3D室內無線網絡規劃優化軟件在LTE室內分布系統設計中的應用

雷永強

摘要：本文分析了LTE室內分布系統建設與規劃，研究了在LTE室內分布系統設計中3D優化軟件的應用，期望能夠對LTE室內分布系統設計水平的提升有所幫助。

關鍵詞：3D優化軟件;LTE;系統設計

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）03-0038-02

1 LTE室內分布系統建設與規劃分析

1.1 建設流程

LTE室內分布系統（室分系統）的設計是一項極為復雜的工作，為確保設計的合理性與可行性，必須對諸多方面的因素進行充分考慮，具體包括系統需求、覆蓋面積、傳播損耗、天線覆蓋區域等等，如果漏掉某些關鍵的因素，將會導致設計失敗。除將所有因素全部考慮在內，還必須對信源及天線的安裝位置進行確定，最后通過對設計的整體微調，達到優化的目的，這就是室分系統建設的基本流程。

1.2 選擇站點與實況勘測

（1）選擇站點。該環節的最終目的是對室分系統建設的必要性進行確認，這個過程必須通過評估來實現。在對站點進行選擇前，應當先對布設室分系統的建筑是否得到物業準入進行確定，這是一個非常重要的前提，如果未得到準入權限，那么不能將之作為站點進行考慮。隨后需要針對站點對場景進行具體地劃分，這樣做的主要目的是對信號覆蓋范圍、頻率以及系統容量等進行合理規劃。在選擇站點的過程中，要對與建筑有關的因素進行了解和掌握，如建筑面積、建筑主體結構、所處的地理位置、層數和高度、布局情況以及電梯的數據等等。當掌握上述情況之后，需要對站點的實際業務需求進行分析，可將重點放在人口密度、主要用戶群體的消費習慣、話務量、急需的業務類型等方面，據此在建筑中選擇最適宜的站點對室分系統進行建設[1]。（2）站點實況勘測。當站點選好之后，設計人員需要到現場進行實況勘測，具體內容如：對與施工作業環境有所關聯的信息進行全面收集，如現場的施工條件等;對無線環境及電磁干擾情況進行勘測;對當前的網絡信號進行測試;對現場進行模擬測試。

1.3 選取信源

選擇信源時，可遵循幾點原則：（1）如果需要對室內進行大范圍覆蓋時，即室內對覆蓋容量需求比較大，那么可對大容量的基帶處理單元進行配置，并借助多個射頻拉遠單元滿足用戶的通信需求;（2）對于區域相對較小且用戶業務需求量不高的情況，可配置獨立的射頻拉遠單元對信號進行覆蓋，也可選取數字光纖直放站;（3）對于室分系統建設難度較大，但有線帶寬較為豐富的區域，可通過家庭型或是企業型基站對信號覆蓋問題進行解決，進而達到滿足用戶容量需求的目的。

1.4 室分系統的建設方式

從目前網絡覆蓋的情況上看，主要包括2G、3G以及WLAN等，LTE與現有的系統對室內進行共覆蓋時，需要選擇一種合理的建設方式。在各種方式中，獨立新建雙通道LTE室分系統是相對比較理想的，這是因為該方式可以保持原有的系統不變，通過另外新增兩路天饋供LTE使用，具體如圖1所示。獨立性強是該方式最為突出的優勢，在此前提下，使各種先進技術的引入變得更加容易。同時，還能有效避免干擾問題。該建設方法唯一的缺陷是前期投資比較大[2]。

