【正文】 戶集中，話務擁塞的條件下，又不便通過增加室外宏基站的容量和數(shù)量的方式來解決，可以考慮通過建設蜂窩室內(nèi)分布系統(tǒng)來分流話務量，改善用戶通信質(zhì)量。近端設備和遠端設備可靈活設置任意組網(wǎng)，也可與市話共線傳輸。因為如果直放站不能放大施主小區(qū)內(nèi)的所有信道，在廣播控制信道隨機分配通話時隙時，如果分配給覆蓋區(qū)內(nèi)用戶的是沒有放大的載波時隙，則用戶電話無法接通。由于業(yè)務天線是定向天線，直放站站址最好選在盲區(qū)外，靠近盲區(qū)邊沿(大約200～500m)。目前有些直放站的設置不明確哪個基站是它的宿主基站，直放站的宿主基站在不停地變化，使得移動臺在原地就不停地進行越區(qū)切換，這從網(wǎng)路優(yōu)化的角度看是不利的。然后計算后向天線增益等參數(shù)，使基站接收機之輸人電平達到理想的數(shù)值(最好在90dBm～40dBm之間，在有功率控制的情況下，多數(shù)是80dBm)。這樣在基站控制其發(fā)射功率時(如果有前向鏈路功率控制)不會使直放站啟動自動功率限制(功率限制的啟動會擾亂系統(tǒng)的自動功率控制)。手機手機基站直放站 無線直放站系統(tǒng)示意圖手機手機基站直放站光纖 光纖傳輸直放站示意圖 直放站工作原理直放站接收來自BTS的射頻信號，將其下變頻至中頻，通過濾波得到要求的信號，用于向目標服務區(qū)域發(fā)送都是保持信道質(zhì)量的最佳方法原始信號轉(zhuǎn)發(fā)到其他區(qū)域時，頻率轉(zhuǎn)換和中頻濾波從移動終端到BTS的回路上，一般也采用頻率轉(zhuǎn)換和中頻濾波方法建立清晰的射頻通信路徑。但在使用同時也存在一些問題，如:選通的通道載頻數(shù)一定不能少于源基站配置的載頻，否則可能無法占用信道；許多直放站的通道數(shù)限制為4，就不能將載頻數(shù)大于4的基站作為信號源。在對微蜂窩進行安裝時必須精確定位話務熱點和覆蓋盲區(qū)。第三章 室內(nèi)分布系統(tǒng)方案設計 微蜂窩與直放站比較 系統(tǒng)工作原理IDS的方案設計一般遵循信號源分布系統(tǒng)的順序。直放站的增益設計應考慮兩方面的問題:一是上下行的鏈路平衡，二是上行信號不能太強，一面給其它基站造成干擾。由于不同天線距離BTS的遠近差別很大，同時每個天線也根據(jù)覆蓋區(qū)域的不同需要不同的發(fā)射功率，因此，非對稱功分器在其中扮演了重要角色。一般的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以概括為:宏蜂窩為主，兼顧室內(nèi)覆蓋:通過功分器，將基站輸出信號分配到多個天線，這些天線可以包括室內(nèi)和室外，實現(xiàn)室內(nèi)和室外的同時覆蓋，特點:1)室內(nèi)覆蓋要求，容量要求不是很大；2)由于使用了功分器，室外范圍受到一定影響；3)宏蜂窩站站址選擇要適合室內(nèi)和室外兩方面覆蓋的需求；4)結(jié)構(gòu)簡單，投入小，不需要單獨的微蜂窩基站設備。綜上所述 ，實際工程中由于性價比等原因，無源室內(nèi)分布系統(tǒng)應用最多、最廣，設計也最復雜。光纖分布系統(tǒng)信號傳輸距離遠，適用于超大型建筑及距離較遠的樓群。適用于樓層不是很高、分布天線數(shù)量較少的室內(nèi)分布系統(tǒng)中。有源系統(tǒng)信號經(jīng)過各級衰耗后，到達末端時可被放大器放大，達到理想的強度。表 各類信號源分析比較信號源優(yōu)點缺點無線同頻直放站不需鋪設傳輸線路，設備造價低，配置簡單不能提高容量，對無線環(huán)境要求高，對施主基站需要嚴格選擇，對室內(nèi)信號要嚴格控制無線移頻直放站不需鋪設傳輸線路，對空間隔離度要求不高，信號相對純凈和穩(wěn)定不能提高容量，配置復雜，造價較高光纖直放站對無線環(huán)境要求低，信號純凈和穩(wěn)定不能提高容量，設備造價較高，對施主基站仍有反向干擾，而且需要提供傳輸電路宏蜂窩基站(己有)結(jié)構(gòu)簡單，投入小對原基站的噪聲和容量有一定的影響微蜂窩或宏蜂窩基站 (新建)增加了系統(tǒng)容量，不需要從其他基站引用信號，使用方便靈活設備和機房投資較大，需要增加傳輸電路，對于GSM需要頻率規(guī)劃，對CDMA需要PN規(guī)劃和安裝GPS3)在沒有光纖資源可利用或光纖很難到達、并且用戶容量不大的地方，可以采用無線直放站作為信號源，但對于無線同頻直放站必須嚴格控制干擾。