室内分布系统（通用10篇）
室内分布系统 篇1
摘要：本文主要对多网合一的室内分布系统进行研究和设计, 并对系统间的干扰问题进行了分析, 提出了根据应用而区别对待干扰的设计理念。
关键词：多网络,室内公布,设计
1 概述
伴随着城市日新月异的发展, 高层及地下建筑的不断增加, 室内信号覆盖已不能满足人们的正常通话。室内分布系统无疑是最好的解决方案。互联网、物联网的概念逐渐为人们所熟识, 带宽大的有线传输接入室内, 多网络室内分布系统的设计需求也应运而生。室内的无线类型有多样, 如现在正在流行的2G、3G、WLAN、室内无线广播CMMB, 以及未来将要开通的TD-LTE。这些网络类型覆盖都需要解决。本文主要对多网合一的室内分布系统进行研究和设计, 并对系统间的干扰问题进行了分析, 提出了根据应用而区别对待干扰的设计理念。
2 多网络室内分布系统的频段管理
中国国家无线电管理委员会严格规范了无线网络的频段使用, 从而使各系统尽量避免来自其他无线信号的干扰。目前在使用中的高频无线网络有TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000、GSM、CDMA、WLAN、CMMB等, 未来将会使用LTE系统, 各系统在中国的频段划分见表1。由于低频段具有较好的绕射性, 衰减小, 因此可以深入到室内较深的地方。因此往往只需要局部室内系统覆盖。但是伴随系统制式的增多、相同系统的不同频段各自组网导致杂散干扰、谐波干扰难以避免。为了减少干扰影响, 可以通过器件的选择, 设计的优化等来实现。
3 室内分布系统设计
由于频段高的系统在穿透建筑物时衰减较大, 因此对于高频段的设计可以采用小功率、多天线的室内分布系统设计。对高层或地下等室外信号无法到达的区域, 实现无盲点的室内覆盖。同时, 数字电视因其“天地一体”的技术特点, 可以利用S波段 (1.55~3.4 GHz) 卫星及优质的U波段 (470~798 MHz) 地面覆盖网络通过室外信号实现对室内的较好覆盖。因此有时只需要对覆盖能力不足的电梯、地下等区域加以补盲。WLAN系统的热点覆盖特点, 使它承担了大速率热点覆盖的需求并可在较特殊的场景下分担移动通信网络的数据压力, 改善用户体验。因此, 往往在局部布放具有明确的覆盖区域目标。综上所述, 多网合一的室内分布系统设计应根据实际情况, 准确地确定天线位置, 采用灵活的室内布线方法, 合理引入信源位置, 并充分预估未来其他系统的合路需求, 对系统功率、容量等方面预留冗余, 从而确定最优的设计方案。多系统有源分布系统如图1所示。
3.1 合理的覆盖范围设计
根据运营商市场部的调研, 网络部的分析, 以及用户投诉情况, 对覆盖不足的场所进行现场勘测, 对室内外进行测试, 并由测试结果分析得出室内分布系统的覆盖范围。
3.2 准确的天线位置及天线口功率设计方法
对于室内天线的布放, 应该根据室内的传播模型以及穿透损耗来确定。通常室内环境下采用Keenan-Motley室内传播模型, 模型公式如下:
其中, PL (d) 表示距离d处的平均路径损耗, PL (d0) 表示距离d处的自由空间传播损耗, d为接收端与发射端之间的距离, d0为参考距离, n为路径损耗系数。
自由空间传播的损耗公式如下:
由上面的公式可以得出, 在距离相等的条件下, 频率越高, 路径损耗也就越大, 同时, 由于绕射能力的差距, 导致高频信号穿透障碍物的能力也较差[1]。因此, 频率较低的信号在室内具有更强的传输能力, 影响了不同系统的室内天线覆盖能力。
另一方面, 不同系统对信号强度的要求也不相同。如WLAN系统因其高通信速率要求, 往往对接收信号强度限制在-75 d Bm以上, 从而进一步增加了系统间室内覆盖能力的不均衡性。对于确定的覆盖区域, 根据各系统的路径损耗特性可以初步确定天线位置。现场的场强模拟测试可以得出信号在室内不同复杂环境下的传播特性[2], 准确定位室内天线的位置和天线口功率, 适当收缩过覆盖的天线口功率, 不但可以减小系统的功耗, 而且有助于抑制系统间干扰, 提升数据的传输速率。
3.3 灵活的室内布线设计方法
多网络系统的室内布线系统设计可简单归类为以下四种方法。
(1) 共缆的系统设计方法
该方案必须注意系统间干扰问题的避免。如在TD-SCDMA A频段与CDMA (3G频段) 之间设立隔离频段减少干扰;协调移动GSM900下行和联通GSM900下行使用频点, 避免互调干扰落入联通GSM900上行频点;协调移动GSM1800系统下行与联通GSM1800系统下行使用频点, 避免互调干扰落在移动TD-SCDMA频段;同时需做好监控, 关注TD-SCDMA带来的干扰。
(2) 上下行分缆设计方法
这种方案使用较少, 对于特别复杂的系统, 可以采用上下行分路的POI合路方式, 以控制多系统交调干扰对系统的影响。
(3) 具有多流系统的多路布线设计方法
如LTE系统实现100 Mbit/s以上高速的数据通信速率, 会要求多流的系统设计。反映在布线设计上, 要求多路系统设计合理配置各路信号才能充分降低系统间干扰。
(4) 各系统分别布线的设计方法
在实际建设中, 综合考虑投资成本、业主协调、工程实施、后续维护、系统演进等多种因素, 有时也需要有独立的布线设计。总体而言, 综合考虑建设需求、系统干扰等方面的室内布线方法才是优秀的系统设计。
3.4 合理的信源接入位置设计
