【文章內容簡介】 因更不能靠室外的基站信號覆蓋。例如，在大型建筑物的底層，地下商場，地下停車場等地區(qū)，移動通信信號弱，手機等無線設備無法正常使用，形成了移動通信的盲區(qū)和陰影區(qū)；在中間樓層，由于來自周圍不同基站信號的重疊，產(chǎn)生乒乓效應，手機切換頻繁，甚至掉話，嚴重影響了手機的正常使用；在建筑物的高層，由于受基站天線高度的限制，無法正常覆蓋，也是移動通信的盲區(qū)。另外，在有些建筑物內，雖然手機能夠正常通話，但是由于用戶密度大，基站信道擁擠，手機上線困難。因此解決好室內信號覆蓋，滿足用戶需求，提高網(wǎng)絡覆蓋質量，已經(jīng)變得越來越重要，也成為網(wǎng)絡優(yōu)化的一個重點。以上所列舉的問題都可以采用室內覆蓋技術來解決。第二章、室內覆蓋背景和意義、移動通信現(xiàn)狀的發(fā)展、我國移動通信業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀2022 年是移動通信市場高速發(fā)展的一年，移動通信部分替代固定網(wǎng)絡通信、數(shù)據(jù)業(yè)務替代單純語音通信業(yè)務已經(jīng)成為不可逆轉的趨勢。下面從幾個方面對移動通信的現(xiàn)狀作一些介紹。、 移動通信業(yè)的收入按信息產(chǎn)業(yè)部公布的數(shù)據(jù)，2022 年國家電信業(yè)務收入中，移動通信業(yè)務占 ％，若加上數(shù)字通信及長途通信中移動通信的份額，移動通信業(yè)務收入占全部電信業(yè)務收入的 54％。2022 年上半年電信運營收入中，移動通信收入已經(jīng)占到 95％，固定網(wǎng)絡占的比例很少。電信運營值所占 GDP 的比例一半來自移動通信，GDP 總值的 21％來自通信制造業(yè)，而通信制造業(yè)中移動通信占了相當大的比例。、 移動通信的語音流量2022 年移動通信的本地話音占整個通信語音的 23％，2022 年占到 33％，到 2022年已經(jīng)上升到近 60％。這說明在本地通話中，大部分人選用手機，而不是固定電話。相比之下，美國、英國、法國等發(fā)達國家移動電話使用的比例并不高，這也說明中國人對手機的特殊偏愛，更重要的是移動通信在中國具有廣闊的市場空間和發(fā)展前景。、 移動用戶的增長從 2022 年以后，移動用戶的增長量每年都在 6000 萬以上。到 2022 年，全球手機產(chǎn)量為 億部，中國手機產(chǎn)量為 3 億部，占全球產(chǎn)量的 37％。預計 2022 年我國手機生產(chǎn)量將有 4 億部，占全球總數(shù)的 45％。中國是全球移動產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的國家，除數(shù)量增長外，移動通信用戶對個性化、便攜化、多媒體等方面的要求也不斷增加。用戶的需求為 3G 的發(fā)展奠定了市場基礎。 、 我國移動通信的發(fā)展趨勢隨著移動通信業(yè)務的迅猛發(fā)展和通信量的激增，不僅未來的通信系統(tǒng)容量急速增大，而且還要能支持語音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體等業(yè)務。第三代移動通信將高速移動接入和基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的服務結合起來，在提高無線頻譜利用率時，為用戶提供更經(jīng)濟、內容更豐富的無線通信服務。3G（3rd Generation）即第三代移動通信技術，與第一代模擬移動通信、第二代數(shù)字移動通信相比，3G 的主要特征是可提供豐富多彩的移動多媒體業(yè)務，其傳輸速率在高速移動環(huán)境中支持 144kbps，步行慢速移動環(huán)境中支持 384kbps，靜態(tài)狀態(tài)下支持2Mbps。目前國際電聯(lián)（ITU－T）接受的 3G 標準有：WCDMA（歐洲）、CDMA200（北美）與 TDSCDMA（中國）。