华东理工通信与网络实践报告教材

实践报告课程名称：通信与网络实践项目名称：LTE/WCDMA无线覆盖设计姓名：学号：实践地点：实践日期：指导老师：实践的内容与要求选择校园内某一栋楼宇，详细勘察该楼宇的尺寸和格局，并使用iBuildNet完成该建筑的三维建模。在建模完成的基础上，依据指定的设计指标，这包括整体覆盖率指标、天线口功率要求、设备输出功率要求、天线布放间隔密度要求，完成该建筑内多网合路系统的规划设计。合理的配置连接各天线的无源器件型号，完成天线口功率平衡匹配，另使用效能分析仿真规划设计的覆盖情况，如果仿真覆盖率不能达到设计指标要求，要根据自己的规划设计情况做相应调整，直到满足各系统的覆盖指标，同时天线口功率的配置和天线间隔密度也要满足设计指标要求。最后，统计所用的器材设备天线数量，并导出设计平面部署图和网络系统设计图到报告当中。具体的设计要求见附录1.评分项：序号评分项未满足基本满足满足完全满足1三维建模情况2天线布放密度、位置3天线入口功率配置4系统仿真覆盖率达标情况5报告整体完整程度合计教师签名：年月日目录一、概述..........................................................................................................................................................4二、建模..........................................................................................................................................................5三、网络设计部署...........................................................................................................................................73.1部署方案平面图............................................................................................................................................73.2部署方案系统图............................................................................................................................................8四、仿真统计...................................................................................................................................................94.1整体覆盖率统计...........................................................................................................................................94.2各楼层覆盖仿真截图..................................................................................................................................11五、材料统计.................................................................................................................................................12六、总结........................................................................................................................................................14附录1：.........................................................................................................................................................15一、概述位置及功能介绍：实验7楼共计3层，该楼位于华东理工大学徐汇校区，楼宇的功能是实验室及机房。实验7楼地理位置图楼宇实景：实验7楼实景照片二、建模实验7楼为普通的砖混结构，没有天花板，无电梯，整体宿舍格局成直线形，俯视如下图：实验7楼卫星俯视图对实验7楼楼层精确建模，依据实际情况配置建筑材质。实验7楼楼宇整体建模视图实验7楼楼宇一楼剖面图实验7楼楼宇二楼剖面图实验7楼楼宇俯视剖面图三、网络设计部署3.1部署方案平面图该楼的天线采用全向吸顶天线，天线安装在天花板上，挂高2.4m。以下为各楼层天线部署位置平面图：一楼天线部署平面图二楼天线部署平面图三楼天线部署平面图3.2部署方案系统图.四、仿真统计4.1整体覆盖率统计LTE网络通过仿真可以看出，LTE网络覆盖率96.9%区域＞-100dBm，满足覆盖设计要求。