室内分布系统设计

中山火炬职业技术学院

毕业综合实践项目

项目名称: 室内分布系统设计

作 者: 学 号:

系 别: 信息工程系

专 业: 通信技术

指导老师: 专业技术职务 讲师

摘 要

近年来,随着移动通信的快速发展,移动电话已逐渐成为人民群众日常生活中广泛使用的一种现代化通信工具,同时广大移动用户对移动通信服务质量的要求也越来越高,他们已不再单单满足于良好的室外移动通信服务,而且也要求在室内(特别是星级酒店、大型商场、高级写字楼等)能享受优质的移动通信服务。

而现代建筑由于多以钢筋混凝土为骨架,再加上全封闭式的外装修,对无线电信号的屏蔽衰减特别厉害,使通话质量严重下降。具体影响如下,在大型建筑的低层、地下商场、地下停车场等环境下,基站接收信号十分微弱,导致手机无法正常使用,形成了信号覆盖的盲区;在大型建筑的中间楼层,由于手机可以接收到周围多个不同基站的信号,使基站信号发生重叠,产生乒乓效应,严重影响了手机的正常使用;在大型建筑的高层部分,进入室内的无线信号非常杂乱,既有附近几个基站的信号,也有不远处基站的信号通过直射、折射、反射、绕射等方式进入室内,导致室内接收信号忽强忽弱极为不稳定,同频、邻频干扰十分严重。手机在这种环境下使用,在空闲状态时小区重选频繁,在通话过程中频繁进行切换,话音质量受到极大影响,容易产生掉话现象。另外,在有些建筑物内,虽然手机能够正常通话,但是用户密度太大,信道十分拥挤,手机上线困难。

因此,如何解决好室内信号的覆盖问题,满足广大用户的需求,提高网络质量,已变得越来越重要,也成为网络优化工作的一个重点。为解决以上所说的室内信号覆盖不理想的问题,目前最有效的解决方法是在建筑物内安装室内覆盖分布系统。就是将基站的信号通过有线方式直接引入到室内的每一个区域,再通过小型天线将基站信号发送出去,从而达到消除室内覆盖盲区、抑制干扰的目的,为楼内的移动通信用户提供稳定、可靠的室内信号,使用户在室内也能享受高质量的移动通信服务。

关键词:移动通信 信号覆盖 室内信号

目 录

摘 要 .................................................................. 2

第一章 室内分布系统概述 ................................................ 4

1.1 室内分布系统的组成 ............................................. 4

1.2 室内分布系统的分类 ............................................. 4

1.3 室内分布系统的目的 ............................................. 4

第二章 室内分布系统的组网 .............................................. 5

2.1 信号源部分 ..................................................... 5

2.1.1 室内分布系统信号源的接入方式 . ............................ 5

2.1.2 室内分布系统的信源的选取 . ................................ 5

2.2信号分布系统 .................................................... 6

2.2.1 信号分布的方式 .......................................... 6

2.3 多系统共用信号分布系统组网...................................... 7

2.4 特殊场所覆盖——电梯覆盖解决方案 . ............................... 8

第三章 室内分布系统常用设备技术参数 . .................................... 9

3.1 电缆 ........................................................... 9

3.2 合路器 ......................................................... 9

3.3 耦合器 ......................................................... 9

3.4 功分器 ......................................................... 9

3.5 天线 .......................................................... 10

3.6 干线放大器 .................................................... 10

第四章 室内分布系统工程建设 ........................................... 11

4.1 室内分布系统工程建设阶段 ...................................... 11

4.1.1 准备工作 ................................................ 11

4.1.2 市场工作 ................................................ 11

4.1.3 协商工作 ................................................ 11

4.1.4 设计工作 ................................................ 12

4.1.5 安装工作 ................................................ 12

4.2 工程的勘测设计 ................................................ 12

4.2.1 确定覆盖区域 ............................................ 12

4.2.2 预测覆盖效果并确定工程方案 . .............................. 12

4.3 如何评价一个好的室内覆盖系统 . .................................. 12

参 考 文 献 ........................................................... 13

致 谢 ................................................................ 14

第一章 室内分布系统概述

1.1 室内分布系统的组成

室内分布系统主要由三部分组成:信号源设备(微蜂窝、宏峰窝基站或室内直放站);室内布线及其相关设备(同轴电缆、光缆、泄漏电缆、电端机、光端机等);干线放大器、功分器、耦合器、室内天线等设备。

