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文檔簡介
1、<p> 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p> 論文題目 建筑室內(nèi)覆蓋的規(guī)劃與設(shè)計(jì)</p><p> (英文)Architect Indoor Coverage Planning </p><p> and design</p><p> 所在學(xué)院 </
2、p><p> 專業(yè)班級(jí) 通信工程 </p><p> 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p> 指導(dǎo)教師 職稱 </p><p> 完成日期 年 月 日</p>&
3、lt;p><b> 摘 要</b></p><p> 本文對(duì)浙江萬里學(xué)院室內(nèi)信號(hào)覆蓋的各個(gè)方面進(jìn)行了整理。室內(nèi)信號(hào)覆蓋的總體設(shè)計(jì),包括設(shè)計(jì)流程,重點(diǎn)闡述了室內(nèi)信號(hào)覆蓋平面設(shè)計(jì)方法。本文首先描述了室內(nèi)信號(hào)覆蓋設(shè)計(jì)的概述及原則,并分析了各類室內(nèi)覆蓋信號(hào)源和傳輸介質(zhì)的特點(diǎn)。并根據(jù)建筑的特點(diǎn)選擇合適的系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋,其中包括水平層面天線設(shè)計(jì)及主干設(shè)計(jì)。結(jié)合2G的覆蓋數(shù)據(jù)的特點(diǎn),大致估算了業(yè)務(wù)
4、覆蓋所需的天線密度,以及主干設(shè)計(jì)中的饋線選型。最后討論了WCDMA與2G共建的思路是通過多系統(tǒng)合路器(POI)來實(shí)現(xiàn)的,并詳細(xì)介紹了根據(jù)系統(tǒng)不同的隔離度要求,并討論了POI的兩種設(shè)計(jì)方式。</p><p> 關(guān)鍵詞:室內(nèi)信號(hào)覆蓋;信號(hào)覆蓋;方案設(shè)計(jì)</p><p><b> Abstract</b></p><p> In this pa
5、per, Zhejiang Wanli University indoor signal coverage was finished in all aspects. The overall design of indoor signal coverage, including the design process, focus on graphic design indoor signal coverage. This paper de
6、scribes an overview of indoor coverage and principles of design and analysis of the various types of indoor coverage signal source and transmission medium characteristics. And in accordance with the characteristics of bu
7、ilding the system, choosing the right coverage, i</p><p> Keywords: indoor distribution system;system interference;program design</p><p><b> 目 錄</b></p><p> 1 引言-
8、1 -</p><p> 1.1課題背景- 1 -</p><p> 1.2 選題的意義- 1 -</p><p> 1.2.1室內(nèi)信號(hào)覆蓋的必要性- 1 -</p><p> 1.2.2室內(nèi)信號(hào)覆蓋的意義- 2 -</p><p> 1.3 論文的工作- 2 -</p><p&
9、gt; 2 室內(nèi)覆蓋設(shè)計(jì)流程和原則- 3 -</p><p> 2.1室內(nèi)信號(hào)覆蓋的概述- 3 -</p><p> 2.2室內(nèi)覆蓋建設(shè)總體流程- 4 -</p><p> 2.3 2G及3G室內(nèi)覆蓋規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則- 6 -</p><p> 2.4 信號(hào)的關(guān)鍵技術(shù)- 7 -</p><p> 2
10、.4.1 空時(shí)處理方法- 7 -</p><p> 2.4.2 波束成形技術(shù)- 8 -</p><p> 2.4.3 接收分集- 9 -</p><p> 2.4.4 發(fā)送分集技術(shù)- 9 -</p><p> 3 室內(nèi)信號(hào)覆蓋的案例分析與設(shè)計(jì)- 11 -</p><p> 3.1 室內(nèi)信號(hào)覆蓋詳細(xì)設(shè)
11、計(jì)- 11 -</p><p> 3.1.1 選取的信號(hào)源- 11 -</p><p> 3.1.2 傳輸介質(zhì)選擇- 11 -</p><p> 3.1.3 元器件的使用- 12 -</p><p> 3.2 多系統(tǒng)合路器POI的設(shè)計(jì)方式- 12 -</p><p> 3.2.1 收發(fā)共路- 12
12、 -</p><p> 3.2.2 收發(fā)分路- 14 -</p><p> 3.3 XX娛樂城室內(nèi)覆蓋問題分析與解決- 15 -</p><p> 3.3.1 問題描述:- 15 -</p><p> 3.3.2 問題原因分析及處理:- 17 -</p><p> 3.3.3 結(jié)果驗(yàn)證- 17 -
13、</p><p> 4 結(jié)論和展望- 19 -</p><p> 4.1結(jié)論- 19 -</p><p> 4.2展望- 19 -</p><p> 致 謝- 20 -</p><p> 參考文獻(xiàn)- 21 -</p><p><b> 1 引言</b>