多种网络的信源覆盖范围要求不同, 区域覆盖能力的也各不相同。GSM系统尽量在室内减少信源的数量, 通过干线放大器及光纤直放站来扩大覆盖范围。CDMA系统可通过灵活的多信源设置有效减少有源器件对干扰的放大。WLAN系统因其大速率的传输要求, 使其AP信源更靠近天线端。CMMB室外信号因覆盖能力强并且系统内干扰较小, 往往只需要对室内部分区域进行覆盖。合路位置的选择也是系统设计的关键点之一。信源接入位置的设计如图2所示。可以看出, 根据系统特性、现场环境实现的接入位置选择, 可以极大地优化分布系统的设计, 从而避免僵化的设计造成系统性能下降。
3.5 具有冗余的系统设计原则
由于我们无法对未来的系统合路给出明确的判断, 因此在目前的室内分布系统中, 在设计中留出适当的功率以及贷款, 为以后的合路打下基础, 可以缓解因加入合路器造成的衰减增大, 或由于其他系统的引入导致的干扰增强。
4 多网络室内分布的干扰抑制
系统间频率和制式的不同, 使得系统间干扰影响分析成为多网络室 (上接200页)
另外
因而miÁnAx-b=bÁ。于是推出A bÁ是Ax=b的最小二乘解。从而线性方程组Ax=b的所有最小二乘解可表示为
及xÁ=?ÃÂbÂÁxÁÁ, 知A bÁ是满足AxÁ-b=miÁnAx-b的解中的最小长度解。
5 矩阵的Fitting分解
矩阵的Fitting分解将矩阵分解为可逆部分和幂零部分的直和。
5.1 矩阵的Fitting分解
定义5.1.1对n阶矩阵A, 若存在正整数k³1满足:AÁ=0, 则称A为幂零阵。
幂零。
定理5.1.3 (Fitting分解) 设AÎFÁÁÁ, 则存在可逆阵T使得
其中D为可逆阵, N为幂零阵。
证明:对n用数学归纳法。当n-1时, 显然。假设A的阶数小于n时结论成立。下面证明当A的阶数是n时结论仍然成立。
若A=0或A可逆, 结论显然成立。
若ÁÂÁÂÃÄ (Å) ÁÁÃ, 设A的等价分解为A=Pdiag (EÁ, 0) Q, 其中P, Q可逆。令
由归纳假设, 存在可逆阵P1使得Q1=PÁdiag (D, NÁ) PÁÂÁ, 其中D为可
内分布系统建设的先决条件, 因此系统间干扰抑制是多网络室内分布系统设计的重点考察因素, 有很多文章分析各系统间的干扰抑制条件。
多系统间的干扰包括有阻塞干扰、杂散干扰和互调干扰。其中阻塞干扰可以通过调整不同系统的天线间距或通过共天线的手段去除。而杂散干扰主要影响频段相近的系统之间如CDMA800下行对GSM900上行的干扰, TD-SCDMA A频段对cdma2000频段上行的干扰, 包括TD-LTE与WLAN之间的干扰影响。互调干扰来源于谐波的影响, 往往需要小心处理, 如:中国移动GSM900下行低端频点与中国联通GSM900下行高端频点互调, 对中国联通GSM900上行的干扰;中国移动GSM1800下行低端频点与中国联通GSM1800下行高端频点互调, 对TDS-CDMA的干扰。
降低干扰源的方法多样, 可以采用空间隔离、频点调整、加入滤波器、降低天线发射功率、提高器件性能等方法, 但随着分布系统复杂性的增加, 干扰往往难以完全避免, 尤其是不同终端的相互干扰缺少有效的控制手段。
在系统的设计中, 应优先保证语音类等高实时性业务的网络质量, 对于数据类或实时性不强的网络应用应允许一定概率上因数据在空中接口的相互影响, 而造成误码、数据重传等问题。另外, 在室内分布系统的整体设计上可以综合考虑造价、工程可实施性等因素, 得到可接受的多网络室内分布系统。
结束语
多网络室内分布系统的设计因系统间的分布特性及相互影响, 导致天线布放、室内布线、信源设置受多方面因素影响。基于多种网络特点的室内分布系统设计思路是本文重点讨论的问题, 同时, 对于多系统间的干扰抑制, 本文也提出了根据其应用特点区别对待的设计思路, 具有较高的工程可实施性。
其中QQÁÁÁÂ=PÂÃÂQÁ, 令T=Pdiag (PÁ, E) E00E00-DÃE0ÁQÂÁ, N=N0ÁQ0ÂÂ
则A=Tdiag (D, N) TÂÁ由N1幂零及引理5.1.2知N幂零。
5.2 矩阵Fitting分解的应用
下面我们利用Fitting分解给出矩阵Drazin逆的存在性与唯一性的证明。
定义5.2.1设AÎCÁÁÁ, k=Ind (A) , 若XÎCÁÁÁ满足
称X是A的一个Drazin逆, 简称D-逆。
定理5.2.2设AÎCÁÁÁ, 则A的Drazin逆存在且唯一。
证明:若A可逆, 易见A-1是A的唯一的Drazin逆。若A不可逆, 设A的Fitting分解为
A=Pdiag (D, N) PÂÁ则容易验证Pdiag (DÂÁ, 0) PÂÁ是A的Drazin逆, 并且在A的Fitting分解给定的情况下, A的Drazin逆是确定的。因此, 为了展示A的Drazin逆是唯一的, 只需证:对于A的任意两个Fitting
分解A=PÁdiag (DÁ, NÁ) PÁÃÁ=PÂdiag (DÂ, NÂ) PÂÃÁ均有PÁdiag (DÁÃÁ, 0) PÁÃÁ=PÂdiag (DÂÃÁ, 0) PÂÃÁ,
事实上, 由PÁdiag (DÁ, NÁ) PÁÃÁ=PÂdiag (DÂ, NÂ) PÂÃÁ得ÁÂÃÁÁÁÂÃÄÅ (ÆÁÁÇÁ) ÂÂÃÄÅ (ÆÂÁÇÂ) ÂÁÃÁÁÁÁ
6 结论
本文归纳和总结了矩阵分解的类型及其相关的理论应用, 把矩阵分解大致分为等价分解、三角分解、谱分解、奇异值分解和Fitting分解等五类, 在证明过程中注重理论的前后衔接。在很多实际工程问题中, 矩阵分解都具有很大的优势, 但因作者水平有限, 本文仅仅只是略提了一下有关矩阵分解在许多实际工程方面的应用, 以后可以做更深一步的研究。
参考文献
[1]罗家洪.矩阵分析引论[M].广州:华南理工大学出版社, 1998.[2]苏育才, 姜翠波, 张跃辉.矩阵理论[M].北京:科学出版社, 2006.