1.2 室内分布系统的分类

按信号源的不同,室内分布系统可分为蜂窝室内分布系统和直放站室内分布系统。蜂窝系统的优点是信号稳定、可靠,通信质量好;缺点是建设周期较长,一次性投资大,还要解决传输线路等问题。因此蜂窝系统大多应用于星级酒店、高级写字楼等比较大型的室内建筑。直放站系统的优点是投资省、安装方便快捷,可以很快解决信号弱和盲区问题;缺点是通过定向天线难以获得单一纯净的信号,系统的话音质量相对蜂窝系统较差,且易造成对其他基站的干扰。因此直放站系统大多应用于小型酒店、小型娱乐场所等规模较小的室内建筑。

按所采用设备的不同,室内分布系统也可以分为无源系统和有源系统。无源系统主要由无源器件组成,设备性能稳定、安全性高、维护简单。而有源系统的信号经过各级衰耗后,到达末端时可以被放大器放大,达到理想的强度和覆盖效果。但是它建设、维护复杂,近端和所有远端设备都需要电源。目前采用较多的为无源系统。无源天馈分布系统为信号源通过耦合器、功分器等无源器件进行分路,经由馈线将信号尽可能平均地分配到每一副分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上,从而实现室内信号的均匀分布,解决室内信号覆盖差的问题。其特点是:器件稳定性好,造价较低,成本主要为功分器、耦合器及馈线。为克服馈线远距离传输的损耗,竖井馈线多采用低损耗的1/2馈线,当覆盖范围比较大,馈线传输距离比较远时,需增加干线放大器补偿信号损耗。无源天馈分布系统能有效地将无线射频信号引入室内以及其它宏蜂窝所不能覆盖的地方,提供无缝的射频覆盖,从而解决盲点、热点以及由于频繁切换引起的掉话等问题。

1.3 室内分布系统的目的

1) 改善建筑物内的盲点

2) 改善建筑物内的移动通信网络的质量

3) 增加话务容量

4) 提高频率复用度,解决高话务密度情况

第二章 室内分布系统的组网

2.1 信号源部分

2.1.1 室内分布系统信号源的接入方式

室内分布系统的信号源有以下几种接入方式:

1)宏蜂窝作信源接入信号分布系统

是以宏蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。宏蜂窝作信号源容量大、覆盖范围广、信号质量好、容易实现无源分布、网络优化简单,是室内分布系统最好的接入方式。但宏蜂窝成本较为昂贵,且需有光纤传输通路,建设周期长。

2) 微蜂窝作信源接入信号分布系统

是以微蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。由于微蜂窝本身功率较小,只适用于较小面积的室内覆盖,若要实现较大区域的覆盖,就必须增加微蜂窝功放。与宏蜂窝相比微蜂窝成本较低、对环境要求不高、施工方便等,所以微蜂窝作信号源使用也较为广泛。

3) 直放站作信源接入信号分布系统

是利用施主天线空间耦合或利用耦合器件直接耦合存在富余容量的基站信号,再利用直放站设备对接收到的信号进行放大为信号分布系统提供信号源。

直放站以其灵活简易的特点成为解决小容量室内分布系统的重要方式。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,在移动通信直放站中也扮演着重要的角色。

直放站作信源接入信号分布系统有以下应用方式:

(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

2.1.2 室内分布系统的信源的选取

室内分布系统的信源的选取应综合权衡系统容量、频率资源、预期收益、投入成本、预期效果等多方面因素才能定夺。

系统容量直接决定室内分布系统的网络质量,如容量太小将直接导致覆盖区内的信道堵塞、呼损率大幅提高、接通困难、掉话严重等一系列的严重问题。容量太大又会造成本过高和资源的巨大浪费,因此配置合理的室内分布系统的容量非常重要。以下提供工程设计中的经验值:

