无线室内分布系统

2024-12-27|版权声明|我要投稿

无线室内分布系统(通用9篇)

无线室内分布系统 篇1

前言

随着国民经济的飞速发展, 各类楼宇建筑犹如雨后春笋般在国内各大城市中拔地而起, 室内移动用户数量也在不断地增加, 无线网络在话务量、信号覆盖方面提出了较高的要求, 因此对室内覆盖质量的优化成为了吸引用户的关键, 是三大运营商建立竞争优势的基础, 所以建立一个资源节约、技术合理的无线网络迫在眉睫。

据调查, 无线网络70%的业务量发生在室内, 20%室内覆盖将带来80%的3G收益, 所以改善室内覆盖有利于运营商快速重构竞争优势和品牌。

1 无线网络技术现状

目前, 室内覆盖最常用的方式就是采用干线放大器将信号放大, 然后通过层层信号的分配, 最后到天线端口。这种方式已应用多年, 然而在实际应用中却有明显的几个缺陷:

1.1 传输损耗大:

传统室内覆盖传输介质使用同轴电缆, 传输损耗较大, 绝大部分的功率浪费在“路径”传输上, 传输效率低;

1.2 对功放要求比较高:

特别是对线性度要求高的WCDMA、CDMA2000等大功率功放, 实现其指标难度较大, 无形中增加了故障点;

1.3 布线困难:

由于目前室内分布都是采用低损耗馈线, 馈线线径都比较粗, 在进行安装布线的时候, 需占用较多的业主管道资源且施工难度较大;

1.4 系统噪声系数大:

在上行链路中, 首先是要经过各个耦合节点, 最后才能到达干线放大器, 因此信号首先经过链路的衰减后再通过信号放大补偿回信号, 将会抬高上行系统的噪声系数。

2 新技术介绍

传统的无线室内覆盖技术已遭遇瓶颈, 由此引发了一轮行业内的新技术变革, 时下较为热门的为以下两种:全光分布系统和Femtocell。

2.1 无线光分布系统

在无线通信室内布线环境日益复杂和网络制式日益增多的今天, 多制式接入需求, 布线施工困难的无线网络室内覆盖对分布系统提出了更高的要求。

全光室内布线系统所涉及的设备类型有:主单元, 扩展单元, 远端接入单元, 天线单元;涉及到的传输介质有:同轴电缆、光纤、五类线。根据不同的主单元, 选择相应的远端单元, 远端单元分为单网型和双网型2种。在实际的设备选取中, 可根据覆盖区域的业务需求的不同频段进行WFDS设备的选取。

对于小型应用环境, 可以选择主单元直接连接远端单元的简约型组网;中大型场景增加扩展单元, 以便于扩充覆盖面积, 对于大型场景或离散覆盖目标, 光纤传输媒介可以进行远距离、大范围的覆盖, 这种组网方式称为标准型组网。对于超大型场景, 可以通过扩展单元续接扩展单元进行扩容覆盖面积。这种组网方式称为混合型组网。

2.2 Femtocell技术

Femtocell是排列在3G Macro Cell和PicoCell之后的3G毫微微蜂巢式基地站。互通无障碍及不掉信号是FMC (固定网络与移动网络融合) 成败之关键, 为解决该问题, 近年来业界相继提出了UMA、CellularWiFi双模手机、Softswitch、IMS技术和SDP平台、Convergence伺服器等局端及终端解决方案, 而Femtocell为其中新浮现出的一种技术, 正逐渐受到业内重视。

Femtocell是一种建立在IP技术之上的接取技术, 利用移动核心网络的整合性, 通过网络的分组交换来传输话音等即时业务。一般而言, 可通过Ethernet、宽带或ATM/TDM的IP或SIP模式接入核心网络, 因而接入核心网络部分又可分为3种不同的解决方案:

a) 通过ISP网络的Iu-b over IP based。

b) 通过Node-B的UMA enable Iu over

IP (RAN Gateway) based。c) SIP/IMS based方案。

由于大多数移动通信尚未完善SIP/IMS核心网, 因此采用RAN Gateway based方案最为普遍。更简单地说, 内置Femtocell基频/射频芯片的毫微微蜂巢式基站 (以下简称毫微型基站) , 以随插随用 (Play&Plug) 技术连接现有的DSL/CableModem或Router后, 再通过网络接入移动通信的核心网。

3 优势和发展趋势

本文所介绍的两种技术:无线光分布系统和Femtocell技术, 前者是采用光纤代替传统的射频线缆, 它是一种宽带传输技术, 传输的稳定性高, 可以兼容多个频段的无线信号的传输, 节省了馈线资源, 降低了电磁辐射, 末端的功率小, 噪声引入小;后者是信源处理技术, 具有较强兼容性, 该覆盖方式支持G S M, W C D M A, CD M A, CD M A.CDMA200 1X, TDSCDMA以及HSPA等, 同时在网络配置角度上它还具有即插即用、自动配置和自动管理等特点;作为有效的覆盖补充, 基本实现了无缝覆盖, 并同样具有其他室内覆盖方式的优点, 例如发射功率低、电池寿命长, 电磁污染小等;充分利用当前网络用户的宽带接口, 用户端不需要增加额外成本。

通信的发展方向是宽带化和移动化, 多业务、多系统、多频率不可避免。对建筑覆盖既要适应这种发展趋势, 又要最大限度地保护建筑本身和所有者的利益, 采用综合的单一系统满足多个无线通信的需求是室内无线覆盖的发展方向。无线光分布系统正适应单系统多制式的发展需求。作为一种整体解决方案, 具有传统室内分布系统无可比拟的优势。多项新技术的采用旨在在最小干扰的情况下最大限度地改善整体网络性能, 满足目前2G、3G及WLAN混和组网复杂的要求, 提升当前无线网络质量, 适用于长期演进技术LTE及融合光宽带网络的发展趋势。无线光分布系统将不断适应市场变化, 为当下及下一代通信网络提供新型、革新、灵活的解决方案, 以及多网融合或移动与固网融合形式的产品。

由于实际的Femtocell部署环境是一个非常复杂的干扰有限环境, 而大多数文献所假定的环境是双层网络环境, 这对于LTE, 4G室内覆盖的研究是远远不够的, 必须联合实际的多层网络, 异构网络以及先进的无线技术来研究Fe m t o c e l l的干扰问题。因此, Femtocell技术想要取得进一步的发展还要从以下两个方面进行研究:Femtocell技术与未来无线通信核心技术的结合, Femtocell技术与MIMO OFDM技术的融合。在这种结合过程中产生的干扰避免问题以及相关技术要求的研究将是一个具有广泛前景的研究方向。

4 总结

基本上所有的通信系统都是信号从信源到传输设备再经传输媒介送到接收终端信号恢复的过程, 作为一个通信系统首要保证的信号从发送端到接收端的完整性, 从软件上来说是通过各种编解码、加密解密的方法来恢复、纠错和复用信号, 从物理硬件上来说就是通过改变传输媒介的传输品质来实现。无线室内分布系统的同样也是典型的通信模型, 本文介绍的两种技术实际是给信号的传输提供更加宽松平台, 同时也降低了系统的发射功率, 提高了信号传输的可靠性。