[3]张显, 仲光苹, 高翔宇.系统与控制中的矩阵理论[M].哈尔滨:黑龙江大学出版社, 2011. (下转270页)
室内分布系统 篇2
甲方：
法定地址：
联系人：
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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）：
室内分布系统 篇3
数据业务是3G网络承载的主要业务,而目前数据业务大的吞吐量还是由上网本或者是采用移动终端连接上便携式电脑使用所产生,真正直接用手机上网的吞吐量还不大,由于上网本的“移动性”不强的特点,故大部分EVDO数据业务大部分来自于室内,比如主要办公场所、商场、机场、车站等人流量大且业务使用时相对静止的场所。
相对2G而言,EVDO对无线环境的要求更高,室内的覆盖特点是损耗比较大,传播空间复杂,容易泄漏,高层室内导频污染情况比较严重,靠室外基站的穿透性覆盖室内很难满足要求,因此室内分布的覆盖对3G而言尤为重要,针对性地控制室内信号覆盖,使覆盖均匀,防止泄漏和导频污染,克服主要的覆盖问题,从而提高用户上网速率改善用户感受。
3G室内分布规划的注意事项
目前主要的室内分布覆盖问题,如泄漏、导频污染、RSSI异常等都与室内分布的规划有着一定的关联。
由于物业协调、美观等客观原因,室内分布的施工不一定能根据信号覆盖设计时理想化的需求布放来做,所以首先要了解施工受限的情况,设计时要充分考虑条件受限情况范围内的覆盖,选择合适的天线布放位置、选用合适的天线类型、根据无线传播特性设计好合适的天线口功率等优化手段有效控制好覆盖。
在设计时,根据具体室内分布的特点,选择合适的元器件和布放位置很关键,尤其是选用合适的天线类型。比如大型写字楼,窗户一般比较大,玻璃材质,损耗小,如果采用普通的全向吸顶天线,太靠近窗户,容易泄漏,太远,窗户边又不能很好地压制室外的信号,极易造成导频污染,如果施工允许,可以在靠窗的位置选用定向的吸顶天线,朝着室内方向辐射。其它元器件的选择也很重要,例如根据不同馈线、耦合器、功分器的损耗特性选择合适的型号。
设计时一定要计算好各种介质、墙体的损耗,需要覆盖的地方要克服损耗,防止泄漏时要充分利用好损耗。室内墙体的材质比较多,不同的材质损耗不一样,所以在RRU和干放的功率设置时要充分考虑损耗,同时要考虑上下行的平衡,有效控制好覆盖。
3G室内分布存在的主要覆盖问题和优化措施
1.室内分布RSSI异常和优化方案
RSSI异常会导致接入困难,掉话率升高,对EVDO数据业务而言,相当于C/I的I变大,即C/I减少,也就是说数据速率会受到很大的影响。
RSSI异常表现为以下三种情况:
◎RSSI过高(长期高于-95dBm)
◎RSSI主分集差异大(主分集差异大于6dBm)
◎RSSI偏低(RSSI长期低于-120dBm)
新建室内分布开通后,从OMC上监控RSSI,发现RSSI异常现象比较普遍,某局开通的40个室分中,有18个RSSI较长时间大于-85dBm,室内分布RSSI异常的原因很多,不同的原因有不同处理办法,主要是要掌握处理的一般流程。
图1室内分布RSSI处理的一般流程
通过如下一个比较典型的室内分布处理案例来了解处理思路及过程:
(1)首先,利用凌晨时间中断室内分布系统与RRU的连接,即只保留BBU+RRU,观测1个小时,RSSI恢复正常,说明,BBU+RRU没有问题,问题出现在室内分布系统内。
(2)连接上室内分布系统与RRU后观察RSSI,又恢复异常状态,保持在-73dBm左右,保留一层楼的室分(这层楼里的室分部件种类最全,直接接到RRU上),关闭其余各层楼室分,逐一重新拧紧所有室内馈线接头,未见RSSI异常现象改善,说明接头连接没有问题。
(3)通过以上的排查,只剩下对室分系统内的元器件的排查了,这些元器件既含有有源器件,也有无源器件,一般情况下,有源器件比较容易出现问题,决定先从有源器件排查入手,即排查干放,在去掉干放的情况下,观察系统RSSI值,发现有明显的改善,恢复到-100dBm左右,回到正常范围内,也就是说问题发生在干放上。
(4)查看干放类型是 SGR-R331C-2,是2W的干放,此种类型的干放修改参数需要用笔记本连接上干放,参数设置界面:
关键的参数就上下行的输入/输出功率,问题很可能就是参数的设置和实际输入/输出功率不符导致,根据设计文档,干放下行输出功率是2W,即33dBm,干放增益33dB,也就是说干放的下行输入功0dBm,所以这款干放的下行输入功率一般要求-10dBm~0dBm,用功率计测试实际下行输入功率1W,远远超过干放输入功率范围,为保证干放的输入功率一般要求-10dBm~0dBm范围内,为保证干放前端的正常覆盖,不能过多地调整RRU的输出功率,于是在干放输入端加衰减器,接上衰减器后,干放的输入功率调整到-5dBm。为保持上下行的平衡,下行功率一般比上个功率大3~5dB。上行最大增益设置为“0”,明显错误,修改为“20”,观察1个小时的RSSI,保持在-98dBm,恢复到正常范围内。问题得到解决。
当然还有很多情况会导致室分RSSI异常,比如接头松动,馈线、耦合器、功分器问题等等,需要在日常维护优化时及时处理,总结经验。
2.信号泄漏及优化