14、</p><p><b> 1.1課題背景</b></p><p> 隨著通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,室內(nèi)覆蓋是實(shí)現(xiàn)無線覆蓋、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)分布、基站配置,增加收入,提高滿意度的一種手段,室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)及其技術(shù)越來越受到相關(guān)電信運(yùn)營商和設(shè)備制造商的重視。室內(nèi)信號(hào)覆蓋主要是指在建筑物室內(nèi)無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的覆蓋。 近年來,隨著移動(dòng)通信地不斷發(fā)展,室外信號(hào)的覆蓋變得比較完善,同時(shí)
15、室內(nèi)信號(hào)覆蓋的質(zhì)量得到很大提高。但是隨著城市中的移動(dòng)通信用戶的迅速增加和城市高層建筑變得越來越多,用戶在室內(nèi)通話也越來越多,同時(shí)室內(nèi)用戶的話務(wù)量和對(duì)信號(hào)的覆蓋要求也不斷地在提高。室內(nèi)是考察移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是否具備高質(zhì)量和高容量通信業(yè)務(wù)的重要區(qū)域,同時(shí)室內(nèi)信號(hào)質(zhì)量也間接反映了運(yùn)營商的服務(wù)質(zhì)量,同時(shí)也關(guān)系到運(yùn)營商的經(jīng)濟(jì)效益和形象及市場競爭力。與其同時(shí),城市聯(lián)通用戶的數(shù)量也在飛速增加。如今,隨著移動(dòng)通信和聯(lián)通通信的普及化,室外的通信服務(wù)已不能滿足
16、用戶需求。據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)有的2G網(wǎng)絡(luò)有35%到45%的話務(wù)量是在室內(nèi), 而3G網(wǎng)絡(luò)中有70%的話務(wù)量是在室內(nèi)。由于室內(nèi)的自身建筑材料的阻擋,還有室外地形等諸多因素,室內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度往往比較弱,甚至手機(jī)無法正常地使用,從而產(chǎn)生通信的盲區(qū);由于受基站天線高度影響,信號(hào)也無法</p><p> 室內(nèi)覆蓋現(xiàn)在有以下特點(diǎn):第一,,無論2G還是3G,大部分用戶的通話來自室內(nèi), 室內(nèi)已成為運(yùn)營商收入主要來源。第二,隨著3G的不斷
17、發(fā)展完善,3G深層次覆蓋的缺陷也突出,和2G相比,3G有更多的缺陷存在,建筑物內(nèi)存在盲區(qū)多,易斷線,網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的問題,而用戶投訴也大多在室內(nèi)。第三, 3G室內(nèi)覆蓋建設(shè)是2G和3G共用室內(nèi) 信號(hào)的覆蓋。因此,2G和3G 完善室內(nèi)覆蓋都是無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重中之重。 </p><p><b> 1.2 選題的意義</b></p><p> 1.2.1室內(nèi)信號(hào)覆蓋的必要性&
18、lt;/p><p> 隨著通信的普及化,用戶已無法滿足室外的通信服務(wù),對(duì)室內(nèi)也有清晰和良好的通話環(huán)境要求,尤其是在酒店,商場和商務(wù)辦公樓等大型的建筑室內(nèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)有的2G網(wǎng)絡(luò)有35%到45%的話務(wù)量是在室內(nèi), 而3G網(wǎng)絡(luò)中有70%的話務(wù)量是在室內(nèi)。由于室內(nèi)的自身建筑材料的阻擋,還有室外地形等諸多因素,室內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度往往比較弱,甚至手機(jī)無法正常地使用,從而產(chǎn)生通信的盲區(qū);由于受基站天線高度影響,信號(hào)也無法覆蓋,建筑
19、物高層也是通信的盲區(qū)。</p><p> 1.2.2室內(nèi)信號(hào)覆蓋的意義</p><p> 隨著城市移動(dòng)和聯(lián)通用戶的飛速增長及高層建筑的增加,通信話務(wù)密度和覆蓋要求也在不斷上升。而這些建筑物是以鋼筋混凝土為骨架,全封閉式裝修,對(duì)電話的信號(hào)有較強(qiáng)屏蔽作用。例如在建筑物地下商場、地下停車場等,通信信號(hào)比較弱導(dǎo)致手機(jī)無法正常使用,從而形成了通信的盲區(qū)。而在中間樓層來自周圍不同基站信號(hào)發(fā)生重疊產(chǎn)
20、生的乒乓效應(yīng),嚴(yán)重影響了手機(jī)的使用。受到基站天線的限制,建筑物的高層信號(hào)無法正常覆蓋,也是通信的盲區(qū)。此外,如果用戶密度大,且基站信道擁塞,有些建筑物內(nèi)手機(jī)上線都困難。通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量和質(zhì)量從根本上體現(xiàn)了信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水平。因此,室內(nèi)信號(hào)覆蓋意義顯得十分重大。</p><p><b> 1.3 論文的工作</b></p><p> 本文對(duì)浙江萬里學(xué)院室內(nèi)信號(hào)覆蓋