室內(nèi)分布系統(tǒng)主要由以下部分組成:信號源(系統(tǒng)按信號源可分為蜂窩系統(tǒng)、直放站系統(tǒng))；分布系統(tǒng)，包括同軸電纜布線、光纖布線和泄漏電纜布線，各種發(fā)射天線(隱型天線、顯型天線)，功分器(二功分、四功分等)，必要時還需要添加干線放大器(當信號源距離天線過長，信號衰減過多時)。但同時由于室內(nèi)分布系統(tǒng)建設環(huán)境的多樣性和復雜性，要達到效果好、造價低，還需要在實踐中不斷地探索和總結(jié)。(3)話務密集地區(qū)，如會場、商場、體育館等。GSM系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在，網(wǎng)絡質(zhì)量己成為運營商之間競爭的關(guān)鍵，只有不斷地提高網(wǎng)絡質(zhì)量，才能吸引更多的客戶。我國于1993開始建立GSM實驗網(wǎng)，到目前已建成了覆蓋全國的數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)，是我國公眾陸地移動通信網(wǎng)的主要方式之一。如今GSM移動通信系統(tǒng)已經(jīng)遍及全世界，即所謂全球通，目前我國的移動通信網(wǎng)就是主要以GSM系統(tǒng)為基礎(chǔ)的移動網(wǎng)絡系統(tǒng)。由此可見，改善移動通信室內(nèi)覆蓋問題具有多重意義:一方面可以擴大信號覆蓋面，減少盲區(qū)，增加業(yè)務量；另一方面可以提高接通率、切換成功率等網(wǎng)絡指標；再者可以提高電信企業(yè)形象，提高網(wǎng)絡競爭力，為用戶提供更好更完美的隨時隨地的通信服務。室內(nèi)分布系統(tǒng)就是將宏蜂窩站、微蜂窩或直放站作為信號源，通過耦合器、功分器等無源器件進行分路，經(jīng)由饋線將信號盡可能地分配到每一副分散安裝在建筑物各個區(qū)域的低功率天線上，從而實現(xiàn)室內(nèi)信號的均勻分布，保證室內(nèi)區(qū)域擁有理想的信號覆蓋。室內(nèi)覆蓋作為移動通信網(wǎng)絡覆蓋的一個薄弱環(huán)節(jié)，已經(jīng)成為急待解決的技術(shù)問題之一。本文從GSM網(wǎng)絡的室內(nèi)分布系統(tǒng)概述及產(chǎn)生背景，存在的問題和典型的解決方案入手，介紹了室內(nèi)分布系統(tǒng)建設的必要性、系統(tǒng)的類型及特點；通過對微蜂窩和直放站兩種覆蓋方式的比較分析，設計了一套室內(nèi)分布系統(tǒng)建設方案和傳輸方案?？梢姡覂?nèi)覆蓋已成為急待解決的問題之一。但廣大用戶對通信的服務質(zhì)量也提出了越來越高的要求。網(wǎng)絡覆蓋、網(wǎng)絡容量、網(wǎng)絡質(zhì)量從根本上體現(xiàn)了移動網(wǎng)絡的服務水平，是所有移動網(wǎng)絡優(yōu)化工作的主題。因此，改善室內(nèi)覆蓋，既是對室內(nèi)盲區(qū)的改善，也是對室內(nèi)話務繁忙的改善，同時也是對室內(nèi)通話質(zhì)量的改善。它聯(lián)合了歐洲二十多個國家的電信運營部門、研究所和生產(chǎn)廠家組成的標準化委員會，從1982年開始提出，1992年歐洲各大GSM 900運營者開始商業(yè)服務，到現(xiàn)在己經(jīng)在全世界100多個國家和地區(qū)投入商用。它是目前基于時分多址技術(shù)的移動通信體制中最成熟、最完善、應用最廣的一種。GSM系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段:網(wǎng)絡建設初期，主要矛盾是覆蓋問題；網(wǎng)絡建設中期，主要矛盾是容量問題；網(wǎng)絡發(fā)展后期，質(zhì)量就成為主要矛盾。在地下場所存在信號盲點，特別是因建筑物的屏蔽，樓層、隔墻的阻擋，會使信號有5dBm——20dBm，甚至20dBm以上的衰耗，使手機無法上網(wǎng)。因此，改善移動通信室內(nèi)覆蓋問題具有多重意義:一方面可以擴大信號覆蓋面，減少盲區(qū)，增加業(yè)務量；另一方面可以提高接通率、切換成功率等網(wǎng)絡指標；再者可以提高電信企業(yè)形象，提高網(wǎng)絡競爭力，為用戶提供更好更完美的隨時隨地的通信服務。