由于设计不合理或者安装方面的限制,个别天线太靠近窗户或者门口,没有考虑好墙体材质的损耗,个别天线的功率设置不当,造成室内信号泄漏严重,使软切换增多,影响室外的掉话率。
首先要从室分的设计着手,结合室分的具体建筑结构,仔细计算每个点的覆盖,即规划好每个天线的安装位置,室分覆盖大部分采用吸顶天线,不容易控制覆盖的方向,要仔细计算好吸顶天线到门窗的链路损耗,尤其1~5楼靠门窗的天线口输出功率设置。
工程完成后,不但要测试室内信号的覆盖情况,也要围绕室内分布建筑物30米内做详细的泄漏测试,一般情况下,室外10米处接收电平强度要小于-85dBm,而优化的过程中,发现个别室内分布在室外30米远接收电平有-65dBm高,对于泄漏的室分信号,及时处理。
在已经安装好的情况下,无线参数优化也是有效控制泄漏的一种办法,主要是优化室分信道功率的设置和RRU、干放功率的设置,即大都采用降低功率,拆除部分天线、加衰减器的做法降低室内的信号,避免泄漏,但是,这样造成的恶果是室内信号的强度下降,EVDO高速率赖以SINR高的无线环境被破坏,造成DO速率下降。另外,室内信号减弱,室外的信号没有改变,相对而言导频干扰程度变大,导频数量的增多,直接导致DO速率的下降,众所周知,DO的性能里,更需要关注用户的实际感受。
正因为吸顶天线的覆盖方向难控制,安装的位置特别重要,如果是安装在门窗等容易泄漏的地方,很容易造成对室内分布系统信号对室外小区产生干扰。为了有效地控制信号的覆盖方向,建议采用小功率的定向天线,如果条件允许,可以在靠门窗的位置安装定向天线,让信号往室内方向辐射,选用的定向天线的前后比高的天线,加上利用墙体阻挡,可以有效地防止室内信号的泄漏。
3.高层室内分布导频污染及优化
高层室内分布导频污染主要是由于多个室外导频信号从较远处覆盖过来,一般情况下,市区内的站点天线一般不能过高(不高于30米),即低于高层,而大多数天线的上旁瓣没有很好的抑制,室内天线一般都有设置较大下倾角,故上旁瓣就会向上或者水平方向自由空间传播比较远。这些过远飘过来的信号不稳定,高层室内门窗处极易造成频繁地切换,从而导致掉话,当导频数量超过3个,且信号强度相差不大时,DO上网速率都比较低。还有一个大家比较容易忽略的是天线的前后比,前瓣下倾,自然后瓣上倾,如果天线后方有高的建筑的话,前后比不高的天线也是造成高层导频污染的一个重要原因,
从造成的原因上来说,抑制室外信号强度,加强室内分布信号的强度是主体思想,首先要控制好室外信号的覆盖,一般通过压低室外天线的下倾角,调整天线方位角,减低天线挂高等优化方法,天线选型方面,室外基站天线尽量选用上旁瓣有抑制功能且前后比较大的天线,室内天线据上面所述,选用小功率的吸顶定向天线能比较有效压制室外信号的相对强度。另外要注意天线辐射方向的反射,避免反射引起的导频污染,如市区内很多建筑表面是玻璃,很容易形成大的反射面,增加对高层室内的导频污染。
异频覆盖和交叉硬指配是目前处理高层导频的常用办法。在频点够用的情况下,将高层楼宇DO服务载频与周边宏基站的DO载频不同,使用纯净的异频信号来覆盖楼宇内部,从而避免了室外基站的同频干扰。这种情况下,不可避免会发生异频(硬)切换,需要用伪导频进行过渡。
3G业务对无线信号提出了更高的要求,而室内分布又具有独特的无线环境,从目前主要存在的问题看,优化的关键是根据室分具体情况进行详细的规划设计,运用一定的优化技术手段尽量克服泄漏和导频污染问题,日常维护优化时及时处理象RSSI异常等问题,才能更好地保证用户的3G业务感受良好。
室内分布系统的共建共享策略 篇4
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 篇5
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-offsetPA（其中的Apower-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。
CDMA室内分布系统问题研究 篇6
随着移动通信的发展以及资费的下降，移动电话已经成为人们通信联系的主要手段。移动通信网络做到室内、室外、地上地下、各种场所均覆盖是吸引用户的必要条件，解决机场、酒店、写字楼、大型商场等具有极高话务量区域的室内覆盖问题，也是提高用户体验、增强用户忠诚度、树立运营商移动网络品牌形象、提升运营商竞争力的最重要方法之一。
对此积累CDMA室内分布系统建设的经验，应用现有成熟的关键技术，打造适合国内场景应用的CDMA室内覆盖综合解决方案，是运营商以及设备厂商密切关心的问题。以下从工程建设以及优化设计等角度初步讨论一下CDMA室内分布系统中的若干关键技术和重要问题。
2 BBU+RRU
CDMA无线系统网络建设中中最小的节点，也是最重要的节点———“基站”的安装位置、环境、布线等永远是网络部署时最复杂的事情。
通常室内分布系统采用电缆的电分布方式，而BBU+RRU方案则采用光纤传输的分布方式。基带BBU(Building Baseband Unit室内基带处理单元)集中放置在机房，RRU(Remote Radio Unit远端射频模块)可安装至楼层，BBU与RRU之间采用光纤传输，RRU再通过同轴电缆及功分器(耦合器)等连接至天线，即主干采用光纤，支路采用同轴电缆。BBU+RRU提供灵活多样的安装方式，成为机房面积紧张、多站共址应用的最佳解决方案。例如BBU可以放置在大厦的弱电井中，通过光纤拉远RRU至各楼面，从而大大降低机房租赁费、空调电费等开销，为运营商节省设备投资成本和后期运维成本。
