高等院校校區(qū)TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋解決方案專項研究報告(第二階段).doc

高等院校校區(qū)高等院校校區(qū) tdtd 網(wǎng)絡(luò)覆蓋解決方案網(wǎng)絡(luò)覆蓋解決方案 專項研究報告專項研究報告 （第二階段） 中國移動通信集團(tuán)公司計劃部 中國移動通信集團(tuán)四川有限公司 2009 年 12 月 目目 錄錄 1 1研究背景研究背景.3 2 2高校校區(qū)典型場景建設(shè)策略分析高校校區(qū)典型場景建設(shè)策略分析.4 2.12.1場景的分類場景的分類.4 2.22.2業(yè)務(wù)需求特點(diǎn)業(yè)務(wù)需求特點(diǎn).4 2.32.3覆蓋規(guī)劃特點(diǎn)覆蓋規(guī)劃特點(diǎn).5 2.42.4容量規(guī)劃特點(diǎn)容量規(guī)劃特點(diǎn).6 2.52.5建設(shè)策略分析及各種覆蓋策略綜合對比建設(shè)策略分析及各種覆蓋策略綜合對比.9 3 3典型場景建設(shè)方案典型場景建設(shè)方案.14 3.13.1建筑物情況建筑物情況.14 3.23.2主要設(shè)計策略主要設(shè)計策略.15 3.33.3設(shè)計思路設(shè)計思路.16 3.3.13.3.1宏站解決方案宏站解決方案16 3.3.23.3.2宏站宏站+ +室分解決方案室分解決方案18 3.3.33.3.3宏站宏站+ +室分室分+wlan+wlan 解決方案解決方案.21 3.43.4覆蓋方案覆蓋方案.27 3.4.13.4.1td-scdmatd-scdma 設(shè)計方案設(shè)計方案.27 3.4.23.4.2td-scdmatd-scdma 基站站點(diǎn)建設(shè)方案基站站點(diǎn)建設(shè)方案.27 3.4.33.4.3wlanwlan 設(shè)計方案設(shè)計方案.29 3.4.43.4.4具體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃具體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃29 3.53.5容量方案容量方案.31 3.5.13.5.1td-scdmatd-scdma 系統(tǒng)容量計算系統(tǒng)容量計算.31 3.5.23.5.2wlanwlan 系統(tǒng)容量計算系統(tǒng)容量計算.33 3.63.6建設(shè)成本分析建設(shè)成本分析.33 3.63.6方案測試驗證方案測試驗證.34 3.6.13.6.1tdtdscdmascdma 主要測試結(jié)果主要測試結(jié)果.34 3.6.23.6.2wlanwlan 主要測試結(jié)果主要測試結(jié)果.37 4 4創(chuàng)新技術(shù)研究創(chuàng)新技術(shù)研究.39 4.14.1利用空分復(fù)用技術(shù)提升單載波數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力利用空分復(fù)用技術(shù)提升單載波數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力.39 4.24.2采用幀分復(fù)用技術(shù)提升單載波支持用戶數(shù)采用幀分復(fù)用技術(shù)提升單載波支持用戶數(shù).40 4.34.3部署部署 1588v21588v2 方案替代方案替代 gpsgps 時鐘時鐘.41 4.44.4無線寬帶的進(jìn)一步推進(jìn)無線寬帶的進(jìn)一步推進(jìn)2g+td+wlan2g+td+wlan.42 5 5研究結(jié)論及標(biāo)準(zhǔn)化方案建議研究結(jié)論及標(biāo)準(zhǔn)化方案建議.43 5.15.1結(jié)論結(jié)論.43 5.25.2標(biāo)準(zhǔn)化方案建議標(biāo)準(zhǔn)化方案建議.43 6 6思考及探討思考及探討.46 6.16.1tdtd 與與 wlanwlan 異系統(tǒng)組網(wǎng)研究異系統(tǒng)組網(wǎng)研究46 6.1.16.1.1tdtd 與與 wlanwlan 覆蓋能力對比覆蓋能力對比.46 6.1.26.1.2tdtd 與與 wlanwlan 共室分組網(wǎng)互干擾研究共室分組網(wǎng)互干擾研究.48 6.26.2wlanwlan 的發(fā)展之路的發(fā)展之路50 3 1 1研究背景研究背景 隨著 td-scdma 三期工程的全面建設(shè)，根據(jù)集團(tuán)公司總部確定的“3g（td- scdma）網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)承載移動寬帶業(yè)務(wù)”的市場定位和發(fā)展策略，應(yīng)用 3g 技術(shù)建 設(shè)校園無線寬帶網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是大勢所趨。高校校園是一個人員數(shù)量眾多話務(wù)量較 大的區(qū)域，話務(wù)量又具有規(guī)律性流動的特點(diǎn)。隨著 it 技術(shù)的發(fā)展普及和電信資 費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的不斷降低，校園區(qū)話務(wù)量提升明顯，因此校園區(qū)成為 3g 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的熱 點(diǎn)覆蓋需求區(qū)域。 大學(xué)校園又是一個通信場景復(fù)雜的環(huán)境，擁有密集的宿舍、教學(xué)樓等建筑 群以及開闊的運(yùn)動場地。并且，各場景的話務(wù)量會隨著學(xué)生作息時間的變化而 發(fā)生遷移。因此，校園的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)需要考慮多個方面的因素，對整個校 園進(jìn)行一體化的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，以提供高速率、高質(zhì)量的無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 td-scdma 建設(shè)更多滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，且 td-scdma 建設(shè)是基于 gsm 網(wǎng) 絡(luò)的建設(shè)基礎(chǔ)上，大多采用了共址方式，所以 td 二期的校園建設(shè)只是在校園中 建設(shè)了 td 宏站。雖然 td-scdma 頻譜利用率高，但是其幾乎是 gsm 兩倍多的頻 率造成信號穿透性能差，空中衰減大，所以造成 td 信號在室內(nèi)很弱，甚至連正 常的語音通話都保證不了。 在 td 三期我們加大了室內(nèi)分布的建設(shè)力度，要求所有建設(shè)了 gsm 室內(nèi)的樓 宇都建設(shè) td 室分，解決了 td 在室內(nèi)信號弱的問題，但是要實(shí)現(xiàn)高速的無線寬 帶還是不夠的，td 目前所能提供的最高下載速率約為 1.1mbps/秒，短期內(nèi)要超 過競爭對手的 wcdma 和 cdma2000ev/do 的可能性是微乎其微，即就是日后開通 空分復(fù)用也只是提高了系統(tǒng)總的吞吐量，而對單個用戶的下載速率沒有任何的 提高。 所以在校園中引入 wlan 將成為一種必然的趨勢，將 td-scdma 網(wǎng)絡(luò)作為主 體網(wǎng)絡(luò)，以 wlan 網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式對于宿舍、圖書館等室內(nèi)熱點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行輔助補(bǔ)充。 td 支持移動性，wlan 無線局域網(wǎng)支持便攜性，td 網(wǎng)絡(luò)滿足普通 3g 用戶的手機(jī) 上網(wǎng)，可視電話，視頻會議等功能，wlan 網(wǎng)絡(luò)滿足高速的無線上網(wǎng)用戶。 