室内信号覆盖

关键词： 浪费 馈线 建筑物 网络

室内信号覆盖（精选十篇）

室内信号覆盖 篇1

常规的各制式网络单独建设室内分布系统,导致建筑物中建设多套天馈线系统,既浪费投资又影响建筑物内的美观,又造成资源浪费。随着铁塔公司的成立,跨网络、 跨运营商的网络系统融合将加速发展。

然而,不同的网络技术设计指标不同,工作频段也不同,从而导致覆盖能力具有很大差异。在多网络共用室内分布系统建设的过程中,若不处理好各网络的覆盖范围、 覆盖方式,则会出现弱覆盖甚至盲区现象。

因此,使各不同制式网络系统在共同覆盖区域达到其通信指标的要求,是多制式网络共用室内分布系统在工程应用中需要重点解决的问题。

2研究思路及方法

本文首先对传播模型、系统损耗及边缘场强进行研究,分析影响边缘场强的因素;

然后计算出2G/3G/WLAN及LTE的室内分布系统天线口功率与覆盖半径,并分析其之间的关系,从而给出建设建议。

2.1边缘覆盖场强分析

边缘覆盖电平由边缘覆盖概率、接收端的接收机灵敏度、衰落余量、干扰余量等参数决定[1]。

室内边缘场强与接收端的接收灵敏度、衰落余量及系统余量有关,而与信源功率无关。室内边缘覆盖场强不宜设置过高或过低,过高会泄露到室外,对室外信号造成干扰;过低将导致弱覆盖甚至盲区。在工程建设中,边缘覆盖场强值应参考表1。

2.2传播模型分析

自由空间损耗是电磁波在空气中传播时所产生的能量损耗,计算式如下所示:

其中:F为频率,单位:MHz;

d为传播距离,单位:km。

室内分布系统传播模型可以采用衰减因子模型,它是用以预测同一楼层中信号的覆盖距离,其计算公式如下:

其中:L为距发射端d米处的传播损耗;

为距发射端d0=1m处的自由空间传播损耗;

nSF为同一个楼层测试的指数值,详见表2;

FAF为附加衰减因子值[2],详见表3。

注:表3 中的穿透损耗是以 TD-S 网络为测试系统,在工。

2.3系统的损耗分析

由前面分析,室内分布系统的损耗有两个部分:一部分是空间传播损耗,另一是分布系统传输损耗。前者损耗由于电磁波在空气中传播、穿透墙体时候的能量损耗引起, 后者损耗由于合路器、功分器、耦合器以及传输线路造成。

空间传播损耗计算公式为

其中:Pout为天线口发射功率或导频功率。

G1tx为信源侧天线增益;

G2tx为用户侧天线增益;

本文天线增益均取值为3d Bi,即G1tx=G2tx=3d Bi。

分布系统传输损耗计算公式为:

其中:Pt o t a l为信源总功率;

3天线口功率与覆盖半径计算分析

本文应用场景选取为办公室,墙体的材料为普通砖混隔墙,因此穿透损耗为19.45。穿透墙面数为n=1,室内为半开放场景。

3.1 CDMA网络

当天线口发射总功率为15d Bm, 而天线口导频功率占发射总功率的15%, 因此导频功率为15+10lg(0.15)=6.76d Bm。CDMA信源总功率取10w计算, 即40d Bm。 由公式(3)(4) 可得PL1=91.76d Bm, PL2=33.24d Bm,d=23.8m。

3.2 GSM与GSM1800网络

在工程应用中,对GSM系统功率进行规划时,以BCCH功率作为参考规划,即天线口发射功率等于BCCH功率。已知GSM系统边缘场强要求大于等于85d Bm,对于GSM双通道设备,其单个小区最小配置为2载频,则每载波功率最大为43d Bm。

GSM与GSM1800网络都是采用载波功率进行链路预算,因此天线口发射功率为15d Bm。对于GSM网络, 由公式得PL1=100d Bm,PL2=28d Bm,d=41.7m。

对于GSM1800网络, 由公式得PL1=100d Bm, PL2=28d Bm,d=27.2m。

3.3 TD-SCDMA网络

TD-SCDMA室分系统在进行功率规划时, 是以P-CCPCH功率作为参考进行规划的。对于TS0时隙,其组成为:2个P-CCPCH码道、1个FPACH码道、4个S-CCPCH码道和2个PICH码道,因此天线口导频信道功率为天线口总功率的2/9。

天线口发射功率最大为15d Bm, 因此导频功率为15+10lg(2/9)=8.47d Bm。 得PL1=93.47d Bm, PL2=28.53d Bm,d=13.8m。

3.4 WCDMA网络

WCDMA基站功率(20W)分配:

(1)导频功率占1/10;

(2)主同步、从同步信道及其它控制信道占1/10;

(3)业务信道占8/10。

天线口最大发射功率为15d Bm, 天线口的导频功率PCPICH占天线发射总功率的10%, 即为15+10lg(0.1)=5d Bm, 即公共导频信道功率为5d Bm。当f=2100MHz时, 得PL1=90d Bm, PL2=38d Bm,d=11.4m。

3.5 CDMA2000网络

天线口发射总功率为15d Bm,天线口导频功率占发射总功率的15%, 即为15+10lg(0.15)=6.76d Bm。 从而可得PL1=91.76d Bm,PL2=36.24d Bm, d=8.9m。

3.6 LTE网络

当以20MHz带宽单载波组网时,一个正交频分复用子载波带宽为15KHz,则共有1200个子载波。这些子载波平均分配天线口功率, 因此,当天线口最大发射功率为15d Bm时,每个子载波的导频功率为15-10lg1200=-15.79d Bm,即RSCP功率为-15.79d Bm。

3.7 WALN网络

天线口发射功率最大为15d Bm,WLAN系统边缘场强要求大于等于-75 d Bm。频率f=2400MHz时,得PL1=90d Bm,PL2=12d Bm,d=10.4m。

3.8小结

通过计算得到天线口功率与覆盖半径等数据,当天线口功率为15d Bm时,GSM的覆盖半径最大,CDMA、 GSM1800、TD-SCDMA、WCDMA、WLAN、TD-LTE、 LTE FDD、CDMA2000网络的覆盖半径依次减小。因此, 以某一固定天线口功率进行覆盖,则可能造成GSM信号过强导致外泄,而LTE/WLAN/CDMA2000信号覆盖不足。 因此,工程中需控制好天线口发射功率,使各系统达到同等覆盖,当覆盖半径d=8m时,各系统参数如表4。

为了更好的表示天线口功率与覆盖半径的关系,通过MATLAB软件仿真,得出其关系如图1。

根据表4及图1可知,天线口发射功率越大,覆盖半径越大。网络制式频率越高,空间损耗越大,且在通常情况下,室内天线口发射功率( 或导频功率) 一样,通信网络制式的频率越高,覆盖半径越小。

因此,当各网络系统天线口功率均为某一值时,必将导致某一系统出现信号外泄,而另一系统出现弱覆盖的现象,如图2。

注:此图只示例 TD-LTE 和 CDMA 两种网络。

4工程指导建议

通过控制各制式网络系统信源的总功率,使各系统天线覆盖半径大小相一致,具体如下所述。

若采用单通道建设方式,在新建一套分布系统时,需合理控制各制式网络系统的信源功率,适当降低低频信号功率,提高高频信号功率,使达到各信号系统同等覆盖的目的。

若采用双通道建设方式,在新建两路分布系统时,其中一路LTE与2G/3G/WLAN合路改造,建设过程中适当降低低频信号功率,提高高频信号功率,对于合路器或其它器件达不到改造的条件,可进行替换,达到同等覆盖的目的;另外一路系统为LTE单独的信号分布系统,在建设过程中需选择合适的功分器、耦合器与馈线等,使新建的一套分布系统匹配改造后的原有系统。

在工程应用中,根据实际室内分布系统情况,直接调节信源发射功率的大小,实现同等覆盖要求;或者合理的结合传输器件中的合路器、耦合器、功分器以及馈线损耗, 使某些网络的功率在到达天线端时,达到合理的功率范围, 从而实现多网络的同等覆盖问题,如图3。

注:此图只示例 TD-LTE 和 CDMA 两种网络。

5结束语

室内覆盖建设流程 篇2

1、无线中心根据规划建议、投诉情况等，确定站点的覆盖方式及覆盖范围，然后指定集成商去协调该站点的室分建设。或集成商自己对全市进行扫点，发现条件符合覆盖需求的站点后上报无线中心，经无线中心确认覆盖之后集成商去协调该站点的室分建设。

2、3、集成商按照现场勘查情况设计该站点的室分覆盖方案。集成商把方案提交给设计院，设计院初步看下方案之后与集成商、无线中心一起去现场查勘，测试该站点周边的无线环境，确定站点的覆盖范围和覆盖方式，同时将方案图纸打印出来，现场审核方案的合理性和准确性。