摘要:本文简单概述了无线室内覆盖对运营商业务优势建立的重要性, 并总结了当前室内覆盖工程中常见的一些问题, 然后引申出当下较为热门的两种室内覆盖新技术:全光分布系统和Femtocell, 并对其技术特点进行了分析, 同时也对这两种技术的优势和发展做了探讨。

关键词:无线,室内分布系统,全光分布系统,Femtocell

无线室内分布系统 篇2

甲方:

法定地址:

联系人:

联系电话:

乙方:中国移动通信集团湖南有限公司 法定地址:

联系人:

联系电话:

为有效解决甲方建筑物内移动手机信号覆盖盲区的问题,提高移动通信质量,保障通信畅通。经甲、乙双方协商,就乙方在甲方建筑物内建设移动手机室内分布式系统、安装移动通信设备(微蜂窝)的各项事宜达成如下协议:

一、乙方根据甲方的移动信号覆盖实际情况、设计系统方案,并安排专业通信工程队建设,为甲方免费安装移动通信用天线、线缆及信号源设备,由乙方负责系统开通的调测及维护,提供专业技术支撑服务。

二、甲方安排人员负责协调工作,协助乙方做好分布式系统工程施工,传输光缆引入,配合乙方开展本建筑物内的布线、楼层天线安置、设备安装调试以及电梯贴牌等工作。

三、系统安装好后,双方有责任共同维护好通信系统的正常运行,当因乙方原因造成甲方建筑物内的移动通信中断,无法正常通信时,乙方必须在24小时内安排维护人员到现场排查障碍。

四、系统运行后,如因特殊原因(例如装修、中央空调安装等)需要变更移动通信设备安装位置、天线布放点、更改线缆走向,甲方需提前通知乙方,乙方应无条件的变更或拆除设备,以配合甲方的工作。乙方所安装的系统必须符合国家法律、法规的规定,并不得对甲方的各种设施造成影响。如出现安全事故,均由乙方承担全部责任。

五、乙方的通信系统需专用的防雷接地、电源工作接地、设备保护接地,甲方可向乙方提供本建筑物的接地网以供系统安装接入,如因条件限制(如甲方安装的设备安装位置无接地系统),乙方可与甲方配合安装专用的接地网及接地线以供使用,保护系统安全运行;同时由于乙方系统是24小时工作的,甲方应尽量保障通信电源的不间断。因特殊原因(除人为因素),造成乙方设备损坏,甲方不承担任何责任和费用。

六、因乙方建设的室内分布式系统是专为甲方解决手机信号覆盖盲区所提供的移动通信设备,本着诚信、合作的原则,在此明确双方的责任:通信设备投资、工程施工安装,日后系统运行维护调测及系统升级的费用由乙方全额承担,安装的所

有通信设备产权属乙方所有;如系统需要升级或换代时,乙方必须及时更新换代,确保甲方通信正常;甲方无偿提供安装设备场地给乙方使用。

七、甲方提供电源,乙方负责从甲方电源引出端安装专用动力电源线、设备及电表,费用由乙方负责。电费按表计量据实结算,电价按电力部门基价加甲方内部实际消耗元/度支付。

电费支付方式为:

1、每年结算一次,由甲方开具收据;

2、经甲乙双方工作人员一致认可用电数额后,20个工作日内银行转账支付电费。

若电费迟缴或未到帐可向合同联系人咨询核查。乙方到期不交纳电费,甲方有权断电,由此而造成的后果由乙方承担;若乙方已按确认用电度数缴纳电费,甲方无故断电,由此产生的一切后果由甲方承担。

八、信号源主设备安装位置:按双方协商位置安装完结后,乙方应将公布系统图提交一份给甲方。

九、本合同签定后,不管所有方的隶属关系和使用场地的产权发生何种变更,均不得影响本合同的有效性,签定的合同有效期限暂定五年,自双方签字盖章之日起生效。合同到期后可续签,甲方需优先乙方洽谈合同续签事宜。双方均应严格履行各自的义务和责任,合同未尽事宜协商解决,可另签定补充

协议予以规定。如果发生争议应本着互谅互惠的原则进行充分的协商,如协商不成,可在新化县(选择管辖)人民法院通过诉讼方式解决。

十、本合同一式肆份,甲方执着壹份,乙方执叁份,具有同等法律效力,由双方法定代表人或授权代表签字并加盖公章后生效。

(签字页)

合同名称:

甲方:【】(盖章)

法定代表人或授权代表(签字):

日期:【】年【】月【】日

乙方:中国移动通信集团湖南有限公司【】分公司(盖章)

法定代表人或授权代表(签字):

无线室内分布系统 篇3

目前室内覆盖技术主要采用传统的同轴电缆覆盖方式,主要包括信号源、同轴电缆、功分器、耦合器、室内天线和干线放大器等一系列的设备组成。 传统同轴室内覆盖主要存在一些问题。

大量有源设备的使用引入了过多噪声:采用大功率的直放站作为主设备,使用干线放大器补偿同轴电缆对射频信号的损耗,会使得噪声引入严重,尤其是上行信号的噪声引入。 上行信号噪声的引入及积累,将直接影响基站的接收灵敏度和覆盖范围,对于码分系统,会产生严重的呼吸效应和用户自干扰, 使得覆盖范围不确定,并降低系统用户容量。

无法满足多频段的良好兼容: 同轴电缆的损耗大,使耗电量增加、基站不能远距离放置、大量同轴电缆布放施工困难等问题非常突出;另外,将射频信号直接利用同轴电缆进行布线分布传输,对于不同体制、不同频段的移动通信网络信号在同一种同轴电缆中的传输损耗差异较大,难以实现多系统共享的统一设计与形成相对稳定统一的布线建设技术规范。

不能满足后期的发展需要:在无线IP化的今天,以及3G和后续版本的移动通信系统将开始大规模应用高速数据传输的需求,呼唤着室内覆盖解决方案新模式的建立。

针对以上同轴覆盖系统的弊端,以光纤五类线为传输介质的新一代室内覆盖系统出现了。 本文参照无线光纤分布系统WFDS探讨。

2 无线光纤分布系统的实现方式

无线光纤分布系统WFDS选用能够最低程度地满足无线网无线容量要求的基站作为无线信源,采用光纤作为无线信号分布传输介质,将基站所提供的所有射频载波信号调制回中频进行传输,再将中频信号送达目标覆盖区域后,再重新恢复为原有的射频信号,然后根据各覆盖区域的实际情况采用不同的微小射频功率进行覆盖,完成对目标小区的覆盖要求。

2.1 无线光纤分布系统的组成原理

无线光纤分布系统通过光纤进行信号传输,利用五类线或CATV电缆实现信号的分布。信号源只需要提供0-10d Bm的微功率信号输入到无线光纤分布系统的主单元(MH),主单元将输入信号变换为中频,然后通过电 /光转换有光纤传送到扩展单元(EH),扩展单元再通过光/ 点转换变为中频信号 , 该中频信号又由无线光纤或CATV电缆传送到远端接入单元 (RAU), 最后把中频信号重新变换为射频,并通过低功率功放输出射频信号送入天线,RAU在不解调的情况下输出功率为15d Bm。 系统原理如图1所示。

