3D室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化軟件在LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用

雷永強

摘要：本文分析了LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)與規(guī)劃，研究了在LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計中3D優(yōu)化軟件的應(yīng)用，期望能夠?qū)TE室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計水平的提升有所幫助。

關(guān)鍵詞：3D優(yōu)化軟件;LTE;系統(tǒng)設(shè)計

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

1 LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)與規(guī)劃分析

1.1 建設(shè)流程

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

1.2 選擇站點與實況勘測

（1）選擇站點。該環(huán)節(jié)的最終目的是對室分系統(tǒng)建設(shè)的必要性進(jìn)行確認(rèn)，這個過程必須通過評估來實現(xiàn)。在對站點進(jìn)行選擇前，應(yīng)當(dāng)先對布設(shè)室分系統(tǒng)的建筑是否得到物業(yè)準(zhǔn)入進(jìn)行確定，這是一個非常重要的前提，如果未得到準(zhǔn)入權(quán)限，那么不能將之作為站點進(jìn)行考慮。隨后需要針對站點對場景進(jìn)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(tǒng)容量等進(jìn)行合理規(guī)劃。在選擇站點的過程中，要對與建筑有關(guān)的因素進(jìn)行了解和掌握，如建筑面積、建筑主體結(jié)構(gòu)、所處的地理位置、層數(shù)和高度、布局情況以及電梯的數(shù)據(jù)等等。當(dāng)掌握上述情況之后，需要對站點的實際業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分析，可將重點放在人口密度、主要用戶群體的消費習(xí)慣、話務(wù)量、急需的業(yè)務(wù)類型等方面，據(jù)此在建筑中選擇最適宜的站點對室分系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)[1]。（2）站點實況勘測。當(dāng)站點選好之后，設(shè)計人員需要到現(xiàn)場進(jìn)行實況勘測，具體內(nèi)容如：對與施工作業(yè)環(huán)境有所關(guān)聯(lián)的信息進(jìn)行全面收集，如現(xiàn)場的施工條件等;對無線環(huán)境及電磁干擾情況進(jìn)行勘測;對當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)信號進(jìn)行測試;對現(xiàn)場進(jìn)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(nèi)進(jìn)行大范圍覆蓋時，即室內(nèi)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(jìn)行配置，并借助多個射頻拉遠(yuǎn)單元滿足用戶的通信需求;（2）對于區(qū)域相對較小且用戶業(yè)務(wù)需求量不高的情況，可配置獨立的射頻拉遠(yuǎn)單元對信號進(jìn)行覆蓋，也可選取數(shù)字光纖直放站;（3）對于室分系統(tǒng)建設(shè)難度較大，但有線帶寬較為豐富的區(qū)域，可通過家庭型或是企業(yè)型基站對信號覆蓋問題進(jìn)行解決，進(jìn)而達(dá)到滿足用戶容量需求的目的。

1.4 室分系統(tǒng)的建設(shè)方式

從目前網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況上看，主要包括2G、3G以及WLAN等，LTE與現(xiàn)有的系統(tǒng)對室內(nèi)進(jìn)行共覆蓋時，需要選擇一種合理的建設(shè)方式。在各種方式中，獨立新建雙通道LTE室分系統(tǒng)是相對比較理想的，這是因為該方式可以保持原有的系統(tǒng)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(yōu)勢，在此前提下，使各種先進(jìn)技術(shù)的引入變得更加容易。同時，還能有效避免干擾問題。該建設(shè)方法唯一的缺陷是前期投資比較大[2]。