平均每用户忙时话务量:0.025Erl

用户呼损率: 2%

直放站覆盖区域的话务量不超过其施主基站话务量的40%

当直放站覆盖区域的话务量超过其施主基站话务量的40%时,应改换宏蜂窝或微蜂窝基站作信源。

2.2信号分布系统

信号分布系统主要由信号分/合路器、功率分配器件、馈线、室内天线等组成,是将基

2.2.1 信号分布的方式

1) 射频无源分布系统

无源系统主要由分/合路器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。无源系统没有有源设备故所以障率低、可靠性高、几乎不需要维护、且容易扩展。但信号在馈线及各器件中传递时产生的损耗无法得到补偿,因此覆盖范围受信源输出功率影响较大。信源输出功率大时,无源系统可应用于大型室内覆盖工程,如大型写字楼、商场、会展中心等;信源功率较小时,无源系统仅应于小范围区域覆盖,如小的地下室、超市等。

2) 射频有源分布系统

有源系统主要由干线放大器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。有源系统中的有源设备可以有效补偿信号在传输中的损耗,从而延伸覆盖范围,受信号源输出功率影响较小。有源系统广泛应用于各种大中型室内覆盖系统工程。

3) 光纤分布方式

光纤分布系统是采用光纤作为传输介质,由覆盖端机(主单元、接口单元)、远端覆盖单元、天线、光分/合路器件组成。由于光纤损耗小,适合于长距离传输,该系统广泛应用于大型写字楼、酒店、地下隧道、居民楼等室内覆盖系统的建设。如下图:

4) 泄露电缆分布方式

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。如下图:

2.3 多系统共用信号分布系统组网

随着地铁、大型展馆、大型建筑群的出现室内分布系统也出现新的特点。多运营商、多种通信制式共用信号分布系统成为被广泛应用的解决方法。

POI 是多系统共用信号分布系统中不可缺少的关键设备。POI 是信号公共的输入输出平台其实现功能如下:

1) 实现多频段、多系统的信号共路双向或单向传输如下图:

2) 实现同频段、同系统的多运营商信号共路双向或单向传输如下图:

多系统共用信号分布系统组网就是把多频段、多系统、多运营商的信号通过POI 设备(公共输入输出平台)共用信号分布系统的组网方式。

2.4 特殊场所覆盖——电梯覆盖解决方案

随着用户对网络覆盖质量的要求越来越高,电梯内网络信号的解决越显重要了,由于电梯的结构和其运行状态所具有的特殊性,所以有必要将其作为一个特例来进行分析,目前常用的各类方案有以下几种:

1)在电梯井道内加装天线

为保证电梯门内外正常切换,无掉话,故主机选用宽带直放机,目的是通过调整天线方向,将每层电梯口信号手机所能占用的小区信号全部引入电梯,同时遵守整个下行带宽内有主导小区的原则进行放大,从而保证信号切换过程历经:强(内/外)弱(内/外)强(内/外)。

信源:基站(微蜂窝)/小型室内直放站(无线接入)。

天线类型:小型定向天线

馈线:50 Ω各类馈线

2)每层电梯大堂分布天线

在每层电梯间布放天线,适用于覆盖多部电梯的情况,为了保证电梯良好的覆盖指标,每个天线口理想输入电平不小于10dBm 。

3)高动态线性放大器

在电梯轿厢内加装一高动态放大器以补偿电梯在上下运行过程中厢内信号的大幅波动。

4)随行电缆

所用材料:

天线类型:室内吸顶天线

随行电缆采用多芯软电缆,损耗约为:25dB/100米

5)泄漏电缆

所用材料:7/8“泄露电缆损耗为:5.5dBm/100米

第三章 室内分布系统常用设备技术参数

3.1 电缆

电缆的差别很大,有许多规格型号,损耗值相差较大,价格也相差很大。因此,应根据实际需要在满足覆盖效果的前提下,尽可能节省成本。下表是常用电缆及其损耗情况:

3.2 合路器

合路器将室内基站的两个天线端口发送的信号先合成一路。

3.3 耦合器

耦合器是将信号从一路分至多路(干线和支路)的元件,其中耦合器的插入损耗值决定干线上的信号强度。

3.4 功分器

功分器是将信号平均分配到各个支路上。二功分器表示可以将输入信号平均分配到2个支路上,依此类推。

表 功分器技术规格

3.5 天线

吸顶天线:为全向天线。增益范围为2dB ~5dB ,可安装在天花板等地方。

壁挂天线:为定向天线。增益范围为7dB ~10dB 。主要应用于覆盖长条型的走廊和安装吸顶天线有困难的场所。

特殊场合应用天线(如隧道,地铁,电梯,大厅等覆盖):要求辐射性能特定,安装方式特定,因此电性能及安装结构需特定设计。

当前室内覆盖系统比较多地采用全向吸顶天线和壁挂天线,这类天线外型小巧,容易安装,不影响室内美观。

3.6 干线放大器

第四章 室内分布系统工程建设

4.1 室内分布系统工程建设阶段

4.1.1 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:

1) 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。

2) 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。

3) 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。

4.1.2 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 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。

4.1.3 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。

4.1.4 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。

4.1.5 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,一般在3周之内可开通系统。

4.2 工程的勘测设计 4.2.1 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些区域已被基站所覆盖,哪些区域还需室内分布系统增强信号。在勘测时,应特别注意话务繁忙地带,即用户最经常使用移动电话的地方,往往这一区域要设计一个分布天线。

4.2.2 预测覆盖效果并确定工程方案

经过实地勘测,可基本确定各分布天线的位置,并根据各分布天线管辖范围来确定其每个信道的输出功率Ptd 。为了使方案规划更加准确,往往可对这些区域进行场强覆盖预测。具体地可以采取以下方法:用信号发生器和室内天线组成发射单元,在分布天线位置发出所设计的 相应输出功率Ptd ,而将测试手机作为接收单元,在相应覆盖区域各点测试场强的大小,观察是否能良好地接收到信号。为使工程具有良好的性能价格比,工程设计还需选取放大量合适的匀点分布系统。

4.3 如何评价一个好的室内覆盖系统

1)以最少的设备满足设计要求;

2)不会因增加室内覆盖系统而影响整个网络的性能;

3)兼容所有移动通信体制:CDMA800,GSM900,DCS1800,3G(2GHz频段,增加新的系统简单方便;

4)使用寿命长,具有远程监控能力,管理维护方便; 5)综合考虑性价比等。

参 考 文 献

[1]谭燕燕. 室内移动通信存在的问题及解决方案[J]. 通讯世界. 2004

[2}高泽华 高峰 林海涛 丰雷 马瑾. 室内分布系统规划与设计. 人民邮电出版社. 2013 [3]陆健贤 卢斌. 移动通信分布系统原理与工程设计 机械工业出版社 2008

致 谢

论文从开始构思到完成,用了差不多3个月。过程遇到不少的麻烦,通过上网查找资料,到图书馆翻阅有关书籍,与同学,同事讨论及请教老师,问题得到一一解决。同时也感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了多位学者的研究文献,如果没有他们的帮助与启发,我也不可能完成我的论文。由于我的写作水平有限,论文难免有不足的地方,恳请老师批评指正。

中山火炬职业技术学院

毕业综合实践项目

项目名称: 室内分布系统设计

作 者: 学 号:

系 别: 信息工程系

专 业: 通信技术

指导老师: 专业技术职务 讲师

摘 要

近年来,随着移动通信的快速发展,移动电话已逐渐成为人民群众日常生活中广泛使用的一种现代化通信工具,同时广大移动用户对移动通信服务质量的要求也越来越高,他们已不再单单满足于良好的室外移动通信服务,而且也要求在室内(特别是星级酒店、大型商场、高级写字楼等)能享受优质的移动通信服务。

而现代建筑由于多以钢筋混凝土为骨架,再加上全封闭式的外装修,对无线电信号的屏蔽衰减特别厉害,使通话质量严重下降。具体影响如下,在大型建筑的低层、地下商场、地下停车场等环境下,基站接收信号十分微弱,导致手机无法正常使用,形成了信号覆盖的盲区;在大型建筑的中间楼层,由于手机可以接收到周围多个不同基站的信号,使基站信号发生重叠,产生乒乓效应,严重影响了手机的正常使用;在大型建筑的高层部分,进入室内的无线信号非常杂乱,既有附近几个基站的信号,也有不远处基站的信号通过直射、折射、反射、绕射等方式进入室内,导致室内接收信号忽强忽弱极为不稳定,同频、邻频干扰十分严重。手机在这种环境下使用,在空闲状态时小区重选频繁,在通话过程中频繁进行切换,话音质量受到极大影响,容易产生掉话现象。另外,在有些建筑物内,虽然手机能够正常通话,但是用户密度太大,信道十分拥挤,手机上线困难。