4 2 2高校校區(qū)典型場景建設(shè)策略分析高校校區(qū)典型場景建設(shè)策略分析 2.12.1場景的分類場景的分類 大學(xué)校園作為培養(yǎng)高素質(zhì)人才的搖籃，在信息化的社會環(huán)境下，大學(xué)生們 對于通信中語音業(yè)務(wù)的需求不斷增長，而作為新興人群的大學(xué)生們對于新事物 的探知欲是很強(qiáng)的，因此對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求正在與日俱增。從 2g 開始，中國 移動就已將校園作為一個“數(shù)據(jù)黃金增長點(diǎn)” ，而 td 網(wǎng)絡(luò)的一個重要覆蓋目的 便是滿足不斷增長的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，校園也自然成為了特別關(guān)注的地點(diǎn)。 大學(xué)校園一般存在多種功能性建筑物，比如教學(xué)科研樓、行政樓、圖書館、 宿舍樓、餐廳以及操場等。一般校園內(nèi)的用戶數(shù)目總量較為固定，但用戶行為 在不同的建筑內(nèi)具有各不相同的特點(diǎn)。從區(qū)域上看，大學(xué)校園主要分為幾大覆 蓋場景：宿舍，教學(xué)樓（包括圖書館等） ，以及校園區(qū)域。 （1）校園室內(nèi)區(qū)域 校園室內(nèi)區(qū)域按照建筑功能可以細(xì)分為：教學(xué)樓、行政樓、實(shí)驗樓、食堂、 圖書館、大禮堂、體育館、宿舍樓。 此區(qū)域一般是校園話務(wù)量最為集中的區(qū)域，同時由于校園內(nèi)部的作息時間， 話務(wù)忙時具有規(guī)律性變化特點(diǎn)。 （2）校園室外區(qū)域 校園室外區(qū)域面積較大，主要是道路、廣場、室外運(yùn)動區(qū)域和草地組成。 覆蓋區(qū)域較大，但是話務(wù)量相對較小。 2.22.2業(yè)務(wù)需求特點(diǎn)業(yè)務(wù)需求特點(diǎn) 大學(xué)校園內(nèi)人數(shù)較多且集中，綜合性大學(xué)校園內(nèi)教師和學(xué)生總數(shù)較大，但 總量變化不大。校園內(nèi)人員流動的規(guī)律性帶來話務(wù)的規(guī)律性變化，總體來說人 員變化普遍趨勢如下： 1）每年有新生入校和畢業(yè)生離校，人數(shù)基本持平； 2）每天離開學(xué)校和進(jìn)入學(xué)校的人員基本持平； 3）周一至周五校內(nèi)人員較多而周末較少； 5 4）寒暑假校內(nèi)人員較少； 5）9 月因新生入校人數(shù)增多，漫游數(shù)目較大； 6）5-7 月因畢業(yè)生陸續(xù)離校，人員總數(shù)減少。 根據(jù)校園內(nèi)內(nèi)不同樓宇具有的不同功能，人流量、話務(wù)量、業(yè)務(wù)需求各不 同。 表 2.1 樓宇類型與業(yè)務(wù)特點(diǎn) 序號樓宇類型人流量話務(wù)量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 1 教學(xué)樓較大一般一般 2 行政樓一般一般較少 3 實(shí)驗樓較少較少較少 4 食堂較大較大一般 5 圖書館一般較少一般 6 體育館較大較少較少 7 宿舍樓很大較大較大 學(xué)校的主要用戶包括學(xué)生、教師和其他人口，其中占最大數(shù)量比例的是學(xué) 生這一群體，因此，主要以學(xué)生群體的業(yè)務(wù)行為來分析其話務(wù)特點(diǎn)。學(xué)生的主 要活動區(qū)域可按白天和晚上劃分為教學(xué)區(qū)、宿舍區(qū)和其他區(qū)域（包括校園內(nèi)、 餐廳、操場等） 。以上述分析為基礎(chǔ)，得出高校區(qū)的業(yè)務(wù)需求。 大學(xué)內(nèi)基本所有學(xué)生都住宿，宿舍區(qū)夜間的話務(wù)量相當(dāng)高。周一至周五白 天，人員集中在教學(xué)樓和實(shí)驗樓。早中晚飯時間，人員主要集中在食堂。由于 圖書館內(nèi)場館限制，一般話務(wù)量較小。宿舍話務(wù)量基本可以作為整個校園話務(wù) 容量的衡量標(biāo)準(zhǔn)?；谝陨先藛T活動特點(diǎn)的分析，室外宏站的話務(wù)壓力不大， 可以適當(dāng)減少載頻規(guī)劃數(shù)量，提高載頻利用率并且可以減少頻率干擾；對于校 園的室內(nèi)分布小區(qū)，需要吸收更多的話務(wù)量，話務(wù)壓力較大。 2.32.3覆蓋規(guī)劃特點(diǎn)覆蓋規(guī)劃特點(diǎn) 通過實(shí)地勘察并結(jié)合地圖，一般來說，大學(xué)的樓群分界線明顯，建筑物的 高度大約在 20-30m，根據(jù)建筑物平均密度特征，可以認(rèn)為其符合一般城區(qū)的特 6 征。 區(qū)域內(nèi)存在大量教學(xué)樓、宿舍樓等建筑群；區(qū)域內(nèi)話務(wù)量密集、用戶移動 速度不高、業(yè)務(wù)速率要求較高，是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域。 一般高校區(qū)室外可采用宏基站進(jìn)行覆蓋，滿足室外的覆蓋指標(biāo)。 典型高校校區(qū)的現(xiàn)代建筑由于采用了大量的混凝土和金屬材料，造成了對 無線信號的屏蔽和衰減，信號通過直射，反射，繞射等方式進(jìn)入室內(nèi)，信號雜 亂不穩(wěn)定。移動通信用戶在室內(nèi)的通信受到影響和限制。為解決以上問題，可 建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)，確保室內(nèi)的 td 網(wǎng)絡(luò)性能，因此在室內(nèi)覆蓋站點(diǎn)完成建設(shè)、 開通，投入使用前需要進(jìn)行室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)性能測試，同時后續(xù)通過不間斷的監(jiān) 控，了解和保證室內(nèi)覆蓋的正常性能。 一些宿舍由于工程無法安裝室內(nèi)分布式天線，而宏站又無法對樓宇深度覆 蓋，可以采用小區(qū)分布系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋。 2.42.4容量規(guī)劃特點(diǎn)容量規(guī)劃特點(diǎn) 對于 3g 業(yè)務(wù)，不同的業(yè)務(wù)有不同的速率要求和質(zhì)量要求，同時這些業(yè)務(wù)是 混合的，因此，在進(jìn)行 3g 規(guī)劃時，必須對業(yè)務(wù)進(jìn)行分類預(yù)測和分析，建立 3g 業(yè)務(wù)模型，為確定網(wǎng)絡(luò)規(guī)模打下基礎(chǔ)。3g 業(yè)務(wù)的最大特點(diǎn)是多種業(yè)務(wù)的混合， 最大的難點(diǎn)也是混合業(yè)務(wù)條件下的業(yè)務(wù)模型的建立。不建立業(yè)務(wù)模型，3g 的業(yè) 務(wù)容量規(guī)劃與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃就缺乏基礎(chǔ)。因此，預(yù)測 3g 業(yè)務(wù)種類、比例、流量，從 而建立一個虛擬的 3g 業(yè)務(wù)模型是必須的。一般來講，業(yè)務(wù)模型的建立需要四個 步驟： （1）為了獲得業(yè)務(wù)的忙時呼叫次數(shù)（bhca）或忙時會話次數(shù)（bhsa） ，需 要定量描述業(yè)務(wù)需求情況； （2）建立各業(yè)務(wù)特征參數(shù)；cs 業(yè)務(wù)的特征參數(shù)就是通話時長和激活因子， ps 業(yè)務(wù)除此之外，還需要許多描述業(yè)務(wù)特征的參數(shù)。 （3）獲得網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃關(guān)鍵數(shù)據(jù)；獲得的關(guān)鍵數(shù)據(jù)就是各業(yè)務(wù)的忙時業(yè)務(wù)流量， 即愛爾蘭數(shù)。 （4）按業(yè)務(wù)分類歸納數(shù)據(jù)。 