2.2 无线光纤分布系统的组成

该系统根据建筑物室内覆盖面积的大小以及室内覆盖系统对用户容量的需求不同可采取两种方案:标准型室内分布系统、简约型室内分布系统。

标准型室内分布系统。 标准型室内分布系统由主单元、扩展单元、远端接入单元组成,方案组成与应用图示意如图2所示。 主单元和扩展单元用光纤连接,采用单模光纤,光纤的传输距离一般不超过6km;扩展单元与远端接入单元之间可以采用无线光纤连接,五类线的长度要求一般不超过100m(加延长器可达到170m),远端接入单元通过同轴电缆连接天线。

简约型室内分布系统。 简约型室内分布系统由简约型主单元、传输线、远端接入单元简约型主单元与远端接入单元之间可以采用五类线传输,五类线的长度一般不超过100m(最长170m),远端接入单元通过同轴电缆连接天线。

3 无线光纤分布系统的优势分析

无线光纤分布系统采用光纤宽带技术,提供足够带宽的无线信号传输,支持远距离分布覆盖,以克服传统同轴分布系统信号在传输链路上的损耗;以中频信号的传输技术,降低大功率射频传输的应用,保持射频信号传输链路的信噪比, 采用贴近天线的前置低噪放大,最大限度的改善接收信号的质量, 降低了上行链路噪声;完善的网管监控能力,最大限度的改善工程实施与后期维护工作量,弥补同轴分布系统不能对其整个监控的缺点。 现以华侨城为案例进行讨论。

3.1 方案设计方面

同轴分布系统在方案的设计中, 要严格的计算信号在传输链路上的损耗,如图3所示,大部分有用的信号都浪费在传输链路上, 并且要满足天线功率口的输出功率,这对于覆盖华侨城这样范围大的工程,是需要较长的设计周期来完成方案的设计。 再来看无线光纤分布系统,由于采用模块化的设计 ,主单元与 扩展单元 之间用光 纤连接,单模光纤可达6千米,这对于覆盖对象的大小来说, 都是能满足要求的, 并且信号在光纤中的损耗很小 ,几乎可以 忽略不计 ,而RAU在不解调的 情况下输 出功率都 为15d Bm, 所以在进行设计的时候 , 就不再进行 繁琐的信 号功率分 配计算,只需要考虑走线的路径,把扩展单元拉到覆盖区域,用RAU进行覆盖,如图4所示,从而使方案设计简化,缩短设计周期。

3.2 工程实施方面

同轴分布系统采用1/2、7/8馈线作为传输介质,馈线本身直径很粗,虽然现在电气管道口预留较大,但在施工过程中,穿线麻烦,特别在管道弯曲时,施工难度变大,弯曲半径控制不好,将影响信号的传输。 同时,施工打孔穿线,噪声大,扰民严重,施工周期长;工程的实施还影响到了建筑本身的美观。 这些问题在众多的工程里都反映出来了。 那么,如果采用无线光纤分布系统的覆盖方式,是否会得到一些改观呢? 首先,光纤、五类线本身直径较小,易于走线、布放美观,扰民小,工程周期短。其次,系统本身采用模块化的设计方式,有着很强的可扩展性。 如果覆盖区域由于新建建筑出现新的盲点,我们不需要再对原系统进行繁琐的设计更改,只需要在原来预留的接口装上新的模块就可以解决新盲点的信号覆盖。 可以看出,无线光纤分布系统在工程实施中更显简单快捷。

(1)电梯的覆盖 。 对于华侨城8组团 ,电梯有23部之多,分布各楼体。 采用同轴覆盖方式,由于楼体距离远 ,馈线损耗 大 ,设计困难 ,同时施工难度大,信号分布不均匀,如图5所示。 采用无类线覆 盖方式 ,模块化设 计 ,施工容易 ,天线放在电梯轿箱顶上随其移动, 信号均匀稳定,如图6。

(2)小区的覆盖 。 由于建筑的遮挡 ,很多小区楼体下面几层信号很弱,影响通话。 华侨城也如此,一到三层的信号很弱。 采用同轴覆盖方式,由于楼体之间距离远,需要用大功率干放来补偿路径的损耗, 而无线光纤分布系统,主单元到扩展单元之间是光纤连接,距离可达6公里 ,信号的损耗可以忽略不计 ,这便为小区大范围覆盖奠定了基础。 同时,对于比较高层的楼,由于系统模块化的设计,我们可以很方便地把远端接入单元引入到楼顶,接入板状天线覆盖高层,从而解决高层切换问题。

(3)系统维护方面。 系统维护简单,易于发现故障点,可以降低维护成本,提高经济效益。传统同轴分布系统我们只能监控到干放一级,不能对整个系统进行监控,如果系统某个点出现故障,那么在诊断故障的过程中花费时间就多,解决问题周期就长。 无线光纤分布系统可以监控到整个系统的状态,正弥补了同轴分布系统的不足。

4 无线光纤分布系统在 3G 改造新建中的探讨

第三代移动 通信系统TD-SCDMA经过测试 已经具备了大规模商用的能力,同时在3G时代室内覆盖更具重要性,如何更有效、更快捷地在原2G网络之上改造建设3G室内覆盖,是节省投资,快速占领市场的重要策略。

2G室内分布系统的改造存在几个问题 :GSM系统天线的放置一般较少,而TD-SCDMA的路衰一般比G网高5-10d B,天线的覆盖范围更小;TD-SCDMA提供的是高速数据业务,因此需要更好的信号质量;GSM系统天线一般放置在走廊等非高速数据业务区, 而高速数据业务区往往在天线的距离较远处, 这就意味着天线点需要调整。 若采用同轴分布系统进行2G网络改造,由于2G、3G路衰的不同导致功率难以匹配, 覆盖区域可能存在众多3G信号弱区,如要新增天线点,就面临着复杂的链路预算,可行但建设困难、周期长。 若采用无线光纤分布系统新建3G主路由的方式, 施工简单,对原来的网络没有影响,同时,由于系统模块化设计 ,有着很强的扩展性,我们可以方便地解决3G路衰大造成的信号盲点。 可见这是一种快捷高效的2G升级3G的解决方案。

同时,无线光纤分布系统有GSM、TD-SCDMA两网合一的产品, 这对一些原来没有GSM信号覆盖的新区域建设3G提供了快速建网的机会,缩短了建设的周期,降低了投资成本。

5 结束语

经过多年的同轴室内覆盖建设方式,发现了很多需要改进的地方,那么无线光纤分布系统的出现,正好是对传统同轴分布系统不足点的改进,同时,在2G、3G网络的改造中, 也体现出了很强的可操作性和实用性,无疑,无线光纤分布系统是2G室内覆盖的延伸,是向3G室内覆盖的过渡。

摘要:论文在提出传统同轴室内分布系统存在问题的基础上,简要介绍了一种无线光纤分布系统WFDS(Wireless Fiber Distribution system)的原理、组网模式。通过实际工程项目案例,从方案设计、工程实施、系统维护的角度与同轴分布系统作了对比分析,同时也对2G、3G室内分布改造作了简要的分析说明。