室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的原理是利用室內(nèi)分布系統(tǒng)將移動基站的信號均勻分布在室內(nèi)每個角落，從而保證室內(nèi)區(qū)域擁有理想的信號覆蓋，以達到改善網(wǎng)絡覆蓋、提高通話質(zhì)量的目的。如果用戶容量非常大，也可以采用宏蜂窩基站作為信號源。當功率損耗較大時需加干線放大器。同軸電纜系統(tǒng)由于造價便宜，安裝方便，在實際工程中大量采用。但在近端和遠端都需要增加光電轉(zhuǎn)換設備，系統(tǒng)造價高。這種方式可充分發(fā)揮兩者各自的優(yōu)勢。 IDS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)室內(nèi)分布系統(tǒng)一般由信號源和信號分布系統(tǒng)兩部分組成，使用光纖直放站引入遠端基站信號和在建筑物內(nèi)新建基站時，還需要建設配套傳輸電路。(功率分配系統(tǒng))，應用了不同類型的功分器和天線。有關(guān)直放站101的討論已經(jīng)很多，需要著重強調(diào)的是:1)嚴格限制直放站的重發(fā)覆蓋，盡量避免室外泄露；2)嚴格直放站的安裝規(guī)范，不要輕易將放大模塊多級連接，否則可能引起自激；3)直放站室外天線的安裝直接影響直放站的性能。從而為以下的分析研究做出必要鋪墊。微蜂窩雖然具有安裝方便，適應性廣、規(guī)劃簡單、靈活、信號穩(wěn)定、可靠、通信質(zhì)量好等特點，但微蜂窩的造價高，且需要解決傳輸問題。一般來說，多通道選通放大直放站具有更好的性能，能夠提高信號的質(zhì)量。2～50W ；按頻率分有150～1000MHZ；按類型分有數(shù)字型、模擬型、數(shù)模兼容型；按傳輸方式分為無線()、有線、光纖()等；按頻移特性分有同頻直放和移頻直放兩種。(1) 直放站前向鏈路各參數(shù)的考慮直放站前向鏈路的輸出功率(直放站至移動臺方向)可以表示如下∣P∣=[Pl][Ll]+[Gl][L2]+[G2][L3]+[G4]+[G5] (32)式中，｜P∣直放站前向鏈路輸出功率(dBm)[P1] 宿主基站之發(fā)射功率(dBm)[L1] 宿主基站之饋線損耗(dB)[G1] 宿主基站的天線增益(dB)[G2] 直放站的后向天線增益(dB)[L3] 直放站后向饋線損耗(dB)[G4] 直放站前向放大器(直放站收自宿主基站發(fā)向移動臺方向的放大器)增益[G5] 直放站的前向天線增益(dB)這些參數(shù)的設置可以參考下列原則：直放站的前向鏈路輸出功率有自動功率限制(譬如其起控點為每載波33dBm)時，其它各參數(shù)的選擇可以考慮在基站發(fā)射功率最大時，不致使每載波的輸出功率∣P∣＞33dBm。在這個電平下計算直放站后向放大器增益，使其輸出功率不超過直放站后向功率限制點。因此這個擴展覆蓋區(qū)應該歸屬于哪一個宿主基站也應該是一定的。首先，兩天線的輻射場圖重疊，隔離度很難達到要求；其次如果地形條件非常好，隔離度問題能夠解決，由于GSM系統(tǒng)技術(shù)的限制，和同頻干擾的影響，直放站也僅能覆蓋1～。直放站所在施主小區(qū)的載波數(shù)必須小于或等于直放站的信道數(shù)。寬帶型光纖直放站該類型直放站適用于GSM或TAGS系統(tǒng)，上下行隔離度高于無線直放站，增益可做得較高，即可用于電纜直接與基站連接，也可通過天線收發(fā)基站信號；光纖與電纜相比具有頻帶寬、損耗低、體積小、饋量輕、抗電磁干擾等優(yōu)點；采用功率大、線性良好的激光器及高靈敏度光接收組件和低噪聲器件，系統(tǒng)的噪聲低、線性好、通話效果好，傳輸距離可達50 km。在室內(nèi)信號較弱或為覆蓋盲區(qū)的環(huán)境中，如果通過定向天線可以取得較純凈且穩(wěn)定的基站信號的條件下，可以考慮采用直放站作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號引入設備。光纖和射頻傳輸覆蓋，該種覆蓋的組網(wǎng)方式為:利用光信號和射頻信號傳輸組合的方式進行室內(nèi)分布。