因此,如何解决好室内信号的覆盖问题,满足广大用户的需求,提高网络质量,已变得越来越重要,也成为网络优化工作的一个重点。为解决以上所说的室内信号覆盖不理想的问题,目前最有效的解决方法是在建筑物内安装室内覆盖分布系统。就是将基站的信号通过有线方式直接引入到室内的每一个区域,再通过小型天线将基站信号发送出去,从而达到消除室内覆盖盲区、抑制干扰的目的,为楼内的移动通信用户提供稳定、可靠的室内信号,使用户在室内也能享受高质量的移动通信服务。

关键词:移动通信 信号覆盖 室内信号

目 录

摘 要 .................................................................. 2

第一章 室内分布系统概述 ................................................ 4

1.1 室内分布系统的组成 ............................................. 4

1.2 室内分布系统的分类 ............................................. 4

1.3 室内分布系统的目的 ............................................. 4

第二章 室内分布系统的组网 .............................................. 5

2.1 信号源部分 ..................................................... 5

2.1.1 室内分布系统信号源的接入方式 . ............................ 5

2.1.2 室内分布系统的信源的选取 . ................................ 5

2.2信号分布系统 .................................................... 6

2.2.1 信号分布的方式 .......................................... 6

2.3 多系统共用信号分布系统组网...................................... 7

2.4 特殊场所覆盖——电梯覆盖解决方案 . ............................... 8

第三章 室内分布系统常用设备技术参数 . .................................... 9

3.1 电缆 ........................................................... 9

3.2 合路器 ......................................................... 9

3.3 耦合器 ......................................................... 9

3.4 功分器 ......................................................... 9

3.5 天线 .......................................................... 10

3.6 干线放大器 .................................................... 10

第四章 室内分布系统工程建设 ........................................... 11

4.1 室内分布系统工程建设阶段 ...................................... 11

4.1.1 准备工作 ................................................ 11

4.1.2 市场工作 ................................................ 11

4.1.3 协商工作 ................................................ 11

4.1.4 设计工作 ................................................ 12

4.1.5 安装工作 ................................................ 12

4.2 工程的勘测设计 ................................................ 12

4.2.1 确定覆盖区域 ............................................ 12

4.2.2 预测覆盖效果并确定工程方案 . .............................. 12

4.3 如何评价一个好的室内覆盖系统 . .................................. 12

参 考 文 献 ........................................................... 13

致 谢 ................................................................ 14

第一章 室内分布系统概述

1.1 室内分布系统的组成

室内分布系统主要由三部分组成:信号源设备(微蜂窝、宏峰窝基站或室内直放站);室内布线及其相关设备(同轴电缆、光缆、泄漏电缆、电端机、光端机等);干线放大器、功分器、耦合器、室内天线等设备。

1.2 室内分布系统的分类

按信号源的不同,室内分布系统可分为蜂窝室内分布系统和直放站室内分布系统。蜂窝系统的优点是信号稳定、可靠,通信质量好;缺点是建设周期较长,一次性投资大,还要解决传输线路等问题。因此蜂窝系统大多应用于星级酒店、高级写字楼等比较大型的室内建筑。直放站系统的优点是投资省、安装方便快捷,可以很快解决信号弱和盲区问题;缺点是通过定向天线难以获得单一纯净的信号,系统的话音质量相对蜂窝系统较差,且易造成对其他基站的干扰。因此直放站系统大多应用于小型酒店、小型娱乐场所等规模较小的室内建筑。

按所采用设备的不同,室内分布系统也可以分为无源系统和有源系统。无源系统主要由无源器件组成,设备性能稳定、安全性高、维护简单。而有源系统的信号经过各级衰耗后,到达末端时可以被放大器放大,达到理想的强度和覆盖效果。但是它建设、维护复杂,近端和所有远端设备都需要电源。目前采用较多的为无源系统。无源天馈分布系统为信号源通过耦合器、功分器等无源器件进行分路,经由馈线将信号尽可能平均地分配到每一副分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上,从而实现室内信号的均匀分布,解决室内信号覆盖差的问题。其特点是:器件稳定性好,造价较低,成本主要为功分器、耦合器及馈线。为克服馈线远距离传输的损耗,竖井馈线多采用低损耗的1/2馈线,当覆盖范围比较大,馈线传输距离比较远时,需增加干线放大器补偿信号损耗。无源天馈分布系统能有效地将无线射频信号引入室内以及其它宏蜂窝所不能覆盖的地方,提供无缝的射频覆盖,从而解决盲点、热点以及由于频繁切换引起的掉话等问题。

