【正文】 TDSCDMA室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書1 概述移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量是各運(yùn)營(yíng)商獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵所在，同時(shí)也是所有無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化工作的主題。隨著城市移動(dòng)用戶的飛速發(fā)展以及高層、大型建筑物的不斷增加，系統(tǒng)容量和覆蓋要求不斷上升。這些建筑物規(guī)模大、質(zhì)量好，對(duì)移動(dòng)信號(hào)有很強(qiáng)的屏蔽作用。大型建筑物的低層、地下商場(chǎng)、地下停車場(chǎng)等環(huán)境是移動(dòng)信號(hào)弱區(qū)甚至盲區(qū)，手機(jī)無法正常使用；在中間樓層，由于來自周圍不同基站信號(hào)的重疊，產(chǎn)生嚴(yán)重的乒乓效應(yīng)，手機(jī)頻繁切換，甚至掉話，嚴(yán)重影響了手機(jī)的正常使用；在建筑物的高層，由于受基站天線的高度限制，無法正常覆蓋，也是移動(dòng)通信的弱區(qū)或乒乓效應(yīng)區(qū)。另外，在有些建筑物內(nèi)，雖然基站信號(hào)能夠正常通話，但是用戶密度大，基站信道擁擠，手機(jī)接入困難。為解決以上問題，業(yè)界引入了室內(nèi)分布系統(tǒng)。室內(nèi)分布系統(tǒng)的原理是利用室內(nèi)天線分布系統(tǒng)將移動(dòng)基站的信號(hào)均勻分布在室內(nèi)每個(gè)角落，從而保證室內(nèi)各區(qū)域擁有理想的信號(hào)覆蓋。目前，2G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在我國(guó)有十多年的建設(shè)時(shí)間，隨著2G網(wǎng)絡(luò)的成熟，其在室內(nèi)覆蓋方面的建設(shè)也越來越完善，在城市的中心區(qū)、商業(yè)區(qū)或者機(jī)場(chǎng)、賓館、地鐵這樣的人流密集區(qū)域，2G的無縫覆蓋已經(jīng)讓用戶有了切身的感受。根據(jù)已經(jīng)運(yùn)營(yíng)3G的國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)和我國(guó)國(guó)情，3G業(yè)務(wù)將首先在具有市場(chǎng)潛力的地方得到應(yīng)用，那么在上述區(qū)域，如果3G還達(dá)不到2G的覆蓋水平，那么用戶對(duì)其使用的熱情會(huì)迅速冷卻。并且3G系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的2G系統(tǒng)，其空間路徑損耗、在線路中的傳輸損耗非常大，依靠室外基站對(duì)室內(nèi)進(jìn)行覆蓋將更加困難，因此，這些環(huán)境下的覆蓋在建網(wǎng)初期就應(yīng)該優(yōu)先被考慮。另一方面，對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言在一個(gè)成熟、高度競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中，室外覆蓋已經(jīng)不是運(yùn)營(yíng)商之間差別的主要因素，保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，建立精品網(wǎng)絡(luò)形象的重點(diǎn)是室內(nèi)覆蓋。根據(jù)圖1所示NTT DoCoMo對(duì)3G話務(wù)分布的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可見3G系統(tǒng)有近70%的話務(wù)分布在室內(nèi)，而其中有約54%的室內(nèi)用戶分布在辦公室和家庭場(chǎng)景中。根據(jù)專家預(yù)測(cè)，未來3G業(yè)務(wù)將有90%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)。圖1 室內(nèi)覆蓋業(yè)務(wù)比例隨著3G業(yè)務(wù)類型不斷增加和創(chuàng)新，室內(nèi)覆蓋將占更加重要位置。