学文网摘 要：随着移动用户和高层建筑的的增加，话务密度和覆盖要求不断上升。由于这些建筑物对移动电话信号有很强的屏蔽作用，对网络的覆盖、容量和质量方面都产生了很大的影响。为此，本文提出了解决上述问题的重要手段--移动通信室内覆盖系统，并就其组成和基本组网方式进行介绍。
关键词：多网合一，室内覆盖，系统组成，组网方式
随着移动用户和高层建筑的的增加，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。另一方面，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，是所有移动网络优化工作的主题。在此背景下，室内覆盖系统作为完善室内覆盖，提升用户体验的手段，愈来愈收到运营商的重视，本文就移动通信室内覆盖系统的组成和基本组网方式作一介绍。
一、室内覆盖系统概述
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解决方案。其原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。
室内覆盖系统的建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域；同时，使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务，扩大网络容量，从整体上提高移动网络的服务水平。
大量使用室内覆盖系统，可以帮助运营商争夺室内的话务量，开拓新的话务量。同时还可以用于分散过密地区的网络压力，解决高端用户密集城区覆盖问题，减少室外基站的数量和配置，降低室外网络的整体干扰水平，从而提高整个系统的容量，更好地满足用户对质量的要求。
室内覆盖主要的应用场所
（一）室内盲区。新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆和公寓等。
（二）话务量高的大型室内场所。车站、机场、商场、体育馆、购物中心等，增***蜂窝建立分层结构。
（三）发生频繁切换的室内场所。高层建筑的顶部，收到多个基站的功率近似的信号。
二、室内覆盖系统组成
室内分布系统主要由信号源,信号的传输和分布系统以及干线放大器、功分器、耦合器、室内天线等部分组成。
（一）信号源
通常可以选作为室内覆盖的信号源有宏蜂窝基站，微蜂窝基站，直放站和射频拉远单元等。
1.宏蜂窝基站 直接采用室外的宏蜂窝基站作为信号源，适用于建筑物的电磁密闭性较差或建筑物较为稀疏而且话务量较低的场景。
2.微蜂窝基站 采用***的微蜂窝基站作为信号源，可以***承载话务量，并且可以分担宏蜂窝小区的话务量，通常应用于面积较大或者人流比较大、话务量比较高的室内覆盖，如大型购物广场、候机厅等，但是建设的成本比较高。
3.直放站 采用直放站作为信号源，分为空间直放站和光纤直放站两种。该方式可以利用较少的投资和较短的周期，迅速扩大无线覆盖范围和解决盲区覆盖。
4.射频拉远单元(RRU) 该方式可以提供接近微蜂窝基站作为信号源的覆盖效果，即将基站中的射频部分取出通过光纤与基站中的数字基带部分相连，剩下的控制加基带部分被称为支持远端模块的“宿主基站”。
各种信源的特点比较
8.上表部分场景的室内覆盖解决方案
9.传输介质和分布系统
10.传输介质和分布系统作为室内覆盖系统的重要组成部分，主要有同轴电缆，光纤和泄漏电缆三种。
11.同轴电缆是最为常用的材料，其优点是性能稳定、造价便宜、设计方案灵活、易于维护和进行线路调整、工作频段合适、可以兼容多种制式的系统，但覆盖范围受同轴电缆的传输损耗的限制，传输保密性差。大型同轴电缆室内分布系统通常需要多个干线放大器作为信号的放大接力。
12.光纤的路损较小，不加干线放大器也可以将信号送到多个区域，保证足够的信号强度，性能稳定可靠，传输容量较大，易于设计和安装，可兼容多种移动通信系统。但是在建设的过程中需要增加专门的电转光，光转电设备，且依赖于远端供电。
13.泄漏电缆由导体、绝缘介质和开有周期性槽孔的外导体组成。电磁波在泄漏电缆中纵向传输的同时通过槽孔向外界辐射电磁波；外界的电磁场也可以通过槽孔感应到泄漏电缆内部并送到接收端。泄漏电缆提供的是功率低、辐射均匀的“雾状”覆盖。优点是信号强度均匀，缺点是较高的电缆传输损耗，需要较强的信号输入且价格较高。它多用于一些特殊场景下，因为普通天线无法实现较好的覆盖，如竖井，隧道，地铁等。