業(yè)務(wù)模型建立后，對話務(wù)需求進(jìn)行具體考慮：對無線通信普及率、中國移 7 動占有率及其中 td 用戶占有率進(jìn)行預(yù)測；考慮到學(xué)生在白天、晚上的行動規(guī)律， 取定各時間段人口分布比例如下；基于總 td 用戶數(shù)和用戶分布比例，得到各區(qū) 域用戶；根據(jù)對用戶 r4 話音、r4 數(shù)據(jù)及 hsdpa 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)模型的分析，同時依 據(jù)容量計算公式，得到校區(qū)各區(qū)域所需要的小區(qū)容量；根據(jù)業(yè)務(wù)預(yù)測結(jié)果和覆 蓋場景的特點(diǎn)，采取相應(yīng)的 td 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略。 高校區(qū)域內(nèi)存在大量公寓樓、教學(xué)樓等建筑群；區(qū)域內(nèi)話務(wù)量密集、用戶 移動速度不高、業(yè)務(wù)速率要求較高，是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域。 高校區(qū)域內(nèi)有明顯的話務(wù)特征，一是數(shù)據(jù)量大，很多學(xué)生用手機(jī)登陸 qq 或 用電腦高速上網(wǎng)；二是話務(wù)量遷移的問題，如白天話務(wù)量主要發(fā)生在教學(xué)樓， 晚上話務(wù)量主要在宿舍；三是話務(wù)量集中，學(xué)生的話務(wù)基本集中在 18 點(diǎn)以后， 特別是 21 點(diǎn)到 24 點(diǎn)是其通話的高峰階段。三是學(xué)生通話時間較長；四是學(xué)生 的短信使用比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于話務(wù)的使用量。 根據(jù)校園內(nèi)不同樓宇不同時段突發(fā)話務(wù)量的特點(diǎn)，在樓宇間話務(wù)量較小時 段，為了充分吸收校園內(nèi)其它區(qū)域話務(wù)量，可以采用共小區(qū) rru 技術(shù)，將多個 樓宇和室外廣場或不同功能的樓宇組成一個小區(qū)。例如將宿舍樓同教學(xué)樓、食 堂等其它樓宇或校園內(nèi)室外覆蓋區(qū)域組成共小區(qū)，可以更有效的利用無線設(shè)備 資源。在 rru 共小區(qū)組網(wǎng)時，需要綜合考慮各樓宇、區(qū)域話務(wù)情況分布，在容 量足夠的前提下將室外宏站同校內(nèi)部分樓宇組成共小區(qū)。 容量估算方法：容量估算方法：td-scdma網(wǎng)絡(luò)承載著cs業(yè)務(wù)和ps業(yè)務(wù)，是一個話音和數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)并存的系統(tǒng)，原有g(shù)sm的愛爾蘭b方法不再適用。目前業(yè)界關(guān)于3g 網(wǎng)絡(luò)混合 容量估算有以下幾種方法，分別是等效愛爾蘭法、post erlang-b 法、坎貝爾 方法等。 1）等效愛爾蘭方法等效愛爾蘭方法 等效愛爾蘭方法的基本原理是根據(jù)業(yè)務(wù)所消耗的資源大小，將一種業(yè)務(wù)等 效成另外一種業(yè)務(wù)，并計算等效后的業(yè)務(wù)總話務(wù)量，然后計算滿足此話務(wù)量所 需的信道數(shù)。在td-scdma網(wǎng)絡(luò)中，一個信道就是載波、時隙、擴(kuò)頻碼的組合， 稱為一個資源單位ru(resource unit)，其中一個時隙內(nèi)由一個16 位擴(kuò)頻碼劃 分的信道為最基本的資源單位，即bru。各種業(yè)務(wù)占用的bru 個數(shù)是不一樣的， 在一個時隙中，最多可有8 個語音amr12.2k 業(yè)務(wù)，或者2 個cs64k業(yè)務(wù)，或者2 個ps64k 業(yè)務(wù)，或者1 個ps128k 業(yè)務(wù)，據(jù)此可以估算不同業(yè)務(wù)占用資源比例， 8 例如設(shè)業(yè)務(wù)a為amr12.2k和業(yè)務(wù)b為cs64k，預(yù)測a的話務(wù)量為12erl，預(yù)測b的話 務(wù)量為6erl 。 業(yè)務(wù)a：每個連接占用2 個bru信道資源； 業(yè)務(wù)b：每個連接占用8個bru信道資源； 因此根據(jù)每種業(yè)務(wù)占用信道資源的比例，可以將1erl的業(yè)務(wù)b等效為4erl的 業(yè)務(wù)a，則網(wǎng)絡(luò)中總話務(wù)量為6412=36erl（業(yè)務(wù)a） ，如果要求阻塞率為2%， 則通過查詢愛爾蘭b表，共需要46個業(yè)務(wù)a的信道資源，共需要92 個bru資源。 也可以將4 erl的業(yè)務(wù)a等效為1 erl的業(yè)務(wù)b進(jìn)行計算。該方法缺陷是不同的等 效方式，最后計算所需資源不同。 2 2）postpost erlang-berlang-b 方法方法 post erlang-b 方法的原理是先分別計算出每種業(yè)務(wù)滿足容量要求需要的 信道數(shù)，再將信道進(jìn)行等效相加，得出滿足混合業(yè)務(wù)容量所需要的信道數(shù)。在 td-scdma網(wǎng)絡(luò)中，使用擴(kuò)頻因子不同的業(yè)務(wù)所占用的基本信道bru個數(shù)是不一樣 的，例如：一個擴(kuò)頻因子sf=1 的業(yè)務(wù)，占用16 個bru，sf=8 的業(yè)務(wù)，占用2個 bru，在一個載波下，如果上下行時隙比例確定，則所能提供的上下行bru 數(shù)目 是固定的，因此只要確定了總的bru數(shù)目，根據(jù)單小區(qū)在一定時隙配比條件下的 上下行bru數(shù)目，就可以確定滿足容量需求的小區(qū)數(shù)目。計算過程描述如下： 1. 根據(jù)預(yù)測，確定規(guī)劃區(qū)域內(nèi)cs業(yè)務(wù)話務(wù)量和ps數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量； 2. 對ps 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，根據(jù)吞吐量，將其轉(zhuǎn)化為等效愛爾蘭； 3. 確定站型和時隙配比； 4. 計算單小區(qū)單業(yè)務(wù)的信道數(shù)目； 5. 根據(jù)愛爾蘭b或者愛爾蘭c公式確定單小區(qū)所能支持的愛爾蘭數(shù)； 6. 計算nodeb需求個數(shù)。 從以上過程可以看出，post erlang-b 方法的計算結(jié)果過于悲觀，原因在 于基站的信道資源實(shí)際是在各種業(yè)務(wù)間共享的，但此方法人為的割離了業(yè)務(wù)的 信道資源，降低了基站信道資源的利用率。這是該方法的缺陷。 3 3） 坎貝爾方法坎貝爾方法 坎貝爾方法是綜合考慮所有的業(yè)務(wù)并構(gòu)造成一個等效的業(yè)務(wù)，并據(jù)此來計 算系統(tǒng)可以提供該等效業(yè)務(wù)總的話務(wù)量，然后得到混合業(yè)務(wù)的容量計算。該方 法最后是利用erlang b 來計算相應(yīng)的信道數(shù)的，這樣網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模也就可以計算 9 出來了。計算過程描述如下： 1確定目標(biāo)規(guī)劃區(qū)域各種業(yè)務(wù)的話務(wù)量； 2根據(jù)各種業(yè)務(wù)占用的bru資源，確定各種業(yè)務(wù)相對基本業(yè)務(wù)信道的業(yè)務(wù) 資源強(qiáng)度； 3計算混合業(yè)務(wù)均值； 4計算混合業(yè)務(wù)方差； 5計算坎貝爾信道； 6計算規(guī)劃區(qū)域內(nèi)總的坎貝爾信道業(yè)務(wù)總量； 7通過載波數(shù)、時隙分配方式，確定單小區(qū)可提供的基本業(yè)務(wù)信道數(shù)（采 用話音業(yè)務(wù)做為基本業(yè)務(wù)） ，進(jìn)而利用坎貝爾信道數(shù)=（小區(qū)基本業(yè)務(wù)信道數(shù) 基本業(yè)務(wù)信道的業(yè)務(wù)資源強(qiáng)度）/坎貝爾信道，得到單小區(qū)可提供的坎貝爾信道 數(shù)，通過查詢愛爾蘭b 表，可以得到單小區(qū)的坎貝爾業(yè)務(wù)量； 8用規(guī)劃區(qū)域內(nèi)總的坎貝爾信道業(yè)務(wù)總量除以單小區(qū)可提供的坎貝爾業(yè)務(wù) 量就可以得到所需小區(qū)數(shù)。 4 4）sksk算法算法 通過隨機(jī)背包迭代算法，計算基于混合業(yè)務(wù)且滿足不同qos需求所需的信道 資源。