4、看完现场之后设计院将方案中的问题及需要修改的地方指出，发邮件通知集成商修改。

5、集成商修改完之后发给设计院再次审核、设计院如发现还有问题则指出问题并返还给集成商继续修改，直至设计院审核通过。

6、每周四设计院将一周审核通过的站点拿到无线中心一起会审，对无线中心提出的问题再次进行修改直至会审通过。会审通过之后，设计院对方案进行整理。

7、会审通过一批站点之后，由设计院打计划报告给无线中心、由无线中心确认并通知资调建设中心对这批站点进行立项。

8、由设计院出每个站点的项目建议书给资调建设中心、并由资调建设中心完成方案的立项。立项之后设计院根据站点需求材料及库存可利用材料情况编制实际需采购材料表，并提交采购室进行采购。

9、材料采购到货之后集成商拿料单找资调建设中心签字、领料。

10、集成商上报监理公司施工计划、并由设计院确认施工图纸与最终版设计图纸一致。

11、集成商施工完后跟监理公司确认施工料单，对材料进行平衡及现场验收。

信号全覆盖玩转WDS 篇3

提升无线信号覆盖范围的WDS

在面积较大的家庭或办公环境（如别墅、写字间等），路由器无线覆盖范围有限，部分区域信号较弱到或存在信号盲点。无线桥接（WDS）功能可以将无线网络通过无线进行扩展，只需简单设置即可实现无线扩展、漫游的需求（如图1）。简单来讲，WDS就是可以让无线AP或者无线路由器之间通过无线进行桥接（中继），而在中继的过程中并不影响其无线设备覆盖效果的功能。当前不少路由器都加入了5G信号，于是，可分为2.4GHz和5GHz两种分别实现WDS应用。

2.4GHz设置步骤

首先我们需要确认主路由器的无线信号名称、无线加密方式、无线密码以及无线信道，笔者使用以下参数如图2。无线桥接（WDS）的主要操作均在副路由器上完成，只需固定主路由器的无线信道。

接下来进行副路由器的设置。登录到副路由器的管理界面，点击无线设置2.4GHz/无线基本设置，修改“SSID号”与主路由器相同，勾选“开启WDS”点击“扫描”（如图3）。 在扫描页面中找到主路由器的SSID，点击“连接”（如图4）。 如果扫描不到主路由器的信号，确认主路由器开启无线功能，且尝试减小主、副路由器之间的距离。

“密钥类型”选择主路由器的加密方式，在“密钥”位置输入主路由器的无线密码，输入完成后点击保存。无需重启路由器，继续下一步设置（如图5）。 副路由器同样需要设置无线密码，点击无线设置2.4GHz/无线安全设置，选中“WPA-PSK/WPA2-PSK”，在“无线密码”中设置与主路由器相同的无线密码，点击“保存”（如图6）。系统提示“您已经更改了无线设置，重启后生效”，点击重启，等待重启完成。副路由器的SSID、无线密码可与主路由器不同，如果需要实现漫游，则必须与主路由器相同。

完成以上设置后，打开浏览器，重新登录到副路由器的管理界面。点击“运行状态”，观察无线状态2.4GHz/WDS状态，显示成功则表示WDS桥接设置成功（如图7）。至此无线桥接（WDS）设置完成，无线终端连接zhangsan，有线电脑连接主、副路由器的LAN口即可上网。终端移动过程中，可以实现主、副路由器间的自动漫游。无线桥接（WDS）设置完成后，副路由器只需通电即可，无需其他设置。

5GHz设置步骤

室内信号覆盖 篇4

据经验:近35%的3G业务发生在室内。问题是:3G属高频, 空间损耗大, 存在穿透能力、深度覆盖不足的硬伤;而室分、WLAN系统存在施工难、工期长和成本大的问题, 如何在最短时间低成本解决室内信号死角, 成为现阶段重要课题。

其实, 利用3G室内覆盖的先进技术———Femtocell能轻松解决这个难题。

二、Femtocell的技术优势2.1技术应用简介

Femtocell即通常所说的毫微微蜂窝基站, 俗称“飞蜂窝”。是一种低功率AP设备, 通过宽带接入的超小型手机基站。具有安装便捷、低成本、自动配置等优势, 是移动通信与家庭宽带全新的市场结合。可用于3G弱覆盖的室内, 提升深度覆盖率。

2.2速见成效和环保节能

即插即用的特点, 使Femtocell在快速覆盖特定场合的时侯有得天独厚的优势。它能在几分钟内将3G信号布满室内, 是保障奇兵。由于Femtocell覆盖范围较小, 避免在恶劣的无线环境下通话, 在大大降低手机发射功率、减少手机辐射的同时, 也延长了手机待机时间。

2.3能规避物业和施工难题

城市正呈现建筑密集化、布局复杂化的趋势。Femtocell小巧的造型, 可以轻松布放进房内, 很容易为用户接受。毫无施工难度和工期限制, 能扫清室内覆盖的最后死角, 实现“无缝”的目标。

2.4能大幅节省建设和运营成本

Femtocell针对分散的家庭用户成本优势尤其明显。即插即用不仅避免了选址和施工等投入, 还节省了机房、空调、电源等维护成本。不需布线, 节约了传输成本。一旦宏站或者室分建设跟进后, 还能回收循环利用。

2.5有利于快速增加网络容量

Femtocell相当于一个完整基站, 可长期持续地扩充城市3G网络容量, 有效减轻容量压力。虽然增加了固网的流量, 但间歇式的业务流量对于家庭带宽而言基本不足为虑。

三、实际应用经验总结

对试用情况进行总结, 能积累宝贵的应用经验, 为大规模应用提供重要参考。

3.1实际覆盖范围及效果

Femtocell较适合住宅、办公环境。一台家庭版Femtocell能保证一套一百多平米普通住宅的面积覆盖。而空间开阔的办公场所, 能保证到200至300平米内的正常使用。

3.2宽带资源的要求

宽带是Femtocell的硬性要求, 除了带宽满足, 还需要较小传输时延。时延在几十毫秒以内为最佳, 上百毫秒的延时有可能会直接影响效果甚至无法使用, 这是实用中最直观的经验。最好是相同运营商自有宽带, 这样时延多数会在100ms以下, 用户满意度较高;如果是友商宽带, 互通过程的时延可能在150ms甚至200ms以上, 容易使用不畅。

3.3安装和使用过程中可能出现的问题

从使用效果看来, 需要关注的问题有:1、一些远离Femtocell安装位置 (如阳台) 的地方会较频繁地进行2 G/3G切换, 通话效果不佳或掉话;2、手机不占用3G网络;第一个问题主因是: (1) 阳台、窗边等边缘区远离设备, 3G信号强度相比中心位置明显减弱, 户内同时有较强2G覆盖。 (2) Femtocell网络未与周边宏站互配邻区, 通话时用户一旦脱离室内Femtocell的有效覆盖区, 直接产生掉话;针对该问题, 应与大网互配邻区并采取异频切换方式。第二个问题, 除了上述问题外, 易被忽略的是手机设置问题。针对该情况, 最好能指导用户设置成“自动选择网络”。

3.4Femtocell后期维护的难题

如何有效监管在网的Femtocell是其规模应用后须面临的重大难题。有效地监控并实现远程操作维护、科学管理用户信息库将是必备条件, 而向用户普及日常维护常识也是很好的辅助手段。简言之, 更好地借助远程维护手段减少上门操作, 是维护运营Femtocell这种新型设备的关键。

四、结束语

地下商场信号覆盖系统 篇5

地下商场信号覆盖系统

解决方案

黑龙江品誉科技有限公司

品誉科技

手机信号放大系统

随着移动通讯网络的迅猛发展，网络覆盖范围正在不断扩大。无线通讯是靠电磁波的传播来建立通信联系的。但由于各种建筑、交通道路的不断开发，受到建筑物的阻隔，在一些高大建筑物里边、地下室、商场、餐厅、家居房、娱乐场所等许多场所，无线通讯仍然存在一些薄弱环节不能满足客户的需要，手机信号非常弱，以至于不能正常使用手机。目前主要存在以下问题：

1)盲区：信号经过损耗后低于手机接收灵敏度，造成手机通话不良;

2)弱区：主要是信号经过损耗后低于手机接收灵敏度，造成手机通话不良;

3)冲突区：主要是高层建筑区域无线信号来自多个小区，并且多为地面、墙面的不稳定反射信号，导致频繁切换(即乒乓效应)，严重影响手机的正常通信;

4)忙区：主要是话务量大的地区，基站容量难以满足通信需求，用户无法接入移动网络正常通信。

而手机信号放大器(微型直放站,也叫手机信号增强器)，正是专门为解决以上手机信号薄弱区域而设计的产品。此类产品具有体积小、安装灵活等特点，可对室内信号进行深度覆盖，实践证明可为室内的移动通信用户提供稳定、可靠的信号，使用户在室内也能享受高质量的个人通信服务。

▲光秒手机信号放大器

一、手机信号放大器(微型直放站)的工作原理 品誉科技

1)下行：室外八木天线接收到的可通话的有用信号，被输入到主机，通过主机的放大后，送往室内吸顶天线发射出去。这样，稳定、可靠的信号就能随时被室内的用户手机所接收到。此为下行。