无线室内分布系统 篇4

覆盖是网络质量的根本,网络建设初期必然存在室内外弱覆盖的场景,这将严重影响用户接入成功率和掉话率等指标,需要覆盖增强功能进行补充覆盖。

根据厂家研究,大部分场景下,控制信道首先覆盖受限,在控制信道覆盖弱的区域(如隧道、室外盲区等),可通过CRS功率抬升、PDCCH链路自适应调整等手段增强覆盖。2 CRS(小区参考信号)功率抬升原理概述

由于LTE的小区内干扰远弱于小区间干扰,在系统设计时,下行没有功率控制过程,而是仅设计了下行功率分配方案,用于指定下行CRS RE和PDSCH RE的功率。

1)CRS RE功率:协议高层参数referenceSignalPower指定导频每RE的发射功率。

2)PDSCH RE功率:以CRS RE功率为基准点,通过设置PDSCH RE功率相对于CRS RE功率的比值来确定PDSCH RE功率。由于PDSCH RE位置有两类:第一类是所在符号上没有CRS RE,另一类是所在符号上有CRS RE;因此分别用和来表示两类PDSCH RE功率相对于CRS

ABRE功率的比值。

CRS的分布如图所示:

为了约束两类PDSCH RE功率的比值范围,协议中用高层参数PB来表示B/A;

高层参数PA用于设置的取值,在两天线端口且下行未使用多

A用户MIMO情况下, = P,若两天线端口且下行使用多用户MIMO

AA时, = power-offsetPA(其中的Apower-offset为高层参数)。

用下图总结一下各种参数间的关系:

在某些对基本覆盖要求较高,对吞吐量速率要求不高的场景(如隧道),CRS可能为受限信道之一。CRS功率抬升功能可通过设置referenceSignalPower,PA和PB三个参数来实现,一般的,CRS发射功率抬升方法有2种:

1)在RRU总发射功率许可的条件下,直接增大referenceSignalPower取值,且PA和PB保持不变。即提升CRS发射功率,此时PDSCH发射功率也随之增大。

2)在RRU总发射功率受限的条件下,增大referenceSignalPower取值,且降低PA,保持PB不变。即提升CRS发射功率,降低PDSCH发射功率。2.1 CRS的功率计算

根据电磁防辐射规定(GB8702-88),LTE信源设备机顶口总功率不大于15dBm,需要保证天线口功率足够(建议不小于10dBm),即保证天线口的RSRP的在-16dBm到-21dBm之间。在单port的情况,PB设置为0。根据CRS的功率计算方式

可知:

DL_ RS_ Power = PsingleAntenna +10*log(1+Pb)-10*log(12*Nrb)≤15dBm 即PsingleAntenna≤15dBm+30.8≤45.8dBm 即在单通道情况,PB设置为0,单通道的功率最大可设置为45.8dBm 2.2 室内分布链路预算计算

根据室内分布链路预算计算模型(功分器模型):信源功率=馈线损耗+分配损耗+插入损耗+天线口功率

假设系统有60面天线,需要6级公分,为保证天线口功率足够(即满足天线口功率不小于10dBm),即保证天线口的RSRP的在-16dBm到-21dBm之间,分布损耗=馈线损耗+器件插损+分配损耗=6dB+0.5*6+10log60=6+3+19.5=27dB 根据CRS的功率计算方式

DL_ RS_ Power = PsingleAntenna +10*log(1+Pb)-10*log(12*Nrb)= PsingleAntenna-27 根据电磁防辐射规定(GB8702-88),LTE信源设备机顶口总功率不大于15dBm,因此,PsingleAntenna≤27+15=43dbm 由此可知:在单port的情况,PB设置为0,单通道的功率最大可以设置为20W。

基于以上的考虑,机顶口功率需要根据实际的分布损耗来确定,如果分布损耗为27dB,则机顶口功率可以按照9.2dBm规划,即可满足上述要求。

实际配置过程中优先根据该室分的设计图纸中实际的分布损耗 进行功率设置;如果在无法获取室分的设计图纸的情况下,也可以根据单个RRU下的天线点位数量,粗略估计分布损耗。

2.3 分析结果

综合2.1和2.2分析,在满足电磁防辐射规定(GB8702-88),LTE信源设备机顶口总功率不大于15dBm, 天线口的RSRP在-16dBm到-21dBm之间的前提下,在单通道情况,PB设置为0,单通道的信源设备输出口功率最大可设置为43dBm,导频功率最大可设置为12.2dBm。3 实例分析

中国电信4G网络室内分布系统建设中信源RRU设备功率配置为2*60W,发射通道为2T2R,即单通道功率配置为60W。根据实际情况发射通道采用2T2R,单通道功率实际设置最大为20W。

目前,中国电信XX公司在《2017年无线网建设XXXX室内分布系统新建工程》中无源分布系统采用奇偶错层的技术,信源采用双通道实现对目标区域的覆盖。

本案例以XX市XX区XXXXB16#宾馆为例:

XX市XX区XXXX位于XX市XX区文化西街与东海街交接处向南600米处。B16#公寓楼总共为17层,其中地下一层为设备用房及车库,一至二层为商铺,三至十六层为公寓,总建筑面积为14800平方米。对楼宇进行室内分布全覆盖。

 无源分布系统采用传统型设计,信源采用单通道设计:

传统型室内分布信源主干图

根据设计结果,传统型设计共计新增215面天线,需新增3台LTE-RRU信源设备。信源设备采用单通道,通道功率设置在36dBm至40dBm之间,天线口输出功率保持在10dBm至15dBm之间,满足电磁防辐射规定(GB8702-88)和天线口的RSRP的要求。

 无源分布系统采用奇偶错层设计,信源采用双通道设计:

根据设计结果,案列中共计新增215面天线,需新增2台LTE-RRU信源设备。每台信源设备采用双通道,通道功率设置在36dBm至38dBm之间,天线口输出功率保持在10dBm至13dBm之间,满足电磁防辐射规定(GB8702-88)和天线口的RSRP的要求。

根据两种设计方式的对比发现,在相同条件下,信源RRU设备开启双通道功能不仅能够满足覆盖需求,同时还能大大减少信源RRU设备的使用数量。

无线室内分布系统 篇5

当今移动通信技术的发展几乎以每5年发展一代、更新一代、预研一代[1]。随着移动通信技术的高速发展, 无线通信频段逐渐提高, TD-LTE频段已经规划到了2690MHz, 50GHz以上频段也在研究探讨当中。频段越高, 波长越短, 微波信号跨越障碍物的能力越弱, 基站有效覆盖范围就会大大降低, 只用室外基站来满足室内无线信号的覆盖, 在如今的大都市已经是不可能的了[2]。

二、室内分布系统组网现状

移动通信技术发展到今天, 无线信号室内分布技术大致经历了两个阶段, 一是:2G通信时代直放机+无源馈电分布系统网络;二是:3G通信时代BBU+RRU+无源馈电分布系统网络。

2.1直放机设备及其室内分布系统

直放机设备主要应用于室外基站不能覆盖的区域, 如宾馆、酒店、地下停车场、隧道、电梯井、山区丘陵地带。较低的价格成本、简易的工程施工、安装、调测优势使得直放机在2G通信时代得到广泛应用, 以至于移动信号100%全覆盖变成了现实。