沿用了atm網(wǎng)絡(luò)流量計算的基本思路和管道共享的概念，可體現(xiàn)不同業(yè)務(wù) 的qos需求。但是，計算量大，比較復(fù)雜，不便于實(shí)際應(yīng)用；對ps業(yè)務(wù)非實(shí)時性 的特點(diǎn)體現(xiàn)不夠。 可以看出坎貝爾方法是將所有業(yè)務(wù)統(tǒng)一為cs域業(yè)務(wù)進(jìn)行等效，并運(yùn)用愛爾 蘭b公式進(jìn)行分析和計算，而實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)中不僅存在cs域業(yè)務(wù)，而且還存在著 ps 域業(yè)務(wù)，ps 域業(yè)務(wù)和cs 域業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)有很大不同，而且對ps域業(yè)務(wù)通 常采用愛爾蘭c 公式進(jìn)行分析，因此利用坎貝爾方法對所有混合業(yè)務(wù)進(jìn)行容量 估算，存在著固有的局限性，表現(xiàn)在沒有考慮各種業(yè)務(wù)阻塞率的差別，而簡單 認(rèn)為所有業(yè)務(wù)的阻塞率都相同。通常認(rèn)為，坎貝爾方法對cs域的混合業(yè)務(wù)的估 算是合適的，而對存在ps域業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如果不對坎貝爾方法進(jìn)行修正， 則不完全適用。因此，當(dāng)進(jìn)行td-scdma網(wǎng)絡(luò)容量規(guī)劃時，如果ps 域業(yè)務(wù)占較大 的比例，對按照以上的坎貝爾方法進(jìn)行估算，結(jié)果和實(shí)際網(wǎng)絡(luò)需求會出現(xiàn)較大 的誤差。 10 2.52.5建設(shè)策略分析及各種覆蓋策略綜合對比建設(shè)策略分析及各種覆蓋策略綜合對比 （1）高校校區(qū) td 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體原則 高校校區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)遵循室內(nèi)外一體規(guī)劃原則：確保室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)能提供 良好的室內(nèi)信號，同時要避免對室外構(gòu)成強(qiáng)干擾；確保室外宏站對室外場景及 部分樓房室內(nèi)場景的良好覆蓋，同時做好室內(nèi)外切換參數(shù)的設(shè)置；在頻率分配、 設(shè)備支持的情況下室內(nèi)外盡量采用異頻組網(wǎng)方式，做好干擾協(xié)調(diào)，避免系統(tǒng)間 的互相影響。 工程建設(shè)方案必須滿足國家和通信行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，電磁輻射值應(yīng)滿足國家 標(biāo)準(zhǔn)。 td 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)以改造現(xiàn)有室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)為主，新建室內(nèi)覆蓋系統(tǒng) 為輔。在共用分布系統(tǒng)改造工程中應(yīng)充分利用原有分布系統(tǒng)資源，同時解決器 件老化、需求變化、覆蓋不足等新情況。新建 td 分布系統(tǒng)應(yīng)考慮和 gsm、wlan 系統(tǒng)共用。td 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)改造應(yīng)確保原有 gsm 網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行，并為后續(xù)優(yōu)化 設(shè)計留有余地。多系統(tǒng)共存時系統(tǒng)間隔離度應(yīng)滿足要求，避免系統(tǒng)間的相互干 擾。 （2）建設(shè)策略 根據(jù)前述建設(shè)的原則和基礎(chǔ)，提出主要建設(shè)策略：校園覆蓋的規(guī)劃主要以 規(guī)劃室內(nèi)覆蓋和室外覆蓋兩部分組成。總的來說一般建議樓宇內(nèi)利用室內(nèi)分布 系統(tǒng)或小區(qū)分布系統(tǒng)進(jìn)行深度覆蓋，校園開放區(qū)域采用宏站進(jìn)行建設(shè)。 由于覆蓋室內(nèi)的分布系統(tǒng)一般采用寬頻小增益吸頂?shù)姆侵悄芴炀€，因此建 議采用“小功率，多天線”的規(guī)劃理念進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃，每個天線的覆蓋半 徑不宜過大，對于特殊場景的覆蓋，應(yīng)根據(jù)具體環(huán)境單獨(dú)確定。 td 建設(shè)更多滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，且 td 建設(shè)是基于 2g 網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)基礎(chǔ)上， 大多采用了共址方式，并采用室內(nèi)外站點(diǎn)共址方式，以及為解決校園站房資源 緊張問題，可適當(dāng)在校外進(jìn)行站點(diǎn)建設(shè)，對校園內(nèi)進(jìn)行覆蓋，并采用光纖拉遠(yuǎn) 方式進(jìn)行深度覆蓋。 （3）容量設(shè)計策略 根據(jù)用戶預(yù)測數(shù)據(jù)及分布情況，采用多個小區(qū)建設(shè)，對各小區(qū)的容量和載 扇配置進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃。 11 在建設(shè)初期，室內(nèi)分布單小區(qū)載頻配置以 o3 為主，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求較高的站 點(diǎn)可引入 a 頻段，載頻配置達(dá)到 o6 或者更多載波。 在設(shè)計時，應(yīng)保證擴(kuò)容的便利性。當(dāng)室內(nèi)分布系統(tǒng)配置容量緊張時，盡量 做到在不改變分布系統(tǒng)架構(gòu)的情況下，通過空分復(fù)用、增加載波及小區(qū)分裂等 方式快速擴(kuò)容，滿足業(yè)務(wù)需求。因此，原則上應(yīng)采用多個單通道 rru 進(jìn)行物業(yè) 點(diǎn)覆蓋，以利于使用空分復(fù)用功能。對于業(yè)務(wù)需求較小的物業(yè)點(diǎn)，可以采用單 個單通道 rru 進(jìn)行覆蓋。針對業(yè)務(wù)需求特別高的站點(diǎn)，在滿足覆蓋需求的情況 下，可適當(dāng)增加 rru 的數(shù)量來滿足今后業(yè)務(wù)擴(kuò)容需求。 （4）覆蓋方式策略及對比 td 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)主要采取的覆蓋方式包括：室外宏基站、室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋和 室外小區(qū)分布系統(tǒng)覆蓋等三種類型。其中宏基站主要用于室外覆蓋及樓層比較 低且樓的數(shù)量比較少的場景；室內(nèi)覆蓋主要用于樓層較高且樓房密集、宏基站 覆蓋不能很好的達(dá)到覆蓋指標(biāo)要求的場景；小區(qū)分布覆蓋則主要用于樓房密集， 但建設(shè)室內(nèi)覆蓋有困難的場景。 鑒于高校校區(qū)的教學(xué)區(qū)和宿舍區(qū)樓房較多，因此，除了采用室外宏站對校 區(qū)的室外進(jìn)行覆蓋外，同時采用室內(nèi)分布系統(tǒng)和小區(qū)分布系統(tǒng)對室內(nèi)進(jìn)行深度 覆蓋，以達(dá)到覆蓋效果良好、提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用速率的效果。 總之，根據(jù)不同場所的實(shí)際需求，選擇適合的覆蓋解決方案，需要充分利 用各種無線覆蓋方式的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)及熱點(diǎn)地區(qū)的覆蓋，綜合考慮室內(nèi)外情 況，合理配置基站和室內(nèi)分布、小區(qū)分布系統(tǒng)資源。 