3D室内无线网络规划优化软件在LTE室内分布系统设计中的应用

雷永强

摘要：本文分析了LTE室内分布系统建设与规划，研究了在LTE室内分布系统设计中3D优化软件的应用，期望能够对LTE室内分布系统设计水平的提升有所帮助。

关键词：3D优化软件;LTE;系统设计

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）03-0038-02

1 LTE室内分布系统建设与规划分析

1.1 建设流程

LTE室内分布系统（室分系统）的设计是一项极为复杂的工作，为确保设计的合理性与可行性，必须对诸多方面的因素进行充分考虑，具体包括系统需求、覆盖面积、传播损耗、天线覆盖区域等等，如果漏掉某些关键的因素，将会导致设计失败。除将所有因素全部考虑在内，还必须对信源及天线的安装位置进行确定，最后通过对设计的整体微调，达到优化的目的，这就是室分系统建设的基本流程。

1.2 选择站点与实况勘测

（1）选择站点。该环节的最终目的是对室分系统建设的必要性进行确认，这个过程必须通过评估来实现。在对站点进行选择前，应当先对布设室分系统的建筑是否得到物业准入进行确定，这是一个非常重要的前提，如果未得到准入权限，那么不能将之作为站点进行考虑。随后需要针对站点对场景进行具体地划分，这样做的主要目的是对信号覆盖范围、频率以及系统容量等进行合理规划。在选择站点的过程中，要对与建筑有关的因素进行了解和掌握，如建筑面积、建筑主体结构、所处的地理位置、层数和高度、布局情况以及电梯的数据等等。当掌握上述情况之后，需要对站点的实际业务需求进行分析，可将重点放在人口密度、主要用户群体的消费习惯、话务量、急需的业务类型等方面，据此在建筑中选择最适宜的站点对室分系统进行建设[1]。（2）站点实况勘测。当站点选好之后，设计人员需要到现场进行实况勘测，具体内容如：对与施工作业环境有所关联的信息进行全面收集，如现场的施工条件等;对无线环境及电磁干扰情况进行勘测;对当前的网络信号进行测试;对现场进行模拟测试。

1.3 选取信源

选择信源时，可遵循几点原则：（1）如果需要对室内进行大范围覆盖时，即室内对覆盖容量需求比较大，那么可对大容量的基带处理单元进行配置，并借助多个射频拉远单元满足用户的通信需求;（2）对于区域相对较小且用户业务需求量不高的情况，可配置独立的射频拉远单元对信号进行覆盖，也可选取数字光纤直放站;（3）对于室分系统建设难度较大，但有线带宽较为丰富的区域，可通过家庭型或是企业型基站对信号覆盖问题进行解决，进而达到满足用户容量需求的目的。

1.4 室分系统的建设方式

从目前网络覆盖的情况上看，主要包括2G、3G以及WLAN等，LTE与现有的系统对室内进行共覆盖时，需要选择一种合理的建设方式。在各种方式中，独立新建双通道LTE室分系统是相对比较理想的，这是因为该方式可以保持原有的系统不变，通过另外新增两路天馈供LTE使用，具体如图1所示。独立性强是该方式最为突出的优势，在此前提下，使各种先进技术的引入变得更加容易。同时，还能有效避免干扰问题。该建设方法唯一的缺陷是前期投资比较大[2]。

2 在LTE室内分布系统设计中3D优化软件的应用

2.1 基于3D优化软件的设计步骤

（1）确定模型。通常情况下，绝大部分室外基站在建设过程中采用的都是基于生成树协议的传播模型。与室外基站相比，室分系统不仅面积小，而且场景的复杂程度也要远远高于室外，由此使其对传播模型的精度提出了更高的要求，换言之，室外基站的传播模型不适用于室分系统。故此，可按照室内环境的特点，满足室分系统的实际需要，选择射线追踪模型。该模型不但近似误差比较小，而且可对发射机与接收机周围全部物体的几何与导电特征进行使用，同时，还能对射线的传播路径进行模拟，进而对反射、折射等进行确定。在对该模型进行实际应用的过程中，需要对穿透损耗进行合理设定。（2）完成3D建模。在以往的室分系统建设过程中，基本上使用的都是平面图，为对室内环境进行模拟，并使射线追踪模型能够在室分系统设计中进行使用，需要完成二维平面向三维立体的转换，借此来将平视、俯视和侧视三张图纸以投影转换的方式融合到一起，进而构建起建筑物的3D模型。（3）室分系统的部署。可将初步设计中选好的室分系统主要设备，在3D模型中对号入座，输入方式有两种，一种是通过鼠标单击相关的元器件，拖动到3D模型中的指定位置处，另一种是直接将设备列表进行一次性導入。当所有设备全部加入到3D模型并部署到相应的位置后，便可在3D模型中，对这些设备的参数进行优化设置，如功率、频率等等。（4）仿真优化。室分系统在3D模型中部署完毕后，便可进行仿真运行，这个环节的主要作用是借助仿真对3D模型中室分系统的信号强度、容量、覆盖等进行统计分析，按照仿真结果，对不合理或是存在不足的地方进行优化调整，并在不断进行仿真、优化、再仿真、再优化的过程中，使室分系统的设计方案达到最优[3]。

2.2 应用实例

为了验证3D优化软件在室分系统设计中的应用效果，下面以实例为依托进行分析。某建筑需要进行室内深度覆盖，根据业主提供的建筑平面图，结合现场勘察结果，对覆盖方案进行初步拟定。为确保室分系统的合理性，并达到深度覆盖的要求，决定应用3D优化软件对初步设计方案进行优化。以室分系统的初步设计方案作为依据，依托建筑的平面图，利用3D优化软件，对建筑进行3D模型的构建，随后在模型中对室分系统主要设备的位置及相关参数进行设定，具体包括天线的位置、天线口的功率以及LTE的频率等等。启动模型进行仿真，通过显示器可以清楚地看到建筑内部信号的覆盖情况，在对建筑中一些特定的区域进行分析后，可以发现存在信号覆盖不足和交叉干扰的问题。随后可在3D模型中，对这些区域的天线布设位置进行调整，并对功率进行重新设定，再次运行后看信号是否覆盖，交叉干扰有无消除，如果问题仍未解决，那么可以继续优化，直至信号指标达到最优为止。

3 结语

综上所述，室分系统的设计需要依托建筑来实现，由于设计过程较为复杂，如果采用传统的CAD技术建立平面图，那么可能会对设计效果造成一定的影响。为解决这一问题，可在室分系统设计过程中，对3D优化软件进行应用，构建三维立体模型，由此可使室分系统的设计变得简单。

参考文献

[1] 陈金.新型数字无线分布系统在室内场景建设方案的研究[J].信息通信，2018（11）：201-204.

[2] 山笑磊.移动通信网络室内分布系统的规划与建设方法研究[J].中国新通信，2018（15）：38.

[3] 蔡泽宇.基于ObjectARX的室内分布系统天线覆盖仿真功能的研究与实现[D].北京邮电大学，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