2.2BBU+RRU室内分布组网系统及其设备

在2G移动通信后期, 通信器件成本逐渐降低, 尤其是数字处理芯片FPGA、DSP的价格大幅度下降, 数字光纤基带拉远 (BBU+RRU) 技术运用到了室内无线信号分布系统中。BBU+RRU+无源馈电分布系统克服了2G时代使用的直放站室内分布组网系统解决基站和直放站一体化监控困难的问题, 并且解决了由于工程设计不当造成直放站上行信号干扰附近基站的问题。

2.3BBU和RRU间数据传输带宽分析

第三代移动通信室内分布系统延续了2G后期BBU+RRU组网机构, 其BBU和RRU间数据传输带宽要求比较高, 尤其第四代移动通信———LTE。

第四代移动通信普遍采用多进多出 (MIMO) 技术, 如果室内分布系统采用BBU+RRU+无源馈电分布系统组网, 其BBU和RRU间数据传输带宽要求比较苛刻。在采用20M带宽的情况下采样速率为30.72Mbps, 此时在2×2 MIMO情况下, BBU和RRU间数据传输带宽为:30.72Mbps (采样速率) ×16 (采样精度) ×2 (I/Q两路) ×2 (天线数) =1966.08Mbps;3扇区容量配置下, BBU和RRU间总数据传输带宽为:1966.08Mbps×3=5898.24Mbps。在采用4×4 MIMO的情况下, 接口速率将加倍。对于如今的主流的2.5Gbps的数字SFP光模块来说已经显得力不从心。而且高速的数据传输, 设备的传输时延要求极其苛刻, 无线信号数字化光纤传输技术将面临更多的难题是待解决[3]。

三、低成本高速LTE室分系统组网架构设计

未来移动通信, 其室内信号分布系统在满足通信质量、带宽传输要求的基础上, 尽可能地降低其运营成本是一个发展方向。

基于此, 文章提出了:基于CWDM实现高速LTE无线信号覆盖的低成本室内分布系统组网架构。

3.1低成本高速LTE室内分布系统组网架构

该室内分布系统架构由近端主机、单纤光缆、远端机群及多个室内射频无源分配网络组成。

近端主机由:双工器、射频多路功分器、多个不同中心频段的一体化光调制解调收发模块、粗波分复用器;远端从机设备由:粗波分复用器、多个不同中心频段的一体化光调制解调收发模块、一体化射频功率放大模块组成。系统主机设备和从机机群设备由一根单模光纤光缆链接。室内分布系统组网架构如图1所示。

3.2低成本高速LTE室内分布系统性能分析

3.2.1链路计算

下行链路计算:进入光模块的基站射频信号强度要求:-10~2d Bm (目前工程设计要求指标) , FP激光器输出光功率4±1d Bm, 八端口粗波分复用器 (CWDM) 最大插入损耗为3d B, 单模光纤及接头平均插损为0.35d B/km, PIN光电探测管接收范围为-10~7d Bm, 传输10公里计算光路链路预算冗余量为:

(注释:OTn/ORn:一体化光调制解调收发模块;CWDM:粗波分复用器;LAN/PAn:一体化射频功率放大模块)

传输10公里, 光路共计损耗为9.5d B, 在远端接收处有4.5d Bm的光路预算冗余量。在工程上, 当光路损耗1d B时, 其射频损耗为2d B, 假设近端机的射频信号输入功率为-5d Bm, 则经远端机的光模块输出射频信号功率为:

经过远端功放模块 (PA) 65d B的增益放大, 每个远端机就会有65d Bm-24d B=41d Bm功率输出, 满足移动通信室内分布系统工程规范要求[5]。

上行链路计算:目前工程室内覆盖天线接收到手机信号强度一般在-70d Bm以上, 也就是说上行射频信号进入远端机中的低噪放模块 (LAN) 的射频信号强度为-70d B以上, 经过增益为63d B的低噪声放大, 进入远端光模块的射频信号为-7d Bm (满足光模块射频信号输入-10~2d Bm的功率要求) , 光路损耗通上行链路计算, 即是光路损耗为-9.5d B, 按照光路损耗1d B时, 其射频损耗2d B的工程经验, 近端机光模块的PIN光电探测端射频信号输出功率为:RFPUp=-7d Bm-9.5d B×2=-26d Bm

再经过射频八功分器 (插损9.5d B) 、射频双工器 (插损0.5d B) 和耦合馈线 (大约有53d B衰减) , 则上行射频信号到基站接收端的功率P=-26d Bm-9.5d B-0.5d B-53d B=-90d Bm。满足移动通信室内分布系统工程规范要求[5]。

3.2.2器件分析

在工程上, 基站上行噪声一般要求控制在-120d Bm以下, 上行噪声电平计算公式[4]:

噪声系数NF取值为4;上行增益G取值为50;RBW为LTE制式信号, 取值为20MHz;

基站上行噪声要求控制在-120d Bm以下, 则基站到近端主机间的路间损耗=-47- (-120) =73d B。工程人员可通过衰减器来适当地增大这个路间损耗, 进而为系统设备上行噪声留出更多的余量。

粗波分复用器:其信道间隔为20nm, 技术成熟, 器件成本较低, 信道间隔带宽很宽, 波间干扰问题几乎不存在, 不会对射频上行噪声的叠加做贡献, 其上行每路光载波解调后的射频信号中的上行噪声为-65d Bm~-68d Bm, 符合移动通信室内分布系统工程规范要求[5]。

射频八路功分器:每路理论插损=-10Lg (1/8) =9d B (实际插损9.5 d B) , 每路信号强度为-65d Bm, 则八路射频信号通过功分器后的输出功率=-65-9.5+9.5=-65d Bm, 此说明多路射频通过功分器合路后的上行噪声与实际每路噪声电平几乎一样, 没有造成上行噪声电平的叠加。

3.2.3系统优势

(1) 实现信号多路分配传输; (2) 信号多路分配, 其上行噪声不会对对基站产生干扰, 可克服目前工程用机一拖多上行噪声干扰基站的问题; (3) 只需一条主干传输光纤, 其减少地下光纤光缆铺设, 降低工程组网、施工成本; (4) 不用数字基带处理, 大大降低设备成本; (5) 利用CWDM射频光纤传输技术 (Radio over Fiber) 实现高速大容量通信, 突破数字光模块对调制速率、带宽限制瓶颈, 具有很好的成本控制优势; (6) 对于载波宽带较宽的LTE通信制式具有更明显的成本控制优势、高速率高带宽传输优势及大大降低时延优势。

四、结束语

未来移动通信, 其更多的业务将会发生在室内, 室内高速、高质量的信号覆盖是未来移动通信系统布网的重中之重。本文提出的基于CWDM实现高速LTE无线信号覆盖的低成本室内分布系统组网架构, 其在解决未来移动通信室内信号分布组网研究方面会起到一定的探讨作用, 但更多的设备技术细节问题还需要完善, 设备组网后可能会遇到新的网络系统问题, 需要进一步的网络优化。

参考文献

[1]魏为民, 唐振军.UMB超宽带无线通信技术研究[J].计算机工程与设计, 2008, 第11期:2748~2749

[2]徐坤, 林金桐.大都市网络的解决方案——ROF技术[J].现代电信科技, 2006, 第九期:2~3

[3]程广辉, 刘佳.LTE分布式基站BBU和RRU网络化组网研究[C].2008年中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集