1）宏基站覆蓋 以宏基站為主進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，重點(diǎn)覆蓋數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求高的區(qū)域，覆蓋的業(yè) 務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域力求室外成片連續(xù)，基站間距控制在 450 至 600 米。 宏基站鏈路預(yù)算，采用 cost-231 傳播模型，各信道鏈路預(yù)算值計算如下表 示： 表 2.2 信道鏈路預(yù)算值 類別上下行密集區(qū)域一般區(qū)域 p-ccpch 覆蓋半徑下行 0.440.57 amr 覆蓋半徑上行 0.460.59 cs64 覆蓋半徑上行 0.350.45 ps64 覆蓋半徑上行 0.390.50 amr 覆蓋半徑下行 0.550.71 12 cs64 覆蓋半徑下行 0.390.51 ps64 覆蓋半徑下行 0.500.65 ps128 覆蓋半徑下行 0.440.56 ps384 覆蓋半徑下行 0.440.56 2）室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋 教學(xué)樓、行政樓、實(shí)驗樓、圖書館、禮堂、報告廳、體育館、食堂等，由 于此類建筑縱深較大，存在大量走廊，室外宏站到達(dá)室內(nèi)衰耗較大，信號較弱， 建議采用室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋，可以有效吸收室內(nèi)話務(wù)量，提高用戶感受。 如果學(xué)校宿舍樓差異較大，一些典型宿舍樓如宿舍房間之間存在公共走廊則建 議采用室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)。 根據(jù)集團(tuán)公司編寫的3g（td-scdma）網(wǎng)絡(luò)工程室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)指導(dǎo)原 則 ，得出室內(nèi)分布系統(tǒng)天線口功率、天線增益與覆蓋半徑的關(guān)系如下表所示： 表 2.3 天線口功率、天線增益與覆蓋半徑的關(guān)系 天線口功率天線增益覆蓋半徑天線增益覆蓋半徑天線增益覆蓋半徑 dbmdbi 米 dbi 米 dbi 米 035.177.0119.5 135.577.51110.2 236.078.11111.0 336.578.81111.9 437.079.51112.9 537.5710.21113.9 638.1711.01115.0 738.8711.91116.2 839.5712.91117.5 9310.2713.91118.9 3）小區(qū)分布系統(tǒng)覆蓋 一些宿舍由于工程無法安裝室內(nèi)分布式天線，而宏站又無法對樓宇深度覆 蓋，可能導(dǎo)致樓宇內(nèi)終端用戶感受較差，此種情況可以采用室外分布系統(tǒng)進(jìn)行 覆蓋。室外分布系統(tǒng)即采用分布式天線系統(tǒng)安裝于樓宇之間的空地或者樓宇外 墻（天線采用偽裝外型天線） ，對樓宇內(nèi)部進(jìn)行覆蓋。若樓宇外墻可安裝偽裝天 線，則采用樓宇間天線對打覆蓋。一般天線安裝于樓宇外墻，為了避免信號泄 漏造成干擾，要求天線降低高度安裝。由于采用室外天線進(jìn)行覆蓋，信號必須 嚴(yán)格控制，樓宇較低時才適宜使用，否則易造成越區(qū)覆蓋等問題，一般建議在 樓宇間使用，利用樓宇本身作為阻擋。 13 根據(jù)小區(qū)分布系統(tǒng)的覆蓋特點(diǎn)及經(jīng)驗值，得出小區(qū)分布系統(tǒng)天線口功率、 天線增益與覆蓋半徑的關(guān)系如下表所示： 14 表 2.4 天線口功率與覆蓋半徑的關(guān)系 天線口 功率 天線 增益 僅穿過玻璃 及一般隔斷 的覆蓋半徑 穿過 2 層 隔斷的覆 蓋半徑 天線 增益 僅穿過玻璃及 一般隔斷的覆 蓋半徑 穿過 2 層 隔斷的覆 蓋半徑 dbmdbi 米米 dbi 米米 7711.91.81116.22.4 8712.91.91117.52.6 9713.92.01118.92.8 10715.02.21120.43.0 11716.22.41122.03.2 12717.52.61123.83.5 13718.92.81125.73.8 14720.43.01127.84.1 15722.03.21130.04.4 通過對高等院校校區(qū)的場景特點(diǎn)及對通信的需求進(jìn)行分析，根據(jù)各種覆蓋 方案的特點(diǎn)，提出合適的建設(shè)策略。 15 3 3典型場景建設(shè)方案典型場景建設(shè)方案 3.13.1建筑物情況建筑物情況 西安交通大學(xué)城市學(xué)院是由西安交通大學(xué)和西安交大博通資訊股份有限公 司共同舉辦并經(jīng)國家教育部 2004 年 5 月批準(zhǔn)設(shè)立的全日制本科層次的獨(dú)立學(xué)院。 學(xué)院依托西安交通大學(xué)百年名校雄厚的師資力量、規(guī)范而嚴(yán)格的教學(xué)管理 優(yōu)勢，根據(jù)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢和地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求設(shè)置專業(yè)。學(xué)院現(xiàn) 設(shè)有電氣與信息工程、計算機(jī)、經(jīng)濟(jì)、管理、機(jī)械工程、外語、藝術(shù)設(shè)計、護(hù) 理等 8 個系、4 個基礎(chǔ)課教研室、25 個本科專業(yè)。學(xué)院面向全國招生，目前有 全日制本科學(xué)生 6380 余名。 建成校舍教學(xué)樓 5 棟，學(xué)生公寓 4 套，行政樓 1 棟（均為 6 層） ，及餐廳， 圖書館（在教學(xué) b 樓的一，二兩層） 。 圖 3.1 校園樓宇分布圖 16 3.23.2主要設(shè)計策略主要設(shè)計策略 從西安交通大學(xué)城市學(xué)院的校園環(huán)境情況看，校園整體可分為戶外區(qū)域 （包括操場、道路、綠地等）、教學(xué)區(qū)、生活區(qū)這三類區(qū)域。這三類區(qū)域在建 設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)時的規(guī)劃思路是不同的。 （1）戶外區(qū)域特點(diǎn) 該區(qū)域包括學(xué)校的道路、操場、綠地。操場與綠地在校園內(nèi)都是開闊地帶， 在此區(qū)域有一定的業(yè)務(wù)需求，但通過對校園活動人群的觀察和隨機(jī)調(diào)查，了解 到戶外多數(shù)情況下僅有手機(jī)終端的話音需求和彩信等少數(shù)小流量可在手機(jī)終端 完成的數(shù)據(jù)需求，因此，這部分區(qū)域完全可以通過宏基站建設(shè)來滿足業(yè)務(wù)需求。 此外，校園的道路，尤其是樓間的道路往往都有可能是宏站不容易覆蓋的區(qū)域。 但是，該校園的樓舍都為六層，且樓間距比較大，宏基站選址合理的情況下完 全可以覆蓋所有道路并滿足信號質(zhì)量要求。在此區(qū)域，尤其是初始網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時 期，此區(qū)域是以覆蓋受限來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。建設(shè)方案是以宏基站對此區(qū)域進(jìn)行 17 覆蓋，同時，由于樓宇并不密集，不需要考慮樓宇間的網(wǎng)絡(luò)底層覆蓋問題。 （2）教學(xué)區(qū)域特點(diǎn) 該區(qū)域包括學(xué)校四棟教學(xué)樓（教學(xué)a樓教學(xué)d樓）和一棟行政樓。此區(qū)域是 校園內(nèi)的人員密集區(qū)，但是，人員的流動特點(diǎn)非常明顯，四棟教學(xué)樓人員密集 時間為工作日8：0021：00，行政樓為工作日的8：0017：30。此區(qū)域中教學(xué) 樓在人流密集時，人員行為主要是上課，因此，教學(xué)樓的人流密集時刻并不是 話務(wù)忙時。行政樓情況與教學(xué)樓不同，首先，行政樓人員密集時刻人數(shù)并不多， 只有不講課的教師和學(xué)校行政人員，經(jīng)2g話務(wù)量統(tǒng)計觀察，行政樓話務(wù)量不高， 低于同等建筑規(guī)模的寫字樓的話務(wù)量。