部分国外厂家已经研制出IEC等级符合长时间安置于室外的BBU+RRU产品系列，能保证在不占用建筑物房屋空间的条件下，利用天面空余位置安置BBU和RRU，进一步降低了建站谈址难度和压力，这对改造旧有建筑加载室内分布系统来说，提供了良好的工程基础，相比传统的MicroBTS方式，能更快地落实网络覆盖问题。
3 室内分布网络优化
CDMA的网络优化是一项全程全网的整体概念，涉及到包括核心侧、无线接入侧(室外宏站，室内分布系统)等各方面的网元。落实到我们本次关注的室内分布系统上，网络优化主要涵盖切换设计、导频功率设计与调整等方面的技术。
3．1切换设计
考虑到现网室内分布系统中的用户投诉的问题之一，集中在室内分布系统特殊场景区域的切换问题，对于这些投诉和相应的优化调整措施，我们结合以往的投诉处理和优化经验常作如下考虑。
3．1．1室内大堂出入口的切换设计
为避免室内信号泄漏到室外，在室内大堂出入口合理布局天线位置，天线口功率合理分配，必要时采用定向天线向室内覆盖，或采用小功率多天线的“滴灌覆盖技术”，防止室内信号过多外泄。
3．1．2室内进出电梯的切换设计
室内进出电梯的切换设计受楼层高度影响较大。
(1)小型楼宇(10层以下)：在电梯井上部，采用定向天线垂直向下，直接覆盖电梯天井。
(2)中型楼宇(10～20层)：在电梯井内每隔几层楼装一个小定向天线垂直覆盖电梯井。如果楼宇由两个扇区覆盖，建议采用低楼层扇区信号覆盖电梯井的方法，低楼层到一楼电梯出口处，终端处在同一扇区，不发生切换。
(3)高层楼宇(20层以上)：建议电梯内引入两个小区信号，采用分段方式覆盖，电梯运行过程中，在电梯内完成两个小区的软切换。此外，还可以采用泄露电缆方式进行信号覆盖。
3．1．3高层室内窗口处的切换设计
高层室内窗口处的切换设计主要从以下两方面考虑：
(1)高层窗口处室外小区信号进入室内较多，存在导频污染和乒乓切换，容易掉话。高层室内小区在窗边的天线口导频功率设计应该比室外小区进入室内的信号高5dB的余量，以抑制高层室内小区与室外小区的切换。
(2)采用合理的切换策略，设置合理的切换参数，尽量避免在室内通话时与室外进来的信号进行切换，也可以通过在靠近室内边缘处安放小功率天线，使切换区域发生在窗外。
3．2高层导频污染优化处理
高层建筑由于其高度和周围相对低矮的物理环境，造成高层窗边无线传播环境较好，手机能够收到的导频信号数量较多且强度相当，无法形成主控信号，即使建有室内分布系统，室内导频信号在众多干扰信号作用下，也难于形成保证通话质量的主导频信号，从而引起呼失败、掉话、通话质量差和数据传输速度慢等现象，被业界称之为“高层导频污染问题”。高层导频污染不仅影响了用户通信质量和主观感受，也关系到未来CDMA网络的发展。
3．2．1优化处理思路
解决室内分布系统高层导频污染问题的思路主要是从产生高层导频污染的根源着手，找出相对应的解决方案，对症下药。总的来说，解决思路主要分为以下三大类：
第一类：已有室分系统的室外宏站优化。主要适用于已建设室内分布系统的高层楼宇，但仍有高层导频污染问题，以调整室外导致导频污染的基站为主，抑制室外导频污染信号、增强室内信号为原则。
第二类：室内分布系统整改优化。适用于有室内分布系统，但室分系统信号不能形成主导频且通过室外宏站调整仍不能解决问题，需要对现有室内分布系统进行整改。
第三类：室内异频解决。适用于有室内分布系统，但仍有高层导频污染问题的楼宇。如果再调整室外宏站信号和完成室内分布系统整改后依然无法有效解决问题，则建议采取室内采用专用频点结合伪导频方式来解决。
3．2．2优化处理方法
以下是结合实际室内分布系统总结归纳的主要解决方法：
(1)减少室外基站间覆盖重叠范围，合理规划室外宏站位置，避免各基站覆盖边界出现多次重叠。
(2)避免基站出现越区覆盖的情况，站址过高的室外宏站，结合周边室内分布系统的配置情况，收缩覆盖范围。
(3)通过调整天线方位角、俯仰角以及基站发射功率，在导频污染的区域增强主服务小区信号强度，降低其它小区信号强度，对于室内分布系统的窗边区域坚持以室内导频为主导，室外导频补盲的原则。
(4)通过RRU，光纤直放站等方式加强导频污染区主服务小区信号强度。
(5)结合用户分布情况，对室内分布系统进行局部整改，保证室内导频信号的主覆盖。
(6)结合周边区域宏站以及室分系统的PN分布情况，设置伪导频或专用频点。
在实际工作中，需要结合实际，具体问题具体分析，找出最适合的方法来解决不同原因导致的导频污染。
4 总结
CDMA室内分布系统，作为服务CDMA手机用户的一个重要网络组成部分，对于提升用户整体感知有着至关重要的作用。结合合理有效的室内分布建设方案，运营商能够以较低的成本实现对于目标用户区域的良好覆盖和接入服务，其中各类新技术和新设备均成为网络建设阶段落实站点的必要基础。后期针对网络环境的专项优化措施，能从用户体验角度，有效提升诸如接通率、掉话率等关键性网络指标和通信使用感受。实现有效吸收话务，提升CDMA网络服务能力的运营目标。
参考文献
[1]中国电信.CDMA网络高层导频污染优化方案[R], 2009.
