移動通信室內覆蓋分布系統研究

摘 要：文章研究的主要思路在于將2G，3G，WLAN等多個主流業務系統合路覆蓋，做到資源充分利用及信號良好覆蓋。多網合路室內覆蓋分布系統主要考慮以下三種無線通信體制：GSM900MHz移動通信系統、WCDMA移動通信系統、WLAN移動通信系統。

關鍵詞：多網；合路；室內覆蓋分布

1 主要技術指標

1.1WCDMA系統

重要區域：邊緣導頻功率≥-85dBm；

次重要區域：邊緣導頻功率≥-90dBm，Ec/Io≥-10dB；

一般區域：邊緣導頻功率≥-95dBm，Ec/Io≥-12dB。

移動臺最大發射功率：目標區域內95%以上位置，話音業務移動臺發射信號總功率在地下層不超過+15dBm，其他區域應不超過+10dBm；數據業務移動臺發射信號總功率應不超過+20dBm。

據業務，BLER≤10%。

上行噪聲電平：在基站接收端位置收到的上行噪聲電平小于-108dBm/3.84MHz。

業務擁塞率：業務擁塞率≤2%

1.2 GSM系統

接通率：保證覆蓋區域內信號強度基本均勻分布，目標覆蓋區域內98%的位置99%的時間移動臺可以接入網絡。

掉話率：忙時話務統計掉話率<0.8%。

1.3 WLAN系統

信號質量：目標覆蓋區域內95%以上位置，用戶終端無線網卡接收到的下行信號C/I值應大于20dB。

數據速率：在目標覆蓋區內，要求單用戶接入時峰值數據傳輸速率不低于4Mbps，在多用戶接入時數據傳輸速率不低于100kbps。并支持用戶在覆蓋區域內移動。

信號外泄：室內WLAN信號泄露至室外10米處的信號強度應不高于-75dBm。

包丟失率：在信號強度>-75dBm時，與AP無連接中斷現象發生。在信號強度>-75dBm時，與AP間包重傳率小于10%，包丟失率小于3%。Ping測試站點AP丟包率不大于3%。

2 方案規劃

2.1 容量測算

（1）WLAN容量測算

考慮單個AP可支持的并發用戶數為25個。

覆蓋區域內需求的AP數量根據以下公式計算：

熱點的AP數量=覆蓋區域人數×覆蓋區域數據業務滲透率×并發用戶率/25。

（其中，覆蓋區域的數據業務滲透率一般取10%左右，并發用戶率取10%左右。相關系數的取定可根據具體熱點的情況不同進行調整，但是需做相應的分析說明。）

出口帶寬需求測算公式如下：

帶寬需求=覆蓋區域人數×覆蓋區域數據業務滲透率×并發用戶率×每用戶帶寬需求。

（2）移動通信容量測算

移動通信系統信道配置，是通過“愛爾蘭B公式”，從所需覆蓋區域的業務量中估算出來的。一個重要的參數是在峰值小時的給定時刻，所有信道均被使用的概率，阻塞概率用來衡量一次呼叫嘗試由于沒有空閑信道而失敗的概率，“愛爾蘭B公式”在假定呼叫建立時刻及通話持續時間都服從泊松公式的情況下，建立了平均信道數目、信道數目和阻塞概率之間的關系。每個用戶的業務量定義為峰值小時期間的某一給定時刻，每一給定用戶進行通話的平均概率，其單位是愛爾蘭。移動通信網絡設計中所采用的值為0.02ERL/用戶。表1給出了在不同信道數目和呼損率在2%時，用愛爾蘭表示的容量。

話務量預測：

預測話務量（單位：ERL）=能容納人數*網絡手機擁有率*平均話務量[1]

2.2 鏈路預算

按設計的初步分析，在多網合路室內覆蓋分布天饋分布系統中，每個天線覆蓋半徑為15米左右。該無線覆蓋區域場強具體分析如下：

電磁場在自由空間傳播損耗：

PL（d）[dB]=32.45+20logd（Km）+20logf（MHz）；

PL（do）距天線1米處的路徑衰減，典型值30dB；

f：890～960（分別取900MHz、2100MHz和2400MHz）

代入上式可得：

（1）GSM900M信號

900MHz信號15m可視空間傳播損耗：

室內吸頂天線增益為2.1dBi；多徑衰落15dB[2]

最小天線口功率為0.3dBm，距天線口最遠處15m的場強為：

0.3dBm+2.1dBi-55dB-15dB=-67.6dBm

此點信號為在最惡劣情況下的電平，其余地方場強均大于此值，故在最惡劣情況下，基本能滿足所有區域的室內覆蓋場強大于-75dBm的要求，不會導致移動GSM900網絡質量的下降。

（2）WCDMA2100MHz信號

2100MHz信號15m可視空間傳播損耗：

室內吸頂天線增益為2.1dBi；多徑衰落20dB

最小天線口功率為-3.0dBm，距天線口最遠處15m的場強為：

-3.0dBm+2.1dBi-62.4dB-20dB=-83.3dBm

此點信號為在最惡劣情況下的電平，其余地方場強均大于此值，故在最惡劣情況下，能滿足所有區域的室內覆蓋場強，不導致3G網絡的質量下降。

（3）WLAN2400MHz信號

2400MHz信號15m可視空間傳播損耗：

室內吸頂天線增益為2.1dBi；多徑衰落20dB

最小天線口功率為10.0dBm，距天線口最遠處15m的場強為：

10.0dBm+2.1dBi-65.2dB-20dB=-73.1dBm

此點信號為在最惡劣情況下的電平，其余地方場強均大于此值，故在最惡劣情況下，能滿足所有區域的室內覆蓋場強，不導致WLAN網絡的質量下降。