深度为17米，其它场景可认为都是正方形结构。所以对长方形结构下，单天线覆盖面积为，其中l为深度；对正方形结构，其单天线覆盖面积为 。下面给出某写字楼单层尺寸及楼层数，并以该写字楼为例对单层覆盖所需功率以及完成整个大楼覆盖所需设备数量进行估算。假设该写字楼长50米，宽50米，共25层。下面给出估算方法：首先，根据计算，当写字楼吸顶天线入口处pccpch两码道功率为6 dbm，分布天线增益为3 dbi，覆盖边缘接收电平取-85 dbm时，其单天线覆盖半径为20米，覆盖边长为28米。对于单层尺寸为50米*50米的写字楼，需要用4个吸顶天线解决。考虑到写字楼内话务量较大，所以选用载波和

44、通道都较多的r04（2w/6载波/通道，4通道）设备，该设备每通道的最大输出功率为33 dbm，根据对写字楼场景的仿真，因为功控的作用，在单通道单载波单时隙中有6个信道（语音）同时占用时，通道总发送功率为13.22 dbm，吸顶天线总发送功率-3.56 dbm，远小于单通道单载波25 dbm以及单载波单天线最大9dbm下发功率的限制，也就是说，对用户信道而言，即使单rru下的所有用户(六载波支持的用户)都集中到某一个通道下，该通道功率仍能满足用户需求。所以此处需要根据pccpch信道的功率需求来估算单层覆盖对通道功率的需求。假设写字楼结构和走线方法、线缆长度如下图，根据天线入口要求、馈线损耗、

45、以及器件的耦合损耗等可反推出楼层入口处单载波pccpch信道功率应为16dbm。因为采用的是6载波rru设备，所以rru单通道单载波pccpch最大功率为23dbm （算法为：33-10log6-10log5+3，若需要可适当提高pccpch信道功率）。这样以来，若不考虑主线损耗，对于这种具体场景，每通道可覆盖4个楼层；若考虑馈线损耗，在主路上走线较远的三个通道各覆盖3个楼层，走线较近的一个通道覆盖4个楼层，也就是说，4个通道可覆盖13个楼层。所以，对于该写字楼，从功率方面来讲，采用两台r04（2w/六载波/通道，共四通道）即可满足覆盖需求。1、 天线布放示意图：2、单层功率需求计算：3、主路

46、结构设计：因主路馈线较长，加之1/2馈缆在2g频段对信号的衰耗较大，所以，对走线较长的线路可采用7/8馈缆。综合考虑覆盖和容量的需求，对于该典型尺寸的写字楼，需要采用两台rru（2w/6载波/通道，共4通道）信源设备。9 室内分布系统和天线布放方法9.1 室内分布系统信源选型方法在第八章中已经以典型写字楼为例，从容量、覆盖方面对所需信源进行了选取，同时结合楼层结构，给出了该种结构下的主路结构和楼层天线布放方法，在本章中，将运用此方法给出其它场景的信源选取和室内分布方法。方法总结：1、 根据建筑物内容量需求，参考仿真结果，从容量方面选取信源设备，包括设备数量和单个设备的载波数，可以有一种以上方案

47、。2、 根据建筑物的大小和结构，从覆盖方面选取信源，包括信源数量和通道个数，单通道功率，同样可以有多种方案。3、 从容量和覆盖方面综合考虑，配置载波数和通道数以及所需设备个数，达到容量、覆盖和成本的最佳统一。9.2 典型场景的室内分布系统和天线布放方法9.2.1 写字楼（已在第八章给出）9.2.2 商场超市对于表8.1中的典型尺寸的商场超市，利用估算工具，从容量方面看，假设每载波每时隙可接入6个语音用户，则要满足大楼容量需求，只需要0.84台rru（3w/4载波/单通道，共4通道）即可。但从覆盖方面来看，由于单层面积大，路损相对较大，一台rru（3w/4载波/单通道，共4通道）远不能满足要求。

