智能微小区系统室内外GSM-TD覆盖设计

绪论在这个信息流通高度发达的时代，人与人之间的随时随地，高效地通信已成为现代通信领域发展的必然趋势，所以传统的电话已逐渐无法满足这个分秒必争的社会的需求。

在过去的十几年里，移动通信技术获得了巨大的进步，从传统的单基站大功率到蜂窝移动通信系统，从本地覆盖到区域、全国覆盖，并实现了国内及国际漫游，从提供话音业务到提供高速数据的综合业务，从模拟移动通信系统到数字移动通信系统……经过进一步的发展和演变，并随着第三代移动通信技术（3G）的实现以及移动通信和互联网的融合，未来移动通信将为无处不在的互联网提供全方位的、无缝的移动性接入。

正是移动通信技术令人眩目的革新速度，推动着移动信息时代的发展，改善着人类社会活动的质量，最终实现“个人通信”即，人类对通信的最高理想，是具有完全个人化的、满足全球连续覆盖的、能提供高质量的宽带综合业务。

个人通信应做到无论任何人（Whoever）在任何时候（Whenever）和任何地点（Wherever）都能和另一个人（Whomever）进行任何方式（Whatever）的通信。

2000年5月，国际电信联盟正式公布第三代移动通信标准，我国提交的TD-SCDMA正式成为国际标准，与欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三大技术之一。

当前世界范围内的焦点集中在第三代移动通信系统上，其目的在于要支持大量各种类型的业务（话音、数据、图像和多媒体业务），可工作在都市、乡村、丘陵和山区地形，以及室内等任何无线环境，可在任何地方，任何时间向任何人提供个人通信业务。

我国在过去的一年内，在工业和信息化部、国家发改委、财政部的联合整治和规范下于2008年12月31日，由国务院常务会议通过决议，同意启动3G牌照发放工作。

我国正式进入3G时代。

在现实通信覆盖当中，由于无线电波传输的衰耗等特性及地形等影响，使得通信不能达到理想的无缝覆盖，势必在一些场合下进行单独专项覆盖，如乡村、楼宇的高层区域、电梯、地下超市、地下停车场及一些偏远山区等。

为了更好实现个人通信及3G到来，室内与室外特殊区域的覆盖势在必行。

应运而生的智能微小区系统是一种可动态的、自主调配载频资源的微小区覆盖系统，是新一代无线网络优化产品。

其目的是提高无线网络优化设备对无线网络的适应能力，通过以创立微小区方式，灵活调配各小区之间的载频配置，最大程度的提高无线网络资源的有效利用率，从而达到更好的覆盖效果。

第一章智能微小区数字覆盖系统工作原理及特点1.1智能微小区数字覆盖系统工作原理智能微小区数字覆盖系统是美国CSI公司历时3年开发的新一代全数字化，射频信号覆盖系统，开创性地将软件无线电技术引入射频信号放大、转发等移动通信网络优化产品中。

克服了传统模拟射频放大技术带来的噪声及信号失真等一系列问题，将无线射频处理技术推向新的技术高度。

智能微小区覆盖系统是一种可动态并能自主调配载频资源的微小区覆盖系统（Intelligengt Microzone Wireless Coverage System），是新一代无线网络优化产品。

其目的是提高无线网络优化设备对无线网络的适应能力，以应对日益复杂的无线通信网络环境，减少无线网络优化设备本身对网络的干扰和影响，通过以创立微小区方式，灵活调配各小区之间的载频配置，最大程度的提高了无线网络资源的有效利用率。

系统在基于微小区调配理论和技术的基础上衍生出适合不同环境的多系列相关设备，应用范围广泛灵活。

从而可对不同环境进行针对性的覆盖，来达到更好的覆盖效果。

CSI数字中频GSM智能微小区数字覆盖系统工作原理：以上行信号为例，频率为890～915 MHz的射频信号由天线接收至双工耦合器，经滤波选频后将通过低噪放大器进行放大处理。