1.3 室内分布系统的目的

1) 改善建筑物内的盲点

2) 改善建筑物内的移动通信网络的质量

3) 增加话务容量

4) 提高频率复用度,解决高话务密度情况

第二章 室内分布系统的组网

2.1 信号源部分

2.1.1 室内分布系统信号源的接入方式

室内分布系统的信号源有以下几种接入方式:

1)宏蜂窝作信源接入信号分布系统

是以宏蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。宏蜂窝作信号源容量大、覆盖范围广、信号质量好、容易实现无源分布、网络优化简单,是室内分布系统最好的接入方式。但宏蜂窝成本较为昂贵,且需有光纤传输通路,建设周期长。

2) 微蜂窝作信源接入信号分布系统

是以微蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。由于微蜂窝本身功率较小,只适用于较小面积的室内覆盖,若要实现较大区域的覆盖,就必须增加微蜂窝功放。与宏蜂窝相比微蜂窝成本较低、对环境要求不高、施工方便等,所以微蜂窝作信号源使用也较为广泛。

3) 直放站作信源接入信号分布系统

是利用施主天线空间耦合或利用耦合器件直接耦合存在富余容量的基站信号,再利用直放站设备对接收到的信号进行放大为信号分布系统提供信号源。

直放站以其灵活简易的特点成为解决小容量室内分布系统的重要方式。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,在移动通信直放站中也扮演着重要的角色。

直放站作信源接入信号分布系统有以下应用方式:

(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

2.1.2 室内分布系统的信源的选取

室内分布系统的信源的选取应综合权衡系统容量、频率资源、预期收益、投入成本、预期效果等多方面因素才能定夺。

系统容量直接决定室内分布系统的网络质量,如容量太小将直接导致覆盖区内的信道堵塞、呼损率大幅提高、接通困难、掉话严重等一系列的严重问题。容量太大又会造成本过高和资源的巨大浪费,因此配置合理的室内分布系统的容量非常重要。以下提供工程设计中的经验值:

平均每用户忙时话务量:0.025Erl

用户呼损率: 2%

直放站覆盖区域的话务量不超过其施主基站话务量的40%

当直放站覆盖区域的话务量超过其施主基站话务量的40%时,应改换宏蜂窝或微蜂窝基站作信源。

2.2信号分布系统

信号分布系统主要由信号分/合路器、功率分配器件、馈线、室内天线等组成,是将基

2.2.1 信号分布的方式

1) 射频无源分布系统

无源系统主要由分/合路器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。无源系统没有有源设备故所以障率低、可靠性高、几乎不需要维护、且容易扩展。但信号在馈线及各器件中传递时产生的损耗无法得到补偿,因此覆盖范围受信源输出功率影响较大。信源输出功率大时,无源系统可应用于大型室内覆盖工程,如大型写字楼、商场、会展中心等;信源功率较小时,无源系统仅应于小范围区域覆盖,如小的地下室、超市等。

2) 射频有源分布系统

有源系统主要由干线放大器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。有源系统中的有源设备可以有效补偿信号在传输中的损耗,从而延伸覆盖范围,受信号源输出功率影响较小。有源系统广泛应用于各种大中型室内覆盖系统工程。

3) 光纤分布方式

光纤分布系统是采用光纤作为传输介质,由覆盖端机(主单元、接口单元)、远端覆盖单元、天线、光分/合路器件组成。由于光纤损耗小,适合于长距离传输,该系统广泛应用于大型写字楼、酒店、地下隧道、居民楼等室内覆盖系统的建设。如下图:

4) 泄露电缆分布方式

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。如下图:

2.3 多系统共用信号分布系统组网

随着地铁、大型展馆、大型建筑群的出现室内分布系统也出现新的特点。多运营商、多种通信制式共用信号分布系统成为被广泛应用的解决方法。

POI 是多系统共用信号分布系统中不可缺少的关键设备。POI 是信号公共的输入输出平台其实现功能如下:

1) 实现多频段、多系统的信号共路双向或单向传输如下图:

2) 实现同频段、同系统的多运营商信号共路双向或单向传输如下图:

多系统共用信号分布系统组网就是把多频段、多系统、多运营商的信号通过POI 设备(公共输入输出平台)共用信号分布系统的组网方式。

2.4 特殊场所覆盖——电梯覆盖解决方案

随着用户对网络覆盖质量的要求越来越高,电梯内网络信号的解决越显重要了,由于电梯的结构和其运行状态所具有的特殊性,所以有必要将其作为一个特例来进行分析,目前常用的各类方案有以下几种:

1)在电梯井道内加装天线

为保证电梯门内外正常切换,无掉话,故主机选用宽带直放机,目的是通过调整天线方向,将每层电梯口信号手机所能占用的小区信号全部引入电梯,同时遵守整个下行带宽内有主导小区的原则进行放大,从而保证信号切换过程历经:强(内/外)弱(内/外)强(内/外)。

信源:基站(微蜂窝)/小型室内直放站(无线接入)。

天线类型:小型定向天线

馈线:50 Ω各类馈线

2)每层电梯大堂分布天线

在每层电梯间布放天线,适用于覆盖多部电梯的情况,为了保证电梯良好的覆盖指标,每个天线口理想输入电平不小于10dBm 。

3)高动态线性放大器

在电梯轿厢内加装一高动态放大器以补偿电梯在上下运行过程中厢内信号的大幅波动。

4)随行电缆

所用材料:

天线类型:室内吸顶天线

随行电缆采用多芯软电缆,损耗约为:25dB/100米

5)泄漏电缆

所用材料:7/8“泄露电缆损耗为:5.5dBm/100米

第三章 室内分布系统常用设备技术参数

3.1 电缆

电缆的差别很大,有许多规格型号,损耗值相差较大,价格也相差很大。因此,应根据实际需要在满足覆盖效果的前提下,尽可能节省成本。下表是常用电缆及其损耗情况:

3.2 合路器

合路器将室内基站的两个天线端口发送的信号先合成一路。

3.3 耦合器

耦合器是将信号从一路分至多路(干线和支路)的元件,其中耦合器的插入损耗值决定干线上的信号强度。

3.4 功分器

功分器是将信号平均分配到各个支路上。二功分器表示可以将输入信号平均分配到2个支路上,依此类推。

表 功分器技术规格

3.5 天线

吸顶天线:为全向天线。增益范围为2dB ~5dB ,可安装在天花板等地方。

壁挂天线:为定向天线。增益范围为7dB ~10dB 。主要应用于覆盖长条型的走廊和安装吸顶天线有困难的场所。

特殊场合应用天线(如隧道,地铁,电梯,大厅等覆盖):要求辐射性能特定,安装方式特定,因此电性能及安装结构需特定设计。

当前室内覆盖系统比较多地采用全向吸顶天线和壁挂天线,这类天线外型小巧,容易安装,不影响室内美观。

3.6 干线放大器

第四章 室内分布系统工程建设

4.1 室内分布系统工程建设阶段

4.1.1 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:

1) 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。

2) 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。

3) 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。

4.1.2 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 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。

4.1.3 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。

4.1.4 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。

4.1.5 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,一般在3周之内可开通系统。

4.2 工程的勘测设计 4.2.1 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些区域已被基站所覆盖,哪些区域还需室内分布系统增强信号。在勘测时,应特别注意话务繁忙地带,即用户最经常使用移动电话的地方,往往这一区域要设计一个分布天线。

4.2.2 预测覆盖效果并确定工程方案

经过实地勘测,可基本确定各分布天线的位置,并根据各分布天线管辖范围来确定其每个信道的输出功率Ptd 。为了使方案规划更加准确,往往可对这些区域进行场强覆盖预测。具体地可以采取以下方法:用信号发生器和室内天线组成发射单元,在分布天线位置发出所设计的 相应输出功率Ptd ,而将测试手机作为接收单元,在相应覆盖区域各点测试场强的大小,观察是否能良好地接收到信号。为使工程具有良好的性能价格比,工程设计还需选取放大量合适的匀点分布系统。

4.3 如何评价一个好的室内覆盖系统

1)以最少的设备满足设计要求;

2)不会因增加室内覆盖系统而影响整个网络的性能;

3)兼容所有移动通信体制:CDMA800,GSM900,DCS1800,3G(2GHz频段,增加新的系统简单方便;

