室内分布系统培训资料

室内分布系统培训资料一、室内覆盖分布系统1.概述现代都市中建筑物越来越高、越来越多、越来越密集，移动通信的无线电信号在其间受到阻挡而衰减，另外现代建筑多以钢筋混凝土为骨架，再加上全封闭式的外装修，对无线电信号的屏蔽和衰减特别厉害，很难进行正常的通信。在一些高层建筑物的低层，基站信号通常较弱，存在部分盲区；在某些超高建筑物的高层，又没有覆盖。在大多数的地下建筑，如地下停车场、地下商场、地铁、隧道等场所，通常都是盲区。在大中城市的中心区，基站密度都比较大，平均站距小于１ｋｍ，所以通常进入室内的信号通常比较杂乱、不稳定。特别是在一些没有完全封闭的高层建筑的中、高层，进入室内的信号非常杂乱，近处基站的信号、远处基站的信号通过直射、折射、反射、绕射等方式进入室内，信号忽强忽弱不稳定，同频、邻频干扰严重。手机在这种环境下使用，未通话时，小区重选频繁，通话过程中频繁切换，话音质量差，掉话现象严重。在城市的边缘区，基站密度小，站距大，在距基站较远的建筑物内，因建筑材料对电磁波的损耗，移动通信用户在室内的通信也受到了很大的影响和限制。特别是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。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有移动网络优化工作的主题，室内覆盖系统正是在这种背景之下产生的。总之，进行室内覆盖系统建设的直接理由是：覆盖方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区;容量方面，建筑物诸如大型购物商场、会议中心，由于移动电话使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞现象;质量方面，建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现乒乓切换效应，话音质量难以保证，并出现掉话现象。室内覆盖系统为上述问题提供了较佳的解决方案。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。2．室内分布系统原理2．1室内分布系统的信号源的选取室内分布系统的信源的选取应综合权衡系统容量、频率资源、预期收益、投入成本、预期效果等多方面因素才能定夺。系统容量直接决定室内分布系统的网络质量，如容量太小将直接导致覆盖区内的信道堵塞、呼损率大幅提高、接通困难、掉话严重等一系列的严重问题。容量太大又会造成本过高和资源的巨大浪费，因此配置合理的室内分布系统的容量非常重要。以下提供工程设计中的经验值：移动通信系统信道配置的选择，可通过“爱尔兰B公式”和所需覆盖区域的业务量中直接估算出来。一个重要的规划参数是在峰值小时的给定时刻，所有信道均被使用的概率，这个阻塞概率用来衡量一次呼叫尝试由于没有空闲信道而失败的概率，爱尔兰B公式在假定呼叫建立时刻及通话持续时间到服从泊松（Poisson）分布情况下，建立了平均信道数目、信道数目和阻塞概率之间的关系。下表给出了在不同信道数目和两种呼损率（2﹪5﹪）时，用爱尔兰表示的容量。呼损率：2﹪载频数1234567信道数7142230374553容量（爱尔兰）2.98.215222835.543比率0.410.570.680.730.760.790.81呼损率：5﹪载频数1234567信道数7142230374553容量（爱尔兰）3.79.7172531.64047.5比率0.530.690.770.830.850.890.9每个用户的业务量定义为峰值小时期间的某一给定时刻，每一给定用户进行通话的平均功率，其单位是爱尔兰。