移動(dòng)通信室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

霍聰穎

（衡水學(xué)院 電子信息工程學(xué)院，河北 衡水 053000）

0 引 言

進(jìn)入21世紀(jì)后，移動(dòng)通信對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懺絹碓酱螅粌H方便了人們的日常通信，更拉近了人與人之間的距離。如今，移動(dòng)通信技術(shù)已由2G過渡到3G，人們對(duì)于通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求也相應(yīng)提高。與此同時(shí)，隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，土地資源緊張，從北京、上海等一線城市到一般的縣城均興起了建設(shè)高層建筑的熱潮，從高層寫字樓、高層酒店到高層住宅都倍受人們青睞。然而高層建筑的室內(nèi)卻存在地下部分為信號(hào)盲區(qū)，低層為弱覆蓋區(qū)，中層存在乒乓切換，高層存在孤島效應(yīng)的問題。因此，良好的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋已成為各大運(yùn)營商開發(fā)潛在客戶、搶占市場、提升市場競爭力的重要手段，更是發(fā)展第三代甚至第四代高速移動(dòng)業(yè)務(wù)的重中之重。基于高層建筑的室內(nèi)分布系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的無障礙傳輸。室內(nèi)分布系統(tǒng)通過BBURRU和直放站將室外信號(hào)成功引入室內(nèi)，經(jīng)合路器、功分器、耦合器等合理分配信號(hào)以完成室內(nèi)覆蓋，滿足室內(nèi)用戶的基本需求。通過室內(nèi)分布系統(tǒng)的覆蓋工程，使室內(nèi)用戶能夠體驗(yàn)與室外一樣的通話質(zhì)量和高速的數(shù)據(jù)傳輸。

1 方案設(shè)計(jì)與論證

高層建筑室內(nèi)分布系統(tǒng)利用室內(nèi)天線分布系統(tǒng)將無線信號(hào)均勻分布在室內(nèi)的每一個(gè)角落，以保證室內(nèi)覆蓋區(qū)域擁有理想的信號(hào)。本設(shè)計(jì)通過鼎力軟件測試，借助CAD軟件繪制平面圖，借助天越智能分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件生成系統(tǒng)圖、拓?fù)鋱D，完成室內(nèi)分布系統(tǒng)的具體覆蓋設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)聯(lián)通DCS1800和WCDMA雙網(wǎng)室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及室內(nèi)覆蓋的同時(shí)無多余信號(hào)泄漏，在滿足通信質(zhì)量的前提下符合國家規(guī)定的電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

本設(shè)計(jì)的主要工作包括工程站點(diǎn)詳細(xì)勘測，移動(dòng)通信室內(nèi)分布系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及移動(dòng)通信室內(nèi)分布系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)所用軟件主要為鼎力測試軟件、CAD軟件、天越軟件等。設(shè)計(jì)使用的硬件包括饋線接頭（又叫連接器）、轉(zhuǎn)接器、DIN型連接器、N型連接器等。

2 工程設(shè)計(jì)方案

2.1 室內(nèi)分布系統(tǒng)的指標(biāo)要求

室內(nèi)分布系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)要求見表1所列。

2.2 室內(nèi)分布系統(tǒng)方式的選擇

室內(nèi)分布系統(tǒng)應(yīng)綜合考慮覆蓋面積、建筑物墻體的結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)量大小等因素，由此選擇信號(hào)的分布方式。上述信號(hào)分布方式大多為無源分布方式、有源分布方式、光纖分布方式、泄露分布方式等?？紤]到無源覆蓋系統(tǒng)性價(jià)比高，因此在覆蓋范圍小的情況下，優(yōu)先使用無源覆蓋系統(tǒng)。無源分布方式是目前國內(nèi)G/W網(wǎng)最普遍的室內(nèi)覆蓋解決方案，室內(nèi)分布式系統(tǒng)由信號(hào)源、合路器、耦合器、功分器、饋線和分布式天線組成。室內(nèi)分布式天線系統(tǒng)采用無源方式。

表1 室內(nèi)分布系統(tǒng)指標(biāo)要求

2.3 天線選址的原則

為了保證信號(hào)傳輸速率、未來無線信號(hào)覆蓋要求并控制信號(hào)外泄，天線總體布放遵循“小功率、多天線”的原則，天線位置的選擇需要根據(jù)模擬測試結(jié)果決定，確保信號(hào)均勻分布。對(duì)于信號(hào)外泄的問題通常采用兩種方式來解決：可利用建筑物的遮擋和降低天線口的輸入功率；通過合理的選擇、布放天線以及調(diào)整天線角度，在達(dá)到良好覆蓋效果的同時(shí)，吸收大量話務(wù)量，并有效控制信號(hào)外泄。為了避免在窗口附近有較強(qiáng)的室內(nèi)信號(hào)外泄，可在窗口附近采用定向天線。