CDMA（碼分多址）是第三代移動通信系統(tǒng)的技 術基礎。TDSCDMA（時分同步 CDMA）是中國電信行業(yè)近百年來第一個完整的通信技術標準，它是集 CDMA、TDMA、FDMA 技術優(yōu)勢于一體，系統(tǒng)容量大，頻譜利用率高，抗干擾能力強的移動通信技術。其采用了智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換、同步 CDMA、軟件無線電、低碼片速率、多時隙、可變擴頻系、自適應功率調整等技術。TDSCDMA 標準不經(jīng)過 的中間環(huán)節(jié)，直接向 3G 過渡，非常適用于 GSM 系統(tǒng)向 3G 升級。全球 3G 市場已呈現(xiàn)持續(xù)增長的勢頭，3G 商用網(wǎng)絡不斷增加，3G 用戶日益增長，3G 業(yè)務日益豐富， 3G 蘊藏著無數(shù)商機，移動通信已進入 3G 時代。截止 2022 年 7 月，全球 3G 用戶已有 億。其中， 億為 CDMA 2022 用戶，3300 萬為 EVDO 用戶， 6700 萬為 WCDMA 用戶。全球手機擁有量為 24 億，3G 用戶已占手機用戶的 10％。 91 個國家和地區(qū)鋪設了 3G 網(wǎng)絡，69 家廠商生產(chǎn) 3G 設備。中國 TDSCDMA 的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成，3G 手機已經(jīng)批量生產(chǎn)，已有大唐、中興、三星、摩托羅拉等企業(yè)從事 TDSCDMA 手機的研發(fā)和生產(chǎn)。從芯片、軟件到終端均具有知識產(chǎn)權。有 10 家以上的終端已通過了進網(wǎng)測試。目前 3G 對我國來說是一個難得的戰(zhàn)略機遇，這是因為：（1）用戶對寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)有潛在的需求；（2 ）發(fā)展寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務有利于提高運營商的 ARPU 值； 中國移動通信市場具有很大的發(fā)展空間，移動運營商需要開拓新的頻段支持用戶數(shù)量的持續(xù)增長，而 3G 比 2G 頻譜利用率更高；（ 4）即使對話音業(yè)務來說，在同等規(guī)模的情況下，采用 3G 性價比更高，特別是對新的移動運營商來說更經(jīng)濟，他們將以 3G 作為競爭切入點。預計，2022 年 TDSCDMA 將會得到更大的發(fā)展。移動通信基本是十年一代，時不我待，中國抓住了 3G 這個機遇，在 4G 上也將會取得主動。 、室內移動通信網(wǎng)絡現(xiàn)狀室內分布系統(tǒng)的應用，可以在不增加頻率資源需求的情況下大大改善網(wǎng)絡信號在建筑物內的覆蓋。應用室內分布系統(tǒng)，能夠顯著提高網(wǎng)絡資源利用效率，強化無線接入應用，優(yōu)化有線和無線通信資源，提高無線電頻率資源的利用率，降低無線電輻射，改善電磁環(huán)境，減少室外基站數(shù)量，改善城市景觀，降低網(wǎng)絡建設成本。在移動通信網(wǎng)絡的建設發(fā)展初期，為了在節(jié)省成本的前提下改善網(wǎng)絡覆蓋，采用了直放站來延伸基站的信號覆蓋，同時，為了改善基站接收性能，采用了塔頂（低噪聲）放大器。直放站和塔頂放大器作為第一代移動通信網(wǎng)絡的室外、室內覆蓋解決方案在網(wǎng)絡建設中發(fā)揮了積極的作用。隨著移動通信用戶的飛速增加，移動用戶在室內的通信要求越來越高，提高移動通信網(wǎng)絡在建筑物內的信號覆蓋質量問題越來越突出。由于現(xiàn)代都市中建筑物的影響，不同基站的信號通過直射、折射、反射、繞射等方式進入室內后，室內的信號忽強忽弱不穩(wěn)定，同頻、鄰頻干擾嚴重，導致移動網(wǎng)中的手機終端在未通話時小區(qū)重選頻繁，通話過程中頻繁切換，話音質量差，掉話現(xiàn)象嚴重。