GSM网络设计中所采用的值为0.025爱尔兰/用户，中国信息产业部规定的是0.01－0.03之间，现取0.02，系统在某一时刻所能支持的用户数量估算结果如下：呼损率：2﹪载频数1234567信道数7142230374553容量（爱尔兰）2.98.215222835.543支持用户数（微蜂窝容量/每用户爱尔兰值）145410750110014001775021500支持用户群体（按10﹪的拨打算）145041007501100014000177500215000支持的客流量（按10﹪手机拥有率）1450041000750011000014000017750002150000呼损率：5﹪载频数1234567信道数7142230374553容量（爱尔兰）3.79.7172531.64047.5支持用户数（微蜂窝容量/每用户爱尔兰值）1854858501250158020002375支持用户群体（按10﹪的拨打算）18504850850012500158002000023750支持的客流量（按10﹪手机拥有率）185004850085000125000158000200000237500平均每用户忙时话务量：0.02Erl用户呼损率:2%直放站覆盖区域的话务量不超过其施主基站话务量的40%当直放站覆盖区域的话务量超过其施主基站话务量的40%时，应改换宏蜂窝或微蜂窝基站作信源。举例话务量计算室内分布系统信源选择的比较使用基站使用直放站1.是否增加容量根据需要增加容量不能增加容量2.信号质量好一般3.对网络的影响小控制不好影响很大4.是否需要传输设备需要不需要5.是否需要重新频率规划需要不需要6.是否需要调整参数需要支持7.是否支持容量动态分配不支持(容量预分配)支持8.是否支持多运营商不支持支持9.安装时间较长较短10.投资较多较少2．2室内覆盖系统组网如图中所示，室内分布系统主要由信号源设备（宏蜂窝基站、微蜂窝、光端机、光缆）；室内有源放大设备（直放站、干线放大器）及其相关器件（同轴电缆、泄漏电缆、功分器、耦合器、合路单元、室内重发天线）等组成。室内分布的组网分类室内分布系统的组网按照信号源有以下几种接入方式：(1)宏蜂窝作信源接入信号分布系统；(2)微蜂窝作信源接入信号分布系统；(3)直放站作信源接入信号分布系统。分别论述如下：(1)宏蜂窝作信源接入信号分布系统是以宏蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。宏蜂窝作信号源容量大、覆盖范围广、信号质量好、容易实现无源分布、网络优化简单，是室内分布系统最好的接入方式。但宏蜂窝成本较为昂贵，且需有传输通路，建设周期长。(2)微蜂窝作信源接入信号分布系统是以微蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。由于微蜂窝本身功率较小，只适用于较小面积的室内覆盖，若要实现较大区域的覆盖，就必须增加微蜂窝功放。与宏蜂窝相比微蜂窝成本较低、对环境要求不高、施工方便等，所以微蜂窝作信号源使用也较为广泛。微蜂窝+功放接入信号分布系统宏蜂窝耦合器功分器天线微蜂窝微蜂窝干放天线功分器耦合器(3)直放站作信源接入信号分布系统是利用施主天线空间耦合(无线直放站)或利用耦合器件直接耦合存在富余容量的基站信号(光纤移频)，再利用直放站设备对接收到的信号进行放大为信号分布系统提供信号源。直放站以其灵活简易的特点成为解决小容量室内分布系统的重要方式。安装简便灵活，设备型号也丰富多样，在移动通信直放站中也扮演着重要的角色。直放站作信源接入信号分布系统有以下应用方式：1)无线直放站(通过直放站的施主天线直接从附近基站接收信号)2)光纤直放站(用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到欲覆盖区的直放站)BTS光纤直放站3)移频直放站室内分布系统根据传输媒介分为：（1）射频无源分布系统；（2）射频有源分布系统；3)光纤分布方式4)泄露电缆分布方式1）射频无源分布系统源系统主要由分/合路器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。无源系统没有有源设备故所以障率低、可靠性高、几乎不需要维护、且容易扩展。但信号在馈线及各器件中传递时产生的损耗无法得到补偿，因此覆盖范围受信源输出功率影响较大。信源输出功率大时，无源系统可应用于大型室内覆盖工程，如大型写字楼、商场、会展中心等；信源功率较小时，无源系统仅应于小范围区域覆盖，如小的地下室、超市等。