[2]CDMA导频污染问题的优化解决方案[J].百度文库.
[3]吴志忠.移动通信无线电波传播[M].北京:人民邮电出版社, 2002.
LTE室内分布系统设计流程 篇7
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
多系统室内分布共建共享的应用 篇8
多系统室内分布共建共享指在同一建筑物内采用多系统合路共用室内天馈分布方式实现多个制式移动通信系统的室内信号覆盖。
多系统室内分布系统共建共享相对于传统多网室内覆盖 (各个系统单独建设室内分布) , 多系统室内分布系统共建共享具有以下优点: (1) 一次布放, 施工工程简单, 组网结构简单, 易安装维护且美观; (2) 综合造价低廉, 共用天馈分布, 减少重复建设; (3) 系统可扩展性强, 升级改造周期短。
二、多系统室内分布合路的选择
多系统合路共用室内分布系统为多系统室内覆盖的主要方法, 根据覆盖场景及合路系统的数量, 可以采用不同的合路方式。对于合路系统较少的中小规模场景 (如:酒店宾馆、写字楼、住宅楼等) , 可以采用多系统频段合路器来共用室内覆盖系统;对于合路系统较多的复杂场景 (如:地铁、机场、大型场馆等) , 建议采用POI构建的室内覆盖系统。
2.1合路器 (多系统频段合路器)
合路器用来将多个通信系统 (如:GSM900、DCS1800、WCDMA、WLAN等系统) 的发射信号互不干扰地合成一路输出, 同时将在同一路中的接收信号互不干扰地分配给各个系统端口。根据合路器接入系统数量的多少, 又可分为两频合路器、三频合路器或四频合路器等, 分别如图1和图2所示。
2.2POI (多系统合路平台)
多系统接入平台, 又称POI, 其英文名称:Point Of Interface, 它是在多系统共享分布链路中, 将多路移动信号下行合路输出, 接收上行信号分路输出至相应接收机的一种设备, 如图3所示:
根据应用场景不同选取任意两个频段或多个特定频段进行合路和分路, 完成若干系统的分布共用, 达到充分利用资源、节省投资的目的。其主要作用是提供不同系统间的隔离和分合路, 解决系统之间的发射干扰和防止接收路径引入的阻塞, 并可有效改善信源的传输互调指标。
根据收发天线形式的不同, 可以将POI系统分为以下几种类型, 如表1所示:
2.3合路器和POI的比较 (如表2)
三、多系统室内分布电磁干扰分析与抑制
多系统合路需要注意的一项关键因素是多系统合路造成的相互干扰。
多系统室内分布的共建共享使得其单个系统的杂散、互调干扰在其带外产生某个或某些频率的发射, 对频谱的其他系统和用户造成干扰, 使其接收灵敏度降低, 减小系统覆盖范围, 相应影响系统通信质量, 严重时将阻塞系统接收, 造成系统瘫痪, 形成阻塞。
根据造成的后果干扰一般分为杂散干扰、互调干扰、阻塞干扰。
3.1各系统允许的干扰容限
系统允许的干扰容限是指在被干扰系统的频谱上迭加一个比它低7d B的干扰信号, 其接收机灵敏度恶化0.8d B基础上所允许最大干扰信号电平值。根据原系统的噪声情况和基站的噪声系数, 结合允许的最大干扰电平增量, 可得到各系统的干扰容限表, 如表3所示:
3.2杂散干扰分析
杂散干扰指必要带宽之外的某个或某些频率的发射, 对频谱的其他用户造成干扰, 杂散干扰主要是指由于发射机的滤波特性不好, 而使一些两次和三次谐波分量在发射机输出, 产生杂散辐射信号。
下表为各系统在带外的杂散指标:
(1) 表4系统杂散指标 (单位:d Bm) 。
注:干扰系统的杂散指标已换算为被干扰系统的带宽;SI为被干扰系统的允许干扰容限电平。
(2) 杂散干扰隔离度要求。
根据各系统杂散指标表可以得出:杂散干扰电平-SI=杂散干扰隔离度要求 (单位:d B) ;如表5所示。
3.3阻塞干扰分析
阻塞干扰是指系统A的基站发出的信号功率落在系统B的基站接收滤波器通带之外, 却仍然进入B系统接收机而带来的额外干扰。当此干扰大于B系统接收机的阻塞门限时, 接收机被推向饱和, 无论有用信号质量多好都无法被接收。
(1) 系统阻塞干扰指标 (单位:d Bm) ;如表6所示。 (2) 系统阻塞干扰隔离度要求 (单位:d B) ;如表7所示。
3.4互调干扰分析
电路的非线性特性是造成互调干扰的根本原因, 当几个不同频率信号同时加入已非线性网络, 会产生各种频率组合成分, 若这些组合频率正好落在某一频段并为接收机接收, 便造成组合频率干扰。互调组合将产生很多干扰频率, 根据互调产生机理有三种因素:存在非线性部件;输入信号频率满足其组合频率能落入接收频段;输入信号幅度足够大就产生幅度较大的干扰成分。