2)上行：室内的用户手机发射的信号，被吸顶天线吸收、输入到主机，然后通过主机放大，再送往室外八木天线发射到基站。此为上行。

▲手机信号放大器工作原理

二、手机信号放大器(微型直放站)适用的通讯网络类型

目前市面上的手机信号放大器，基本上涵盖了所有的通讯网络类型，包括：中国移动、中国联通的GSM(2G低频)网络和DCS(2G高频)网络，中国联通的W-CDMA(3G)网络，中国电信的CDMA(2G和3G)网络。

三、手机信号放大器(微型直放站)的类型

1、按照是否带显示屏来分，有：

1)不带显示屏的手机信号放大器，这种是普通型。

2)带显示屏的手机信号放大器，也就是所谓的智能型手机信号放大器，这是最近市面上新出的，这种机器有一个明显的好处，可以检测天线接收的信号强度，并实时显示出来，这样一来，调整天线的方位就变得轻松了。

2、按照支持的网络类型来分，有：

1)单频手机信号放大器，就是支持一种频率的放大器，其中包括，GSM手机信号放大器(支持中国移动、中国联通的4G低频网络)、DCS手机信号放大器(支持中国移动、中国联通品誉科技 的2G低频网络)、W-CDMA手机信号放大器(支持中国联通的3G网络)、CDMA手机信号放大器(支持中国电信的2G和3G网络)。

2)双频手机信号放大器，就是支持两种频率的放大器，包括GSM/DCS双频手机信号放大器、GSM/W-CDMA双频手机信号放大器等。

3)三频手机信号放大器，就是支持三种频率的放大器，包括GSM/DCS/W-CDMA三频手机信号放大器、GSM/CDMA/W-CDMA三频手机信号放大器、GSM/CDMA/DCS三频手机信号放大器等。这种机器制造难度比较大，因此成本也十分高昂，往往三套不同频率的机器总成本，也远远不及一套三频的机器。另外，三频机器的功率都做不大，覆盖面积都很小。

四、手机信号放大器(微型直放站)的应用区域

1)微小区域的信号盲区或弱信号区，如地下或半地下营业场所，小型地下室、地下停车场等。

2)小型热点信号投诉区域，如会议室、小超市、小商场、写字间、小型公共区域等。

3)话务量和社会影响力大的区域，如酒吧、网吧、歌舞厅、咖啡厅、健身俱乐部、休闲娱乐场所等。

4)家庭、办公、豪华游艇、私车、公安系统与公路安全管理等等。

5)大型厂房内无信号的地方。

6)城中村、出租屋等。

五、手机信号放大器(微型直放站)的套装组件

1)主机;

2)室外天线：有八木天线、吸盘天线、对数天线、玻璃钢天线、平板天线等多种类型;

3)室内天线：有吸顶天线、鞭状天线、平板天线等几种类型;

4)功分器：如果需要搭配多个室内天线，就要用到功分器，一般有一分二功分器、一分三功分器、一分四功分器等几种。

5)电缆线：有75-

7、50-

5、50-7等几种。

六、手机信号放大器(微型直放站)的功能特点

手机信号放大器(微型直放站)一般要具有以下这几种特点：

1)高增益的线性功率放大器;

2)自动电平控制;

3)超低噪声接收放大器;

4)不存在对基站的干扰,开通后无需要对原系统和基站参数进行调整;品誉科技

5)稳定可靠的电磁兼容设计;

6)不会引起基站背景噪声的增加,更不会导致基站通信质量的下降;

7)以全双工的通信方式;

8)散热有效合理,结构美观,体积适宜。

七、手机信号放大器(微型直放站)的信号覆盖面积

手机信号放大器(微型直放站)会有很多种不同的功率，功率和信号覆盖面积有一个大体的对应关系，如下表所示。但实际的覆盖面积，还与信号源的强弱和使用的线材有关。

范围

八、安装方法

手机信号放大器(微型直放站)一般是面向个人消费者，因此安装方法都比较简易。以下分别是安装一个室内天线和安装多个室内天线的示意图，供大家参考：

▲接一个室内天线的手机信号放大器的安装示意图 品誉科技

▲接多个室内天线的手机信号放大器的安装示意图

九、手机信号放大器(微型直放站)的辐射问题

很多人问：手机信号放大器会不会产生辐射，影响身体健康?

答案是：辐射是有的，但肯定不会影响身体健康。第一，任何电子产品都会产生辐射，只是大小的问题。第二，手机信号放大器(微型直放站)设备的功率都不大，下行输出功率往往比一般手机的最大发射功率还小很多，经过设备加强后的信号，就跟在户外信号正常情况下是一样的，所以无需担心。反而当手机信号很弱时，手机反复搜索，这时发射功率超过正常值的1000倍，而且非常耗电。长期在这种情况下通话，就容易对人体造成伤害。反之，信号很好手机发射信号会很低，就会减小对人体可能造成的伤害。所以建议提高网络信号，降低手机发射功率，提高通话质量。

室内无线电覆盖研究 篇6

室内覆盖系统就是将基站的信号通过有线的方式直接引入到室内的每一个区域, 然后再将基站信号通过小型天线发送出去, 从而最终达到覆盖室内盲区, 抑制干扰, 为室内的移动通信用户提供可靠、稳定的信号, 供其使用。该系统的建立是针对室内用户群, 用于改善室内建筑物移动通信环节的一种成功方案, 它的主要原理是利用室内分布式天线系统将基站信号均匀分布在室内的每个角落, 从而保证室内区域拥有理想、可靠的信号覆盖。室内覆盖系统由信号源设备和室内分布系统两部分组成。建设室内覆盖系统, 能够较为全面地改善建筑物内的通信质量, 从而提高移动电话的接通率, 开辟出高质量室内移动通信区域;同时, 信源采用宏蜂窝或微蜂窝基站时, 可以扩大网络容量、分担室外宏蜂窝话务, 从而从整体上提高移动网络的服务水平。

2 室内无线电覆盖现状

(1) 是由同轴线、功分器、耦合器及天线构成的无源分布系统。 (2) 是由光纤、光功分器、光耦合器及天线构成的光纤分布系统。 (3) 是由五类线加相应器件组成的分布系统。传统的室内无覆盖方式中, 后两种因成本高以及传输距离受限而未能得到较好的应用。所以, 到目前为止人们仍然采用第 (1) 种无源分布方式进行室内无线覆盖。

3 室内无线电覆盖出现的问题

(1) 覆盖方面:由于现代建筑多以钢筋混凝土结构为骨架, 再加上外装修为全封闭式, 对无线信号有着较为明显的屏蔽作用, 无线信号衰减厉害, 从而形成信号弱场, 给正常的通信造成很大影响。 (2) 容量方面:集团用户群办公地点、大型购物中心以及大型娱乐场所等地, 由于手机用户较多, 用户密度大, 一些局部网络容量无法满足用户的要求, 信道非常拥挤, 手机上线困难, 无线信道或功率发生拥塞。随着用户的不断增加, 市场的不断壮大, 此类问题会逐渐增多, 应该引起我们的足够重视。 (3) 质量方面:由于来自周围不同基站信号的相互重叠, 导致手机频繁重选、频繁切换, 同频、邻频相互干扰, 甚至产生掉话;同时也会造成CDMA网导频污染、系统资源浪费、通话质量差。在大型建筑的中上层, 手机可以接收周围多个基站的信号;但是在大型建筑的高层, 进入室内后, 无线信号则变得更加杂乱, 既有附近基站的信号, 同时也有不远处基站的信号通过直射、反射、折射等各种方式进入, 从而导致室内接收信号极不稳定, 同频、邻频干扰严重。手机在这种环境下工作使用, 通话过程中频繁切换, 很容易掉话, 空闲状态时小区重选频繁。

4 室内无线电覆盖方案设计

4.1 信号源提取方法

如果信号源为微蜂窝, 那么就可以采用同轴电缆进大楼, 或利用智能大厦预埋的光纤进大楼。如果信号源为宏蜂窝, 则可以分别采用不同扇区引出信号来覆盖多个建筑物。其进入大楼的方式与微蜂窝相同, 宏蜂窝与较远的建筑物之间可以采用光纤传输方式。如果信号源为直放站, 则在室外宏蜂窝存在富余容量的情况下, 可以通过直放站将室外信号引入室内的覆盖盲区。直放站的优点是不需要额外的基站设备以及传输设备, 安装比较灵活简便。

比较以上3种信号源, 如果采用微蜂窝和宏蜂窝基站可以吸收话务量, 适用于话务繁忙的高档服务区的室内覆盖, 但是基站建设的工程周期较长, 设备投入也较大;但是直放站能够将空闲基站的信号引到繁忙基站的室内覆盖区域内, 从而实现疏忙, 但是应用直放站时一定要预先做好频率规划以避免相互干扰, 而且直放站不利于网络的管理, 同时也并不能解决话务量溢出问题。