48、下面再从功率需求方面估算：根据仿真结果可知，业务信道对通道功率的需求不是很大，即使个通道覆盖区用户齐聚某通道覆盖区，该通道功率也可满足用户需求。和写字楼场景一样，还是以pccpch的覆盖来进行功率预算和天线位置的规划。考虑到商场场景层高较高，层内比较通透，可适当提高天线口功率，以减少天线数量，此处天线入口功率按8 dbm来设计。因采用的是（3w/4载波/单通道，共3通道）rru设备，所以，单载波pccpch信道功率可达26dbm。通过计算，对于商场超市场景，当pccpch信道天线入口功率为8 dbm时，其单天线的覆盖边长可达40米。据此，可按下述方法对大楼室内分布系统进行设计。1、单层分布系统

49、设计：因单层结构面积较大，所以层内采用7/8馈线；按照以下设计，可使得在单通道单载波pccpch信道功率为26 dbm时，其覆盖天线入口处功率达到8 dbm左右。2、主路结构设计：信源设备采用两台rru（3w/4载波/3通道）。9.2.3 会展中心对于面积为100米*100米*1层的典型场景，假设每载波每时隙可提供6个语音信道，那么结合话务模型可以算出：一台4载波配置的rru设备即可满足该场景的话务需求。覆盖方面，考虑到会展中心单层高度较高，一般可达6米，所以可适当提高天线入口功率。查表可知，当pccpch信道在吸顶天线入口功率为9 dbm时，每天线覆盖边长可达50米，这样的话，整个楼层需要采

50、用4个天线进行覆盖。同商场超市场景相同，因采用的是（3w/4载波/单通道）rru设备，所以，单载波pccpch信道功率可达26dbm。假设走线方法如下，可以看出最长馈线也不会超过100米，加上功分器的分配损耗，单天线最大馈线损耗加分路损耗为17db，单天线单载波pccpch信道入口功率可达9 dbm。综上，对于该场景，选用4载波单通道的rru设备即可解决其覆盖和容量的需求。9.2.4 会议中心该场景的天线规划和信源选型方法可参考会展中心。9.2.5 室内体育场馆室内体育场馆内部比较空旷，屋顶较高，一般可达10米，所以在此种场景下可以适当提高天线口输出功率，以便减少天线数量，降低施工难度。现假设

51、每载波每时隙支持5个语音用户，根据计算，若采用6载波设备，则需要1台（查表为0.7）。从覆盖方面，我们考虑pccpch信道天线入口功率为10 dbm时，其覆盖边长为89米，满足该80米*80米面积体育馆的覆盖。考虑到采用一个天线解决该建筑，则室内所有用户将由一个通道的一个天线去承载，这样的话，该天线将在同一时隙承载30（5用户/时隙/载波*6载波）个用户，所以其下行入口功率最大将达到25 dbm （没有功控情况下可达25 dbm，有功控作用时天线口功率将小于此值）。通过计算，虽然该天线入口功率较大，但因距地面较远，仍然符合安全标准要求。综上，可以选用2w/6载波/单通道的rru设备作为该场景的

52、信源，采用在场馆屋顶中央安装一个吸顶天线的方法进行设计和施工。9.2.6 宾馆酒店对于单层面积为60米*17米，共有20层，每层有25间客房的宾馆，假设对于此种场景，每载波每时隙可同时提供6个语音用户，通过计算，要满足该建筑物内用户的通话需求，需配置0.34台rru（四载波/rru）；下面从覆盖角度分析覆盖该大楼需要的设备数量和配置。对宾馆场景，我们考虑单载波单天线pccpch入口功率为6dbm，根据单天线覆盖能力估算工具可知，其覆盖半径为11.2米，覆盖边长为15.9米。对于下面典型楼层结构可作如下设计： 在以上设计中，电梯覆盖处于电梯门口的吸顶天线兼顾，所以不需在电梯井道内加装覆盖系统。根据以上预算可知，对于单个楼层，单载波pccpch信道入口功率需求为15 dbm，因采用4载波设备，所以单载波pccpch功率为25dbm，所以每通道可以覆盖6个楼层，考虑到馈线损耗，在设计时，走线较远的通道可覆盖5个楼层，走线较近的通道可设计覆盖6个楼层。主路设备和通道可按如下方法进行分配：根据以上预算和设计，采用3w/4载波/通道，共4通道的设备可解决该场景。9.2.7 娱乐场所和宾馆场景相比，娱乐场所用户密度更大，高端用户相对较