因此，這一區(qū)域?qū)θ萘恳蟛⒉桓?，?是有業(yè)務(wù)需求，需要進(jìn)行覆蓋。另外，通過對行政樓的觀察，行政樓內(nèi)有寬帶 上網(wǎng)的需求（每個辦公桌都有一臺臺式電腦），且通過計算機(jī)上網(wǎng)，因此，需 要考慮寬帶上網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求。在此區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，話音業(yè)務(wù)可以通過宏基 站或室分來進(jìn)行解決；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要通過室分或wifi的方式進(jìn)行解決。 （3）生活區(qū)域特點(diǎn) 該區(qū)域包括四棟宿舍樓和學(xué)校餐廳。此區(qū)域人員流動的規(guī)律非常強(qiáng)，宿舍 樓為 17：008：00，學(xué)校餐廳為一日三餐時間。餐廳的話務(wù)流量主要集中在午 餐和晚餐時刻，同時，經(jīng)調(diào)查使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的情況很少。而宿舍樓在晚 9：000：00 話務(wù)量非常大，主要同校園網(wǎng)資費(fèi)有關(guān)。同時，經(jīng)調(diào)查校園計算 機(jī)普及率非常高，在 90%以上。學(xué)生用計算機(jī)中以筆記本電腦為主，只有家近 的本地學(xué)生和大型網(wǎng)游愛好者才使用臺式電腦。因此，對此區(qū)域來說，話音業(yè) 務(wù)要同時考慮宿舍和餐廳的覆蓋，可以以宏站和室分兩種手段來解決；數(shù)據(jù)業(yè) 務(wù)主要考慮宿舍樓，可以通過室分和 wifi 兩種方式來解決。 綜上所述，通過對校園內(nèi)環(huán)境，人群活動特點(diǎn)、人群業(yè)務(wù)使用習(xí)慣和2g網(wǎng) 絡(luò)話務(wù)量數(shù)據(jù)采集及分析，可以采用三種方案在西安交通大學(xué)城市學(xué)院校園內(nèi) 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，即：宏站覆蓋建設(shè)方案，宏站+室分覆蓋建設(shè)方案，宏站+室分 +wifi覆蓋建設(shè)方案。而業(yè)務(wù)提供目標(biāo)為：在戶外區(qū)域主要提供話音業(yè)務(wù)和小流 量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；在教學(xué)區(qū)域提供話音業(yè)務(wù)、小流量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和部分樓宇的寬帶數(shù) 據(jù)業(yè)務(wù)；在生活區(qū)提供話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并對系統(tǒng)容量進(jìn)行綜合考慮。下 面將對此三種建設(shè)方案進(jìn)行進(jìn)一步分析。 18 3.33.3設(shè)計設(shè)計思路思路 根據(jù)市場部提供信息，該校園總?cè)藬?shù) 6380 人，移動用戶占有率為 100%， 我公司市場份額 70%，我公司 3g 用戶發(fā)展目標(biāo)為 30%。因此，該校園網(wǎng)內(nèi)的 td 移動用戶數(shù)為：1340 個。 同時，經(jīng)過調(diào)查和市場部目標(biāo)，預(yù)期發(fā)展寬帶接入用戶 900 人（挑戰(zhàn)目標(biāo)） 。 綜上所述，全網(wǎng)需要提供 td 移動用戶 1340 個，寬帶接入用戶 900 個。 3.3.13.3.1 宏站宏站解決方案解決方案 通過對校園實(shí)地勘察，校園內(nèi)無線環(huán)境特性為：大學(xué)的樓群分界線明顯， 建筑物的高度大約在 20-30m，根據(jù)建筑物平均密度特征，可以認(rèn)為其符合一般 城區(qū)的特征。區(qū)域內(nèi)存在大量教學(xué)樓、宿舍樓等建筑群，相對集中；業(yè)務(wù)特性： 區(qū)域內(nèi)話務(wù)量密集、用戶移動速度不高、業(yè)務(wù)速率要求較高，是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展 的重點(diǎn)區(qū)域。 校園內(nèi)通過宏基站的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，重點(diǎn)覆蓋數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求高的區(qū)域，從 宏基站鏈路預(yù)算考慮，鏈路預(yù)算采用 cost-231 傳播模型，各信道鏈路預(yù)算值計 算如上一章表 2.2 所示。 規(guī)劃在教學(xué) a 樓和東苑 3 號公寓分別建設(shè) td 共址宏站，校園內(nèi)共建設(shè) 2 個 td 宏站，分別負(fù)責(zé)教學(xué)行政區(qū)、學(xué)生公寓區(qū)和東部校園的室外覆蓋，配置分 別為 s3/3/3 和 s3/3/3。2 個宏站站距約 330 米，滿足鏈路預(yù)算結(jié)果，可以保證 校園室外區(qū)域的良好覆以及信號質(zhì)量，同時可以很好控制切換。 考慮到 td-scdma 室內(nèi)深度覆蓋的與 gsm 的差異，所以對 td-scdma 的衰耗 情況從仿真到測試進(jìn)行了反復(fù)的測試和驗證，首先對在不同的距離進(jìn)行場強(qiáng)對 比測試。測試選擇的位置基本在天線視距可見的區(qū)域。 表 3.1 場強(qiáng)對比測試 與基站距離(m) 5075109182300410660780900 td pccpch-57-51-53-52-55-58-58-57-62 gsm 接收電平 -39-43-45-39-43-53-53-58-53 測試結(jié)果與仿真的結(jié)果有較大的差異，場強(qiáng)普遍好于仿真結(jié)果。主要原因 19 在于該基站基本屬于理想無阻擋的傳播環(huán)境，而仿真模型考慮了較多的陰影衰 落、傳播矯正等因素，屬于一個城市的一個平均的衰落變化規(guī)律。盡管由于無 線信號變化較為頻繁，上述測試結(jié)果可能存在一定的主觀性，但是基本能反映 td 與 gsm 在覆蓋能力上的差異：gsm 的信號強(qiáng)度比 td 信號高出 513db（優(yōu)化 測試統(tǒng)計的結(jié)果為 td 傳播損耗比 gsm 高大約 812db） 。 其次又針對磚混和鋼筋混凝土兩種墻體，對 td 和 gsm 的穿透能力進(jìn)行了 多次測試驗證。西安的 td 與 gsm 對普通磚墻和混凝土墻的衰減如下表： 表 3.2 td 與 gsm 的衰減對比 td 損耗gsm 損耗 磚墻 -12.5-10.5 混凝土外墻 -19.5-16 從仿真結(jié)果上看，在現(xiàn)網(wǎng)配置下，主要出現(xiàn)問題為： 1）下行 ru 資源不足而接入失敗的 ue 比例較高（校園網(wǎng)屬業(yè)務(wù)量高區(qū)域） ， 目前情況宏基站難以滿足業(yè)務(wù)容量的需求。 2）校園建設(shè)一般比較大，對于在校園邊緣地帶的仿真用戶因公共信道覆蓋 失敗而接入不了占比較大，所以校園室外覆蓋應(yīng)包括校園外部基站對校園內(nèi)部 的覆蓋，使整個校園網(wǎng)區(qū)域覆蓋提升。 3）在建筑物穿損為 20db 情況仿真（即：一堵墻） ，覆蓋狀況良好，考慮一 般室內(nèi)信號傳播環(huán)境復(fù)雜，在增加穿透損耗至 35db，在建筑物地貌上表現(xiàn)為 98%的 區(qū)域面積達(dá)到 85%的覆蓋概率，即：在室內(nèi)深度覆蓋質(zhì)量較低。考慮室內(nèi)業(yè)務(wù) 比較高，必須結(jié)合 td 室分。 根據(jù)理論分析和仿真結(jié)果，如果僅考慮單層墻的穿透損耗，則 td 基站覆 蓋半徑 300 米（站距 550 米）以內(nèi)的混凝土墻室內(nèi)能正常通話；而磚墻的覆蓋 半徑能擴(kuò)展 100 米。如果要保證較好的覆蓋效果，尤其是要保障較好的數(shù)據(jù)下 載質(zhì)量，則基站距離需要繼續(xù)縮小。