21、的各個(gè)方面進(jìn)行了整理。室內(nèi)信號(hào)覆蓋的總體設(shè)計(jì),包括設(shè)計(jì)流程,重點(diǎn)闡述了室內(nèi)信號(hào)覆蓋平面設(shè)計(jì)方法。本文首先描述了室內(nèi)信號(hào)覆蓋設(shè)計(jì)的概述及原則,并分析了各類室內(nèi)覆蓋信號(hào)源和傳輸介質(zhì)的特點(diǎn)。并根據(jù)建筑的特點(diǎn)選擇合適的系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋,其中包括水平層面天線設(shè)計(jì)及主干設(shè)計(jì)。結(jié)合2G的覆蓋數(shù)據(jù)的特點(diǎn),大致估算了業(yè)務(wù)覆蓋所需的天線密度,以及主干設(shè)計(jì)中的饋線選型。最后討論了WCDMA與2G共建的思路是通過多系統(tǒng)合路器(POI)來實(shí)現(xiàn)的,并詳細(xì)介紹了根據(jù)系統(tǒng)
22、不同的隔離度要求,并討論了POI的兩種設(shè)計(jì)方式。</p><p> 2 室內(nèi)覆蓋設(shè)計(jì)流程和原則</p><p> 2.1室內(nèi)信號(hào)覆蓋的概述</p><p> 室內(nèi)信號(hào)覆蓋是利用同軸電纜、光纖、泄漏電纜等傳輸方式,將基站信號(hào)通過無線或有線方式引入室內(nèi)的每一個(gè)角落并由小天線將基站信號(hào)發(fā)射出去,從而使室內(nèi)各個(gè)角落得到的信號(hào)能均勻分布,最終達(dá)到消除覆蓋盲區(qū)、抑制干擾的
23、目的。</p><p> 室內(nèi)信號(hào)覆蓋應(yīng)用的范圍有:</p><p><b> 室內(nèi)盲區(qū)—電梯等;</b></p><p> 大型室內(nèi)場所—機(jī)場、車站、體育館、商場、購物中心等;</p><p> 頻繁切換的室內(nèi)場所—居民小區(qū)等。</p><p> 室內(nèi)信號(hào)覆蓋建設(shè)需要考慮的幾個(gè)方面的因
24、素:</p><p> 覆蓋方面:建筑物的屏蔽和吸收作用造成無線電波大的傳輸衰耗,從而形成通信信號(hào)的弱場甚至盲區(qū)。</p><p> 容量方面:大型購物商場、會(huì)議中心等建筑物由于通信電話密度過大,局部網(wǎng)絡(luò)無法滿足用戶需求發(fā)生擁塞現(xiàn)象。</p><p> 質(zhì)量方面:高層空間建筑物易存在無線干擾和小區(qū)信號(hào)不穩(wěn)定,導(dǎo)致會(huì)出現(xiàn)乒乓切換效應(yīng),甚至出現(xiàn)掉話現(xiàn)象。</
25、p><p> 室內(nèi)信號(hào)覆蓋的建設(shè)可全面地改善室內(nèi)的通話質(zhì)量,提高通信電話接通率,開辟高質(zhì)量的室內(nèi)通信區(qū)域。同時(shí),微蜂窩系統(tǒng)可以分擔(dān)室外蜂窩話務(wù)的網(wǎng)絡(luò)容量,從整體上提高通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水平。</p><p> 室內(nèi)信號(hào)覆蓋主要由信號(hào)源和信號(hào)分布系統(tǒng)兩部分組成。見圖2-1。</p><p> 圖2-1 室內(nèi)信號(hào)覆蓋的結(jié)構(gòu)</p><p> 圖
26、2-2 室內(nèi)信號(hào)覆蓋示意圖</p><p> 室內(nèi)信號(hào)覆蓋實(shí)際分布圖,見圖2-2。</p><p> 2.2室內(nèi)覆蓋建設(shè)總體流程</p><p> 室內(nèi)覆蓋建設(shè)的總體流程主要有四個(gè)流程:前期的調(diào)研、查勘的測試、方案的設(shè)計(jì)和施工的驗(yàn)收期。如圖2-3。</p><p> 圖2-3 室內(nèi)信號(hào)覆蓋的總體流程</p><
27、p> 一、前期的調(diào)研:依據(jù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)策略和目標(biāo)對(duì)室內(nèi)信號(hào)覆蓋進(jìn)行選點(diǎn),而室外覆蓋是3G室內(nèi)信號(hào)覆蓋站點(diǎn)的選擇依據(jù)。無線設(shè)計(jì)最重要部分?;究睖y是,主要包括基站選址和詳細(xì)勘測兩大部分。</p><p> 二、查勘的測試:選定站點(diǎn)后,要對(duì)站點(diǎn)的建筑物進(jìn)行勘測,而勘測的內(nèi)容有:</p><p> A 站地址的信息勘測:覆蓋的站點(diǎn)名稱,覆蓋的站點(diǎn)實(shí)際地理位置,業(yè)主的聯(lián)系方式,建筑的全景圖
28、。</p><p> B 建筑物理環(huán)境的勘測:設(shè)計(jì)平面圖,樓宇高度,樓宇層數(shù),樓宇總面積,,樓宇裝修情況,設(shè)備安裝的位置,天線安裝位置,棚頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)是否穿電纜,布線路由,電梯數(shù)量、電梯位置、電梯共井,??繀^(qū)間,電梯線進(jìn)出口位置;電井強(qiáng)電和弱電位置,電井?dāng)?shù)量,電井走線空間余量。</p><p> 工程勘測時(shí),要先進(jìn)行無線環(huán)境的勘測,目的是評(píng)估室外與室內(nèi)信號(hào)的相互影響,制定系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)、系統(tǒng)