如下图：BTS近端机远端机功分器耦合器壁挂天线信源吸顶天线2)射频有源分布系统有源系统主要由干线放大器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。有源系统中的有源设备可以有效补偿信号在传输中的损耗，从而延伸覆盖范围，受信号源输出功率影响较小。有源系统广泛应用于各种大中型室内覆盖系统工程。如下图：3)光纤分布方式光纤分布系统是采用光纤作为传输介质，由覆盖端机（主单元、接口单元）、远端覆盖单元、天线、光分/合路器件组成。由于光纤损耗小，适合于长距离传输，该系统广泛应用于大型写字楼、酒店、地下隧道、居民楼等室内覆盖系统的建设。如下图：4)泄露电缆分布方式信号源通过泄漏电缆传输信号，并通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生表面主机光端机光端机光端机功分器耦合器壁挂天线信源吸顶天线干放电流，从而在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。它适用于隧道、地铁、长廊等地形。如下图：几种信号分布方式的比较：信号分布方式优点缺点1.无源天馈分布方式成本低、无源器件，故障率低、无需供电，安装方便、无噪声累积、宽频带系统设计较为复杂、信号损耗较大时需加干放2.有源分布方式设计简单，布线灵活，场强均匀频段窄，多系统兼容困难；需要供电，故障率高、有噪声积累，造价高3.光纤分布方式传输距离远，布线方便，性和传输质量好。造价高4.泄漏电缆分布方式场强分布均匀，可靠性高；频段宽，多系统兼容性好。造价高，覆盖半径小。确定了室内分布系统的信源的接入方式和信号的分布方式即完成室内分布系统的组网方案。2．3多系统共用信号分布系统组网随着地铁、大型展馆、大型建筑群的出现室内分布系统也出现新的特点。多运营商、多种通信制式共用信号分布系统成为被广泛应用的解决方法。2.3.1多系统共建的可行性分析（增加分析部分见机场资料）多个运营商的投资,大量的基础设施对网络的建设速度大大的提高和降低建设成本。POI是信号公共的输入输出平台其实现功能如下：(POI－公共输入输出平台)POI参数工作频段CDMA800825～835MHz/870～880MHzGSM900909～915MHz/954～960MHzDCS18001745～1755MHz/1840～1850MHz3G1920～1980MHz/2110～2170MHz带内插损≤5dB（3G）≤1.5dB(其它)最大输入功率（dBm）CDMA80043/载频，1载频GSM90040/载频，2载频（954～960MHz）DCS180043/载频，2载频输出端口两组TX、RX互调抑制110dBc带外抑制80dBc驻波比VSWR1.3输入输出阻抗50Ω系统发射/发射隔离度30dB系统发射/接收隔离度80dB监测功能具备基站端中国联通CDMA(1载波输入)中国联通GSM900(2载波输入)中国联通GSM1800(1载波输入)3G系统预留三个运营商接口实现多频段、多系统的信号共路双向或单向传输如下图：POIGSMDCSCDMA3G室内分布系统实现同频段、同系统的多运营商信号共路双向或单向传输如下图：多系统共用信号分布系统组网就是把多频段、多系统、多运营商的信号通过POI设备（公共输入输出平台）共用信号分布系统的组网方式。共用信号分布系统组网时系统间的干扰协调例如:CDMA800MH和900MHz:由于800MHz频段CDMA数字蜂窝移动通信系统基站发射频段为870—880MHz，900MHz频段GSM数字蜂窝移动通信系统基站接收频段885-915MHz，两系统之间只有5MHz保护带。因此在多系统共用信号分布系统组网时CDMA800下行杂散发射对GSM900的上行输出干扰应给予合理的协调。依据信部无〔2002〕65号文精神协调如下：1)800MHzCDMA系统基站和直放机在带外各频段杂散发射的核准限值频率范围测试带宽极限值检波方式9kHz～150kHz1kHz-36dBm峰值150kHz～30MHz10kHz-36dBm峰值30MHz～1GHz100kHz-36dBm峰值1GHz～12.75GHz1MHz-30dBm峰值806MHz～821MHz100kHz-67dBm有效值885MHz～915