2.4 室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程

室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

圖1 設(shè)計(jì)流程圖

2.5 設(shè)計(jì)工作

設(shè)計(jì)前首先需要勘察室內(nèi)外情況。

本方案為中國聯(lián)通河北省GSM，WCDMA網(wǎng)室內(nèi)覆蓋工程，核心業(yè)務(wù)區(qū)和平酒店內(nèi)覆蓋分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

廊坊市和平大廈位于廊坊市東南部，永安大道與人民路交叉口東行300 m，處于市中心，其人流量大，話務(wù)量高。該建筑物有普通居民住宅樓共21層，大型商場3層，地下停車場2層。本期工程將對(duì)該建筑物進(jìn)行全面覆蓋，總覆蓋面積約40 500 m2。目前此大廈沒有做GSM，WCDMA信號(hào)的室內(nèi)覆蓋。聯(lián)通DCS1800信號(hào)在大廈內(nèi)大部分區(qū)域的接收?qǐng)鰪?qiáng)在-97～-80 dBm之間，接通慢，且通話時(shí)有斷續(xù)，通話質(zhì)量差，手機(jī)無法正常使用。WCDMA網(wǎng)由于大廈墻體屏蔽嚴(yán)重，信號(hào)較弱，樓內(nèi)大部分區(qū)域接收?qǐng)鰪?qiáng)在-100～-95 dBm之間，很難接通，通話質(zhì)量差，手機(jī)無法正常使用。

本工程意在解決和平大廈WCDMA和DCS1800的覆蓋問題，總覆蓋面積約40 500 m2。表2和表3所列為站點(diǎn)周邊信號(hào)測試情況。

設(shè)計(jì)的室內(nèi)分布系統(tǒng)地上各樓層采用全向吸頂天線，天線安裝在走道內(nèi)，輸出功率較小，不會(huì)發(fā)生泄漏。電梯覆蓋采用定向窄波束天線，無泄漏。在大廈外，泄露的室外、室內(nèi)信號(hào)電平遠(yuǎn)低于室外基站信號(hào)，因此室外用戶不會(huì)占用室內(nèi)覆蓋的信號(hào)。根據(jù)國家環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，天線口功率不得大于15 dBm/CH，本系統(tǒng)規(guī)定天線口功率約3.5 dBm（3G），7 dBm（2G）。功率盡可能平均分配到每一副天線，實(shí)現(xiàn)合理覆蓋，使用最少的天線達(dá)到較好地覆蓋要求，實(shí)現(xiàn)頻率的充分利用和合理分配。光纖直放站近端通過光纖與遠(yuǎn)端設(shè)備連接，調(diào)整近端與遠(yuǎn)端設(shè)備參數(shù)，通過二者自帶的監(jiān)控盤實(shí)現(xiàn)近端設(shè)備對(duì)遠(yuǎn)端設(shè)備的監(jiān)控；光纖直放站近端設(shè)備中固化了無線Modem，無線Modem中的中國聯(lián)通GSM USIM卡可與監(jiān)控平臺(tái)互發(fā)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短信，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控直放站設(shè)備的功能。

和平大廈站點(diǎn)GSM/WCDMA網(wǎng)室內(nèi)覆蓋工程平面圖如圖2所示。和平大廈站點(diǎn)的GSM/WCDMA網(wǎng)室內(nèi)覆蓋工程系統(tǒng)如圖3所示。

3 結(jié) 語

通過完成對(duì)建筑物的勘測、室內(nèi)分布系統(tǒng)理論的研究、有源器件和無源器件的選用以及室內(nèi)分布系統(tǒng)線路天線的研究實(shí)現(xiàn)了高層建筑物室內(nèi)分布系統(tǒng)的最終要求。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)無線信號(hào)的均勻覆蓋，極大地提高了室內(nèi)無線信號(hào)的質(zhì)量。在室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中充分了解了各無源器件、有源器件、信源以及饋線、光纖等的具體功能與使用方法，考慮了各種器件間的協(xié)同工作能力，力求使室內(nèi)分布系統(tǒng)產(chǎn)生最佳效果，并把工程造價(jià)控制在合理范圍內(nèi)。

表2 GSM信號(hào)測試表

表3 WCDMA信號(hào)測試表

圖2 和平大廈站點(diǎn)-2F室分設(shè)計(jì)平面圖

圖3 系統(tǒng)圖