21室内分布系统原理

室内覆盖系统随着移动通信建设步伐的不断加快、移动用户的飞速增加，在大中城市的室外地区已经基本可以做到无缝覆盖。为了提高网络质量、提高用户满意度、增加话务量，室内覆盖越来越成为网络优化的重点。特别是随着移动通信的普及，移动用户在室内使用手机的机会日益增加，迫切要求提供更好的室内移动通信环境，正是在这种背景之下室内覆盖系统产生了。一、为什么要建设室内覆盖系统？3.光纤分布方式二、什么地区需要室内覆盖？4.泄漏电缆分布方式三、什么是室内覆盖系统？八、室内覆盖系统的工程建设四、实现室内覆盖的方法1.设计考虑因素五、室内覆盖系统的组成2.场强分布六、信号源提取的方法3.上行信噪比1.直放站做信号源4.室内覆盖所需设备、器件2.增加微蜂窝(基站)5.工程勘测设计七、信号分布的基本方式6.覆盖举例1.无源天馈分布方式九、如何评价一个好的室内覆盖系统2.有源分布方式一、为什么要建设室内覆盖系统？随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，话务密度和覆盖要求也不断上升。这些建筑物规模大、质量好，对移动电话信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机频繁切换，甚至掉话，严重影响了手机的正常使用；在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的盲区。另外，在有些建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤，手机上线困难。特别是移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有移动网络优化工作的主题。室内覆盖系统正是在这种背景之下产生的。总之，进行室内覆盖系统建设的直接理由是：室内移动通信环境有太多需要完善的地方；覆盖方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区;容量方面，建筑物诸如大型购物商场、会议中心，由于移动电话使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞现象;质量方面，建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现乒乓切换效应，话音质量难以保证，并出现掉话现象。二、什么地区需要室内覆盖？高层建筑的顶部，收到多个基站的功率近似的信号。室内盲区新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆和公寓等。话务量高的大型室内场所车站、机场、商场、体育馆、购物中心等，增加微蜂窝建立分层结构。高层建筑的顶部，收到多个基站的功率近似的信号。发生频繁切换的室内场所高层建筑的顶部，收到多个基站的功率近似的信号。三、什么是室内覆盖？室内覆盖是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案，近几年在全国各地的移动通信运营商中得到了广泛应用。室内覆盖系统为上述问题提供了较佳的解决方案。其原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。室内覆盖系统的建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域；同时，使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务，扩大网络容量，从整体上提高移动网络的服务水平。四、实现室内覆盖的方法实现室内覆盖的技术方案可分为三种：微蜂窝有线接入方式是以室内微蜂窝系统作为室内覆盖系统的信号源，即有线接入方式。适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内，在市区中心使用较多，解决覆盖和容量问题。宏蜂窝无线接入方式是以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源，即无线接入方式。适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区，在市郊等偏远地区使用较多。直放站（Repeater）在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站（Repeater）将室外信号引入室内的覆盖盲区。微蜂窝有线接入方式改善高话务量地区的室内信号覆盖，微蜂窝是最佳解决方案。与宏蜂窝方式相比，微蜂窝方式是更好的室内系统解决方案。微蜂窝方式的通话质量比宏蜂窝方式要高出许多，对宏蜂窝无线指标的影响甚小，并且具有增加网络容量的效果。但微蜂窝在室内使用时，受建筑物结构的影响，使其覆盖受到很大限制。对于大型写字楼等，如何将信号最大限度、最均匀地分布到室内每一个地方，是网络优化所要考虑的关键。且微蜂窝方式的弱点在于成本较为昂贵，需要进行频率规划，需要增建传输系统，网络优化工作量大。因此，对宏蜂窝方式亦或微蜂窝方式的选取，需要综合权衡移动网络和运营商的多方面因素才能定夺。宏蜂窝无线接入方式宏蜂窝方式的主要优势在于成本低、工程施工方便，并且占地面积小;其弱点在于对宏蜂窝无线指标尤其是掉话率的影响比较明显。目前，采用选频直放站并增加宏蜂窝的小区切换功能可以缓解这一矛盾:当对应的宏蜂窝频率发生变化时，直放站选频模块需要作相应调整。随着运营商对成本和网络资源利用率的注重，宏蜂窝方式在最近一年出现升温的势头。直放站（Repeater）在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站（Repeater）将室外信号引入室内的覆盖盲区。利用微蜂窝解决室内问题也存在很大的局限性。建设微蜂窝的设备投入与工程周期都较大，只适合在话务量集中的高档会议厅或商场使用。在这种情况下，直放站（Repeater）以其灵活简易的特点成为解决简单问题的重要方式。直放站不需要基站设备和传输设备，安装简便灵活，设备型号也丰富多样，在移动通信中正扮演越来越重要的角色。直放站的应用场合主要有以下几种：扩大服务范围，消除覆盖盲区；在郊区增强场强，扩大郊区站的覆盖；沿高速公路架设，增强覆盖效率；解决室内覆盖；将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙。使用微蜂窝和直放站的比较：使用基站使用直放站1.是否增加容量根据需要增加容量不能增加容量2.信号质量好一般3.