2 在LTE室內分布系統設計中3D優化軟件的應用

2.1 基于3D優化軟件的設計步驟

（1）確定模型。通常情況下，絕大部分室外基站在建設過程中采用的都是基于生成樹協議的傳播模型。與室外基站相比，室分系統不僅面積小，而且場景的復雜程度也要遠遠高于室外，由此使其對傳播模型的精度提出了更高的要求，換言之，室外基站的傳播模型不適用于室分系統。故此，可按照室內環境的特點，滿足室分系統的實際需要，選擇射線追蹤模型。該模型不但近似誤差比較小，而且可對發射機與接收機周圍全部物體的幾何與導電特征進行使用，同時，還能對射線的傳播路徑進行模擬，進而對反射、折射等進行確定。在對該模型進行實際應用的過程中，需要對穿透損耗進行合理設定。（2）完成3D建模。在以往的室分系統建設過程中，基本上使用的都是平面圖，為對室內環境進行模擬，并使射線追蹤模型能夠在室分系統設計中進行使用，需要完成二維平面向三維立體的轉換，借此來將平視、俯視和側視三張圖紙以投影轉換的方式融合到一起，進而構建起建筑物的3D模型。（3）室分系統的部署。可將初步設計中選好的室分系統主要設備，在3D模型中對號入座，輸入方式有兩種，一種是通過鼠標單擊相關的元器件，拖動到3D模型中的指定位置處，另一種是直接將設備列表進行一次性導入。當所有設備全部加入到3D模型并部署到相應的位置后，便可在3D模型中，對這些設備的參數進行優化設置，如功率、頻率等等。（4）仿真優化。室分系統在3D模型中部署完畢后，便可進行仿真運行，這個環節的主要作用是借助仿真對3D模型中室分系統的信號強度、容量、覆蓋等進行統計分析，按照仿真結果，對不合理或是存在不足的地方進行優化調整，并在不斷進行仿真、優化、再仿真、再優化的過程中，使室分系統的設計方案達到最優[3]。

2.2 應用實例

為了驗證3D優化軟件在室分系統設計中的應用效果，下面以實例為依托進行分析。某建筑需要進行室內深度覆蓋，根據業主提供的建筑平面圖，結合現場勘察結果，對覆蓋方案進行初步擬定。為確保室分系統的合理性，并達到深度覆蓋的要求，決定應用3D優化軟件對初步設計方案進行優化。以室分系統的初步設計方案作為依據，依托建筑的平面圖，利用3D優化軟件，對建筑進行3D模型的構建，隨后在模型中對室分系統主要設備的位置及相關參數進行設定，具體包括天線的位置、天線口的功率以及LTE的頻率等等。啟動模型進行仿真，通過顯示器可以清楚地看到建筑內部信號的覆蓋情況，在對建筑中一些特定的區域進行分析后，可以發現存在信號覆蓋不足和交叉干擾的問題。隨后可在3D模型中，對這些區域的天線布設位置進行調整，并對功率進行重新設定，再次運行后看信號是否覆蓋，交叉干擾有無消除，如果問題仍未解決，那么可以繼續優化，直至信號指標達到最優為止。

3 結語

綜上所述，室分系統的設計需要依托建筑來實現，由于設計過程較為復雜，如果采用傳統的CAD技術建立平面圖，那么可能會對設計效果造成一定的影響。為解決這一問題，可在室分系統設計過程中，對3D優化軟件進行應用，構建三維立體模型，由此可使室分系統的設計變得簡單。

參考文獻

[1] 陳金.新型數字無線分布系統在室內場景建設方案的研究[J].信息通信，2018（11）：201-204.

[2] 山笑磊.移動通信網絡室內分布系統的規劃與建設方法研究[J].中國新通信，2018（15）：38.

[3] 蔡澤宇.基于ObjectARX的室內分布系統天線覆蓋仿真功能的研究與實現[D].北京郵電大學，2018.

Application of 3D Indoor Wireless Network Planning Optimization Software in LTE Indoor Distribution System Design

LEI Yong-qiang

（Zhongshixun Communication Construction Co.， Ltd. ， Guangzhou Guangdong 511400）

Abstract：This paper analyses the construction and planning of LTE indoor distribution system， studies the application of 3D optimization software in LTE indoor distribution system design， and expects to be helpful to the improvement of LTE indoor distribution system design level.

Key words：3D optimization software; LTE; system design