[4]京信通信系统 (广州) 有限公司——室内分布系统工程勘测设计规范[S].2000年7月15日

无线室内分布系统 篇6

1 福职院覆盖解决方案

福州职业技术学院设计方案室外覆盖较为简单, 而室内覆盖采用室内分布式系统覆盖加上室内补点覆盖的方式进行。

1.1 室内分布式系统覆盖

因为它结构比较复杂, 所以一般用于大中型企业的室内覆盖使用。目前, 该技术主要用于酒店、机场、会议中心、会堂等重要场所或中等面积盲区覆盖。一般不用于需求较高数据传输量的场所。

要求:系统设备设计为安装在室内运行。

我们使用终端天线来进行室内覆盖, 下行信号来自覆盖范围内的不同系统基站, 它们首先在多通道滤波合路器中完成合路, 接着这些下行信号穿过耦合器、功分器到达终端天线。为了在一定区域完成信号覆盖, 我们首先在每层楼确定终端天线的位置和数量, 再选用不同耦合度的耦合器来进行功率分配。在某些狭长形状地带场合泄露电缆可以用来替代室内小天线进行施工, 比如地铁、隧道、有厚实水泥墙的长甬道等。

实施中的一些体会:

(1) 一般情况下, 在空旷的没有砖隔墙的会议中心, 我们会使用2d Bi的全向室内小天线, 同时天线口辐射功率调为10d Bm W。这样在天线半径30米范围内, 覆盖信号电平可以达到-75d Bm/WLAN[3]; (2) 如果是在教室、机房等拥有密集隔墙结构的情况下, 我们依然使用2d Bi全向室内小天线, 同时天线口辐射功率调为10d Bm W。因为一般教室分布在走廊两侧, 进深大约8-10米, 在这样的范围内, 教室信号可以达到-70~-85d Bm。一般来说, 天线信号距离教室门距离最好小等于4米; (3) 在分配信号能量分配时, 要尽量做到均匀; (4) 为了保证上行信号有效介入网络, 在设计中, 我们尽量要避免每个天线到基站的回路中出现两个以上的耦合器或功分器; (5) 室内分布式系统覆盖, 适用于会议中心, 教室等接入流量要求不高的场所。特别是礼堂等较为开阔的空间的覆盖, 非常适用于该方案。在布点后的测试环节, 只需要对不满足无线网络良好覆盖的小天线进行简单调整, 就可以达到无线信号良好的覆盖效果。该方案还可以在满足容量和覆盖需求的前提下, 避免AP频率干扰, 降低AP投入。

采用室内分布覆盖, 存在以下问题:

(1) 在一些复杂的环境中, 我们增加或者调测天线的发射角度, 来进行天馈优化, 实施难度大大增加。我们发现有时候综合成本高于增加布放AP的成本。 (2) 如果室内原来没有PHS/GSM/DCS等室内分布系统, 那么新建室内分布WLAN系统成本高于直接布放AP。

1.2 室内补点覆盖

福职院主要使用上述的室内分布系统进行无线局域网覆盖。而该技术如果存在盲区, 要实现盲点覆盖, 会牵扯大量的工程改造, 改动很多现有天线的位置, 同时负载匹配难度也很大。所以我们采用独立的无线接入点去弥补现有盲点, 起到对室内分布系统的辅助作用。这种室内补点的方式在较好满足用户区域覆盖、缓解容量等需求的同时, 大大减少了施工工程量[4]。

适用场景:在整体校园网络室内覆盖时, 由于系统结构设计复杂, 无线信号难免存在盲点。这时采用上述室内分布系统, 在盲点布设独立的WLAN信号源AP, 即可以实现无盲点信号覆盖。这样的方法可以满足校园一些不规则建筑内的覆盖需求, 又增加了机房, 宿舍区存在中度接入流量的需求。

2 使用H3C WSM进行RF覆盖及无线网络规划、构建

2.1 采用H3C WSM无线业务管理器进行网络构建与管理

WLAN网络用户接入非常的灵活同时网络接入的切换具有不可见性, 导致管理员对网管的需求比传统有线网络强烈。同时WLAN网络在接入层网络网络维护工作量很大。原有H3C IMC管理平台能够全面系统的管理有线网络, 现在IMC管理平台内置WSM无线业务管理器, 它被设计用来管理无线网络。这使得用户不用重新选择部署新的网络管理平台, 只需增加一个组件, 即可统一一体化管理无线有线网络。这大大节省了用户的成本与管理的投入[4]。

H3C IMC管理平台被设计成一套跨平台的分布式系统, 它采用组件式的结构, 用户可以自行选择需要添加的组件。我们通过在管理平台中添加WSM无线业务管理器, 拥有了管理所有无线设备的功能。在WSM中, 我们可以添加胖AP、瘦AP、AC设备、移动终端等无线设备, 并对它们进行统一管理。在WSM组件里, 我们可以很直观的查看添加的所有设备的状态, 并对它们进行图形化的配置管理。这大大减轻了用户的维护成本和工作量。

WSM还可以与H3C IMC的其他组件互相配合, 实现无线设备的故障管理、性能监控、版本管理等。使用WSM无线业务构建的校园拓扑图见图3。

2.2 使用WSM进行RF范围、覆盖管理

在现实无线网络部署和维护过程中, 无线信号覆盖管理, 无线设备射频范围, 无线网络扩容规划问题都是我们关注的问题。H3C WSM中可以设置不同的障碍物, 用户可以在拓扑图中精确查看障碍物对射频信号衰减的影响。同时在拓扑图中完全添加现实工程中的障碍物后可以直观查看到当前工程的射频覆盖情况。同时看到射频型号的速率、强度、使用信道等信息, 对分析信号覆盖情况也有很大帮助。

可根据用户的需求, 将虚拟AP加入位置视图拓扑, 并查看信号覆盖范围, 帮助用户在建设或扩容WLAN网络之前, 通过评估具体位置中AP信号覆盖情况, 对AP型号选择和布局进行详细的网络规划。如果需要增加的AP型号和天线系统中没有, 可以自定义增加。用户可以选择手工网络规划或者自动网络规划, 如果信号覆盖情况与预期效果不同, 可根据需要调整虚拟AP的位置、Radio和天线配置, 直到达到预期效果。增加AP计算器功能, 通过设置要求的使用参数后, 自动计算所需的AP数量。

3结束语

文章以福州职业技术学院为例, 先介绍了室外与室内覆盖方式的选择、以及各自的特点, 然后使用H3C WSM无线业务管理器从RF覆盖及无线网络规划、构建几个方面给出网络构建的方案。

参考文献

[1]李光宇.中国联通忻州分公司WLAN项目方案设计和测试[D].北京邮电大学.

[2]李巍屹.利用GSM室内分布系统实现WLAN覆盖[J].电信科学, 2004 (3) .

[3]何熹.基于WLAN技术的楼宇内网络建设方案及其高频电磁辐射测试分析[J].河南教育学院学报 (自然科学版) , 2009 (1) .