29、驗(yàn)收指標(biāo),確定信號(hào)設(shè)計(jì)指標(biāo)。無線摸底包括這些方面:用路測軟件掃測,了解當(dāng)前的覆蓋狀況;記錄BCCH、TCH、LAC、CID 和鄰頻;掃頻的范圍,建筑不同的層必測,所選樓層一定全部掃頻測試;標(biāo)準(zhǔn)層、底層、頂層必測,中間層可根據(jù)情況隔幾層一測。</p><p> 3、方案設(shè)計(jì):勘測完工后,便是進(jìn)行詳細(xì)方案的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮站點(diǎn)是新建點(diǎn)還是合路點(diǎn)。如果是新建的站點(diǎn),就要將3G和2G一起設(shè)計(jì),這是此次課題的中心;如果
30、是合路點(diǎn),則將3G的主機(jī)設(shè)備與2G的主機(jī)設(shè)備合路在一起。</p><p> 此外,還需考慮其他方面的因素:</p><p> 技術(shù)方面,包括建筑物的覆蓋需求、容量需、周邊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及如何與傳輸配套進(jìn)行溝通。</p><p> 業(yè)主方面,與業(yè)主良好的溝通有利于方案設(shè)計(jì)和現(xiàn)場實(shí)施。</p><p> 遠(yuǎn)期發(fā)展因素,要適當(dāng)考慮建筑物遠(yuǎn)期的業(yè)
31、務(wù)發(fā)展需求,有利于3G室內(nèi)信號(hào)覆蓋的建設(shè)。</p><p> 4、施工驗(yàn)收:方案設(shè)計(jì)完成后,便要馬上報(bào)給設(shè)計(jì)院。等設(shè)計(jì)院通過后,進(jìn)入工程施工。施工同時(shí),要通知第三方的監(jiān)理到現(xiàn)場查看。施工完成后,便要等著聯(lián)通公司的相關(guān)部門來驗(yàn)收。</p><p> 2.3 2G及3G室內(nèi)覆蓋規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則</p><p> 3G系統(tǒng)與2G在使用頻段、編碼技術(shù)等方面不同,所以3G
32、室內(nèi)覆蓋有一些新的特點(diǎn)。3G室內(nèi)覆蓋需對(duì)覆蓋、容量、質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,而2G系統(tǒng)只需考慮室內(nèi)場強(qiáng)信號(hào)水平滿足用戶接入電平要求,網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量可通過后期頻率規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整。由于各種業(yè)務(wù)鏈路損耗不同,3G系統(tǒng)還要考慮用戶的業(yè)務(wù)需求,根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)測進(jìn)行室內(nèi)覆蓋規(guī)劃。在進(jìn)行室內(nèi)分布時(shí),站點(diǎn)規(guī)劃與室外規(guī)劃要協(xié)調(diào)統(tǒng)一。3G室內(nèi)覆蓋還要重點(diǎn)考慮和2G系統(tǒng)相互干擾問題。</p><p> 3G室內(nèi)覆蓋規(guī)劃需遵守以下幾個(gè)原則:<
33、/p><p> 第一、統(tǒng)一性原則。包括室內(nèi)室外站點(diǎn)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的統(tǒng)一,在建設(shè)室內(nèi)覆蓋時(shí)要考慮室外信號(hào)的影響,同時(shí)也要考慮到室內(nèi)覆蓋對(duì)室外干擾水平的提升。</p><p> 第二、差異性原則。由于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)受到投資的限制,不可能盲目地加大室內(nèi)覆蓋,要以用戶滿意度為衡量標(biāo)準(zhǔn),制定不同的質(zhì)量目標(biāo)。有的地方能夠接受覆蓋盲點(diǎn)的情況下,可以在建設(shè)策略和建設(shè)階段上就行調(diào)整。</p><p
34、> 第三、經(jīng)濟(jì)型原則。對(duì)于一個(gè)特定的建筑物而言,室內(nèi)覆蓋解決方案可能有多種的選擇不能單純地為了追求技術(shù)上的完善盲目擴(kuò)大投資,但是也同樣不能為了節(jié)省投資而選擇并不適合的室內(nèi)原則。</p><p> 第四、兼容性原則。根據(jù)我國國情,大部分3G運(yùn)營商同時(shí)擁有2G網(wǎng)絡(luò)。因此在室內(nèi)覆蓋規(guī)劃設(shè)計(jì)室,最大限度利用已有的室內(nèi)覆蓋資源,并進(jìn)行最合理的改造,是進(jìn)行3G室內(nèi)覆蓋的一大原則。</p><p&
35、gt; 2.4 信號(hào)的關(guān)鍵技術(shù)</p><p> 通過在空間和時(shí)間上聯(lián)合,空時(shí)處理技術(shù)進(jìn)行信號(hào)處理可有效改善系統(tǒng)特性。隨著第三代通信系統(tǒng)對(duì)空中接口標(biāo)準(zhǔn)的支持,空時(shí)處理技術(shù)已融入調(diào)制解調(diào)器中,從而達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)目的。采用空時(shí)處理的方法就是系統(tǒng)的發(fā)送端或接收端使用了多根天線,同時(shí)在空間和時(shí)間上處理信號(hào),所達(dá)到的效果是靠單個(gè)天線的處理方法不能實(shí)現(xiàn)的。 </p><p> 2.4.1 空時(shí)處理
36、方法 </p><p> 在單用戶的情況下,空時(shí)處理方法的分類如圖2-4所示。 </p><p> 移動(dòng)臺(tái)一般不適用于多天線接收,而在基站采用多個(gè)天線進(jìn)行發(fā)射可以使移動(dòng)臺(tái)的接收效果和移動(dòng)臺(tái)用多個(gè)接收天線時(shí)的效果相同。 </p><p> 2.4.2 波束成形技術(shù) </p><p> 波束成形技術(shù)可分為自適應(yīng)波束成形、固定波束和切換波束