设置优先级可以不可以4.对网络的影响小控制不好影响很大5.是否需要传输设备需要不需要6.是否需要重新频率规划需要不需要7.是否需要调整参数需要支持8.是否支持容量动态分配不支持(容量预分配)支持9.是否支持多运营商不支持支持10.是否支持多频、多系统环境不支持支持11.安装时间较长较短12.投资较多较少五、室内覆盖系统的组成室内覆盖系统主要由信号源和信号分布系统两部分组成。六、信号源提取的几种方法直放站做信号源1.通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号；2.用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到盲区内的直放站。3.用耦合器从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到盲区内的直放站。增加微蜂窝(基站)直放站做信号源1.通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号。2.用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到欲覆盖区的直放站。3.用耦合器从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到欲覆盖区的直放站。4、微蜂窝(基站)加直放站方式七、信号分布的基本方式1.无源天馈分布方式通过无源器件和天线、馈线，将信号传送和分配到室内所需环境，以得到良好的信号覆盖。用于中小型地区。2.有源分布方式通过有源器件(有源集线器、有源放大器、有源功分器、有源天线等)和天馈线进行信号放大和分配。3.光纤分布方式主要利用光纤来进行信号分布。适合于大型和分散型室内环境的主路信号的传输。4.泄漏电缆分布方式信号源通过泄漏电缆传输信号，并通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生表面电流，从而在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。它适用于隧道、地铁、长廊等地形。1.无源天馈分布方式3.光纤分布方式4.泄漏电缆分布方式几种信号分布方式的比较：信号分布方式优点缺点1.无源天馈分布方式成本低、无源器件，故障率低、无需供电，安装方便、无噪声累积、宽频带系统设计较为复杂、信号损耗较大时需加干放2.有源分布方式设计简单，布线灵活，场强均匀频段窄，多系统兼容困难；需要供电，故障率高、有噪声积累，造价高3.光纤分布方式传输距离远，布线方便，性和传输质量好。造价高4.泄漏电缆分布方式场强分布均匀，可控性高；频段宽，多系统兼容性好。造价高，传输距离近。总的来说，信号分布系统根据覆盖区域的具体情况，组合无源、有源、光纤、泄漏等方式，进行综合性的分析。在实际使用中，室内分布系统可使每个微蜂窝覆盖范围增至几十层楼左右；如果加装干线放大器，覆盖范围还可大幅度增加。一个完备的室内分布系统应能够通过一个特定的接口，取得基站的下行信号，均匀地分布到指定场所的每一处。同时，又将这场所的每一处的基站上行信号收集到后，均匀地送达特定的接口。构成室内分布系统的主要设备是：馈线、天线、干线放大器、延长放大器以及耦合、功分等无源器件。在系统设计上主要考虑的是能量分配的问题。八、室内覆盖系统的工程建设室内覆盖系统的建设可分为准备、市场、协商、设计、安装、验收、运行维护等七个阶段。准备工作是指由技术人员对建筑物内的无线信号进行测试，确定工程选点。准备工作是整个工程的发起阶段，下述选点原则可供参考：第一，尽量寻找室内信号不好、又有人流量的建筑物作为室内覆盖选点的对象。第二，选择城区内知名的高层建筑进行覆盖，如热卖出租的写字楼。就目前的网络优化手段而言，对于高层空间的无线干扰及乒乓切换效应，没有其它更为有效的解决方案。第三，分析宏蜂窝话务情况、划定高话务区域，然后在高话务区域寻找话务热点建筑，利用室内覆盖系统吸收建筑物内的话务，从而缓解宏蜂窝容量方面的压力。一般可选择城区中心人流量大的商场、酒肆等，不论信号覆盖情况如何，均考虑进行覆盖。市场工作指说服业主，达成合作意向。在当前市场经济和商业化日益发展的时代，市场工作在整个工程建设中举足轻重，业主对工程的接纳和配合直接关系到系统的最终建设。因此对市场工作应该给予充分重视，其中谈判技巧是考虑的要素之一。协商工作指与业主就相关事项进行协商，达成有关协议，并签署协议书，内容包括物业管理、出入、双方责权利等。设计工作指进行室内覆盖系统的工程设计，包括微蜂窝系统、传输系统、室内分布系统、电源系统共四部分内容。安装工作指根据设计文件进行工程施工和安装，在所有准备工作就绪后，一般在３周之内可开通系统。1.设计考虑因素信号源场强分布上行信噪比互调干扰上下行平衡传输和分配损耗施工难度造价场强分布的一般设计标准掉话率：1％阻塞率：99%接通率：95%((95%以上的地方可接通)边缘场强：-85dBmC/I12dB上行噪声电平：-120dBm天线口功率：5---15dBm室外溢出信号：-85dBm切换成功率：95%场强分布(室内空间传输损耗模型)L=PL+10*N*Lgd(米)+FAF其中：PL为距天线1米处的路径衰减：典型值为30dBN为同层衰减指数：办公楼N＝3.25一般建筑N＝2.76商场N＝2.18FAF路径损耗附加值：玻璃8dB隔墙10---15dB预制板20---30dB室内覆盖所需设备与器件1微蜂窝，基站2直放站(宽带、信道选择)：增益70－90db,20-33dBm输出3干线放大器：增益30－50db,20-30dBm输出4耦合器：40dB(-0.3),30dB(-0.3),20dB(-0.5),10dB(-0.8),7dB(-1.1),5dB(-1.3)5功分器：4功分器(-6.4)；3功分器(-5)，二功分器(-3.3)6室内天线：定向(60-120度，5-10dBi),全向吸顶(2-5dBi)7馈线接头：波纹管电缆：7/8(-4dB/100m);1/2(-7dB/100m);1/4(-11dB/100m);屏蔽网电缆：7D-FB(-15dB/100m);9D-FB(-12dB/100m);12D-FB(-9dB/100m)8泄漏电缆：7/8(-6dB/100m);1-1/8(-4dB/100m)9施主基站：水平波束角35度；增益：15-18dBi10光端机：点对点、点对多点11光纤：双纤、单纤工程勘测设计1、确定覆盖区域室内覆盖的目的是在建筑物内部需要场强覆盖，而基站信号又无法辐射的区域提供理想的信号覆盖。因此，工程设计的首要工作是勘测确定哪