但在現(xiàn)網(wǎng)中，受到無線環(huán)境各種因素的影 響，如樓房的阻擋（一棟普通 7 層樓房阻擋導(dǎo)致的衰落在 68db） 、網(wǎng)內(nèi)的同 頻干擾，實(shí)際室內(nèi)覆蓋效果很難達(dá)到仿真得到的結(jié)果。同時，校園內(nèi)面積有限， 不可能建設(shè)過多的基站，容量方面無法滿足容量目標(biāo)。因此，單純建設(shè)宏基站 無法滿足校園網(wǎng)的業(yè)務(wù)容量需求。 20 3.3.23.3.2 宏站宏站+ +室分室分解決方案解決方案 在宿舍樓、教學(xué)樓、行政樓、實(shí)驗樓、圖書館、禮堂、報告廳、食堂等建 筑縱深較大，話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)密集區(qū)域，同時，室外宏站到達(dá)室內(nèi)衰耗較大， 信號較弱，因此采用室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋，可以有效吸收室內(nèi)話務(wù)量、數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)流量，提高用戶感受。 根據(jù)集團(tuán)公司編寫的3g（td-scdma）網(wǎng)絡(luò)工程室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)指導(dǎo)原 則 ，若邊緣場強(qiáng)為-85 dbm 得出室內(nèi)分布系統(tǒng)天線口功率、天線增益與覆蓋半 徑的關(guān)系如上一章表 2.3 所示。 根據(jù)用戶預(yù)測數(shù)據(jù)及分布情況，采用多個小區(qū)建設(shè)，對各小區(qū)的容量和載 扇配置進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃。 在建設(shè)初期，室內(nèi)分布單小區(qū)載頻配置以 o3 為主，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求較高的站 點(diǎn)可引入 a 頻段，載頻配置達(dá)到 o6 或者更多載波。 在設(shè)計時，應(yīng)保證擴(kuò)容的便利性。當(dāng)室內(nèi)分布系統(tǒng)配置容量緊張時，盡量 做到在不改變分布系統(tǒng)架構(gòu)的情況下，通過空分復(fù)用、增加載波及小區(qū)分裂等 方式快速擴(kuò)容，滿足業(yè)務(wù)需求。因此，原則上應(yīng)采用多個單通道 rru 進(jìn)行物業(yè) 點(diǎn)覆蓋，以利于使用空分復(fù)用功能。對于業(yè)務(wù)需求較小的物業(yè)點(diǎn)，可以采用單 個單通道 rru 進(jìn)行覆蓋。針對業(yè)務(wù)需求特別高的站點(diǎn)，在滿足覆蓋需求的情況 下，可適當(dāng)增加 rru 的數(shù)量來滿足今后業(yè)務(wù)擴(kuò)容需求。 目前 td-scdma2：4 的上下行時隙配比及單時隙 384kb/s（td-hsdpa 單時隙 為 564kb/s）的數(shù)據(jù)能力足夠支持 td 手機(jī)的速率需求。然而，根據(jù)寬帶接入用 戶容量目標(biāo)，年底達(dá)到 900 用戶，初步測算需要 hsdap 載波至少 75 個，按照每 小區(qū) 2 個 hsdap 載波計算，那么需要 38 個 td 室內(nèi)分布小區(qū)，即 38 個 o3 基站。 這樣的建設(shè)規(guī)模在 6 層的宿舍樓室內(nèi)分布建設(shè)中小區(qū)的劃分是非常困難的，而 且，小區(qū)間的干擾問題也很難控制。因此，需要其他接入方式來解決寬帶數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)需求。 隨著信息科技的不斷發(fā)展、教育信息化的不斷普及，目前越來越多的教師 和學(xué)生使用筆記本電腦作為接入網(wǎng)絡(luò)獲取信息的工具。他們渴望能在教室、圖 書館及宿舍等室內(nèi)場地使用筆記本電腦自由的享受高速上網(wǎng)的服務(wù)，并對網(wǎng)絡(luò) 信號質(zhì)量提出了更高的要求。比如：目前大學(xué)生熱衷于在線觀看視頻、下載電 21 影，這種 p2p 網(wǎng)絡(luò)下載業(yè)務(wù)需要持續(xù)的高帶寬網(wǎng)絡(luò)能力。在這種要求下，td 的 網(wǎng)絡(luò)容量及數(shù)據(jù)能力就顯得較為單薄了。并且，由于 td 室內(nèi)分布系統(tǒng)的復(fù)雜性， 使得宿舍和教學(xué)樓內(nèi)無法布置足夠的室分站滿足學(xué)生們的高速上網(wǎng)需求。因此， 覆蓋范圍有限但擁有大容量、大帶寬且部署成本相對較低的無線局域網(wǎng) （wireless local-area network）wlan，就成為了校園室內(nèi)覆蓋的有力加強(qiáng)。 校園網(wǎng)覆蓋目前采用 td 室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋分析： 表 3.3 大學(xué)生電腦使用情況統(tǒng)計表 項目 重要性 學(xué)習(xí)上網(wǎng)休閑游戲其他 第一位202 人31 人 22 人 28 人 6 人 第二位 29 人 48 人 75 人 84 人 5 人 第三位 24 人 33 人 91 人 62 人 13 人 第四位 11 人 43 人 33 人 50 人 21 人 第五位 1 人 20 人 3 人 0 人 15 人 將其轉(zhuǎn)換為成三維百分比圖為： 22 圖 3.2 大學(xué)生電腦使用情況調(diào)查 0% 20% 40% 60% 80% 100% 重要性第一位 第二位 第三位 第四位 第五位 其他 游戲 休閑 上網(wǎng) 學(xué)習(xí) 經(jīng)過加權(quán)計算的下表：（權(quán)數(shù)分別為：5、4、3、2、1 ） 表 3.4 大學(xué)生電腦使用情況統(tǒng)計總表 購機(jī)動機(jī)學(xué)習(xí)上網(wǎng)休閑游戲其他 加權(quán)值 77.4751.3344.0732.69.47 由上面的三個圖表可分析出： 第一、大學(xué)生使用電腦的主要動機(jī)是學(xué)習(xí)，但“上網(wǎng)、休閑、游戲”也占 了很大的一個比重，這反映出大學(xué)生使用電腦呈現(xiàn)多元化趨勢，在數(shù)據(jù)速率方 面有很大部分是需求高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，td 室分可以滿足對這部分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。 第二、大學(xué)生使用電腦上網(wǎng)，在高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上存在一個特性：高帶寬數(shù) 據(jù)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)，例如：網(wǎng)游，在線流媒體，低帶寬業(yè)務(wù)，瀏覽網(wǎng)頁和聊天屬于高 速率不穩(wěn)定業(yè)務(wù)。 另外，校園網(wǎng)數(shù)據(jù)量使用比較集中，上課時間用戶比較少，下課時間比較 多，而且用戶相對聚集。 對于 td 室分，以每扇區(qū) 3 載波，2：4 時隙，每扇區(qū)開 2 個 h 載波，配置 6 個 a-dpch，可同時接納 12 個 h 用戶，如果實(shí)現(xiàn) a-dpch 復(fù)用，可同時接納 24 個 h 用戶?？紤] h 業(yè)務(wù)的調(diào)度方法（如下面所示）： 1）round robin（rr，輪詢） 不考慮每個用戶的信道條件，采用循環(huán)方式為每個用戶分配資源；資源調(diào) 度簡單但是小區(qū)吞吐量很低。 23 2）max c/i（最大信噪比） 給信道條件最好的用戶分配資源；小區(qū)吞吐量高但是沒有公平性。 3）proportional fair（pf，正比公平） 給信道條件相對較好的用戶分配資源；小區(qū)吞吐量高，兼顧公平性。 3 種調(diào)度方法均不能滿足校園網(wǎng)覆蓋的對高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用的特性。 