37、成形技術(shù)。固定波束天線的方向是固定的,IS-95中的3個(gè)120°扇區(qū)分割為固定波束。切換波束是固定波束的擴(kuò)展,將每個(gè)120度的扇區(qū)再分為多個(gè)更小的分區(qū),每個(gè)分區(qū)有一固定波束。當(dāng)用戶在一個(gè)扇區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí),切換波束機(jī)制可將波束切換到最強(qiáng)信號(hào)的分區(qū),但切換波束機(jī)制是不能區(qū)分理想信號(hào)和干擾信號(hào)。由于移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)性及散射環(huán)境,接收到的信號(hào)到達(dá)方向是時(shí)變的,使用自適應(yīng)波束成形器可將頻率相近的信號(hào)分離開,并跟蹤信號(hào)調(diào)整天線陣的加權(quán)值,從而使天線
38、陣的波束指向理想信號(hào)的方向。 </p><p> 自適應(yīng)波束成形的關(guān)鍵技術(shù)根據(jù)形成波束所用的信息可以將波束成形技術(shù)分成以下3類。 </p><p> 基于空間結(jié)構(gòu)的BF </p><p> 基于輸入信號(hào)到達(dá)方向的BF包括3類:基于最大信干噪比的BF、基于最大似然準(zhǔn)則的BF、基于最小均方誤差準(zhǔn)則的BF。多址干擾的抑制依賴于信號(hào)的到達(dá)方向。DOA估計(jì)方法有離散付里
39、葉變換、線性預(yù)測、MVDR估計(jì)器、ML濾波器、最大包絡(luò)法(MEM)以及可變特征結(jié)構(gòu)的方法。 </p><p> 基于訓(xùn)練序列的BF </p><p> 時(shí)間參考BF,適用于多徑豐富且信道特性連續(xù)變化的環(huán)境,由算法可分為塊自適應(yīng)算法和采樣自適應(yīng)算法兩類。塊自適應(yīng)算法包括特征濾波器法、最大比合并法、Stanford法、第一維納濾波器解、第二維納濾波器解。采樣自適應(yīng)算法有最小均方算法、遞歸最
40、小平方算法、歸一最小均方算法、和共軛梯度法。</p><p><b> 基于信號(hào)結(jié)構(gòu)的BF</b></p><p> 利用接收信號(hào)的時(shí)間或空間結(jié)構(gòu)、特性來構(gòu)造BF,利用恒包絡(luò)調(diào)制信號(hào)的恒模特性、信號(hào)的周期平穩(wěn)性或數(shù)字調(diào)制信號(hào)等知識(shí),可應(yīng)用于不同的傳播條件,需要考慮收斂性和捕獲問題。</p><p> 對(duì)于下行鏈路不同的復(fù)用方式可采用不同的
41、解決方法:TDD方式和FDD方式。TDD方式由于上下行鏈路相同的頻率,保證信道參數(shù)在相鄰上下行數(shù)據(jù)幀中無變化的情況可直接利用上行得到的信道參數(shù)。FDD方式由于上下行鏈路的頻率間隔大于相關(guān)帶寬,因此上下行的瞬時(shí)信道是不相關(guān)的。WCDMA技術(shù)構(gòu)造如下圖2-3所示:</p><p> 圖2-3 WCDMA技術(shù)構(gòu)造圖 </p><p> 2.4.3 接收分集 </p><
42、p> 由于系統(tǒng)通常有較多的多址干擾分量,而天線陣可以去除干擾的特性但不能明顯地改善接收機(jī)的SINR,所以在一般情況下是利用接收分集的方法和估計(jì)接收信號(hào)形式來確定匹配濾波器加權(quán)系數(shù)。接收分集技術(shù)中的分集天線是分集合并器,而不是BF。一般合并方式有:選擇合并選擇具有最大信號(hào)功率的多徑;最大比合并每一路有一加權(quán),根據(jù)各支路信噪比來分配加權(quán)的權(quán)重。當(dāng)每個(gè)分離多徑上干擾不相關(guān)時(shí),MRC方法使合并信號(hào)的SINR最大。等增益合并選擇每一路加權(quán)
43、值都相等。Wiener濾波無論多徑之間的干擾是否相關(guān),均可抑制干擾并使合并器輸出的SINR最大,因此Wiener濾波的方法要又稱為優(yōu)化合并。 </p><p> 2.4.4 發(fā)送分集技術(shù) </p><p> 當(dāng)發(fā)送方無法獲得信道參數(shù),空時(shí)發(fā)送分集改善前向鏈路性能,這種機(jī)制如延遲發(fā)送分集和空時(shí)編碼技術(shù)是將發(fā)送天線的空間分集轉(zhuǎn)化為接收機(jī)可以利用的其他形式的分集??諘r(shí)編碼技術(shù)是同時(shí)從空間和時(shí)
44、間域上考慮設(shè)計(jì)碼字,基本原理是多個(gè)天線上發(fā)送信息比特流的向量,利用發(fā)送天線所發(fā)送序列的正交性,兩個(gè)發(fā)送天線和一個(gè)接收天線獲得的分集增益與一個(gè)發(fā)送天線和兩個(gè)接收天線MRC接收機(jī)的一致。</p><p> 是否需要從接收機(jī)到發(fā)射機(jī)的反饋電路,發(fā)送分集技術(shù)可分為開環(huán)和閉環(huán)兩種類型。前者發(fā)射機(jī)不需要任何信道方面的知識(shí)。開環(huán)發(fā)送分集方式有空時(shí)發(fā)送分集、時(shí)間切換發(fā)送分集、正交發(fā)送分集、延遲發(fā)送分集以及分層的空時(shí)處理和空時(shí)柵
45、格編碼。閉環(huán)發(fā)送分集方式有選擇發(fā)送分集。發(fā)送分集各方式具體如下: </p><p><b> 正交發(fā)送分集 </b></p><p> 經(jīng)過編碼后的數(shù)據(jù)可分成不同的子流在不同的天線上同時(shí)發(fā)送。為保證正交性,這兩個(gè)子流的Walsh碼是不同的。 </p><p><b> 時(shí)間切換發(fā)送分集 </b></p>