互调干扰由引入信源系统具体情况确定, 与分布系统无关, 因此设计的要点为如何改善和提高系统的线性度, 从而改善系统本身互调指标。另一点就是如何通过合理设计, 提高系统的收发隔离度, 降低互调信号进入接收通道的强度。
注:PT为系统基站的最大发射功率;Sb为系统允许的带外阻塞干扰电平
注:深灰底黑字说明该指标为阻塞干扰要求隔离度最大, 其余为杂散干扰隔离度要求
3.5系统总隔离度要求
综合考虑发射杂散和接收机阻塞指标要求, 则隔离度要求如表8所示:
3.6多系统间干扰抑制办法
对于多系统室内分布系统共建共享的共存干扰的抑制, 有以下办法: (1) 提高有源设备射频性能; (2) 增加多频合路器或POI各系统间隔离度; (3) 天馈系统进行上、下行分路建设; (4) 增加各个系统间的频段间隔; (5) 在被干扰系统中增加抗干扰器。
四、多系统室内分布共建共享的其它技术要素
4.1不同系统电路损耗对对多系统室内分布的影响
各系统由于其频率的特征, 使得其在无线空间损耗、天馈系统损耗产生差异, 一般说来高频段系统 (2000M) 系统比低频段系统 (900M) 系统的综合损耗会大8 d B到12d B, 因此对于高低频段的链路损耗差异是室内分布设计中考虑的重要因素之一。
4.2多系统室内分布共建共享的天线布放原则
基于不同系统的电路损耗, 应采用“小功率、多天线“的天线布放方式, 在遵循多系统室内分布系统共建共享中的“各系统平衡覆盖”的原则下, 可以通过分配不同的信源功率和不同的天线口功率的方式满足各个系统的覆盖要求。
4.3多系统室内分布共建共享的小区划分原则
不同运营商的用户群体数量是不同的, 且不同系统的单小区单载波所承载的容量也是不相同的, 基于这两点考虑, 在多系统室内分布的共建共享中应充分考虑其覆盖区内的用户数、不同运营商在当地的移动通信网络的用户百分比、各个网络制式的容量特征、以及未来的网络扩容, 已达到满足各运营商、各制式的容量需求、合理划分小区以及方便未来扩容的目的。
五、多系统室内分布共建共享的应用总结
通过以上对多系统室内分布共建共享的技术应用的要素的分析, 总结其在应用中需要重点重点考虑的因素有: (1) 天馈系统的布放方式及选择; (2) 系统间干扰的抑制; (3) 系统间功率的平衡; (4) 系统间容量及小区的合理分配; (5) 未来网络升级的需求。
综合以上分析, 多系统室内分布系统共建共享只要遵循以上原则, 通过这种模式不仅可以保证良好的网络覆盖效果, 还可以有效的减少网络成本的投资、加快网络建设的速度、降低物业协调的难度, 从而达到网络质量和成本的平衡。因此来说, 多系统室内分布系统的共建共享将会成为未来室内分布建设的趋势。
摘要：本文针对多系统室内分布共建共享的技术要素, 重点对多系统的合路方式选择和系统间干扰进行了分析, 同时对各系统损耗、天线布放和小区划分提出了原则性建议。
关键词：多系统共建共享,干扰,干扰抑制,功率平衡
参考文献
[1]苏华鸿, 孙孺石等.《蜂窝移动通信射频工程 (第二版) 》人民邮电出版社
[2]国家无线电监测中心, 第三代移动通信系统频率使用的总研究报告, 2004
[3]蒋同泽, 现代移动通信系统.北京:电子工业出版社, 1994
室内分布系统防干扰方法研究 篇9
1 室内分布系统干扰分析
1.1 室内分布系统干扰机理
信号干扰分为干扰源与干扰对象, 干扰源是向空间辐射信号的发射装置, 干扰对象是接受辐射信号的接收装置, 对于一个系统来说接受本系统发出的信号是有用的信号, 其他系统是干扰信号。一个系统发射装置发出的信号对另一个系统接收装置接收后, 会对其性能产生影响, 导致信号质量下降, 丢失以及通信被阻断等一些问题的出现, 对接收系统产生干扰。
1.2 干扰类型
按照干扰信号产生机理的不同可以将干扰源划分为以下四类:1) 带内发射信号;2) 带外辐射;3) 杂散;4) 互调四种。
1.3 原因与危害
移动信号产生的原因可以分为网内干扰与网外干扰两方面:
1.3.1 网内干扰
对移动信号产生干扰的网内干扰的主要内容有:1) 设备性能下降, 如天馈线系统驻波比过大会产生网络干扰, 影响通信质量;2) 参数设置不合理, 使得不同系统通信区域产生交叉问题, 从而产生干扰;3) 自身产生的频率是主要干扰的原因, 分为同频干扰与邻频干扰两方面, 其会导致通知质量下降, 服务能力差, 严重影响网络运行。
1.3.2 网外干扰
对移动信号产生干扰的网外干扰的主要内容有:1) 外界频率因为通信地区规划不合理以及设备的性能下降引起的对设备的工作频点干扰;2) 网络功率控制不规范性, 由于之间存在差异性, 导致在室内分布系统使用中出现功率损害问题。
2 杂散干扰分析