3G時(shí)代高價(jià)值的商業(yè)客戶主要集中于室內(nèi)，良好的室內(nèi)覆蓋是吸引新客戶、留住老客戶的關(guān)鍵。所以，總的來說3G的室內(nèi)覆蓋在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中占有非常重要的地位。本文基于對(duì)TDSCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的分析，綜合考慮室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋、容量和干擾的情況下，討論TDSCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的規(guī)劃思路和設(shè)計(jì)方法，可作為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)人員的參考手冊(cè)。2 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)介紹 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)構(gòu)成室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)為基站信號(hào)通過無源器件進(jìn)行分路，經(jīng)由饋線將無線信號(hào)分配到每一付分散安裝在建筑物各個(gè)區(qū)域的低功率天線上，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)信號(hào)的均勻分布。在某些需要延伸覆蓋的場(chǎng)合，使用干線放大器對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行中繼放大，達(dá)到擴(kuò)大覆蓋范圍的目的。該系統(tǒng)主要包括干線放大器、射頻同軸電纜、功分器、耦合器、電橋、天線等器件。該系統(tǒng)主要由以下部分構(gòu)成：信號(hào)源：BBU+RRU、宏蜂窩、微蜂窩和直放站。功率分配系統(tǒng)：光纖分布系統(tǒng)、泄露電纜和各種無源、有源分布系統(tǒng)，包含：? 干線放大器：低噪聲功率放大器。? 室內(nèi)天線：吸頂全向天線、壁掛定向天線或者八木天線。? 饋線和接頭：阻燃饋線和適配7/8”和1/2”等阻燃饋線的N型、7/16型接頭。如下圖所示：圖2 室內(nèi)分系統(tǒng)構(gòu)成 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)靈活，可根據(jù)不同的室內(nèi)覆蓋場(chǎng)景和需求采用相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。實(shí)現(xiàn)室內(nèi)無線信號(hào)的良好覆蓋需解決好兩方面的問題，即采用適當(dāng)?shù)男旁刺崛》绞胶蛽褡罴训氖覂?nèi)布線形式，以達(dá)到功率的合理分配。 功率分配系統(tǒng)的設(shè)備組成功率分配系統(tǒng)包含：? 同軸分布式天線系統(tǒng)? 泄露電纜? 光纖分布系統(tǒng)功率分配系統(tǒng)由有源設(shè)備和無源設(shè)備組成。有源設(shè)備為直放站、干放、光纖近端（遠(yuǎn)端）機(jī)等；無源天饋系統(tǒng)由功分器、耦合器、電橋和分布式天線等無源器件組成，如下所述： 無源器件 天線天線是將傳輸線中的電磁能轉(zhuǎn)化成自由空間的電磁波或?qū)⒖臻g電磁波轉(zhuǎn)化成傳輸線中的電磁能的設(shè)備，天線的主要指標(biāo)有：增益、帶寬、極化方式、波瓣角（垂直和水平）、前后比、駐波比。通信天線種類按工作頻段分為：超長(zhǎng)波、長(zhǎng)波、中波、短波、超短波、微波天線；按方向性分為：全向、定向天線；按結(jié)構(gòu)特性：線天線、面天線。主要應(yīng)用的天線種類有：全向吸頂天線，定向壁掛天線，定向八木天線，下面對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)述：216。 全向吸頂天線全向吸頂天線在室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)應(yīng)用中主要安裝在天花板上，增益一般為3dBi，主要用于常規(guī)區(qū)域的覆蓋。