46、<p> 在某一時(shí)刻每個(gè)用戶只使用一個(gè)天線,使用偽隨機(jī)碼機(jī)制在兩個(gè)天線之間切換。 </p><p><b> 選擇發(fā)送分集</b></p><p> 由于在TSTD方式中,瞬時(shí)使用的發(fā)送天線并不一定能在接收端得到最大的信噪比,所以使用一個(gè)反饋電路來選擇能提供使接收端得到最大信噪比的天線。 </p><p><b>
47、 空時(shí)發(fā)送分集</b></p><p> 空時(shí)發(fā)送分集是將數(shù)據(jù)編碼之后在兩個(gè)天線上發(fā)送出去。 </p><p><b> 延遲發(fā)送分集</b></p><p> 用多個(gè)天線在不同時(shí)刻發(fā)送同一原始數(shù)據(jù)信號(hào)的多個(gè)復(fù)本,人為地產(chǎn)生多徑。 </p><p><b> 分層空時(shí)結(jié)構(gòu)</b>
48、</p><p> 首先將原始信息比特分解成n個(gè)并行的數(shù)據(jù)流,并送入不同的編碼器,再將編碼器的輸出調(diào)制使用相同的Walsh碼通過不同的天線發(fā)送出去。接收機(jī)側(cè)使用一個(gè)BF來分離不同編碼數(shù)據(jù)流,將數(shù)據(jù)送入不同的解碼器輸出再重新建立原始的信息比特流。首先使用ViterbiMLSE算法出最強(qiáng)的信號(hào),將該信號(hào)從接收的天線信號(hào)中去除再檢測第二強(qiáng)的信號(hào),反復(fù)直到檢測出最弱的信號(hào)。 </p><p>
49、 該機(jī)制中,層到天線的映射并不是固定的,而是每n p個(gè)碼符號(hào)之后周期性地改變。這種映射關(guān)系保證了這些數(shù)據(jù)流最大可能在不同的天線上被發(fā)送出去。 </p><p><b> 空時(shí)柵格編碼 </b></p><p> 根據(jù)秩準(zhǔn)則和行列式準(zhǔn)則使設(shè)計(jì)出的碼字得到了最大分集和編碼增益。以四進(jìn)制相移鍵控狀態(tài)空時(shí)柵格編碼。 </p><p> 3 室內(nèi)信
50、號(hào)覆蓋的案例分析與設(shè)計(jì)</p><p> 3.1 室內(nèi)信號(hào)覆蓋詳細(xì)設(shè)計(jì)</p><p> 3.1.1 選取的信號(hào)源</p><p> 一般宏蜂窩基站、直放站、微蜂窩基站、射頻拉遠(yuǎn)等可選為WCDMA室內(nèi)信號(hào)覆蓋信號(hào)源。室內(nèi)信號(hào)覆蓋信號(hào)源選取需綜合考慮樓宇覆蓋情況和它的容量要求,按照不同類型的目標(biāo)樓宇選擇對(duì)應(yīng)的信號(hào)源。</p><p>
51、宏蜂窩信源:可根據(jù)不同地區(qū)的話務(wù)密度提供不同的處理能力,其中宏基站能夠插入多塊基帶板。它主要應(yīng)用在話務(wù)量高、覆蓋區(qū)域大的寫字樓、大型商場、大酒店、體育場館等建筑物。</p><p> 微蜂窩信源:它采用獨(dú)立的微蜂窩基站,可獨(dú)立承載話務(wù)量,并可分擔(dān)宏蜂窩小區(qū)的話務(wù)量。該方式實(shí)施簡單無需機(jī)房資源,而且能提供更多的網(wǎng)絡(luò)資源,信號(hào)穩(wěn)定。并能夠抑制導(dǎo)頻,可靈活結(jié)合來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)覆蓋。因此,主要應(yīng)用于中等話務(wù)量的建筑物。<
52、;/p><p> 直放站信源:它只是將室外的宏基站信號(hào)引入室內(nèi),從而共享基站的基帶處理能力,但并不增加系統(tǒng)的容量,主要應(yīng)用在分散的小區(qū),電梯、地下室等場所。</p><p> 射頻拉遠(yuǎn)信源:它可提供微蜂窩基站作為信號(hào)源,避免了直放站的缺點(diǎn),占用了一定的基帶資源提,不會(huì)有抬升接收底噪及飽和自激的問題。它的優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)成本較低,可靈活結(jié)合具體的室內(nèi)信號(hào)覆蓋,且配置和實(shí)施很靈活。通常在話務(wù)量較高的
53、寫字樓、商場、酒店等建筑物。</p><p> 3.1.2 傳輸介質(zhì)選擇</p><p> 同軸電纜:它是無源器件,造價(jià)低且性能穩(wěn)定。介質(zhì)在2000MHz的損耗與在900MHz的損耗相差很大。原有的GSM信號(hào)覆蓋層饋線長度超過25m饋線需更換為7/8饋線;</p><p> 光纖:光纖的路損小,但性能穩(wěn)定且傳輸容量大。但需增加專門的電轉(zhuǎn)光設(shè)備和光轉(zhuǎn)電設(shè)備。在W
54、CDMA室內(nèi)信號(hào)覆蓋中還有光電互轉(zhuǎn)時(shí)延問題。</p><p> 3.1.3 元器件的使用</p><p> 元器件分為無源和有源兩種。有源器件主要指在線纜中干線放大器信號(hào)傳輸會(huì)存在一定路損,為保證末端覆蓋效果有時(shí)需在傳輸過程中使用干線放大器。無源器件通常有功分器和耦合器。WCDMA室內(nèi)信號(hào)覆蓋的頻率范圍要滿足900MHz~2500MHz。如果加上GSM系統(tǒng)的合路,工作頻率范圍要滿足90
55、0MHz~2600MHz。</p><p> 另外,室內(nèi)信號(hào)覆蓋設(shè)計(jì)還需考慮GPS天線安裝位置、路由。室內(nèi)信號(hào)覆蓋設(shè)計(jì)方案可用如下形式:</p><p> 使用多饋纜方案即多通道信號(hào)覆蓋不同樓層,可發(fā)揮多信源的作用,減少了干放使用數(shù)量。為利用多饋纜方案帶來的干擾隔離的效果,在原室內(nèi)信號(hào)覆蓋的支路上與GSM合路。</p><p> 使用“單饋纜+干放”這種方式與