為了改善移動通信網(wǎng)絡在室內的通信效果，人們大量采用了以同軸電纜為傳輸介質、以基站射頻信號直接放大的方法解決室內信號覆蓋問題，此類解決方案為了實現(xiàn)建筑物，尤其是大型場館的室內覆蓋，一般采用大功率的基站作信號源，使用干線放大器補償同軸電纜對射頻信號的損耗，使得噪聲引入嚴重，尤其是上行信號的噪聲。上行信號噪聲的引入將直接影響基站的接收靈敏度和覆蓋范圍，降低 CDMA 系統(tǒng)的用戶容量；同時，同軸電纜的損耗使耗電增加、基站不能遠距離放置、大量同軸電纜布放施工困難等問題非常突出。目前中國已經(jīng)建立了多種移動通信制式的網(wǎng)絡，包括GSM900、GSM1800、CDMA800、CDMA1900 、 CDMA20221X、PHS、WLAN 等不同制式的移動通信網(wǎng)絡，同時還建立了 WCDMA 和 TDSCDMA 的試驗網(wǎng)，并即將面臨 3G網(wǎng)絡的建設問題。多網(wǎng)建設重復投資嚴重、施工困難，統(tǒng)一解決多種網(wǎng)絡共享建筑物室內的覆蓋問題成為網(wǎng)絡建設者的難題。現(xiàn)有同軸電纜傳輸室內覆蓋解決方案，由于對不同頻率信號的傳輸損耗差異性非常大，難以滿足多種無線通信網(wǎng)絡同時接入的統(tǒng)一平臺要求；同時，其在室內分布系統(tǒng)中的傳輸損耗大使得信號源引接功率大、高功率的射頻信號在分布系統(tǒng)中傳輸時的電磁輻射大、用戶終端發(fā)射功率大、投資控制與實施協(xié)調難度大等問題突出。、室內分布系統(tǒng)常見問題、3G 室內分布系統(tǒng)應用環(huán)境及特點隨著移動通信的普及，建筑物內的話務密度不斷上升，室內的話務占總話務的比例越來越高。根據(jù)國外運營商的統(tǒng)計，70%以上的話務量來自室內，且數(shù)據(jù)業(yè)務絕大多數(shù)發(fā)生在室內，而室內恰恰是網(wǎng)絡覆蓋的薄弱環(huán)節(jié)，僅僅依靠室外宏蜂窩基站的覆蓋已無法滿足容量及通信質量的要求。室內覆蓋的建設可以有效解決室內的覆蓋、容量和質量問題，同時也是運營商提升品牌，爭奪用戶的主要手段。室內分布系統(tǒng)的建設對于 3G 網(wǎng)絡質量、用戶感受和運營商品牌都是十分重要的。3G 室內分布系統(tǒng)的設計原則是滿足市區(qū)大型建筑物及重要地域話務分布的要求。室內分布系統(tǒng)一般設在用戶集中、人口密集的大型建筑或重要地域。根據(jù)建筑物不同的話務和覆蓋特點，需要制定相應的設計方法，見表 21。 表 21 3G 室內覆蓋應用環(huán)境特點及設計方法應用環(huán)境 結構和話務特點 設計方法商務寫字樓、酒店建筑結構多為鋼筋骨架，加強的鋼筋混領土骨架，樓層間穿透損耗過大采用多天線進行覆蓋，根據(jù)高低層話務特點區(qū)分對待民航機場 房間舉架高，基本無阻擋，傳遍環(huán)境比較理想主要考慮視距傳輸，信號路徑主要以直達經(jīng)為主會展中心、會議中心、室內體育館室內無線傳播條件比較理想，與室外隔離度比較高，話務主要以事件觸發(fā)為主主要考慮視距傳輸，容量估算考慮數(shù)據(jù)業(yè)務需求和話務突發(fā)，要留有足夠的余量大型購物商場 建筑結構多為加強鋼筋混領土骨架加玻璃幕墻，墻體穿透損耗很大主要考慮視距傳輸，容量主要考慮語音業(yè)務公路與鐵路隧道建筑結構多為全鋼骨架，加強的鋼筋混領土骨架主要考慮語音業(yè)務的覆蓋、3G 室內分布系統(tǒng)設計的關鍵問題與 2G 網(wǎng)絡相比，由于 3G 系統(tǒng)本身的特點，在進行室內分布系統(tǒng)設計的過程中，不僅需要考慮信號源的選取和天線的布放，還要考慮最小耦合損耗，信號外泄以及和 2G 系統(tǒng)共用等問題。同時還要根據(jù)網(wǎng)絡發(fā)展和業(yè)務定位來確定頻率的使用和相應的覆蓋要求。為了減少后期優(yōu)化的工作量，需要對相應的參數(shù)進行合理的設置，下面將對這些問題加以分析。、信號源的選取在室內覆蓋系統(tǒng)中，可以作為信號源的有：蜂窩基站、直放站和射頻遠端模塊等，其中微蜂窩基站和直放站應用的最多。