杂散干扰指的是一个系统内发射频段杂散发射进入另一个系统接收频段内, 从而产生干扰, 杂散干扰直接影响系统的灵敏度接收的好坏。本文以CDMA, GSM, TD-SCDMA, W-CDMA为研究对象, 进行杂散干扰的分析与研究。
计算各个系统的信道带宽内的热噪声公式如2-1所示, 其中K表示波尔兹曼常数, 数值为1.381×10-23W/Hz/K;T表示绝对温度, 数值为290K;B表示射频载波带宽 (Hz) , 扩频系统使用码片速率。
衡量系统接收灵敏度的指标计算公式为2-2所示, 其中NF表示系统噪声系数, 一般以灵敏度恶化或者下降0.8dB为基准, 则干扰比系统接收灵敏度低的数值为6.94dB。
根据计算与各个系统发射的相关指标, 如表2-1所示, 关于CD-MA, GSM, TD-SCDMA, W-CDMA的热噪声, 频率范围、极限值等技术指标。
对于杂散干扰, 可以通过隔离度的方法来避免接收装置信号恶化, 计算公式如2-3所示, Pspu表示杂散信号的发射功率;MUL表示系统的隔离度。
适当的恶化量这里以被干扰系统接收机灵敏度恶化0.8dB计算, 即干扰系统的杂散发射功率到达被干扰系统接收机的灵敏度低7dB, 得到各个系统的被干扰下所需要的杂散隔离度如表2-2所示, 是避免某一系统对另一系统的杂散干扰所需隔离度。
3 互调干扰分析
互调干扰指的是不同的频率作用于非线性电器元件时候, 频率的相互作用产生新的频率对接收装置的频段产生的影响。互调干扰落入到系统的带宽内时候, 会严重的影响系统的性能。三阶互调干扰对互调干扰影响最大, 干扰的频率段主要有一型互调与二型互调两种组合方式。因此当出现互调干扰时, 保证互调物电平不超过杂散干扰的要求, 可以增加天线隔离的方式来防止互调干扰, 基本情形与杂散干扰相同。
互调干扰的抑制方法也可以采用2-3式子的隔离度地计算方法, 此处的Pspu为互调信号的功率, 由于其值大小计算复杂, 一般采用最大输入信号功率。
4 干扰抑制措施分析
对于通信的干扰, 首先应该进行干扰来源的分析是来自于网络内部还是网络外部, 内部可以通过调整参数与优化频率的方式来避免, 而外部采用关闭干扰源, 频率更换等措施来避免。具体一直措施如下:1) 干扰源的功率降低。降低干扰源的功率可以有效的使得多个系统的覆盖范围降低, 干扰能力得到了降低。2) 接收装置安置隔离装置。主要采用的是滤波器, 可以有效对接收装置的信号的杂散以及互调干扰进行抑制, 抑制强信号的功率, 有效的降低了接收装置的灵敏度, 提高了噪声系数。3) 修改网络参数。通过修改网络运行中的参数信息与启用个别系统的抗干扰的能力可以有效的提高网络的抗干扰的能力。例如MSTXPWR其参数为小区的网络中处于活动中的手机提供最大的发射功率, 通过减低其数值, 可以有效的对上行干扰得到改善。可以通过对发射信号的功率进行调整与参数的优化控制, 可防止信号泄漏问题。4) 控制信号泄漏。在室内需要对天线进行优化设计, 通过利用楼层之间的阻挡, 使得不至于受到外部信号的干扰。需要进行信号在建筑物的穿透能力损耗的计算, 进行室内天线与发射装置, 切换区域进行合理的规划。5) 空间隔离手段。主要通过在发射装置与接收装置之间的距离大小满足所需要最小MCL值, 达到降低干扰信号对接收装置的影响。根据天线的远近信号损失原理, 通过公式4-1进行整个基站中天线的混合隔离度 (包括水平Ih、垂直Iv以及两种混合Ie) :
其中G1与G2分别表示是发射与接收增益, d与λ分布表示天线的水平与垂直间距, θ表示天线之间的夹角大小。6) LTE技术采用通过LTE技术中的频率复用技术, 使得相邻的信号源的干扰能力尽量的远离该接收装置, 可以有效的对小区内的通信信号的干扰进行协调, 对改善用户通信质量具有重要的作用。
5 结语
随着3G网络的不断发展, 人们对通信网络的通信质量要求越来越高, 通信网络干扰影响着网络通信质量, 为此进行室内分布系统下的防干扰的方法研究具有重要的理论意义与实际意义。本文对室内分布系统干扰的机理、分类以及产生的原因进行介绍, 然后进行杂散干扰、互调干扰的分析方法的研究, 通过采用一定的隔离度计算方法, 并提出干扰的防治措施, 从而实现了对干扰有效的抑制, 优化了网络, 提高通信网络质量。
参考文献
[1]罗军.GSM系统中直放站引入码间干扰问题研究[J].移动通信, 2011.
[2]刘德全.TD_LTE室内分布系统干扰研究[J].广东通信技术, 2011.
[3]罗瑞, 刘德全等.TD_LTE与其他室内分布系统的干扰研究[J].移动通信, 2011.
[4]叶凯旋.TD_SCDMA室内分布系统的干扰及解决方案[J].广东通信技术, 2009.
无线室内分布系统新技术探讨 篇10
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。