56、傳統(tǒng)GSM室內(nèi)信號(hào)覆蓋類似。由于這種頻段較高,信號(hào)傳輸損耗大,通常需要干放。優(yōu)勢是對(duì)走線井的要求低。劣勢是使用了干放增加了成本,并增加了上下行噪聲影響系統(tǒng)容量。</p><p> 使用“BBU+RRU”基帶集中放置在機(jī)房,拉遠(yuǎn)遠(yuǎn)端安裝至樓層,BBU與RRU之間用光纖傳輸,RRU再通過同軸電纜連接至天線。由于信號(hào)通過光纖時(shí)損耗小,會(huì)降低整體系統(tǒng)的饋損,減少對(duì)干放的依賴。</p><p>
57、 3.2 多系統(tǒng)合路器POI的設(shè)計(jì)方式</p><p> 可以通過多系統(tǒng)合路器來實(shí)現(xiàn)GSM和WCDMA系統(tǒng)的室內(nèi)分布合路。多系統(tǒng)合路器產(chǎn)品在需要多網(wǎng)絡(luò)接入的大型建筑物內(nèi)應(yīng)用,能避免信號(hào)覆蓋建設(shè)的重復(fù)投資,并能實(shí)現(xiàn)合路功能。它對(duì)下行信號(hào)進(jìn)行合路,同時(shí)對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行分路,。</p><p> 根據(jù)不同隔離度要求,多系統(tǒng)合路器POI有兩種設(shè)計(jì)方式:收發(fā)共路和收發(fā)分路。收發(fā)共路的特點(diǎn)是對(duì)外接口
58、少,體積小,而收發(fā)分路接口數(shù)量多,但設(shè)計(jì)簡單。</p><p> 3.2.1 收發(fā)共路</p><p> 收發(fā)共路是收發(fā)天饋系統(tǒng)合二為一的覆蓋方式,應(yīng)用于系統(tǒng)間干擾小,無需很大隔離度的室內(nèi)分布。</p><p> 目前現(xiàn)有的室內(nèi)信號(hào)覆蓋都用一根天線收發(fā),所以收發(fā)共路對(duì)室內(nèi)信號(hào)覆蓋是一種現(xiàn)實(shí)選擇。此時(shí),GSM系統(tǒng)與WCDMA系統(tǒng)共用室內(nèi)分布又分為兩種模式: 獨(dú)立
59、合路共用模式和直接合路共用模式。</p><p><b> 獨(dú)立合路共用模式</b></p><p> 適用于WCDMA系統(tǒng)采用室內(nèi)型宏基站作信號(hào)源。此時(shí)WCDMA信號(hào)覆蓋單獨(dú)使用各路TPA單元輸出信號(hào),依靠抗干擾聯(lián)合檢測算法實(shí)現(xiàn)多用戶接入(如圖3-1所示)。</p><p> 圖3-1 獨(dú)立合路共用模式</p><
60、p><b> 直接合路共用模式</b></p><p> 主要適用于WCDMA系統(tǒng)采用微基站作信號(hào)源時(shí)。由于WCDMA不采用智能天線,因此GSM和WCDMA信號(hào)可由POI合路后通過主干電纜送往各天線。(如圖3-2所示)</p><p> 圖3-2 直接合路共用模式</p><p> 3.2.2 收發(fā)分路</p>
61、<p> 收發(fā)分路是指分開的覆蓋方式,每套系統(tǒng)均由發(fā)射和接收組成,應(yīng)用于系統(tǒng)間干擾大的室內(nèi)分布。</p><p> 根據(jù)POI平臺(tái)的檢測功能給出了收發(fā)分路典型圖(如圖3-3所示)。各信號(hào)分上下行兩個(gè)口進(jìn)入POI平臺(tái),并通過不同端口輸出。</p><p> 圖3-3 收發(fā)分路模式圖</p><p> 兩種POI方式優(yōu)缺點(diǎn)比較如表3-1所示。<
62、/p><p> 表 3-1 收發(fā)共路和收發(fā)分路對(duì)比</p><p> 3.3 XX娛樂城室內(nèi)覆蓋問題分析與解決</p><p> 3.3.1 問題描述: </p><p> 從圖中可以看出整個(gè)3F的室內(nèi)覆蓋總體良好,但是仍然有5.68%的點(diǎn)RSCP低于-90dBm,這部分點(diǎn)基本集中在大廳如圖中的紅圈處。</p><p
63、> Xxx娛樂城3F室內(nèi)信號(hào)SC310 RSCP測試圖(圖3-4所示):</p><p> 圖3-4 3F室內(nèi)信號(hào)SC310 RSCP測試圖</p><p> Xxx娛樂城3F室內(nèi)信號(hào)SC310 RSCP統(tǒng)計(jì)柱狀圖(圖3-5所示):</p><p> 圖3-5 3F室內(nèi)信號(hào)SC310 RSCP統(tǒng)計(jì)柱狀圖</p><p>
64、xxx娛樂城3F室內(nèi)信號(hào)SC310 ECIO測試圖(圖3-6所示):</p><p> 圖3-6 3F室內(nèi)信號(hào)SC310 ECIO測試圖</p><p> 3F室內(nèi)信號(hào)SC310 ECIO統(tǒng)計(jì)柱狀圖(圖3-7所示):</p><p> 圖3-7 3F室內(nèi)信號(hào)SC310 ECIO統(tǒng)計(jì)柱狀圖</p><p> 3.3.2 問題原因分析
65、及處理:</p><p> 通過分析該區(qū)域覆蓋差的主要原因是周圍天線受到墻壁阻擋無法完全 蓋,同時(shí)該區(qū)域沒有天線進(jìn)行覆蓋 。</p><p> 同時(shí)其他區(qū)域的覆蓋都達(dá)到要求,通過查看室內(nèi)分布天線布放位置,發(fā)現(xiàn)該區(qū)域沒有天線布放,而且瑤芳屬于娛樂城,室內(nèi)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,其他天線由于受到墻壁的阻擋,無法完全覆蓋該區(qū)域,導(dǎo)致了該區(qū)域覆蓋比較差 。</p><p
66、> 調(diào)整建議:在該區(qū)域增加天線增強(qiáng)覆蓋 。</p><p> 3.3.3 結(jié)果驗(yàn)證</p><p> 圖3-8 室內(nèi)信號(hào)覆蓋示意圖</p><p> 室內(nèi)信號(hào)覆蓋實(shí)際分布圖,見圖3-8。</p><p><b> 4 結(jié)論和展望</b></p><p><b> 4