2 在LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計中3D優(yōu)化軟件的應(yīng)用

2.1 基于3D優(yōu)化軟件的設(shè)計步驟

（1）確定模型。通常情況下，絕大部分室外基站在建設(shè)過程中采用的都是基于生成樹協(xié)議的傳播模型。與室外基站相比，室分系統(tǒng)不僅面積小，而且場景的復(fù)雜程度也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(tǒng)。故此，可按照室內(nèi)環(huán)境的特點，滿足室分系統(tǒng)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(fā)射機(jī)與接收機(jī)周圍全部物體的幾何與導(dǎo)電特征進(jìn)行使用，同時，還能對射線的傳播路徑進(jìn)行模擬，進(jìn)而對反射、折射等進(jìn)行確定。在對該模型進(jìn)行實際應(yīng)用的過程中，需要對穿透損耗進(jìn)行合理設(shè)定。（2）完成3D建模。在以往的室分系統(tǒng)建設(shè)過程中，基本上使用的都是平面圖，為對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行模擬，并使射線追蹤模型能夠在室分系統(tǒng)設(shè)計中進(jìn)行使用，需要完成二維平面向三維立體的轉(zhuǎn)換，借此來將平視、俯視和側(cè)視三張圖紙以投影轉(zhuǎn)換的方式融合到一起，進(jìn)而構(gòu)建起建筑物的3D模型。（3）室分系統(tǒng)的部署。可將初步設(shè)計中選好的室分系統(tǒng)主要設(shè)備，在3D模型中對號入座，輸入方式有兩種，一種是通過鼠標(biāo)單擊相關(guān)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(shè)備列表進(jìn)行一次性導(dǎo)入。當(dāng)所有設(shè)備全部加入到3D模型并部署到相應(yīng)的位置后，便可在3D模型中，對這些設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，如功率、頻率等等。（4）仿真優(yōu)化。室分系統(tǒng)在3D模型中部署完畢后，便可進(jìn)行仿真運行，這個環(huán)節(jié)的主要作用是借助仿真對3D模型中室分系統(tǒng)的信號強度、容量、覆蓋等進(jìn)行統(tǒng)計分析，按照仿真結(jié)果，對不合理或是存在不足的地方進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并在不斷進(jìn)行仿真、優(yōu)化、再仿真、再優(yōu)化的過程中，使室分系統(tǒng)的設(shè)計方案達(dá)到最優(yōu)[3]。

2.2 應(yīng)用實例

為了驗證3D優(yōu)化軟件在室分系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用效果，下面以實例為依托進(jìn)行分析。某建筑需要進(jìn)行室內(nèi)深度覆蓋，根據(jù)業(yè)主提供的建筑平面圖，結(jié)合現(xiàn)場勘察結(jié)果，對覆蓋方案進(jìn)行初步擬定。為確保室分系統(tǒng)的合理性，并達(dá)到深度覆蓋的要求，決定應(yīng)用3D優(yōu)化軟件對初步設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化。以室分系統(tǒng)的初步設(shè)計方案作為依據(jù)，依托建筑的平面圖，利用3D優(yōu)化軟件，對建筑進(jìn)行3D模型的構(gòu)建，隨后在模型中對室分系統(tǒng)主要設(shè)備的位置及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)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(jìn)行仿真，通過顯示器可以清楚地看到建筑內(nèi)部信號的覆蓋情況，在對建筑中一些特定的區(qū)域進(jìn)行分析后，可以發(fā)現(xiàn)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(qū)域的天線布設(shè)位置進(jìn)行調(diào)整，并對功率進(jìn)行重新設(shè)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(xù)優(yōu)化，直至信號指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)為止。

3 結(jié)語

綜上所述，室分系統(tǒng)的設(shè)計需要依托建筑來實現(xiàn)，由于設(shè)計過程較為復(fù)雜，如果采用傳統(tǒng)的CAD技術(shù)建立平面圖，那么可能會對設(shè)計效果造成一定的影響。為解決這一問題，可在室分系統(tǒng)設(shè)計過程中，對3D優(yōu)化軟件進(jìn)行應(yīng)用，構(gòu)建三維立體模型，由此可使室分系統(tǒng)的設(shè)計變得簡單。

參考文獻(xiàn)

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

[2] 山笑磊.移動通信網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)分布系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)方法研究[J].中國新通信，2018（15）：38.

[3] 蔡澤宇.基于ObjectARX的室內(nèi)分布系統(tǒng)天線覆蓋仿真功能的研究與實現(xiàn)[D].北京郵電大學(xué)，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