基于建筑物穿透損耗測試的室內(nèi)覆蓋分析

【摘要】建筑物穿透損耗對于無線覆蓋有著重要的影響，本文實(shí)際測試了不同類型建筑物對不同頻率無線信號的穿透損耗，提出了室內(nèi)覆蓋的可行性建議，從而提高了室內(nèi)覆蓋規(guī)劃和設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

【關(guān)鍵詞】移動通信室內(nèi)覆蓋穿透損耗

一、前言

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，寫字樓、大型小區(qū)、商業(yè)場所等越來越多，室內(nèi)信號覆蓋問題已經(jīng)越來越成為移動信號覆蓋的主要問題。室內(nèi)信號覆蓋中對信號電平影響較大的是室內(nèi)建筑物的穿透損耗。本文主要通過實(shí)測不同場景下的建筑物穿透損耗，給出室內(nèi)分布系統(tǒng)在實(shí)際建設(shè)中應(yīng)考慮的因素，從而提升室內(nèi)分布設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

二、室內(nèi)信號傳播模型

室內(nèi)無線信號的傳播路徑可參考如圖1所示：

如圖所示，此場景為典型的室內(nèi)無線信號傳播路徑圖，室分天線一般安裝在走廊區(qū)域，用戶活動區(qū)域通常在房間內(nèi)，無線信號經(jīng)過天花板（部分場景是明裝天線，不經(jīng)過天花板）和隔墻到達(dá)用戶。

本文主要以分析L2（墻壁穿透損耗）為主，通過實(shí)際測試不同材質(zhì)的墻壁和不同頻率的信號，得到不同類型下的L2參考數(shù)值，從而提高室內(nèi)覆蓋設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

三、室內(nèi)信號墻壁穿透損耗測試

選擇不同的建筑物類型，測試室內(nèi)分布系統(tǒng)無線信號的穿墻能力，為室內(nèi)分布系統(tǒng)天線位置的設(shè)計(jì)提供參考。選擇的建筑物類型有磚混隔墻、鋼筋混凝土隔墻、木板（石膏板）隔墻、玻璃隔墻等。無線信號選擇GSM900M、GSM1800M和TD-SCDMA信號。測試工具為：Segem OT860 GSM測試手機(jī)和LeadCore 8142 TD-SCDMA測試手機(jī)。

天線口下方的隔墻區(qū)域定義為隔墻內(nèi)側(cè)，隔墻另一側(cè)區(qū)域定義為隔墻外側(cè)。

具體的測試步驟如下：（1）選擇走廊的室分天線，在走廊里（隔墻內(nèi)側(cè)）測試各種信號的接收電平的穩(wěn)定值；（2）在隔墻外側(cè)離隔墻3米左右，測試各種信號的接收電平的穩(wěn)定值；（3）在隔墻外側(cè)離隔墻5米左右，測試各種信號的接收電平的穩(wěn)定值；（4）根據(jù)測試結(jié)果，計(jì)算不同隔墻對不同頻率信號的影響。

測試結(jié)果如表1所示。

從測試結(jié)果可以看出：（1）各類建筑物的損耗，鋼筋混凝土隔墻>磚混隔墻>木板（石膏板）隔墻>玻璃隔墻；（2）從不同頻率比較，TD-SCDMA的損耗最大（頻率越高，穿透損耗越大）；（3）鋼筋混凝土隔墻和磚混隔墻的損耗比較大，這是在進(jìn)行室分設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)考慮的。

四、測試結(jié)果分析

針對不同類型的建筑物隔墻，結(jié)合以上測試的穿透損耗值，計(jì)算室內(nèi)信號傳播的鏈路預(yù)算，以此考慮室分天線的設(shè)計(jì)，實(shí)際設(shè)計(jì)中以滿足TD-SCDMA系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)。

例如在磚混結(jié)構(gòu)的學(xué)生宿舍走廊內(nèi)安裝室分天線覆蓋學(xué)生宿舍，考慮到TD-SCDMA在室內(nèi)的接收電平要求為不低于-80dBm，學(xué)生宿舍進(jìn)深一般在5米左右。根據(jù)測試數(shù)據(jù)，磚混結(jié)構(gòu)在5米左右的穿透損耗為22dB，結(jié)合人體3dB的損耗以及14dB的余量預(yù)留，實(shí)際在宿舍墻外的接收電平應(yīng)滿足大于（-80+22+3+14）=-41dBm。TD-SCDMA室分天線的天線口設(shè)計(jì)功率一般為8dBm，則天線口到宿舍墻外的傳播損耗需小于（8-（-41））=49dB，按照自由空間損耗理論，32.45dB+20logF（GHz）+20logD（m）<49dB，取F=2.01GHz，計(jì)算出D<3.3（米）。根據(jù)上述計(jì)算，可得出室分天線與宿舍的距離要求在3.3米以內(nèi)。

表2是不同類型隔墻對應(yīng)的天線距離要求，可以此作為室內(nèi)分布系統(tǒng)天線設(shè)計(jì)的參考。

五、總結(jié)

本文主要基于不同類型隔墻對不同頻率信號穿透損耗的測試，給出了室內(nèi)分布系統(tǒng)中室分天線與隔墻距離的參考值，該結(jié)論可以普遍應(yīng)用于現(xiàn)有的室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，從而提高室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

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