放大后的射频信号被送入第一级混频器：模拟混频器。

混频后的信号为70MHz中频信号，它将作为数字处理的输入信号进入高速数字处理部分。

70MHz的中频信号经过带通信道选择滤波器后，将进入高速数字处理部分，首先是高速A/D转换器。

该系统采用的是AD公司生产的高分辨率、高采样速率的ADC,不仅可获得很高的信噪比及良好的线性特性，而且具有自动中频增益调节功能，大大扩大了可处理的射频信号幅度动态范围。

ADC的输出信号为数字中频信号，它将被送入智能微小区系统的核心部分：高速数字处理单元。

此部分采用的是最新的数字变频技术实现二次变频的功能。

变频后的基带信号将被送入FIR高阶数字滤波单元。

输出的基带数字信号经过数字上变频后，经D/A处理变成模拟信号送入模拟上变频单元，带通滤波后经PA放大处理由双工耦合器送入天线发射送出。

智能微小区数字覆盖系统工作原理图，如图1-1：中频中频DACDAC ADCADC 双工器功放功放低噪低噪双工器CPU 图1-1 智能微小区数字覆盖系统工作原理图1.2 智能微小区数字覆盖系统特点和主要功能特点1.2.1 系统特点首先，智能微小区数字覆盖系统传输方式：近端机与远端机之间有两种传输方式：无线移频传输、光纤传输。

其次，无线移频传输智能微小区数字覆盖系统，是将施主基站GSM900频点在传输过程中移到GSM1800的频段上，这样最大限度的降低了传输过程中的载频干扰，大幅度提高通话质量，提高设备可靠性，特别是在没有光纤地区，可以不受铺设光纤困扰，使用更加广泛。

第三，光纤传输智能微小区数字覆盖系统，采用单光纤传输，具有干扰小，传输距离长等特点，传输距离可达18km 。

可广泛用于城市、村镇、公路、小区等区域的覆盖。

1.2.2 功能特点第一，由于采用数字化射频处理技术, 极大降低射频信号在放大过程中由于噪声及失真对系统的影响，提高再生信号的质量。

第二，媲美3G 系统射频技术特性, 通过采用数字化射频处理技术, ACPR, EVM 等射频特性指标完全满足EDGE 系统的要求，覆盖区域内每时隙下载速率可达到37.5kbps。

第三，光纤传输方式支持链式,星型及链式+星型混合方式. 可根据实际应用,灵活配置使用. 星型连接最大支持4路, 链式方式最大支持每路4台, 推荐使用每路<3台。

第四，可选配双电源自动热备份单元. 当某一电源失效后, 另一电源自动接替工作, 提高系统工作可靠性。

第五，远端机支持数字方式自动增益补偿功能, 自动调整因传输路径不同产生的损耗差异。

第2章室外与室内覆盖分别的GSM环境概况2.1 室外覆盖的GSM环境室外覆盖区域的GSM环境随着覆盖区域自然地形、位置的不同而相应不同。

有些地方属于山区由于山体阻挡，使基站信号电平大大削弱，而使GSM环境变差，甚至出现盲区。

有些地方是由于在郊区和农村地区有大量人口非密集区域的存在，这些地区一方面面积广大，人员稀少；另一方面也存在一定的手机用户，又由于周围基站距离较远且分散，密集的建立基站不仅成本高，而且也不能使资源得到合理利用，针对这几种情况对该区域的覆盖就需要智能微小区系统进行单独专项覆盖，从而达到合理的网络覆盖，使网络更加优化。