14.元器件和天线
15.除了信号源，传输介质和分布系统之外，室内分布系统还需要功分器，耦合器，干线放大器和天线等器件。
16.功分器和耦合器
17.主要有无源和有源(功分器和耦合器)两种器件。采用无源器件的系统设备性能稳定，安全性高，维护简单，信号经过功分器，耦合器和线路损耗后，到达天线处的强度不同，覆盖的效果也不同。而有源系统的信号到达末端时被放大器放大，达到理想的强度，保证覆盖效果，但建设和维护复杂，系统的安全性和稳定性不如前者。
（二）干线放大器
信号的传输会有损耗，需要在传输过程中通过干线放大器进行放大。G*** 900MHZ系统、G*** 1800MHZ系统与TD-SCDMA和TD-LTE使用其相应的干线放大器。在多系统融合后对信号进行放大时需要分别放大，然后再经合路后传输。在TD-SCDMA和TD-LTE系统中，上下行工作于同一频段，应该避免上下行链路的自激干扰问题；另外，对于多种制式共用室内分布系统，不同频段的信号在此前的路损可能不同，应均衡各频段信号的放大率，以达到最佳的覆盖效果。
（三）天线
室内覆盖的天线主要有全向天线和定向天线两种，根据具体场景的需求合理选择。通常以吸顶天线为主，它主要有3dBi天线和5dBi天线，在水平方向全向发射。两种天线在垂直方向信号能量集中角度上有区别，3dBi天线适合开阔空间的覆盖，如会议厅；5dBi天线的垂直发射角度对于前者要小，能量更加集中，适合于楼层间的覆盖。为了防止室内信号泄漏对室外信号产生干扰等情况，采用定向天线向室内需求方向覆盖。与2G等其他系统共用室内分布系统时，需要考虑不同制式的链路损耗的区别来调整天线的位置和数量，以满足覆盖需求。
三、多系统合路的常用组网方式
（一）信源合路方式
1.方式一：
经过两级合路:第一路为2G+ TD-LTE，第二路为TD-LTE+ TD-SCDMA。WLAN在末端馈入G***一路。方式二 ：
经过一级合路:第一路为2G+ TD-LTE+WLAN，第二路为TD-LTE+ TD-SCDMA,此种情况各系统需要单独布放主干线缆，在楼宇内弱电竖井预留空间能满足线缆或器件布放、安装的情况下优选。方式三：
经过两级合路:第一路为2G +TD-SCDMA+ TD-LTE，第二路为TD-LTE。改造情况下建议优先选择此方式，不改动原有的2G、TD系统，WLAN采用馈入+单独布放AP的方式。
（二）网络分区方式
目前以现有网络室分信源类型主要有2G、TD、TD-LTE、WLAN，其频率规划主要是：2G采用900M或1800M频段；TD采用A频段； LTE室内采用2.3GHz频段（2350MHz-2370MHz），采用双路分布系统；WLAN系统开放频段为2400MHz-2483.5MHz，采用单路分布系统。
多网融合多制式分布系统设计，应以覆盖最受限的WLAN制式的技术条件来确定天线的覆盖半径，并构建分布系统基本单元（“分簇”）。簇内天线点数量尽量均衡，天线位置要相对集中。分簇规划如下：
（1）对于多隔断的封闭空间，WLAN天线点覆盖半径取6-10米，间距达到10-15米的要求。对于开阔空间，WLAN天线点覆盖半径可适当扩大。
（2）因用户上网体检与WLAN信号强度直接相关，故WLAN天线口功率应在满足国家电磁辐射标准的前提尽可能做大，天线口功率以12-15dBm为宜
（3）室内分布型WLAN AP设计中可按支持4-6个天线，覆盖面积800-1200平米规划，每个WLAN AP支持64个人，同时使用支持20个人。
四、结语
在实际工作中，根据不同的场景合理设计方案，确定系统的组网方式、信源配置、容量核算、分区分簇、频率分配、切换规划、外泄控制等要素，实现网络的有效覆盖
参考文献:
1.《移动通信分布系统原理与工程设计》，陆健贤著，机械工业出版社出版；
2.《TD-SCDMA无线网络优化指南》，肖建华等著，人民邮电出版社出版
作者简介：沈骏（出生年月： 1973年2 月） 性别：男籍贯：浙江省富阳市
现任职单位：浙江中通通信有限公司 职务：管理部门经理职称：工程师 学位：计算机与应用学士学位 研究方向：无线电通信。
注：本文中所涉及到的***表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
转载请注明出处学文网 » 多系统合路下的室内覆盖系统