在業(yè)務(wù)推廣初期，用戶較少，可以滿足對高速業(yè)務(wù)的需求，隨著業(yè)務(wù)發(fā)展， 用戶上升，每用戶實(shí)際帶寬會降低，不能滿足用戶對高帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求； 學(xué)校的話務(wù)量高的區(qū)域，在 td 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，必須考慮 td 對語音業(yè)務(wù)的承載需 求，不能在時隙配比上完全的考慮數(shù)據(jù)用戶，而把語音用戶容量壓縮，所以必 須使用 wlan 分流這部分高帶寬數(shù)據(jù)要求的用戶。 目前，學(xué)生使用電腦中，配置中有 wlan 的較多，從市場推廣角度考慮，結(jié) 合 wlan 是必要的。 結(jié)合以上分析，在 td 室分在校園網(wǎng)中必須加入 wlan，分流部分高帶寬數(shù) 據(jù)用戶，在業(yè)務(wù)推廣初期，便于發(fā)展用戶。 3.3.33.3.3 宏站宏站+ +室分室分+wlan+wlan 解決方案解決方案 針對于西安交通大學(xué)城市學(xué)院，一體化的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計思路就是以 td 宏站 +室分的雙層網(wǎng)絡(luò)作為主體網(wǎng)絡(luò)，以 wlan 網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式對于宿舍、圖書館等室 內(nèi)熱點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行輔助補(bǔ)充。td+wlan 綜合網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要從業(yè)務(wù)、覆蓋及容量 上綜合考慮，制定建設(shè)方案。 td-scdma和wlan的技術(shù)特點(diǎn)決定了適應(yīng)的應(yīng)用場景，在校園復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán) 境中應(yīng)用不同的技術(shù)可以更好地實(shí)現(xiàn)相輔相承的一體化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，滿足大學(xué)用 戶高速上網(wǎng)的需求。 24 圖 3.3 td 和 wlan 移動性和相應(yīng)帶寬之間的比較 wlan提供了高帶寬，但卻是在有限的覆蓋區(qū)域內(nèi)(建筑物內(nèi)以及戶外的短距 離)。根據(jù)大多數(shù)業(yè)界估計，即使1000個wlan也不能在一個城域上提供足夠的覆 蓋。與此相比，3g網(wǎng)絡(luò)支持跨廣域網(wǎng)絡(luò)的移動性，但是數(shù)據(jù)吞吐速度明顯低于 wlan。由于3g與wlan在覆蓋區(qū)域和帶寬上具有不同優(yōu)勢和局限性，因此這兩種 技術(shù)支持不同的應(yīng)用并滿足不同的需要。在這種程度上，它們沒有相互構(gòu)成競 爭威脅，而是相互補(bǔ)充。 考慮到td和wlan兩種技術(shù)各自的特點(diǎn)，西安交通大學(xué)城市學(xué)院的一體化網(wǎng) 絡(luò)規(guī)劃的原則就是用td基站為主對校園進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，以宏基站實(shí)現(xiàn)校園 室外覆蓋，室分系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)覆蓋。而對于用戶數(shù)多、高速上網(wǎng)需求強(qiáng)烈的校 內(nèi)熱點(diǎn)地區(qū)，使用大帶寬、小覆蓋的wlan作為高速網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充。 同時，根據(jù)寬帶數(shù)據(jù)容量目標(biāo)，900用戶，需要ap至少30個，在室內(nèi)可以同 td的室內(nèi)分布一同進(jìn)行部署，方案可行。典型場景如下： （1） 會議室和報告廳 1）中小型會議室(室內(nèi)分布系統(tǒng)) 25 圖 3.4 會議室的平面圖 會議室區(qū)由6個會議室組成，容納人數(shù)300人，按照1/10同時上網(wǎng)計算，同 時上網(wǎng)人數(shù)30人，共需要1個ap，通過合路器接入到室內(nèi)分布系統(tǒng)。ap采用poe 供電。 優(yōu)點(diǎn)：gsm、td和wlan三網(wǎng)合一，統(tǒng)一規(guī)劃，節(jié)省投資；施工方便，快速； 系統(tǒng)美觀，業(yè)主容易接受。 缺點(diǎn)：容量受限，分布系統(tǒng)布放難度較大，布放受到場景限制。 2）大型報告廳(室內(nèi)分布系統(tǒng)) 圖 3.5 大型報告廳的平面圖 大型報告廳40x25米，座位數(shù)為300，按照1/10人數(shù)上網(wǎng)計算，有30人同時 上網(wǎng)需求，每個ap最多接入30人，故需要1個ap。 26 1個ap通過合路器接入室內(nèi)分布式系統(tǒng)。ap采用poe供電。 優(yōu)點(diǎn)：gsm、td和wlan三網(wǎng)合一，統(tǒng)一規(guī)劃，節(jié)省投資；施工方便，快速； 系統(tǒng)美觀，業(yè)主容易接受。 缺點(diǎn)：容量受限，分布系統(tǒng)布放難度較大，布放受到場景限制。 （2） 大型自習(xí)室 圖 3.6 自習(xí)室的平面圖 同一層自習(xí)室有6個，座位數(shù)為300，按照1/10人數(shù)上網(wǎng)計算，有30人同時 上網(wǎng)需求，故需要1個ap即可。 一個ap通過合路器接入室內(nèi)分布式系統(tǒng)。ap采用poe供電。 優(yōu)點(diǎn)：gsm、td和wlan三網(wǎng)合一，統(tǒng)一規(guī)劃，節(jié)省投資；施工方便，快速； 系統(tǒng)美觀，業(yè)主容易接受。 缺點(diǎn)：容量受限，分布系統(tǒng)布放難度較大，布放受到場景限制。 （3） 圖書館 27 圖 3.7 圖書館的平面圖 圖書館每層容納的閱覽室和自習(xí)室的座位數(shù)為400人，按照1/10的上網(wǎng)比例， 40人同時接入，故需要2個ap。 圖書館場景下推薦使用室內(nèi)分布式系統(tǒng)。 2個ap通過合路器接入室內(nèi)分布式系統(tǒng)。ap采用poe供電。 圖書館的覆蓋只考慮座位所在空間的覆蓋。其他區(qū)域按照td的天線室內(nèi)覆 蓋要求覆蓋。 優(yōu)點(diǎn)：gsm、td和wlan三網(wǎng)合一，統(tǒng)一規(guī)劃，節(jié)省投資；施工方便，快速； 系統(tǒng)美觀，業(yè)主容易接受。 缺點(diǎn)：容量受限，分布系統(tǒng)布放難度較大，布放受到場景限制。 （4） 學(xué)生宿舍樓 1）學(xué)生宿舍樓宿舍（室內(nèi)分布式） 28 圖 3.8 學(xué)生宿舍樓的平面圖 合 路 器 天線天線 房間 房間 a p1 2g/ 3g 樓層 有室分系統(tǒng)的情況下，學(xué)生宿舍樓宇長度小于50米,用戶較少時，可以采用 單ap合路的方式， 24間宿舍布放一根天線。 2）學(xué)生宿舍樓宿舍（wlan室外覆蓋，td宏站覆蓋） 圖3.9學(xué)生宿舍樓的wlan室外覆蓋平面圖 副樓 ap1 70000mm 19250mm 宿舍宿舍 過道 副樓 ap2 單排宿舍樓且有適合的室外設(shè)備架設(shè)點(diǎn)時，可以考慮采用室外型設(shè)備進(jìn)行 覆蓋，td已室外宏基站覆蓋為主。 優(yōu)點(diǎn): 建設(shè)速度快,投資小,物業(yè)協(xié)調(diào)相對較小。 缺點(diǎn): 信號相對較弱,用戶容量較小,盲區(qū)相對偏大。 29 3.43.4覆蓋方案覆蓋方案 3.4.13.4.1 td-scdmatd-scdma 設(shè)計方案設(shè)計方案 綜合城市學(xué)院情況以及建筑功能分布，經(jīng)過實(shí)地勘察研究和理論計算后， 進(jìn)行了廣泛的討論，確定的覆蓋建設(shè)方案，分別采用室外宏站、室內(nèi)分布系統(tǒng) 進(jìn)行覆蓋，具體覆蓋建設(shè)方案為： 行政教學(xué)樓區(qū)域新建