WCDMA网络通过仿真可以看出，WCDMA网络覆盖率99%区域＞-90dBm，满足覆盖设计要求。4.2各楼层覆盖仿真截图图例：（■-100~-110dBm■-90~-100dBm■-80~-90dBm■-70~-80dBm■-60~-70dBm■-50~-60dBm■-40~-50dBm■-30~-40dBm■-20~-30dBm）楼层WCDMA系统LTE系统1层2层3层五、材料统计六、总结本次实验要求我们使用RanplaniBuildNet软件，结合实际环境建立建筑物模型，随后分别在建筑物每一层放置天线和信号源，并通过软件仿真查看各个楼层的信号覆盖情况，分析各个信号衰减范围所占百分比。我们根据LTE网络和WCDMA网络的信号覆盖要求，完成了每一层的天线分布设计。这次实验与实际结合非常紧密，由于是对真实的建筑物建模，我首先仔细观察实验7楼的结构，并对部分重要参数进行测量估计。因为软件仿真的结果在未来会直接决定设备安装后信号的好坏，因此模型应该尽可能与实际情况相同。同时，实验7楼内本身已有网络覆盖，我得以有机会观察已有的天线分布——楼内大部分天线会直接安装在走廊的顶部，而走廊两边的实验室内则不会在安装天线，我认为这一点应该与实验楼的狭长型结构有关，安装在走廊中在保证两边信号的覆盖的同时最大限度地节约了成本。通过观察实际，我得到了很大的启发，为模型建立打下基础。模型建立过程相对简单，然后通过软件对布局进行分析，达到要求的技术指标。这次实验不仅要求我们结合实际，还要求我们对理论知识有扎实的掌握，熟悉各种通信制式的标准，这样才能更快更好地完成设计。通过这次实验进一步加强我的实践能力和理论知识，掌握了通信网络的设计与仿真分析，对我今后的学习和工作提供了很大的帮助。附录1：天线口输入功率设计要求多系统共用分布系统最大问题是功率匹配问题。这里包括信号源输出功率的匹配、不同频段的信号在分布系统中的传输损耗不同而产生的影响、边缘覆盖场强的不同要求、不同频段的无线电波在空中损耗不同而产生的影响等，都需要设计人员根据每个楼的实际情况综合考虑。1.传输损耗GSM/TD/LTE频段馈线百米的传输损耗如下表。如果在实际工程中采用1/2馈线，TD/LTE百米传输信号比GSM信号损耗大4-5dB。馈线类型LTETDGSMDCS8D馈线约24dB约23dB14.0dB约23dB10D馈线约19dB约18dB11.1dB约18dB1/2〞馈线11.4dB10.7dB6.9dB10.7dB7/8〞馈线6.6dB6.1dB3.9dB6.1dB2.空间链路损耗信号在空间链路中传播时的传输损耗和工作频率、传输距离和空间的无线环境有关。从同一天线发出的不同频段的信号在同一接收点的空间链路传播时的损耗也是不一样的。根据自由空间链路传输损耗公式：L=32.45＋20logF(MHz)＋20logd(Km)，可知从同一天线点到同一接收点TD信号比GSM信号损耗大20log2020－20log900=7dB。电磁波穿透阻挡物会产生衰耗，另外由于频率不一样，TD/LTE和GSM信号的穿透损耗不同。阻挡物LTETDGSMDCS木板间隔8-108-105-77-9砖墙13-1613-168-1212-15钢筋混凝土约20约2018-2420-25玻璃幕墙15159-127-15车辆内10-1510-158-137-14由上表可知TD/LTE比GSM信号的穿透损耗要大3dB左右。因此，从同一天线点发出的GSM信号和TD/LTE信号经过空间传输，在同一位置接收到信号GSM信号要比TD/LTE信号强7＋3=10dB左右。按照室分95%以上区域LTE边缘信号强度≥-95dBm，TD边缘信号强度≥-80dBm，GSM边缘信号强度≥-80dBm，需要GSM天线出口功率和TD天线出口功率基本相同，并且天线布放需要遵循“多天线小功率”原则，保证天线与目标覆盖区之间阻挡尽量少。在室内分布系统中，实际的功率会与规划功率有一定的差别，在设计的时候需要尽量接近规划的功率。根据中华人民共和国国家标准《电磁辐射防护规定》（国标GB8702-88），室内天线口发射总功率≤15dBm。对于常规场景要求GSM网络天线入口功率保持在5~10dBm，TD网络天线入功率保持在0~5dBm，LTE网络天线入口功率保持在10~15dBm，WLAN网络天线入口功率10~15dBm。针对吊顶较高，空间较大的区域，相应网络天线入口功率可以适当增加5dB。原则上要求平层天线口功率相差不大于3dB，不同楼层同一天线点位功率相差不大于3dB。楼层天线布放密度要求为防止方案存在天线布放过密问题，对楼层室分天线布放密度作硬性规定，所有室分方案楼层天线布放密度必须符合本规范之规定。表1：各系统路径损耗表系统GSMDCSTDWLAN频段（MHz）900180020002400覆盖半径（米）106106106106路径损耗(1堵普通砖墙)(dB)8477908391849386路径损耗(无墙体遮挡)(dB)7265756876697871根据上述路损表，考虑到四网合路建设情况，要求单天线覆盖半径为8米，即天线间距为16米，单天线覆盖面积（按全向天线、圆形覆盖计算）为200平方。原则上要求每200平方米只允许使用一根全向或定向吸顶天线，即楼层面积（以平方米为单位）除以200的结果（向上取整）为该层的吸顶天线数量上限。各系统主设备输出功率要求GSM信源设备要求输出功率（BCCH载波功率）按照42dBm设计。TD-SCDMA系统要求信源输出导频功率按照33dBm设计。TD-LTE系统信源设备输出总功率按照40dBm设计。WLAN系统信源设备输出功率按照27dBm设计。各系统覆盖率设计标准目标覆盖区域内95%以上的GSM覆盖电平＞-80dBm，TD-SCDMA导频信号电平＞-90dBm，LTE目标覆盖信号电平（RSCP）＞-105dBm，WLAN覆盖电平＞-75dBm。