參考指標(biāo)如下表所示：序號(hào)型號(hào)ModelZXIB10ANT0011頻率（MHz）171025002增益（dBi）3駐波比≤4水平波瓣寬度360186。5垂直波瓣寬度40~70186。6極化方式垂直極化7功率容量（W）508水平方向圖垂直方向圖9阻抗（Ω）5010接頭型號(hào)N50K11尺寸：直徑x高（mm）φ160X9512重量（Kg）13輻射體材料銅14溫度（℃）40～+70參考圖如下：圖3 吸頂天線216。 壁掛天線壁掛天線在室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中，主要用于電梯以及長(zhǎng)廊的覆蓋，波束集中，前后比高，增益高（一般為7dBi左右）；有時(shí)用于控制信號(hào)室外泄漏。參考指標(biāo)如下：序號(hào)型號(hào)ModelRMBJZTE00021頻率（MHz）171025002增益（dBi）3駐波比≤4水平面波束寬度60176。177。20176。5垂直面波束寬度80176。177。40176。6極化方式垂直7功率容量（W）508水平方向圖垂直方向圖9阻抗（Ω）5010接頭型號(hào)N50K11尺寸（mm）1701586012重量（Kg）13輻射體材料銅14溫度（℃）40～+70參考圖如下：圖4 壁掛天線216。 八木天線八木天線的優(yōu)點(diǎn)具有更高的增益，缺點(diǎn)是頻段較窄，在室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中，主要用于單網(wǎng)系統(tǒng)電梯覆蓋或作為TDSCDMA直放站的施主天線。參考指標(biāo)如下：序號(hào)型號(hào)ModelRMBJZTE00031頻率（MHz）2000～20302增益（dBi）3駐波比≤4水平面波束寬度50176。5垂直面波束寬度40176。6極化方式垂直7功率容量（W）1008水平方向圖垂直方向圖9阻抗（Ω）5010接頭型號(hào)N50K11尺寸（mm）56012013612重量（Kg）113輻射體材料銅14溫度（℃）40～+70參考圖如下： 圖5 八木天線216。 柵格天線柵格天線的優(yōu)點(diǎn)高增益，窄波瓣。在室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中，作為TDSCDMA直放站的施主天線。參考指標(biāo)如下：序號(hào)型號(hào)ModelRMBJZTE00041頻率（MHz）2000～20302增益（dBi）3駐波比≤4水平面波束寬度21176。5垂直面波束寬度23176。6極化方式垂直7功率容量（W）1008水平方向圖垂直方向圖9阻抗（Ω）5010接頭型號(hào)N50K11尺寸（mm）100012重量（Kg）（含抱桿）13輻射體材料銅14溫度（℃）40～+70參考圖如下：圖6 柵格天線 功分器功分器是一種能量的等值分配的器件，目前的技術(shù)水平可以達(dá)到很寬的頻帶特性。按照制作原理以及工藝區(qū)分，有微帶功分器和腔體功分器，區(qū)別是微帶功分器各個(gè)輸出口之間有隔離度，腔體功分器沒有隔離度，腔體功分器在承受功率和插損上比微帶功分器有一定的優(yōu)勢(shì)，主要參考指標(biāo)如下：技術(shù)指標(biāo)（微帶）二功分器三功分器四功分器頻段(MHz)1700～2500接頭N型插入損耗(dB)≤ ≤≤ 隔離度(dB)=20=20 =20駐波比≤≤≤特性阻抗（Ω）50 50 50承載功率（W）505050工作溫度30～60℃參考圖如下：圖7 功分器 耦合器耦合器是一種能量的不等值分配的器件，目前的技術(shù)水平可以達(dá)到很寬的頻帶特性。按照制作原理以及工藝區(qū)分，有微帶耦合器和腔體耦合器，腔體耦合器在承受功率和插損上比微帶耦合器有一定的優(yōu)勢(shì)，主要參考指標(biāo)如下：技術(shù)指標(biāo)（微帶）5dB7dB10dB15dB20dB頻段(MHz)1700～2500插入損耗（dB）≤≤≤≤≤耦合度（dB）57101520定向性（dB）≥20≥20≥20≥20≥20駐波比≤≤≤≤≤阻抗（Ω）5050505050承載功率（W）5050505050工作溫度(℃)30～60參考圖如下： 圖8 耦合器 電橋電橋是一種針對(duì)同頻率的載波進(jìn)行頻率合路的器件，主要用于基站不同載頻的合路，主要參考指標(biāo)如下：項(xiàng)目指標(biāo)頻率范圍(MHz)2000～2030插損(含分配損耗)(dB)≤移相（度）90177。