基于建筑物穿透損耗測試的室內覆蓋分析

【摘要】建筑物穿透損耗對于無線覆蓋有著重要的影響，本文實際測試了不同類型建筑物對不同頻率無線信號的穿透損耗，提出了室內覆蓋的可行性建議，從而提高了室內覆蓋規劃和設計的準確性。

【關鍵詞】移動通信室內覆蓋穿透損耗

一、前言

隨著城市建設的發展，寫字樓、大型小區、商業場所等越來越多，室內信號覆蓋問題已經越來越成為移動信號覆蓋的主要問題。室內信號覆蓋中對信號電平影響較大的是室內建筑物的穿透損耗。本文主要通過實測不同場景下的建筑物穿透損耗，給出室內分布系統在實際建設中應考慮的因素，從而提升室內分布設計的準確性。

二、室內信號傳播模型

室內無線信號的傳播路徑可參考如圖1所示：

如圖所示，此場景為典型的室內無線信號傳播路徑圖，室分天線一般安裝在走廊區域，用戶活動區域通常在房間內，無線信號經過天花板（部分場景是明裝天線，不經過天花板）和隔墻到達用戶。

本文主要以分析L2（墻壁穿透損耗）為主，通過實際測試不同材質的墻壁和不同頻率的信號，得到不同類型下的L2參考數值，從而提高室內覆蓋設計的準確性。

三、室內信號墻壁穿透損耗測試

選擇不同的建筑物類型，測試室內分布系統無線信號的穿墻能力，為室內分布系統天線位置的設計提供參考。選擇的建筑物類型有磚混隔墻、鋼筋混凝土隔墻、木板（石膏板）隔墻、玻璃隔墻等。無線信號選擇GSM900M、GSM1800M和TD-SCDMA信號。測試工具為：Segem OT860 GSM測試手機和LeadCore 8142 TD-SCDMA測試手機。

天線口下方的隔墻區域定義為隔墻內側，隔墻另一側區域定義為隔墻外側。

具體的測試步驟如下：（1）選擇走廊的室分天線，在走廊里（隔墻內側）測試各種信號的接收電平的穩定值；（2）在隔墻外側離隔墻3米左右，測試各種信號的接收電平的穩定值；（3）在隔墻外側離隔墻5米左右，測試各種信號的接收電平的穩定值；（4）根據測試結果，計算不同隔墻對不同頻率信號的影響。

測試結果如表1所示。

從測試結果可以看出：（1）各類建筑物的損耗，鋼筋混凝土隔墻>磚混隔墻>木板（石膏板）隔墻>玻璃隔墻；（2）從不同頻率比較，TD-SCDMA的損耗最大（頻率越高，穿透損耗越大）；（3）鋼筋混凝土隔墻和磚混隔墻的損耗比較大，這是在進行室分設計時需重點考慮的。

四、測試結果分析

針對不同類型的建筑物隔墻，結合以上測試的穿透損耗值，計算室內信號傳播的鏈路預算，以此考慮室分天線的設計，實際設計中以滿足TD-SCDMA系統為標準。

例如在磚混結構的學生宿舍走廊內安裝室分天線覆蓋學生宿舍，考慮到TD-SCDMA在室內的接收電平要求為不低于-80dBm，學生宿舍進深一般在5米左右。根據測試數據，磚混結構在5米左右的穿透損耗為22dB，結合人體3dB的損耗以及14dB的余量預留，實際在宿舍墻外的接收電平應滿足大于（-80+22+3+14）=-41dBm。TD-SCDMA室分天線的天線口設計功率一般為8dBm，則天線口到宿舍墻外的傳播損耗需小于（8-（-41））=49dB，按照自由空間損耗理論，32.45dB+20logF（GHz）+20logD（m）<49dB，取F=2.01GHz，計算出D<3.3（米）。根據上述計算，可得出室分天線與宿舍的距離要求在3.3米以內。

表2是不同類型隔墻對應的天線距離要求，可以此作為室內分布系統天線設計的參考。

五、總結

本文主要基于不同類型隔墻對不同頻率信號穿透損耗的測試，給出了室內分布系統中室分天線與隔墻距離的參考值，該結論可以普遍應用于現有的室內分布系統設計中，從而提高室內分布系統設計的準確性。

參考文獻

[1]朱東照等.《TD-SCDMA無線網絡規劃設計與優化》.人民郵電出版社2007.4

[2]羅建迪等.《TD-SCDMA室內分布系統共享方案分析》.電信科學2007.9

[3]曾柏森等.《基于無線傳播模型的室內分布系統信號外泄研究》.移動通信2012.12