4.2 信号分布的基本方式

建筑物室内无缝覆盖的分布式天线系统主要可以分为以下三种。

(1) 无源同轴分布式天线系统。

射频信号由信号源发出后, 经过同轴电缆、耦合器、功分器和室内天线, 均匀地分配到每一个角落。其优点是系统可靠性高, 造价低以及系统产生互调干扰产物低;但缺点是在能量估算上需要进行精确计算, 才能确定预计覆盖区域, 因此其设计比较复杂、对施工技术要求也相对较高。

(2) 有源同轴分布式天线系统。

在无源同轴分布式天线系统的基础之上增加一个或多个放大器的方法就可以实现有源同轴分布式天线系统。其优点是设计与施工简单方便、信号强度动态可调, 是一种极为灵活的通用室内覆盖系统;但缺点是因为该覆盖系统涉及到多个有源器件, 可靠性较低, 需要进行实时监控维护。

(3) 光纤分布式天线系统。

利用单模光纤将射频信号传输到建筑物内的各个地方, 这种系统称为光纤分布式天线系统。通常将光纤和同轴电缆结合使用, 在建筑物的纵平面上采用光纤传输, 横平面上则采用同轴电缆传输。有时也利用光纤实现信号在不同建筑物之间的传输, 进入建筑物后采用同轴电缆传输。如果为智能大厦设计室内无缝覆盖系统, 则可以充分利用其预埋的五类非屏蔽双绞线和光纤, 通过电光转换单元在纵平面上采用光纤进行传输, 再在横平面上采用五类非屏蔽双绞线传输信号。因此光纤分布式天线系统可适用于大面积、区域复杂、远距离的室内覆盖。

5 结语

随着移动通信的迅猛发展, 用人们对通信的需求正在发生巨变。人们在日常生活中使用的CDMA和GSM公网, 生产调度过程中使用的集群调度系统, 都需要对室内信号进行改善, 使其不存在信号死角, 以满足日常的通信需求。尤其是在一些重点场所的室内覆盖, 如大型场所及娱乐场所, 地下室, 车站, 机场候车楼等, 很容易出现信号死角, 必须保证最有效的覆盖, 才能实现通信的畅通。移动通信室内覆盖的问题, 不仅是对室内信号盲区的一种改善, 而且还包括对室内移动通信网络质量、语音质量以及系统容量的改善。除了对有屏蔽信号的地方, 如地下室等的引入外, 也应对一些高层建筑物的高层部分因接受来自不同方向的杂乱不稳定的信号而容易断线、掉话、切换不成功等方面进行改善。同时对于高话务量的商务中心和大型商场, 还应该解决室内话务拥塞的问题, 因此, 应该从多方面来看待室内覆盖的意义和重要性。一方面, 室内覆盖系统的改善对于扩大信号覆盖、提高接通率、提高质量、减少弱信号断线等都有很大的帮助;另一方面, 室内覆盖也可以作为一种扩容手段, 可以在增加网络容量、分担室外话务、提高频率利用率方面起很大作用。

摘要：本文基于目前的建筑物室内易出现信号死角的现象, 提出了一种室内无线电覆盖系统, 并对此系统做出了较详细的介绍, 以及此系统的重要性作出了论证。

关键词：无线电覆盖,信号源,盲区,天线,可靠性

参考文献

[1]陈克云, 陆港祥.新型室内无线覆盖解决方案探索[J].广东通信技术, 2010, 30 (11) :46～50.

[2]王玉芳.无线网络室内覆盖系统的应用[J].中国新技术新产品, 2009 (20) :23～2 4.

室内信号覆盖 篇7

在2013年12月4日,工信部分别向三家运营商发放TD-LTE牌照,在2015年2月15日工信部向中国联通和中国电信发放FDD-LTE牌照,三大运营商全面进入4G时代。在基站建设方面,预计截止到2016年底,中国移动、中国电信、中国联通的4G基站分别超过130万,70万,60万。在用户方面,截止到2016年6月30日,全国移动宽带用户(即3G和4G用户)总数达到8.38亿户,4G用户总数达到6.13亿户。用户的高速增长引发对移动通信网的数据流量需求爆发式增长,对网络的要求也越来越高,自2015年开始三家运营商都不同程度的提出4G网络做厚做深做广。目前虽然三大运营商都已经建设大量基站,但是深度覆盖问题依然是三家运营商面临的主要网络问题,其中室内深度覆盖问题更是最主要问题。

本文以室内外协同为原则,在室内外一张立体网的前提下,分析多种建设方式的特点并给出分场景的使用建议。

2 室内外立体网络总体原则

室内覆盖的规划与建设应与室外基站有机的融为一体,在“一张网,分层次”的总体原则下,室内外整体考虑、统筹规划、互为补充、协调发展。从干扰控制、移动性管理、业务质量等几方面出发,避免室内外信号的不必要切换和相互干扰,保证室内外网络的覆盖和质量,提升网络质量,提高投资效率。

对需要实施室内外综合覆盖的区域,设计方法采用立体分层网络设计的方法,各层以服务对象和范围来区分,具体分为室外骨干层、室外分布层、室外补充层、室内分布层4层。

室内外综合覆盖区域场景复杂,室外部分需充分“利旧”(室外骨干层:充分利用现有宏站站址资源)、“挖潜”(室外分布层:发掘路灯杆、监控杆等市政资源)、“隐形”(室外补充层:环境友好,隐形基站/天线,无视觉污染)等方式,室内部分通过传统DAS/室内小站,室内外宏微协同构建多层次立体网络。

3 LTE立体网络中只要建设方式分析

室内无线网络覆盖实现方式主要分为室外基站、室内分布系统、室内外综合以及小基站技术四种。

(1)室外基站

(2)小基站

(3)室内外综合覆盖

(4)室内分布系统

3.1 室外基站覆盖技术

该方式为传统室外宏基站覆盖方式,该方式适用于穿透损耗小的、低矮楼宇及开阔型的地上建筑物。其他楼宇通过室外基站仅能实现部分覆盖,其信号特征如下:

(1)低层易出现弱覆盖

(2)中层覆盖较好,信号质量较好

(3)高层信号杂乱,干扰较大

3.2 小基站

小基站融合了femtocell,picocell,microcell和分布式无线技术,是从室外基站发展出来的一种新型信源技术,目前还没有统一的标准,相关技术标准和产品尚在发展和完善过程中。一般来说小基站的发射功率小于5W,可以覆盖10米到200米的范围。可在沿街商铺、独立休闲场所、学校、单点的高档住宅等场景使用。

不同主设备厂家都推出类似产品,主要有华为的easy Micro、Atom Cell、Lamp Site、book RRU等;中兴的i Macro、BS8912、Pad RRU、Qcell等;诺基亚的Metro RRH、Flexizone Micro、Flexizonepico等。

3.3 室内外综合覆盖

综合运用室内分布和室外天线等多技术手段,把室内和室外当作一个整体来规划和建设,多网络融合成一个有机整体。一般在电梯和地停采用传统室内分布系统,室外采用楼宇间天线对射,穿透覆盖室内,有效吸收室内话务。可满足室内大部分区域的覆盖,成本较低、效果好,但规划复杂,对泄漏控制的要求高,需在特定场景下使用。例如对于住宅小区,居民房间内和小区内部需要室分外引室外天线覆盖。

3.4 室内分布系统技术

3.4.1 无源分布系统

(1)常规手段

采用常规手段的无源分布系统适用于大多数场景,其常规网络拓扑图如图3。

(2)泄漏电缆

采用泄漏电缆的无源分布系统主要适用于地铁、公路、铁路等隧道。

3.4.2 光纤分布系统

光纤分布系统采用基站做信源,采用光远端、光近端等将基站射频信号转化为光信号传送到平层和分区,通过集成光电转换器的天线对用户进行覆盖,路由采用光纤和网线,基本不使用功分器、耦合器等无源器件。

光纤分布系统的核心思想是采用光电转换设备替代有源分布系统的直放站、干放设备,采用光纤和网线替代同轴电缆作为路由,如图4。

4 LTE立体网中主要几种建设方式对比

综合上述各建设方式特点,在工程中上述各类建设方式综合对比如表2。

★差★★中★★★好

5 分场景适用建议

根据用途,可将建筑物划分为10大场景,31种细分场景,如图5。

考虑到建筑物的形态,交通枢纽、公共场所、写字楼、住宅小区、学校、其他等6大场景中,机场、地铁及隧道、体育场馆、写字楼、别墅小区、多层小区、城中村、高层/环抱小区、独栋高层、学校、独立休闲场所、电梯、地下停车场、沿街商铺等14种细分场景最具特点和代表性,其他17种细分场景均可类比参照这14种细分场景进行覆盖。