室内分布系统的共建共享策略 篇7

室内覆盖系统作为解决深度覆盖、提升用户感受和分流业务量的有效手段, 近年在国内开展了大规模建设。由于目前各运营商的移动通信业务重点领域相似, 室内覆盖系统的建设目标大多重复, 如果由各运营商独立建设, 不但建设协调工作量大, 而且重复建设带来资源浪费也非常严重。在满足运营商网络性能指标的前提下, 通过对室内分布系统进行共建共享, 可有效节约建设资源和时间, 降低对环境的影响, 有助于解决站址资源稀缺场所进入难等问题。

技术可行性

1.工作频率

室内分布系统综合接入多系统频率涵盖CDMA、GSM9 0 0、GSM180 0、WCDMA、T D-S C D M A、W L A N等工作频段, 通常范围800~2500MHz。目前市场上大部分厂家都能提供满足工作频带为800MHz~2500MHz要求的无源器件。

2.系统间干扰

多系统共享天馈系统后, 各系统间存在边带杂散噪声、交调噪声等因素, 引起系统间干扰。

3.系统间功率匹配

多网合一系统由于系统制式、设备以及不同频率无线信号传播损耗上的差异, 会产生多系统功率匹配问题。小型室内覆盖系统往往只有一两个信源接入点, 一般采用1:1的信源配置方式, 低频段系统容易存在功率冗余的情况。中大型室内覆盖系统往往有多个信源接入点, 可以采用低频段系统信源分路后再与高频段信源合路等方式, 充分利用各系统信源功率, 但会增加系统的设计和工程实施难度。

4.有源器件使用

不同系统的工作频率和带宽不同, 并且存在相互干扰可能, 通常有源器件独立使用。

5.合路器插损

多系统合路时需在天馈系统中插入双频或多频合路器, 将造成一定信号功率损耗, 可以通过加大信源功率或增加干放等来弥补。

多系统综合接入解决方案

工程中对合路系统较少的中小规模场景, 可采取宽频合路器进行综合接入, 对于规模较大的复杂多系统合路场景, 一般采用POI进行综合接入, 以更好地抑制多系统间干扰, 同时可提供监控功能, 但采用POI成本较高, 需要使用一定机房资源。

1.集中合路方式

对于合路的系统数量较少的中小规模场景, 可以采取宽带合路器的集中合路方式, 各系统间干扰抑制主要依靠合路器滤波器完成, 可扩展性相对较差, 干扰控制难度较大。

2.POI合路方式

当需要合路的系统数量较多且规模较大时, 可以采用POI合路方式, 具有干扰抑制能力强和可扩展性强的优点。对于特别复杂的多系统合路, 可采用收发分缆方式, 充分削弱杂散、交调等干扰, 控制多系统交调干扰对系统的影响。

应用案例

某省通信大厦地面楼高13层, 地下2层为停车场, 1F为大厅及配电房等, 2F-13F为办公室、通信机房及会议室等, 需实现室内覆盖工程总面积15000m2。要求实现三个运营商多个系统 (中国电信CDMA 1x和EV-DO、WL AN, 中国移动GSM 900MHz、TD-SCDMA、WLAN, 中国联通GSM1800MHz、WCDMA、WLAN) 的综合接入。

综合考虑各运营商各个系统的网络性能要求, 选择POI系统进行综合接入。GSM、CDMA、TD-SCDMA等系统的BBU信源安装于底层电信机房, RRU或微蜂窝信源安装于大楼7/8层弱电间。WLAN部分采用共享AP、共用频点、平均分享空口带宽的方案, 有效克服多运营商WLAN共存时频率干扰问题。如图2所示。

通过干扰分析和杂散分析, 得出, 采用高隔离度POI系统可以将各系统干扰电平降至其他系统干扰门限以下, 确保实现安全共建共享。

工程完工后经过测试, 各系统各项网络性能指标均达到相关运营商建设验收要求。

结论

室内分布系统的设计与研究 篇8

关键词:室内覆盖,信号源,信号分布方式

1 引言

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。特别的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。

2 实现室内覆盖的方法

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。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[2]。实现室内覆盖的技术方案可分为3种:宏蜂窝无线接入方式、微蜂窝有线接入方式和直放站 (Repeater) 。

2.1 宏蜂窝无线接入方式

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。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。

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。

2.2 微蜂窝有线接入方式

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。

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。

2.3 直放站 (Repeater)

直放站 (Repeater) 就是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覆盖盲区。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表1所示。

3 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。信号源的产生主要是通过直放站、增加微蜂窝 (基站) 和增加微蜂窝 (基站) 加直放站3种方式产生的, 如图1所示。直放站做信号源时, 信号源的提去主要通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号;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。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[3]。

信号分布的基本方式主要是无源天馈分布方式、有源分布方式、光纤分布方式和泄漏电缆分布方式。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。有源分布方式通过有源器件和天馈线进行信号放大和分配。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。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。

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。

4 室内覆盖系统的设计

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。室内覆盖系统的设计, 包括微蜂窝系统、传输系统、室内分布系统、电源系统共4部分内容。设计考虑的主要因素: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[4]。场强分布的一般设计标准如表2所示。

场强分布 (室内空间传输损耗模型) :L=PL+10*N*Lgd (米) +FAF

式中, P L为距天线1米处的路径衰渐典型值为30dB。N为同层衰减指数:办公楼中, N=3.25;一般建筑中, N=2.76;商场中, N=2.18。FAF为路径损耗附加值:玻璃的FAF为8dB;隔墙的FAF为10-15dB;预制板的FAF为20-30dB。

在上行信噪比的设计中, 如果基站的白噪声为-120dBm, 为了保证接收机的灵敏度, 需要设置上行增益, 使上行链路的总输入噪声小于-120dBm。如基站输出P=43dBm, 输入到直放站为-40dBm, 即有效路径损耗为83dB, 那么直放站的上行增益设置一定要小于83dB;如只有直放站是有源器件, 噪声系数为5dB, 增益应设为小于78dB。如增益设为80 dB, 直放站总的噪声-115dBm (白噪声+噪声系数) , 在输出口变为-35dBm, 经过83dB的有效路径损耗输入到基站为-118dBm, 大于源噪声-120dBm, 使基站接收机灵敏度降低2dB。室内覆盖所需设备及其参数如表3所示。

通过理论分析, 完成室内覆盖系统的设计, 如图2所示。

一个好的室内覆盖系统应该以最少的设备满足设计要求;不会因增加室内覆盖系统而影响整个网络的性能;应该兼容所有移动通信体制;使用寿命长, 具有远程监控能力, 管理维护方便。

5 结论

目前, 从移动通信运营商的战略眼光来看, 室内覆盖系统对于运营商提高服务水平、增强竞争实力、树立企业形象, 具有不可低估的作用。随着移动通信网络优化工作的深入展开, 室内覆盖系统已经成为一种重要的优化手段运用于网络优化工作中。

参考文献

[1]陈永欣, 谭立强.浅谈室内覆盖系统的测试.无线电技术与信息.2007年10期

[2]梁鹏.室内分布系统设计.电信工程技术与标准化, 2006年27卷1期

[3]张毅.室内无线覆盖系统浅析.山西通信科技.2006年27卷1期

LTE室内分布系统设计流程 篇9

室内分布系统设计流程如下图1所示。

1 收集站点信息

网络规划工程师通过与运营商及相关客户沟通, 获取要求覆盖的位置信息、容量需求, 以及要求达到的服务等级等资料。通过这些资料, 可以大致确定哪些地点可能需要安装室内分布系统。