蜂窩系統(tǒng)的優(yōu)點是信號穩(wěn)定、可靠，通信質量好，可以有效地吸收話務量，適用于話務繁忙區(qū)域的室內覆蓋；缺點是工程一次性投資大，需要解決傳輸線路等問題，受地理位置條件的限制。蜂窩型室內分布系統(tǒng)大多應用于星級酒店、高級寫字樓等比較大型的室內建筑。直放站安裝方便，投資最小，但有可能造成系統(tǒng)內與外界網(wǎng)絡的干擾，同時在系統(tǒng)服務區(qū)域話務量較高時會增加施主基站小區(qū)的負擔，而且在有源電分布系統(tǒng)中為避免多個放大器級聯(lián)引起的質量下降，一般不再級聯(lián)干線放大器，限制了系統(tǒng)的服務區(qū)域。直放站作為信號源接入室內分布系統(tǒng)，是利用施主天線空間耦合或利用耦合器件直接耦合存在富余容量的基站信號，再利用直放站設備對接收到的信號進行放大，為室內分布系統(tǒng)提供信號源。射頻遠端模塊通過光纖將基站的射頻部分拉遠，實現(xiàn)基站射頻部分與基帶部分的分離，使得大容量基站可以集中放置在可獲取的中心機房，基帶部分進行集中處理，射頻部分光纖拉遠放置在規(guī)劃確定的站點上，這種技術也稱為射頻拉遠。采用這種技術，可以節(jié)省常規(guī)建網(wǎng)方式中需要的大量機房，節(jié)約基帶單元的投資，減小饋線損耗。室內覆蓋系統(tǒng)在選擇信號源時，主要應根據(jù)無線環(huán)境情況、要服務的區(qū)域的話務情況和所選室內覆蓋系統(tǒng)類型確定。選取信號源時，需要綜合考慮目標話務量、覆蓋要求、電源要求、機房要求、具體場景特點要求等因素，最終采用既可達到所需的覆蓋要求又可合理控制成本的分布系統(tǒng)。其中最重要的考慮因素為容量和覆蓋：從容量角度考慮信號源的選取，主要是根據(jù)信號源可以支持的話務量和總的等效語音話務量需求來決定。一般對較小的室內覆蓋系統(tǒng)，在話務量較低時可選用直放站從周邊小區(qū)耦合信號；對較大的室內覆蓋系統(tǒng)，根據(jù)其可能達到的話務情況及安裝條件選用微基站或宏蜂窩基站作為信源。從覆蓋角度考慮信號源的選取時，對于低話務密度、小規(guī)模覆蓋且較為封閉的場景，優(yōu)先選用直放站作為信號源；對于中等話務密度和中等覆蓋規(guī)模的場景，可以選用微基站作為信號源；對于高話務密度和大覆蓋規(guī)模的場景，建議采用選用宏基站+遠端射頻模塊（RRU）作為信號源。除了容量和覆蓋，還要考慮機房和電源等配套設施，綜合這些因素后最終決定采用那種方式進行室內覆蓋。、天線的選擇與布放分布式天線系統(tǒng)中使用的天線，一般增益較小，對波束的半功率寬度也沒有具體要求，這是由室內覆蓋的特點決定的?？蛇x擇的天線類型有多種，如小的平板定向天線，全向柱形天線，全向吸頂天線。這些天線一般為垂直極化天線。定向平板天線和全向吸頂天線通常用于辦公室、賓館、居住樓、展覽館、走廊。對于一般單根天線覆蓋區(qū)域較小的場合，建議使用全向天線。如果是覆蓋比較空曠的狹長區(qū)域，則建議采用定向天線。全向柱形天線主要用于內部空間大的建筑，如體育館工業(yè)場館、商場。對于居住樓和賓館，設計天線的安裝位置是有較大困難的，除了復雜的樓層布局，視覺效果也是很重要的。在室內分布系統(tǒng)方案設計中，考慮到室內環(huán)境的特殊性、減少信號外泄、降低室外信號對室內的影響三方面因素，也為了保證系統(tǒng)均勻、有效覆蓋，更主要的是增加系統(tǒng)容量，降低多址干擾，可根據(jù)模擬測試結果，采用多天線小功率原則，合理布放天線，保證室內分布效果。、信號外泄的控制由于 3G 是干擾受限系統(tǒng)，因此減少不必要的干擾對提高網(wǎng)絡容量有很重要的影響。由于各種墻體的損耗不一致，尤其是窗戶和玻璃幕墻的損耗較小，很容易造成 3G 室內小區(qū)信號經(jīng)過外墻泄漏到室外，造成室外不必要的切換，增加資源額外開銷和掉話率。因此，需要控制室內小區(qū)信號外泄的強度、位置和范圍?？疾焱庑闺娖綇姸鹊膮⒖键c常常是建筑物墻體之外的 10 米?？刂菩盘柾庑沟姆椒ㄖ饕抢脡w的隔離作用，輔助以外墻附近盡可能安裝板狀定向天線向內覆蓋