6 结束语

综上所述,通过对室内外协同立体网的网络分层分析,并通过对立体网中涉及的主要建设方式进行分析和对比,给出分场景的使用建议,为运营商在网络建设中提供一定的参考。

参考文献

[1]张振,高俊,江绪亮.手机伴侣解决WCDMA深度覆盖方案探讨[J].移动通信,2013(3~4):75~77

[2]顾震强.LTE室内覆盖解决方案探讨[J].广东通信技术,2016(4):33~35

[3]张振,方玮,秦光宇,黄维前.Femto技术分析及其在UMTS网络中的应用[J].广东通信技术,2015(3):54~58

[4]孙小兵.Lampsite室内覆盖解决方案研究[J].邮电设计技术,2015(9):26~30

[5]董海涛,杨志华,韩晓亮,高頔.分布式皮基站解决室内深度覆盖探讨[J].电信技术,2015(7):81~84

[6]程敏.LTE室内深度覆盖解决方案[J].移动通信,2013(,17):28~28

[7]中国联通网络公司网络建设部.中国联通室内覆盖分场景建设指导意见(暂行版)[Z],2012

“优化补差”完善CDMA室内覆盖 篇8

3G时代的到来促使室内EV-DO升级和改造成为了超越竞争对手的绝佳机会。但是，数据显示，具备CDMA网络覆盖能力的室内分布系统还不到GSM网络室内分布系统数量的15%。因此，中国电信在收购联通公司CDMA网络后，如何尽快完善室内覆盖、提升网路质量成为中国电信最迫切需要解决的问题。

“新建与改造并重, 充分利用已有资源”, 避免重复建设, 实现室内与室外协调发展, 这是CDMA网络建设总体思路。

电信固网+CDMA室内覆盖资源

中国电信室内覆盖资源由三部分组成：从联通CDMA网络承接的约50%CDM A网络室内分布系统，之前建设的一批PHS网络室内分布系统和WLAN室内分布系统。这三部分需要纳入到CDMA网络室内覆盖建设中来考虑。

原联通移交的室内分布系统，大部分采用直放站方式为建筑物内部提供信号。这些直放站多为无线同频或移频直放站。由于移频直放站与EV-DO系统使用频点存在冲突，所以目前的室内覆盖需要对这些直放站信源进行改造。而且，移交的室内分布系统与联通的GSM网络室内分布系统存在共用的情况，使得改造工作变得更加复杂。

中国电信已建的室内分布系统(包括PHS网络室内分布系统和WLAN室内分布系统)数量仅约为GSM室内分布系统的15%。这其中约有50%已建室内分布系统无法与CD M A 800M H z频段相兼容，这部分已建室内分布系统需要改造。并且，在引入CDMA信号时，所有的已建室内分布系统必须进行一定的升级，同时增加EV-DO信号源，才能满足3G高速数据业务要求。

CDMA室内覆盖建设思路

针对CDMA室内覆盖资源的实际情况, 以及目前CDMA室内覆盖与GSM室内覆盖相比存在的明显差距, 本段主要阐述CDMA网络室内覆盖的建设思路。

1.总体思路

对现有CDMA网络进行“优化补差, 加强覆盖”, 加强网络深度覆盖, 提高1X网络的室内覆盖质量, 缩小与其它运营商的差距, 同时满足EV-DO网络的快速部署要求, 实现语音业务与数据业务的协同发展;运营商具体实施时应以提升网络质量和用户感知为目标, “新建与改造并重, 充分利用已有资源”, 避免重复建设, 实现室内与室外协调发展, 这是CDMA网络建设总体思路。

作为CDMA网络的一部分, 室内分布系统建设也必须按照这个建设思路进行。CDMA室内分布系统建设包括两部分内容:改造原有室内分布系统和新建室内分布系统。如何改造原有室内分布系统以及如何新建室内分布系统是本次探讨的重点。

2. 改造原有室内分布系统

如何在满足经济性、合理性及工程可实施性的前提下，最大限度利用原有分布系统设备及资源，尽量减少对原有室内分布系统的影响，是一项非常重要且非常具有难度的工作。运营商通过对原有室内分布系统进行优化和改造，提升数据承载能力，改善室内覆盖质量，并根据实际业务需求决定是否需要增加对WLAN系统兼容及根据数据业务需求考虑增加DOA信号接入，还可以为后续优化建设留有余地。

原有室内系统升级改造工作主要包括：电信原有PHS分布系统改造为可以兼容CDMA系统的分布系统、电信原有WLAN分布系统改造为可以兼容C D M A系统的分布系统、原C D M A分布系统信源改造及升级。各系统的指标参数如表1所示。

(1）原有电信室内覆盖改造

原有电信室内分布系统改造主要对原有电信PHS网络室内分布系统或PHS+WLAN室内分布系统进行改造，其改造内容如下。

◇安装CDMA无线基站设备。

◇布放1/2”跳线，连接至合路器，与原PHS/WLAN共用室内分布系统。

◇将所有不兼容80 0 M H z频段的功分、耦合、室内天线等更换为800～2500MHz频段器件，并进行驻波比验证测试。

(2）原有CDMA室内覆盖改造

从联通承接的CDMA网络室内分布系统，其中大部分是与联通GSM网络共用分布系统的。并且CDM A系统信源主要采用无线直放站(CDMA网络专用或CDMA网络与GSM网络共用两种直放站设备)。为使原室内分布系统具备提供CDMA语音及高速数据业务能力，需要对原有CDMA室内分布系统进行改造，其改造内容如下。

◇安装CDMA无线基站设备，拆除原有CDMA直放站设备。

◇布放1/2”跳线，连接至原有C/G合路器，与GSM系统共用室内分布系统。

◇更换800～2500MHz频段器件，如功分、耦合、室内天线等，并进行驻波比验证测试。

3. 新建室内分布系统

CDMA网络新建室内分布系统应优先考虑重点楼宇，布线系统应采用兼容800～2500MHz频段的无源器件兼顾多系统的接入与升级需求，能够满足C D M A 1 X、W L A N、E V-D O及PHS等多系统信号同时接入，实现多系统共用天馈系统提供信号覆盖。

(1）新建室内分布系统选址

新建CDMA室内覆盖的覆盖目标建筑物或场景的选取需注意几点。

运营商应在充分了解CDMA现有信号覆盖质量的基础上进行选点，竞争对手的室分建设情况可作为重要参考。

前必须进行站点初勘，根据初勘结果排列站点优先级，以提高用户感知为目标，优先建设话务量高、室内覆盖质量差、用户投诉严重的区域，或者计划重点发展用户或1X增强型业务区域。

重点考虑电信及CDMA网络室分未曾覆盖到的重要楼宇：交通枢纽、消费、餐饮、娱乐、办公等公共场所和大型建筑物，三星级以上宾馆酒店、高级写字楼、大型商场、政府机关、重点楼盘、医院、学校、密集城中村等。

(2）布线系统的选取

综合考虑目标覆盖面积、建筑结构、话务需求等因素的影响，运营商最终采用可达到所需的覆盖要求又可合理控制成本的分布系统，选取布线系统的建议如表2所示。

(3）信源设备的选取

新建室内分布系统应以容量和功率需求为基本依据，同时根据覆盖点对业务和品牌的重要性经济合理地选择信源类型，各类型信源的特点及其建议应用场景如表3所示。

(4）关键细节

运营商使用直放站或干放的室内分布系统，需考虑多载波引入的功率余量预留;同时需对基站搜索窗、邻区列表等参数进行必要的调整，减少直放站引入对用户接入和切换性能的影响;

运营商新建室内分布系统信源采用RRU(射频拉远)或直放站时，应结合室外基站的建设进度来考虑RRU(射频拉远)或直放站的施主基站/小区的选取，按“就强、就近”原则进行选择，以尽量保持室内外覆盖区域的连续性;

CMMB室内覆盖系统建设研究 篇9

作为网络覆盖与网络优化的重要手段, 室内覆盖系统必将成为CMMB网络建设中的重要一环, 其设计目标是改善CMMB信号在建筑物室内的覆盖质量、实现目标覆盖区域的信号强度与信号质量达到系统技术参数要求之目的。

2 室内覆盖系统的组成

2.1 组成框图

CMMB室内覆盖系统主要包括信号源、传输线、信号分路设备、信号放大设备、室内发射单元, 组成框如图1所示。

出于网络建设、网络运行维护、网络内部管理的需要, 在建设较重要场合的CMMB室内覆盖系统的同时, 也应搭建其监控系统, 以进一步提高网络的运行质量与效率、降低运维成本, 为用户提供安全可靠、稳定且高效的服务。

2.2 主要组成部分

(1) 信号源

目标室内覆盖系统区域外部的CMMB信号。

(2) 传输线

各种传输线用以实现同频CMMB信号在室内覆盖系统中的传输。

(3) 信号分路设备

可实现信号源到不同目标室内覆盖区域的信号分路。

(4) 信号放大设备

可实现同频CMMB信号在室内覆盖系统中传输损耗的补偿, 以使信号到达室内发射单元时能满足无线覆盖的功率要求。

(5) 信号发射单元

对目标CMMB室内覆盖区域发射同频CMMB信号。

3 室内覆盖系统设计要解决的主要问题

信号源功率及系统功率的分布计算、传输线选择及布放方案、覆盖边缘的场强之确定、信号发射单元及布放位置的选择等, 是在设计CMMB室内覆盖系统时需要考虑的主要问题。

4 室内覆盖系统设计与建设的流程

4.1 现场勘查

建设CMMB室内覆盖系统, 必须首先对目标覆盖区域进行实地勘查, 掌握第一手资料, 其目的如下:

(1) 了解目标室内覆盖区域是否为CMMB信号的弱场强区或者盲区。由文献[1], 在用户密度大、收看需求高的室内场所, 若CMMB信号的电平低于-75d Bm时, 需建设室内覆盖系统。

(2) 了解目标室内覆盖区域的范围, 包括:是否需要覆盖电梯、地下停车场、地下街道、地铁线、隧道等特殊场合;需覆盖的楼层数及面积等。

(3) 进一步了解目标室内覆盖区域的结构, 包括:利用建筑物的结构图, 了解弱电管井等的具体位置及各楼层的结构以确定设备的布放位置与施工布线的走向与路由;了解建筑物的室内布置、材料结构、空间尺度等以便大致估算CMMB信号在其中的无线传输损耗。

4.2 覆盖预测

由于受到室内环境中很多实际因素的影响, 故不能用理论覆盖模型进行覆盖预测, 而需通过实地测试与估算得出目标覆盖区域中各处的信号场强情况。可以采用“模拟场强测试”法, 步骤如下:

(1) 把一小型发射机置于拟放天线之处。

(2) 适当设置发射机发射功率与发射信道。

(3) 用场强仪对目标覆盖区之内各方向 (尤其是边缘位置) 进行测试, 记录下各测试点处的信号强度。

(4) 通过发射机的发射功率与测得的各点的信号强度, 计算出目标覆盖区域内的无线传播损耗情况。

4.3 方案选择

不同的CMMB目标室内覆盖区域的情况各异, 则对CMMB信号的覆盖要求就不同, 且工程施工条件与施工难度也就不同。故, 选择CMMB室内覆盖系统的设计方案时应考虑。

(1) 工程造价

在保证系统信号质量的大前提之下, 尽可能地采用低成本方案。

(2) 施工难度

尽量考虑施工 (尤其是传输线施工) 较易实现的方案。

(3) 信号发射单元的布放位置、数量与输出功率

在保证信号优质覆盖的同时, 尽量做到多天线、低功率。

(4) 系统传输损耗

在综合考虑满足需求后, 尽量选择传输损耗较小的设计方案。

4.4 系统设计

系统设计是整个CMMB室内覆盖系统工程中最为关键的一步。

4.4.1 外部CMMB信号源的选择

外部CMMB信号源的选择对CMMB室内覆盖系统质量的影响甚大。由文献[1], 室外无线CMMB信号及通过有线电视网络传输的CMMB信号均可作为CMMB室内覆盖系统的引接信号源。

(1) 在有条件接收到稳定的室外无线CMMB信号 (要求其电平不低于-65d Bm, 且频谱纯净) 、部分区域可较流利的接收到室外无线CMMB信号, 而其它区域的场强较小甚至为0的目标室内覆盖区域, 可用其作为引接信号源。

(2) 在室内无线CMMB场强低于-85d Bm、室内95%以上区域无法接收到室外无线CMMB信号的相对封闭的建筑物中, 可引接有线电视分配箱或有线电视用户盒处由有线网络下行的CMMB信号作为CMMB室内覆盖系统的信号源。

4.4.2 信号传输与分配网的组网

(1) 两种组网模型及选择

①同频传输型

把从信号源引接的CMMB信号直接进行射频传输, 以同轴电缆为主要传输介质进行室内布线, 通过定向耦合器、功分器等实现信号分路, 再用信号发射单元进行信号的辐射覆盖, 必要时可用放大器来补偿系统的传输损耗。

②变频传输型

先把从信号源引接的CMMB信号变换为中频, 再对其进行传输、分配、放大、辐射。

③组网模型的选择

综合考虑各种因素, CMMB室内覆盖系统的传输与分配部分宜采用同频传输网。

(2) 同频传输网的分类及选择

根据CMMB目标室内覆盖区域的类型等实际影响因素, 同频传输型CMMB室内覆盖系统有4种组成方案。

①CMMB室内同频无源覆盖系统

从信号源处引接的CMMB信号, 通过带通滤波器 (无源) 、同轴电缆、无源器件、信号发射单元传送到目标覆盖区域 (一般为需要CMMB覆盖的面积较小的中小型楼宇的室内场所) 。以下为对该种系统中主要无源器件的简要说明:

定向耦合器:在CMMB室内同频无源覆盖系统中, 定向耦合器从主干馈线中分出一部分功率到支线 (副线) 中传输。相关指标有耦合度、方向性、隔离度、输入驻波比、工作带宽等。在工程实践中:应主要注意其耦合度与方向性指标, 而不能用隔离度指标去衡量相关产品的性能;一般地, 宜选用平行耦合或分支耦合机理的带状线、微带线定向耦合器, 并视应用场合及系统设计要求 (需耦合的量的大、小) 来确定强或弱耦合器的选择。

无源功分器:无源功分器将CMMB有线信号的功率以一定的比例分成若干路输出, 在CMMB室内同频无源覆盖系统中, 由于可能要用到无源功分器, 则可用的有二、三、四功分。在工程实践中, 应注意的是:微带线型无源功分器适用于中小功率的室内覆盖系统, “隔离度”为其主要指标;由于使用了同轴线结构, 同轴型无源功分器适用于大功率的室内覆盖系统。

②CMMB室内同频有源覆盖系统

从信号源处引接的CMMB信号, 通过带通滤波器、同轴电缆、无源器件、有源器件、信号发射单元传送到目标覆盖区域 (一般为需要CMMB覆盖的面积较大的大型楼宇的室内场所) 。

CMMB室内同频无源覆盖系统中的有源器件主要是放大器, 用以补偿系统中的传输损耗, 其主要指标有工作带宽、增益、噪声系数、驻波比等。

电缆选择以易施工及安全性为原则:在主干部分, 由于可沿直线布放或在管井中布放, 故可用较粗的电缆 (这样也可以减小信号的传输损耗) ;而在转弯处较多的支线部分, 宜采用柔软、细径型电缆;据相关ISO标准, 需采用防火电缆 (为降低工程造价, 使用阻燃型防火电缆) 。所选电缆应尽量布放于天花板中或隐蔽处。

③CMMB室内同频光纤覆盖系统

当CMMB目标室内覆盖区域比较分散、相距较远、地形较复杂时, 若用同轴电缆进行布线, CMMB同频信号在其中的传输损耗很大, 且工程难度也非常大, 则就可用光纤进行布线。显然:

(a) 宜选择抗拉抗折的单模光纤, 选择抗压抗拉能力强、可靠性高的野战光缆敷设传输主干线。

(b) 应根据实际情况选择F-P激光器光发机或DFB激光器光发机, 用从信号源引接的CMMB同频信号对激光进行强度调制 (已调激光在SMF上传输时损耗很小, 且理论色散值为0) 。

(c) 在光链路中, 为降低系统造价, 宜选择无源分光器。在接收端, 选用PIN管光收机。

④CMMB室内同频漏缆覆盖系统

交通隧道、地铁沿线、地下矿井、地下街道、电梯等狭长形的限定空间是无线电波传播的非自由空间, 电波在其中的传播损耗非常大。且狭长的通道地带使得施工空间窄小。故, 需采用导引辐射的方式来改善及优化狭长形限定空间中的CMMB信号场强, 最佳的导引辐射体是漏缆。采用漏缆进行电波遮挡空间之覆盖在文献[2]中亦有提及。

(a) 漏缆的选择

漏缆是传输线与天线的组合体, 存在耦合与辐射两种信号泄漏模式, 而只以其中一种为主, 则有耦合型漏缆与辐射型漏缆之分。

耦合型漏缆:常用的是椭圆孔耦合型漏缆, 其孔间距小于工作波长, 则缆内电磁场通过小孔衍射, 再激发漏缆外导体产生磁场, 经电磁感应后, 在外导体上产生CMMB信号电流并辐射出去。适于宽带频谱信号的传输。但由其辐射的信号无方向性且功率随着距离的增加快速减小, 故其垂直场强很不均匀, 由文献[3], 其场强分布呈蝶形。

辐射型漏缆:常用的是八字槽辐射型漏缆, 其槽间距与工作波长或半波长相当, 故CMMB信号可直接从八字槽孔辐射出去。其漏泄的电磁能量具有方向性, 相同的漏泄能量在辐射方向上相对集中, 且不会随距离的增加而迅速减小, 故其场强很均匀, 由文献[3], 其场强图呈圆形:

漏缆种类的选择:文献[3]对上述两种漏缆的长度耦合损耗、圆周耦合损耗、高度耦合损耗、水平耦合损耗进行了对比实测, 最终得出的结论是:八字槽辐射型漏缆的辐射特性较椭圆孔耦合型漏缆的更理想;前者在不同空间位置处的各种耦合损耗值较后者要小;前者的空间场强更加均匀 (如图4) , 类似于全向天线, 而在后者所覆盖范围内存在较多的盲区 (如图3) 。据此, 笔者认为, 宜选择八字槽漏缆来进行CMMB信号在狭长形限定空间中的优质覆盖。

(b) 对八字槽辐射型漏缆部分参数的界定

传输并辐射CMMB信号时, 为达到系统设计要求, 需对八字槽漏缆的主要参数进行界定, 如:槽的长度及倾斜度;所选漏缆的“辐射损耗”指标应当达到这一个室内覆盖系统的设计要求;传输衰减值应尽可能的小;等。

(c) 漏缆的安装施工

漏缆的安装位置对信号辐射损耗的影响很大。一般地, 应使其轴线与限定空间的墙壁保持20cm以上的悬距, 且离拐角处至少1m远, 并选用非金属牢固支架。当需要进行CMMB覆盖的线路较长时, 可考虑用干放来补偿漏缆的传输损耗。

4.4.3 信号发射单元的建设

考虑到需进行CMMB室内覆盖的场所各异之实际情况, 覆盖系统的信号发射单元有两种组成方式。

(1) 基于漏缆的发射单元

适用于对交通隧道、地铁沿线、地下矿井、地下街道、电梯等狭长形的限定空间的CMMB覆盖。

(2) 基于天线的发射单元

适用于对小、中、大型楼宇的室内场所的CMMB覆盖。

①CMMB室内覆盖需用到的天线类型

(a) 全向天线

(b) 定向天线

其辐射的功率较大程度的集中于其主瓣方向, 覆盖范围可控、覆盖距离较远。

(c) 室内吸顶天线

它是根据天线的宽带理论运用计算机辅助设计而得, 一般能达到在一定频带内的驻波比小于2或1.5的要求, 结构轻巧、安装方便。但其增益较低 (一般为2d Bi左右) 。

(d) 室内壁挂天线

其内部为微带结构, 一能满足在一定频带内较小驻波比的要求, 结构轻巧、安装方便。其增益一般在7d Bi左右。

②天线类型及其布放位置的选择

为了保证:室内与室外的CMMB信号不产生同频干扰、室内覆盖区域与周围区域有优质的信号无间断切换、CMMB终端在目标覆盖区域内的空间位置处均能正常接收信号;且由文献[1], 要保证室内覆盖系统的场强完整的覆盖到本区域的边缘 (其处CMMB场强值应不小于-75d Bm) 。就必须选择好天线的类型及其布放位置, 以保证上述覆盖质量。

由于传输、分配到每副天线的入口功率不大, 选择天线应以小巧、美观、易安装、与周围环境相和谐、并适合施工条件为原则:可选书本状、杆状、钻石状、帽状等小型天线。

天线的布放位置以易施工、距管井较近、相对靠边为原则:可采用“隔层对角布放”法来减小需要布放的天线之数量。

③天线辐射的边缘场强

在进行系统设计时, 边缘场强值主要取决于CMMB终端接收灵敏度、快衰落储备、干扰储备、噪声储备。

(a) CMMB终端接收灵敏度用以表征其接收微弱RF信号的能力。

(b) 快衰落裕量储备

在CMMB室内覆盖系统中, 由多径传播造成的RF快衰落比室外更严重, 故需考虑其裕量。

(c) 干扰储备

需视CMMB目标室内覆盖区域的CMMB场强情况而定。

(d) 噪声储备

当使用光纤 (CMMB室内同频光纤覆盖系统) 或当系统中应用了有源器件时, 需考虑一定的噪声储备。

4.4.4 CMMB室内覆盖系统噪声的分析

对于使用了放大器等有源器件的CMMB室内覆盖系统, 在设计时必须要考虑到系统噪声。若采用多级放大器, 在设计时还需考虑如何设置各级放大器的增益以最大限度的减小噪声对系统的影响。在设计CMMB室内同频光纤覆盖系统时, 需主要考虑激光器的相对强度噪声、光收机的前放噪声、光收机PIN管的散粒噪声。

4.4.5 室内覆盖系统的功率分布计算

在做相关工程设计时, 有两种计算方法。

(1) 正算法

由已然确定的信号源输出功率, 经CMMB信号传输与分配网, 求出每一个信号发射单元的辐射功率。

(2) 倒算法

①由模拟场强测试的结果及取定的边缘场强值, 推算出信号发射单元的辐射功率。

②再考虑信号传输与分配网的损耗。最后确定所需的信号源输出功率。

正算法与倒算法中均要计算CMMB信号传输与分配网的损耗。具体计算步骤可为:

①由信号发射单元的辐射功率要求及馈线布放方案, 确定布线长度、确定馈线及相关器件的选用。

②再对系统的信号功率按相关分配方式进行整条线路的损耗计算, 并精确计算出各点的信号功率。

4.4.6 监控系统

为保证各重要室内场所的CMMB覆盖网络的安全运行、并节省之后的运维费用, 应建立统一完善的CMMB室内覆盖网管监控系统。该系统完全独立于RF系统, 且其具有本地及远程监控功能, 见图2。

(1) 监控功能

①本地监控

通过监控系统的本地通信接口提供本地访问功能。

②远程监控

监控系统将监控信号回传至CMMB室内覆盖系统远程控制中心, 中心再利用覆盖质量智能反馈控制软件, 以程序自动或人工手动方式来调控该CMMB室内覆盖系统监控系统的相关参数。

(2) 监控系统的组成单元

①供电单元

宜优选能提供电源外部输入告警接口的电源模块。

②分路单元

把从CMMB室内覆盖系统的信号传输与分配单元及天线输入口处用定向耦合器耦合到的CMMB信号输出到检测单元进行功率检测。

③检测单元

检测CMMB室内覆盖系统的信号传输与分配单元的输入功率、输出功率、输出端口驻波比及天线的输入功率。输入功率检测可通过跳线从RF检测口引入被测信号、输出功率检测可通过跳线从RF检测口引入分路单元、驻波比检测可通过跳线从RF检测口引入输出端的前向信号及反射信号, 故, 检测单元应内置多个功率检测模块, 且其接口应均为485口。

④监控单元

应可与检测单元的各功率检测模块以485总线相连以采集功率检测模块的数据;应可提供用于远程监控的接口;应提供监控用蓄电池及可选配的FSK通信模块以作电源检测及温度检测。

4.5 工程施工

组织工程的施工与设备安装调测应按照已设计好的系统要求、按照相关工程规范要求及相关的设备安装调测规范要求, 进行线缆布放、设备安装与调测。

4.6 工程验收

工程验收是全面考核工程建设质量、检验工程设计与施工质量的重要环节。工程验收的依据是相关的工程验收规范。

参考文献

[1]张红, 秦龚龙, 唐月, 崔岩., 聂明杰.移动多媒体广播 (CMMB) 室内覆盖技术研究[J].广播与电视技术, 2008 (7) :32—37.

[2]韩伟.日本数字广播中“填隙器”的功能与应用[J].有线电视技术, 2009 (2) :14.

室内覆盖电源保障系统解决方案 篇10

随着移动通讯业务的快速发展, 在写字楼、酒店、商场、超市等人口稠密场所产生的移动通话迅速增长, 这一部分业务话务量大, 时间长, 逐步成为移动运营商的一个重要收入来源。因此对这一部分移动业务进行信号覆盖的室内微峰窝基站逐渐成为移动运营商保障的一个重点。

湖北移动武汉分公司于2005年开始进行对室内覆盖的微蜂窝系统进行站点中断率指标考核, 这些室内覆盖系统以前未安装专用的供电保障系统, 一般直接接入市电, 因此微蜂窝基站中断的主要原因就是因为市电断电。近年来由于国内电力供应日趋紧张, 城市用电量大, 供电线路老旧, 中心城市经常出现事故性或让电等电力中断, 导致微蜂窝断站, 因此迫切需要对室内覆盖微蜂窝系统建设供电保障设施。

二、微蜂窝基站分布情况

1、站点布置情况

室内覆盖系统微蜂窝站点在前期建设时为尽快满足用户的室内覆盖需求, 开通任务紧急, 施工工期短, 多数站点是覆盖高层建筑和大型商场。因此为了解决多层室内覆盖问题, 微蜂窝设备大多安装在楼内的弱电井、管道井、电梯间、楼顶或过道内, 空间狭小, 平均不足2平方米。且空间内电缆繁多, 线路混乱, 受空间及设备体积等限制, 多数都无法规范安装。

现场供电由业主提供无后备的单相交流电, 基本不具备配电箱, 多数采用简易的电源插头和插线板, 易受线路老化、接触不良的影响造成站点断电退服。设备供电保障存在以下一些问题:

(1) 基站及供配电设备随意摆放, 布线混乱、无标识;

(2) 安装位置特殊, 维护难度较大;