反之，室內(nèi)上行信號由各樓層的天線接收，經(jīng)耦合器耦合后送至光端機進行光、電轉(zhuǎn)換，最后到基站進行處理。基站延伸器合/分路器多帶信號分布雙向放大器多帶信號分布雙向放大器多帶信號分布雙向放大器室內(nèi)饋線電纜信號源 有源電纜傳輸設計方案本方案采用的是電纜傳輸方式，但其有源器件一多帶信號分布雙向放大器的放大功能彌補了因電纜傳輸而造成的損耗。室內(nèi)接收的信號則反之。(B) 進行現(xiàn)場信號的測試及模擬測試，確定信號源的選取及采用的信號分布系統(tǒng)的方式?？紤]到室內(nèi)信號的分集作用不明顯，且饋線的布放困難，一般應盡量采用收發(fā)共用的方式。如果需要覆蓋區(qū)域周圍信號干擾嚴重，則干擾儲備需要取lOdB以上。在大城市，由于頻率復用緊密，不建議采用無線中繼方式。3) 無線傳輸方式需注意的問題(A) 密集市區(qū)應盡量少采用無線方式，由于直放站功率遠大于手機功率，手機具有動態(tài)功率控制功能，而直放站沒有這種功能，此時直放站的引入就相當于在網(wǎng)絡中引入了干擾源，造成C/I比的下降；(B) 采用選頻放大器利于減少對鄰近基站的千擾，但價格高，且當施主基站頻率等參數(shù)改變后，需到現(xiàn)場對放大器的參數(shù)重新設置:當施主基站規(guī)模增加后，也需對放大器進行擴容；另外，選頻放大器不支持射頻跳頻；(C) 一般情況下，高層建筑的信號有時很強，但不穩(wěn)定，即使用無線方式也很難使施主基站的信號壓倒其它相鄰小區(qū)的信號，這樣，在高層建筑里手機信號依然會不穩(wěn)定。根據(jù)美國的測量結(jié)果，市區(qū)的傳播時延要比郊區(qū)長。預測覆蓋效果并確定工程方案要想取得良好的室內(nèi)覆蓋效果，在工程實施前必須到實地進行仔細的勘察，以確切的知道哪些區(qū)域?qū)儆谌跣盘枀^(qū)，哪些區(qū)域是盲區(qū)，還有哪些區(qū)域是話務特別集中的地方經(jīng)過實地勘測，可基本確定各分布天線的位置。頻率規(guī)劃頻率的選擇(特別是應參考現(xiàn)場勘察的掃頻結(jié)果，如果開通前周圍網(wǎng)絡頻率規(guī)劃變化過大，應重新進行掃頻測試、長遠考慮，室內(nèi)分布系統(tǒng)會越來越多，配置也會越來越大。 典型場所室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設思路地下場所由于地下場所對無線信號屏蔽，使這些場所不存在信號的乒乓切換、干擾和室內(nèi)信號泄漏等問題，所以可以在這些場所選用增益合適的天線進行大范圍覆蓋以減少天線數(shù)量，以及采用小功率的信號源來節(jié)省投資。樓層損耗一般在1020dB之間，因此一副天線基本上可以覆蓋上一樓層和下一樓層的同一位置對于結(jié)構(gòu)相同的樓層，可以將奇數(shù)層和偶數(shù)層的天線交叉安裝， 充分利用天線的功率，互相覆蓋各自的盲區(qū)，這樣可以減少天線數(shù)量，讓天線發(fā)揮出最大的效用。測試的方法是，使用一個信號發(fā)生器在每個設計安裝天線的位置上發(fā)射信號，并由一個移動接收機在覆蓋區(qū)域內(nèi)多個點進行信號接收，每個點都讀取數(shù)據(jù)若干次(每次輕微改變天線的位置)，然后取這些數(shù)據(jù)的平均值。則距每個遠端天線口lm處所對應的場強為:P== (312)若天線在石膏或木質(zhì)天花板內(nèi)，考慮衰耗為5dBm，在天線下實際場強約為6dBm。但若兩房間之間無門窗，只有鋼筋水泥的隔墻時，電波需要穿越墻壁，就增加了損耗。實際應用中，為保證用戶在走出高層建筑出口時的連續(xù)通信，可將出口外的主要信號設置為室內(nèi)分布系統(tǒng)信號的相鄰重選小區(qū)和相鄰切換小區(qū)這樣可能會造成建筑物中高層內(nèi)外信號之間小區(qū)重選和切換增加，對通信質(zhì)量造成一定影響為削弱這種影響，可調(diào)整室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的C2值、切換門限、切換偏移和遲滯參數(shù)，減少不必要的切換。需要指出的是，對于建筑內(nèi)的弱信號區(qū)域或盲區(qū)，只需保證信號電平高于85dBm就行了；但是對于高層建筑物內(nèi)的“乒乓效應”區(qū)域，即多個宏