通常的室外覆盖区大多是由于当地自然环境的影响，以及基站距离该覆盖区远，导致基站信号到达该区域时经过各种衰减损耗，导致手机上线难，通话质量较差，易掉话。

并且许多覆盖区域手机用户偏多，这样就严重影响了移动用户的通信畅通和通信质量。

因此，对室外进行覆盖前期的勘测工作,一定要将当地的各种可能影响到覆盖效果的因素充分考虑到。

2.2 室内覆盖的GSM环境微小区数字覆盖系统作为合理调配资源和解决复杂弱覆盖问题的综合设备系统，在室内覆盖问题上也提供了有效合理的解决方法。

由于室内覆盖区域更加的复杂，微小区域较多，如：大型楼宇的中高层部分、电梯及地下商场等等建筑，由于建筑材料对信号电平的衰耗特性影响极大，造成信号电平衰减极大，导致GSM环境极差，势必影响楼宇用户的正常使用，并且随着3G时代的到来，室内3G的覆盖也不言而喻，这就需要GSM与TD—SCDMA进行双重覆盖。

针对室内覆盖系统，工程采用智能微小区系统（微蜂窝）+室内分布系统的综合覆盖方式，使微蜂窝基站信号得到很好的延伸覆盖，达到良好的覆盖目的。

室内覆盖系统工程设计中通过无源器件及馈线把信号合理地分配到目标覆盖范围。

2.3 覆盖区代表性接收电平值CQT测试由于信号电平在室内外都有相同的特性，对室外或室内进行勘测，根据当地具体情况将测试结果记录到表2-1：表2-1 接收电平值CQT序号测试地点小区信息接通状态未接通BCCH CID RQ覆盖场强dBm正常噪音串话回音无话音单通掉话信道忙无信号无声音中断拨通后立即中断12.4 测试结论测试情况及需解决的问题：针对室外情况，大多数覆盖区都是由于自然山体或建筑物阻挡，并且所处地势较低，从而出现的弱覆盖。

基站信号到达该区域时经过各种路径的衰减，导致信号电平值较低，产生了弱覆盖现象甚至盲区。

对于室内覆盖，则是由于大型楼宇的中高层超出基站的覆盖能力，及建筑材料对信号的严重衰减，导致室外信号到达室内很弱，使手机用户无法正常通话。

2.5 覆盖目的经过测试可以看出：室外多数覆盖区为典型的乡区弱覆盖问题，且存在弱覆盖问题的区域地势较低，不利于无线信号的覆盖。

室内则是中高层楼宇、地下室及建筑材料等方面的影响，使得信号衰减严重或无法到达。

以上两种覆盖情况都严重影响了需覆盖区域移动用户的通话量。

故需解决的问题是覆盖区域的信号弱覆盖及盲区问题。

该方案设计的智能微小区系统目的就是为了解决所需覆盖区域的信号弱覆盖及盲区问题。

第三章设计说明3.1 设计依据（1）邮电部《900MHz TDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网技术体制》（T2019-95）（2）《900MHz TDMA数字移动通信工程设计暂行规定》（部内标准）（3）SM 9 ETS 300 609-4（GSM 11.26）标准（4）中华人民共和国卫生部颁发“环境电磁波卫生标准”（5）邮电部标准YD/T952-1998 900MHz 直放站技术要求及测量办法（6）设备和器件技术指标（7）现场勘测资料及测试数据3.2 设计技术指标（1）移动用户忙时话务量为0.025Erl。

（2）无线信道的呼损率，呼损率的产生：当多信道共用时，由于用户数大于信道数，可能出现许多用户同时要求通话而信道数不能满足要求的情况，这时只能让一部分用户通话，另一部分用户不能通话，直到有空闲信道时再让需要的用户通话。

因此一部分用户虽然发出了呼叫，但因无信道而未能完成通话，这就称作呼叫失败，即发生了“呼损”。

（3）干扰保护比（C/I）就是接收到的希望信号电平与非希望信号电平的比值，此值与MS（移动用户）的随时位置有关。

这是由于地形不规则性及本地散射体的形状、类型及数量不同，以及其他一些因素如天线类型、方向性及高度，站址的标高及位置，当地的干扰源数目等所造成的。

GSM规范中规定：同频道干扰保护比：C/I≥9dB（开跳频）；C/I≥12dB（不开跳频）；邻频道干扰保护比：200KHz 邻频道干扰保护比：C/I≥-6dB；400KHz邻频道干扰保护比：C/I≥-38dB。