端口電壓駐波比≤分配臂間隔離度(dB)≥25最大允許輸入功率（W）100工作環(huán)境溫度范圍（℃）25～+60工作濕度0～90%，相對(duì)重量(g)(不包含接頭)≤114外形尺寸（mm）(不包含接頭)606020接口方式NK(50Ω)參考圖如下：圖9 電橋 負(fù)載負(fù)載是用于射頻信號(hào)輸出匹配的器件，主要用于空余端口的射頻匹配，主要參考指標(biāo)如下表所示：序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)1頻率范圍0－3GHz2阻 值50Ω3工作溫度20℃ ~ +60℃4駐 波≤5功率容量≥5W6接頭NJ/50Ω7結(jié)構(gòu)尺寸如下圖參考圖如下： 圖10 射頻負(fù)載 合路器合路器的主要左右是將每一端口信號(hào)的輸出功率饋送到同一輸出端口，同時(shí)避免各個(gè)端口信號(hào)之間的相互影響。參考指標(biāo)如下：序號(hào)項(xiàng)目端口1端口21頻率(MHz)2010～20252400～24832插入損耗(dB)≤≤3帶內(nèi)波動(dòng)(dB)≤≤4電壓駐波比≤≤5帶外抑制≥80dB@2400～2483≥80dB@2010～20256接頭類型N型N型7三階互調(diào)抑制120dBc 120dBc8功率容量100W9阻抗（歐姆）5010工作溫度30～55℃11尺寸（不大于）240mm200mm40mm參考圖如下：圖11 合路器 RF同軸電纜RF同軸電纜的作用是在它能承受的所有環(huán)境條件下，在發(fā)射設(shè)備和天線之間充分地傳輸信號(hào)功率，所有電磁波都在封閉的外導(dǎo)體內(nèi)沿軸向傳輸而不能和電纜外部環(huán)境中的電磁波發(fā)生耦合。RF同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣體、外導(dǎo)體和護(hù)套4部分組成。主要參考指標(biāo)如下：產(chǎn)品類型1/2”饋線1/2”超柔饋線7/8”饋線結(jié)構(gòu)參數(shù)內(nèi)導(dǎo)體外徑（mm）177。177。9177。外導(dǎo)體外徑（mm）177。177。25177。絕緣套外徑（mm）16177。177。28177。機(jī)械性能最小彎曲半徑（mm）一次彎曲半徑7035120多次彎曲半徑21050360電氣性能阻抗（Ω）50177。1百米損耗（dB/100m）1900MHz2000MHz2400MHz參考圖如下：圖12 射頻饋纜 泄漏電纜1．泄漏電纜工作原理泄漏電纜是由同軸電纜上分裝多路天線演變出來的連續(xù)天線。信號(hào)源通過泄漏電纜把信號(hào)傳送到建筑物內(nèi)各個(gè)區(qū)域，同時(shí)通過泄漏電纜外導(dǎo)體上的一系列開口，在外導(dǎo)體上產(chǎn)生表面電流，從而在電纜開口處橫截面上形成電磁場(chǎng)，把信號(hào)沿電纜縱向均勻地發(fā)射出去和接收回來。泄漏電纜適用于狹長(zhǎng)型區(qū)域如地鐵、隧道及高樓大廈的電梯。特別是在地鐵及隧道里，由于有彎道，加上車廂會(huì)阻擋電波傳輸，只有使用泄漏電纜才能保證傳輸不會(huì)中斷。也可用于對(duì)覆蓋信號(hào)強(qiáng)度的均勻性和可控性要求較高的大樓。2．泄漏電纜分布系統(tǒng)的工作原理下行信號(hào)經(jīng)室外定向天線接收，放大器放大，由泄漏電纜傳輸并同時(shí)向覆蓋面反射；反之，上行信號(hào)由泄漏電纜耦合接收、傳輸。采用泄漏電纜方式的優(yōu)點(diǎn)是場(chǎng)強(qiáng)均勻，并可根據(jù)設(shè)計(jì)有效地控制覆蓋范圍3．系統(tǒng)特性室內(nèi)覆蓋泄漏電纜分布系統(tǒng)所使用設(shè)備主要為泄漏電纜和功分器等無源器件，對(duì)于線路損耗嚴(yán)重的系統(tǒng)還可以加裝干線放大器。 耦合損耗：耦合損耗描述的是電纜外部因耦合產(chǎn)生且被外界天線接收能量大小的指標(biāo)，它定義為：特定距離下，被外界天線接收的能量與電纜中傳輸?shù)哪芰恐取Ｓ捎谟绊懯窍嗷サ模部捎妙愃频姆椒ǚ治鲂盘?hào)從外界天線向電纜的傳輸。耦合損耗受電纜槽孔形式及外界環(huán)境對(duì)信號(hào)的干擾或反射影響。寬頻范圍內(nèi)，輻射越強(qiáng)意味著耦合損耗越低。泄漏電纜示意圖如下圖所示： 圖13 泄漏電纜示意圖4．泄漏電纜分類 (1) 分段泄漏型：電纜每隔一定距離在外導(dǎo)體預(yù)先開口，分段的距離使電纜的線路損耗在某一頻帶內(nèi)最小，并可隨著電纜線路損耗的增