4)使用寿命长,具有远程监控能力,管理维护方便; 5)综合考虑性价比等。

参 考 文 献

[1]谭燕燕. 室内移动通信存在的问题及解决方案[J]. 通讯世界. 2004

[2}高泽华 高峰 林海涛 丰雷 马瑾. 室内分布系统规划与设计. 人民邮电出版社. 2013 [3]陆健贤 卢斌. 移动通信分布系统原理与工程设计 机械工业出版社 2008

致 谢

论文从开始构思到完成,用了差不多3个月。过程遇到不少的麻烦,通过上网查找资料,到图书馆翻阅有关书籍,与同学,同事讨论及请教老师,问题得到一一解决。同时也感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了多位学者的研究文献,如果没有他们的帮助与启发,我也不可能完成我的论文。由于我的写作水平有限,论文难免有不足的地方,恳请老师批评指正。


相关内容

  • 山东移动网络优化项目管理规范(室内分布)
  • 山东移动通信有限责任公司 网络优化工程管理规范 --室内分布系统分册 目录 第一章 网络优化工程管理规范综述 . ............................................................................................ ...

  • 通信工程毕业论文
  • 河北工业职业技术学院 专向任务报告书 任务题目: 海铭会馆GSM&WCDMA 室内信号覆盖设计 系 别 计算机技术系 专业年级 10级移动通信(3G通讯方向) 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成地点 日 期 目 录 一 概述 ................................ ...

  • 无线网络的规划与优化
  • 无线网络的规划与优化(杭州移动胡永庆) 一.规划 1.1宏站系统规划设计:规划目标定义及需求分析,传播模型校正,预规划(链路预算,容量估算),站址初选和勘查,详细规划(系统的站点布局,无线系统参数配置),多载频组网,时隙规划. ,码资源规划,覆盖规划,小区规划(小区所属BSC 或者RNC 边界规划, ...

  • 无线网络规划设计
  • 山西青年管理干部学院 毕业设计(论文)开题报告 题 系目:部:某校园网的无线网络规划设计计算机系 专业:网络系统集成 学生姓名:姚夏青 指导教师:魏建英 2011年1月9日 一.选题依据: 无线网络,也就是利用无线电波而非线缆来实现与计算机设备位置无关的网络数据传送的系统,是现代数据通信系统发展的一 ...

  • 807040280101暖通空调考试大纲
  • <暖通空调>课程考试大纲 课程编号:[1**********]01 总学时数:64学时(其中理论教学64学时,实验或实践教学0学时) 学分:4学分 一.考试对象 建筑环境与设备工程专业本科生 二.考试目的 本课程考试目的是检验学生对课程内容的掌握程度,应用课程知识分析和解决专业问题.主要 ...

  • 培训课件_第一章 室内分布系统基础知识
  • 目录 一 二 三室内分布系统简介室分系统组成与分类室分网络形态介绍 室内分布系统简介 室内分布系统产生的原因 室内覆盖:结构复杂.信号弱,用户体验差竞争激烈:市场份额.品牌效应城市发展 :高楼林立,覆盖环境和目标变化业务量大 :人流量大,话务繁忙 室内分布系统简介 室内分布系统的定义 室内分布系统是 ...

  • 无线通信信号覆盖方案
  • 设计单位:南京全创电子科技有限公司 联系人:叶经理 [1**********] 设计日期:2013年4月23日 无线对讲系统 第一节 总 则 1.1 说 明 A. 承包人须根据本技术规格说明书及图纸对本项目地上28层及地下3层区域设置独 立无线对讲通讯系统的要求(需预留后期系统扩容),设计.供应无线 ...

  • 海上风电升压站高温盐雾环境下降温系统节能设计研究_黄燕娜
  • 12 REFRIGERATION No.2,2015, Vol.34(Total No.131) 文章编号:ISSN1005-9180(2015)02-012-06 海上风电升压站高温盐雾环境下 降温系统节能设计研究 黄燕娜,孙文龙,张先提,张志群 (中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司,广 ...

  • 酒店无线网络覆盖及无线网络应用
  • 酒店无线网络覆盖 及无线网络应用 综合解决方案 工程名称: 无线局域网覆盖工程 建设单位: 设计单位: 广州市桥联网络科技有限公司 项目经理: 设计人员: 设计时间: 2006年9月8日 目 录 一.酒店无线网络的应用分析--------------3二.室外覆盖解决方案-------------- ...