(3) 部分设备安装的公共场所, 在非工作日由于无工作人员, 断电时可能无法进入。

2、站点断电情况

微蜂窝系统基本在市内, 断电情况主要有以下几种:

(1) 市电电网故障断电, 断电时间一般在30分钟到10小时左右之间, 视供电局的抢修情况而不同;

(2) 业主方因为维护或紧急情况, 人为拉闸断电, 断电时间一般在30分钟到6小时左右;

(3) 站点线路老化或接触不良断电, 需要维护人员到现场排除故障, 一般断电时间2-4小时;

(4) 城市供电紧张, 需要错峰让电, 一般8-10小时, 这种情况一般针对工作区, 在居民生活区较少。

3、设备供电需求情况

目前湖北移动微蜂窝基站的供电需求以220V单相交流为主, 各站点功耗由于采用的微蜂窝主设备厂家及型号不同, 从300W-1000W均有, 武汉市主要采用爱立信的RBS2308微蜂窝。

三、湖北移动武汉分公司微蜂窝供电保障解决方案

1、微蜂窝供电保障的基本要求

(1) 根据各微蜂窝基站因断电造成的退服时长统计来配备后备电源的供电时长, 一般要求后备时间大于4小时; (需武汉分公司提供)

(2) 根据设备的实际功耗大小配置UPS;

(3) 设备要求尽可能体积小巧, 便于安装, 能壁挂或落地安装, 并要求具有耐高温和抗静电及恶劣环境的能力;

(4) 蓄电池要能一体化或就近分体安装;

(5) 小容量电源也要具有一定的配电分路;

(6) 最好能具体有监控功能和一定的组网能力;

(7) 对于安装在室外的微蜂窝需要具有能够直接安装在户外使用的UPS;

2、各类解决方案分析

由于湖北省各地市移动公司的微蜂窝基站品牌多、型号杂, 交直流供电方式都有, 功耗300W-1000W都有, 而目前国内各电源生产企业的现有产品中没有一种产品可以直接完全满足以上各种要求, 因此需要根据情况制定针对性的解决方案。

(1) 室内交流微蜂窝基站

这类基站以爱立信的RBS2308, 诺西的诺西BS-82II, 摩托Horizon II和华为的BTS3006C为代表。由于微蜂窝设备的供电方式大多采用AC220V, 因此必须采用UPS供电方案。

目前各主流厂家的小功率UPS的规格基本为1kVA/700W、2kVA/1400W及3kKVA/2100W, 完全可以满足对交流微蜂窝基站的供电要求。在此基础上, 开发有独立外箱, 带有输出配电具备一定防护功能和较强防盗能力的小型壁挂式UPS, 直接挂墙安装, 将非常适合这些交流微蜂窝基站供电使用。具体的设备结构原理图如下:

蓄电池的选择:一般1kVA的UPS蓄电池配置为3节/12V, 2/3kVA的UPS蓄电池配置为8节/12V, 考虑在正常功耗下要达到市电断电后8-10小时的后备延时时间, 因此选择的UPS主机及蓄电池方案如下:

A、300-400W微蜂窝设备建议采用1kVAUPS主机+3节100AH蓄电池+电池柜一只, 延时时间4-10小时, 体积、重量、后备时间及充电时间取得平衡, 适用于功耗不大, 停电频度较低或停电时间短的区域。

B、400W以上微蜂窝设备建议采用2kVA主机+8节100AH蓄电池+电池柜一只, 延时时间5-12小时, 系统具有较大冗余, 后备时间长, 充电时间短, 适用于大功耗, 停电频繁或长时间停电区域。

最终此次湖北移动室内微蜂窝基站交流供电的配置方案为壁挂式UPS主机 (含壁挂式外箱、配电单元、220VAC) 及蓄电池组:

(2) 室外交流微蜂窝基站

室外微蜂窝基站, 后备电源可以采用室外型一体化电池柜, 也可分体安装。因此对于部分功耗较大的基站, 采用1个室外电池柜2组100AH蓄电池, 后备时间约5-6小时;而如经常存在长时间停电的场合, 可以采用2个室外电池柜4组100AH蓄电池, 后备时间可达10-12小时。

由于采用了热交换器, 室外型开关电源具有非常良好的防护能力, 主机的防护等级达IP55, 因此适应于室外高低温、潮湿、灰尘等环境, 而专业的防盗设计在安全性上也有良好表现。同时, 由于主流厂家的室外电源和电池柜均为双层保温隔热壳体, 带加热板, 且开关电源专业的蓄电池管理功能, 使得电池柜内的蓄电池能够得到良好的防护和充放电管理, 对蓄电池的使用寿命非常有利。

四、效果分析

1、微蜂窝基站采用交流供电的来源

以微蜂窝基站进行室内覆盖的方法早期主要来在欧美等发达建设, 而欧美国家的电网质量相当稳定, 室内覆盖网设备又主要用于大中城市的人口密集区, 电网质量更佳。即使个别电网不稳定的地方, 也可选用的UPS电源解决供电问题。在这种情况下, 微蜂窝基站如采用直流48VDC供电, 则必须配置直流电源, 否则主设备无法工作, 因而供电成本将大大提高, 所以爱立信、摩托、诺西等公司的产品都直接使用交流供电。而目前国内的室内覆盖在网产品大部分为上述厂家提供, 沿用了欧美的交流供电方式。

2、配置U P S前后, 因停电造成室内覆盖网退服的概率变化理论计算

对于双变换在线式UPS, 正常情况下由UPS逆变供电 (包括市电正常时市电经过整流/逆变成稳压电源或者市电异常时电池逆变成稳定交流电压) , 在逆变器故障时由旁路供电。

设UPS的故障率和修复率分别λ1, μ1;旁路故障率和修复率为λ2, μ2

状态1:逆变正常, 旁路正常, 系统输出正常;

状态2:逆变故障, 旁路正常, 系统输出正常;

状态3:逆变正常, 旁路故障, 系统输出正常;

状态4:逆变故障, 旁路故障, 系统输出故障。

其中状态4为吸收状态, 表示一旦状态4出现, 则已经导致用户供电中断, 即使能再维修, 但是已算一次系统事故, 对于负载来说已算一次掉电。

为了计算方便, 假设室内覆盖电网每周错峰断电一次, 一次断电10小时 (这种电网质量落入到第三类电网) , 即可认为电网的MTBF=7天*24小时-10小时=158小时, 故障率λ2=1/MTBF=1/158=0.0063, 修复率μ2=1/MTTR=1/10=0.1另外假设UPS的MTBF=5万小时 (这是个很差的数据, 相当于UPS的年 (8760小时) 故障率为8760/50000=17%, 而目前主流厂家UPS产品的MTBF值基本可达10~30万小时) , 维修方式采用直接更换方式, 则24小时内更换, 于是故障率λ1=1/MTBF=1/50000=0.00002, 修复率μ1=1/MTTR=1/24=0.042。

上述计算是在假设相当恶劣的条件下 (停电次数频, 停电时间长, 以及UPS的MTBF比较低) 的计算结果, 而实际大中城市中的应用环境、使用主流厂家的UPS产品, 则整体条件将优于上述假设, 配置UPS后的整个系统的可靠性指标将更优。

3、安装供电保障系统的后备电源后, 微蜂窝基站停站实际数据比较

从统计中可以看出, 由于采用了供电保障系统, 微蜂容站的月停站次数比未采用供电保障系统前, 得到了极大的降低, 充分体现了供电保障系统的价值。

五、项目推广意义

我国移动通讯用户对通信质量的要求越来越高, 而现阶段我国电力供应持续紧张限电或电网老化等故障经常发生, 如不采用适应的供电保障措施, 由此而来的微蜂窝基站断站将严重影响移动通讯的质量和用户的感知度。而如果配有供电保障系统, 则一方面市电停电时写字楼、酒店、商场、超市内的用户的电脑等无法工作, 需要更多的手机通信联系, 将带来更多的有效运营收入;而另一方面, 此时基站正常工作使手机信号好, 则能直接提高客户满意度。因此对于室内覆盖网络建设供电保障系统就显得十分重要。

目前湖北移动武汉分公司的GSM室内覆盖网络有大量使用交流供电的微蜂窝基站存在, 供电质量无法保证。由于武汉市的室内覆盖系统的使用环境基本都是上述条件十分恶劣的场所, 大部分不具备专用机房条件, 因此壁挂式UPS及专用一体化室外型电源这类安装灵活, 使用便利, 可靠性高专用电源设备就能够提供非常合适的解决方案。

湖北移动武汉分公司已开始建设的TD室内分布网络, 多采用BBU+RRU的组网方式, 其RRU设备都是采用交流供电, 这些设备都需要建设供电保障系统。因此室内覆盖电源保障系统解决方案中采用的壁挂式UPS及一体化室外型开关电源还将是适合的解决方案, 无论在现有的2G网络或是在正在快速发展的TD网络中, 都能有着非常广泛的应用。

参考文献

[1]中华人民共和国通信行业标准YD/T5040-2005《通信电源设备安装工程设计规范》;