要根据投诉, OMC分析结果, 寻找网络覆盖的盲区、弱区;对小区覆盖, 在高建筑和话务量忙区等要确定覆盖站点。应确定对哪种建筑物 (如地下停车场、大型超市、写字楼、住宅楼、娱乐场所等) 进行室内信号覆盖, 同时根据建筑物内的人员职业分布情况估算其中潜在的移动用户数量, 从而进一步估算出该场所潜在的话务量。可采用站点估测表进行初步统计, 站点估测表如下表1所示。

对于某个准备建设室内分布系统的具体位置, 正式设计前, 需要收集周围小区的信息, 包括位置、扇区朝向、相对于该位置的方向、设计的容量、当前的实际容量等信息, 以便该位置选用合适的设备和接入方式。比如采用射频直放站作为信号源, 则需要有良好的信号源, 施主基站需要有足够的富余话务量;如果微蜂窝或光纤直放站作为信号源, 则需要确保传输到位。

2 站点勘察

确定了哪些位置需要建设室内分布系统后, 需要对这些位置进行实地勘察, 收集建筑物的楼层分布情况和现有网络的信号分布等信息, 最好能得到大楼的设计平面图。收集的信息主要包括以下内容。

(1) 楼层信息, 包括层数, 是否包括地下室、地下停车场等难以覆盖的区域, 楼内的人员分布情况 (包括工作人员和流动人口) 。

(2) 收集楼内的信号分布情况的信息, 主要包括各楼层接收到的信号来自哪个小区, 信号的强度等, 可直接利用手机或通过测试获得, 对地下室、地下停车场、电梯等场所需要重点关注。

(3) 考察可能的天线安装位置、电缆安装位置, 为选用合适的室内信号分配方式提供参考。

(4) 如果采用射频直放站作为信号源, 还需要勘察施主天线的安装位置。

(5) 为各种可能的天线安装位置进行拍照。

3 设备、接入方式选择

TD-LTE系统主要设备类型为基带拉远型 (BBU?+?RRU) 基站。根据中国移动集团“十二五”规划, TD-LTE主要承载高速数据业务 (>500kbit/s) , 并具备承载语音业务的能力。TD-LTE数据速率覆盖要求如下:在室内单小区20MHz组网情况下, 要求单小区平均吞吐量满足DL40Mbit/s/UL10Mbit/s;若实际隔离条件不允许, 可以按照单小区10MHz、双频点异频组网规划, 要求单小区平均吞吐量满足DL20Mbit/s/UL5Mbit/s/10Mbit/s。

4 容量分析

LTE容量估算的方法不同于传统的容量估算方法, 影响LTE容量估算的因素较多, 包括环境、多天线技术、干扰消除、调度算法、设备性能等因素, 因此不能简单地利用公式来进行计算。目前, 业界主要通过系统仿真和实测统计数据的方法获得各种无线场景下、网络和UE各种配置下的小区吞吐量和小区边缘吞吐量;在实际规划时, 根据规划地的具体情况, 查表确定LTE的容量。

5 传播路径损耗分析

对于室内分布系统覆盖的各个区域, 需要分析一下前期初步估计的天线的覆盖情况, 此时需要利用室内信号的传播模型, 对传播路径损耗进行估算。

在TD-LTE中, 不存在电路域业务, 只有PS域业务。不同PS数据速率的覆盖能力不同, 在覆盖规划时, 须首先确定边缘用户的数据速率目标。不同的目标数据速率的解调门限不同, 导致覆盖半径也不同。TD-LTE在进行覆盖规划时, 可以灵活地选择用户带宽和调制编码方式组合, 以应对不同的覆盖环境和规划需求。由于TD-LTE系统采用了OFDM多址接入方式, 不同用户间频率正交, 使得同一小区内的不同用户间的干扰几乎可以忽略, 但小区间的同频干扰依然存在, 不同的干扰消除技术对小区间业务信道的干扰抑制效果不同, 从而影响TD-LTE链路预算。此外, 不同的多天线传输方式会带来不同的多天线增益, 而较高的频段也会带来相应的传播损耗。这都使得TD-LTE的链路预算相比较于2G/TD-SCDMA有较大的差别。表2为TD-LTE室内覆盖系统 (E频段) 的链路预算表。

在当前指标要求下, 根据理论计算出的TD-LTE室内分布系统最大允许路径损耗与TD-SCDMA基本相同, 且实际工程设计中, TD-SCDMA室内分布系统规划中已经考虑了为E频段引入预留的覆盖余量需求, 因此可基本参照现有TD-SCDMA系统进行天线点间距设置。

(1) 无遮挡环境, 如地下停车场、候机厅、购物商场、大型超市等, MIMO天线情况下, 覆盖半径按10~16m取值。

(2) 有多隔断遮挡环境, 如写字楼、住宅楼、娱乐场所等, MIMO天线情况下, 覆盖半径按6~10m取值。

6 功率分配预算

根据前期测试得到的现有网络对室内区域的覆盖情况, 以及传播路径损耗分析得到的信号衰减情况, 可以估算出室内分布系统满足室内区域覆盖所需要的发射功率。

TD-LTE室内分布选用BBU+RRU作为信源, TD-LTE单通道20M带宽的发射功率按37dBm (20W设备, 4载频) 计算。

7 切换规划

室内分布系统小区切换区域的规划建议遵循以下原则。

(1) 切换区域应综合考虑切换时间要求及小区间干扰水平等因素设定。

(2) 室内分布系统小区与室外宏基站的切换区域规划在建筑物的入口处。

(3) 电梯的小区划分:建议将电梯与低层划分为同一小区, 电梯尽量使用与电梯同层小区信号覆盖, 确保电梯与平层之间的切换在电梯内发生。

8 系统方案设计

根据前期选定的信号源和接入方式、传播路径损耗分析和功率分配、天线的安装位置和走线位置、功率分配方案等信息, 形成最终的设计施工方案。施工方案中应包括:系统框架图、天线位置分布图、所使用的分路器和耦合器等器件的种类、所使用的馈线种类、天线型号、选择基站主控单元和分布单元的类型等。经过运营商和业主确认后, 进入工程施工。

接下来进行参数规划。参数设置的目的是使手机进入建筑物内部以后, 保证其在大部分时间内占用室内分布系统的信号, 因此它的参数设置必须结合周围的无线环境和周边基站的性能进行。还要设计室内分布系统的安装布线。分布端的主馈线应由信源引出, 通过线井分别铺设至各层, 各层分布的馈线走吊顶上方线路。竖井和平面所使用的馈线应用扎带扎紧, 防止电缆自重拖动接头。馈线弯曲应严格符合最小弯曲半径要求, 馈线布放应严格按照弱电桥架走线。所有器件均要良好固定, 做到美观整洁, 不影响大楼整体形象。

参考文献

[1]张传福等.TD-SCDMA通信网络规划与设计[M].北京:人民邮电出版社, 2009

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