67、.1結(jié)論</b></p><p> 室內(nèi)信號(hào)覆蓋的平面設(shè)計(jì)可以有效地解決室內(nèi)信號(hào)的覆蓋、信號(hào)的容量和信號(hào)的質(zhì)量問題。在室內(nèi)信號(hào)覆蓋建網(wǎng)的初期,在一些人口密集的建筑等室內(nèi)地區(qū)引入室內(nèi)信號(hào)覆蓋是很有要的。由于目前移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)信號(hào)覆蓋已經(jīng)完善,聯(lián)通WCDMA共用移動(dòng)GSM的室內(nèi)信號(hào)覆蓋可以減少網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建設(shè)和多次工程帶來的不便。另外,在室內(nèi)信號(hào)覆蓋的區(qū)域應(yīng)減少與移動(dòng)通信間的切換,這就要求聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)覆蓋要與移
68、動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋一致。最經(jīng)濟(jì)的方法就是共用室內(nèi)信號(hào)覆蓋。 </p><p> 應(yīng)該注意的是室內(nèi)改造不能影響已有的移動(dòng)GSM覆蓋;要注意室內(nèi)外的覆蓋并優(yōu)先選用同頻;無源器件要滿足800-2500MHz的寬頻段;多采用多天線小功率的部署原則,天線點(diǎn)位于移動(dòng)GSM信號(hào)并要滿足3G要求;減少直放和干放;充分使用BBU+RRU實(shí)現(xiàn)室內(nèi)信號(hào)覆蓋;</p><p> 本文對(duì)浙江萬里學(xué)院室內(nèi)信號(hào)覆蓋的各
69、個(gè)方面進(jìn)行了整理。室內(nèi)信號(hào)覆蓋的總體設(shè)計(jì),包括設(shè)計(jì)流程,重點(diǎn)闡述了室內(nèi)信號(hào)覆蓋平面設(shè)計(jì)方法。本文首先描述了室內(nèi)信號(hào)覆蓋設(shè)計(jì)的概述及原則,并分析了各類室內(nèi)覆蓋信號(hào)源和傳輸介質(zhì)的特點(diǎn)。并根據(jù)建筑的特點(diǎn)選擇合適的系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋,其中包括水平層面天線設(shè)計(jì)及主干設(shè)計(jì)。結(jié)合2G的覆蓋數(shù)據(jù)的特點(diǎn),大致估算了業(yè)務(wù)覆蓋所需的天線密度,以及主干設(shè)計(jì)中的饋線選型。最后討論了WCDMA與2G共建的思路是通過多系統(tǒng)合路器(POI)來實(shí)現(xiàn)的,并詳細(xì)介紹了根據(jù)系統(tǒng)不同
70、的隔離度要求,并討論了POI的兩種設(shè)計(jì)方式。</p><p><b> 4.2展望</b></p><p> 全球3G市場剛剛起步,用戶數(shù)還比較少。而初期網(wǎng)絡(luò)覆蓋投資很大,因此處于早期發(fā)展的3G業(yè)務(wù)基本處于虧損狀態(tài)。隨著通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,室內(nèi)信號(hào)覆蓋實(shí)現(xiàn)了無線覆蓋、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的容量分布以及基站的配置,增加了話務(wù)收入,用戶數(shù)量得到了增長、3G產(chǎn)業(yè)鏈得到完善、一旦3G產(chǎn)業(yè)
71、形成后,其運(yùn)營收益將會(huì)成指數(shù)的增長。在中國的世博會(huì)上首次出現(xiàn)中國版4G標(biāo)準(zhǔn)。為了應(yīng)對(duì)未來的4G室內(nèi)信號(hào)覆蓋建設(shè),國內(nèi)運(yùn)營商紛紛在建設(shè)3G室內(nèi)信號(hào)覆蓋的同時(shí),考慮了4G信號(hào)覆蓋的頻段、分區(qū)等要求。</p><p><b> 致 謝 </b></p><p> 忙碌的一個(gè)學(xué)期即將過去,我的畢業(yè)論文也接近尾聲,在這里,我深深地感謝那些在學(xué)習(xí)和生活中給了我?guī)椭娜藗儭?l
72、t;/p><p> 首先,我要感謝的是我的導(dǎo)師李老師。她淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響;她那儒雅的氣質(zhì)和淡定的性情讓我感受到了一個(gè)學(xué)者所特有的魅力。感謝你對(duì)我的教育和栽培。</p><p> 感謝李老師,對(duì)我的論文的給了很多實(shí)質(zhì)性的指導(dǎo)。她那嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那髮W(xué)態(tài)度和認(rèn)真細(xì)致的作風(fēng)以及那陽光明媚的笑容和清脆悅耳的笑聲給我留下了很深的印象,也是我學(xué)習(xí)的榜樣。<
73、/p><p> 感謝我的室友和同學(xué),陪我度過了快樂的四年大學(xué)時(shí)光,給了我精神上的支持。</p><p> 尤其感謝我的父母。含辛茹苦的工作,讓我完成了學(xué)業(yè)。</p><p> 再次向那些關(guān)心和幫助我的朋友致以最誠摯的感謝!</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1]
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