1 移動室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)工程設(shè)計方案 第一章 室內(nèi)覆蓋 系統(tǒng)概述 第一節(jié) 室內(nèi)覆蓋問題 室內(nèi)移動通信存在以下幾個問題 : 覆蓋方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了無線電波較大的傳輸衰耗，形成了移動信號的弱場強區(qū)甚至盲區(qū) ,致使大樓的地下室 ,一層場強較弱 ,甚至存在一些盲區(qū)。由于室內(nèi)的覆蓋不好 ,容易造成手機脫網(wǎng)的現(xiàn)象 ,造成尋呼無響應 ,用戶不在服務區(qū)現(xiàn)象。 容量方面，建筑物諸如大型購物商場、會議中心，由于移動電話使用密度過大，局部網(wǎng)絡(luò)容量不能滿足用戶需求，無線信道 發(fā)生擁塞現(xiàn)象。 質(zhì)量方面，建筑物高層空間極易存在無線頻率干擾，服務小區(qū)信號不穩(wěn)定，出現(xiàn)乒乓切換效應，話音質(zhì)量難以保證，并出現(xiàn)掉話現(xiàn)象。 第二節(jié) 室內(nèi)覆蓋的引入 一 、 室內(nèi)覆蓋的概念 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)為上述問題提供了較佳的解決方案。其原理是利用室內(nèi)天線分布系統(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。 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的建設(shè)，可以較為全面地改善建筑物內(nèi)的通話質(zhì)量，提高移動電話接通率，開辟出高質(zhì)量的室內(nèi)移動通信區(qū)域；同時，使用室內(nèi)蜂窩系統(tǒng)可以分 擔室外宏蜂窩話務，擴大網(wǎng)絡(luò)容量，從整體上提高移動網(wǎng)絡(luò)的服務水平。 2 二、 室內(nèi)覆蓋引入 應用這些方案可帶來的效果有： 可以較為全面地改善建筑物內(nèi)的通話質(zhì)量，提高移動電話接通率，開辟出高質(zhì)量的室內(nèi)移動通信區(qū)域。 使用微蜂窩系統(tǒng)可以分擔室外宏蜂窩話務，擴大網(wǎng)絡(luò)容量。 解決高層干擾問題。如：在大樓的高層，許多室外小區(qū)的信號有直達路徑到達室內(nèi)，來自各個方向的信號電平較高，干擾大，很難有干凈的不受干擾的信道。解決的辦法是用室內(nèi)覆蓋，靠滿足較高的 C/I 值， 獲得較高質(zhì)量的室內(nèi)移動通信服務。對于室內(nèi)覆蓋，天線的輸出功率很低，加上建筑物外墻的衰減，因此室內(nèi)小區(qū)對室外小區(qū)的影響是很有限的。 圖 內(nèi)覆蓋示意圖 第 三 節(jié) 實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的方法 實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的技術(shù)方案可分為三種： 微 (宏 )蜂窩有線接入方式 是以室內(nèi)微 (宏 )蜂窩系統(tǒng)作為室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的信號源，即有線接入方式。適用于覆蓋范 3 圍較大且話務量相對較高的建筑物內(nèi)，在市區(qū)中心使用較多，解決覆蓋和容量問題。 宏蜂窩無線接入方式 是以 室外宏蜂窩作為室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的信號源，即無線接入方式。適用于低話務量和較小面積的室內(nèi)覆蓋盲區(qū)，在市郊等偏遠地區(qū)使用較多。 直放站 在室外站存在富余容量的情況下，通過直放站將室外信號引入室內(nèi)的覆蓋盲區(qū)。 一、微 (宏 )蜂窩有線接入方式 改善高話務量地區(qū)的室內(nèi)信號覆蓋，微 (宏 )蜂窩是最佳解決方案。與宏蜂窩無線接入方式相比，微 (宏 )蜂窩有線接入方式是更好的室內(nèi)系統(tǒng)解決方案。微 (宏 )蜂窩有線接入方式的通話質(zhì)量比宏蜂窩無線接入方式要高出許多，對宏蜂窩無線指標的影響甚小，并且具有增加 網(wǎng)絡(luò)容量的效果。 但微 (宏 )蜂窩有線接入方式在室內(nèi)使用時，受建筑物結(jié)構(gòu)的影響，使其覆蓋受到很大限制。對于大型寫字樓等，如何將信號最大限度、最均勻地分布到室內(nèi)每一個地方，是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化所要考慮的關(guān)鍵。且蜂窩有線接入方式的弱點在于成本較為昂貴，需要進行頻率規(guī)劃，需要增建傳輸系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作量大。因此，對宏蜂窩無線接入方式或微 (宏 )蜂窩有線接入方式的選取，需要綜合權(quán)衡移動網(wǎng)絡(luò)和運營等多方面因素才能定奪。 二、宏蜂窩無線接入方式 宏蜂窩無線接入方式的主要優(yōu)勢在于成本低、工程施工方便，并且占地面積小 ;其弱點在于對宏蜂 窩無線指標尤其是掉話率的影響比較明顯。 目前，采用選頻直放站并增加宏蜂窩的小區(qū)切換功能可以緩解這一矛盾 :當對應的宏蜂窩頻率發(fā)生變化時，直放站選頻模塊需要作相應調(diào)整。隨著運營商對成本和網(wǎng)絡(luò)資源利用率的注重，宏蜂窩無線接入方式出現(xiàn)升溫的勢頭。 三、直放站 在室外站存在富余容量的情況下，通過直放站（ 室外信號引入室內(nèi)的覆蓋盲區(qū)。 利用蜂窩解決室內(nèi)問題也存在很大的局限性。建設(shè)蜂窩的設(shè)備投入與工程周期都較大，只適合在話務量集中的高檔會議廳或商場使用。在這種情況下，直放站（ 以其靈活 4 簡易的特點成為解決簡單問題的重要方式。直放站不需要基站設(shè)備和傳輸設(shè)備，安裝簡便靈活，設(shè)備型號也豐富多樣，在移動通信中正扮演越來越重要的角色。 直放站的應用場合主要有以下幾種： 擴大服務范圍，消除覆蓋盲區(qū)； 在郊區(qū)增強場強，擴大郊區(qū)站的覆蓋； 沿高速公路架設(shè)，增強覆蓋效率； 解決室內(nèi)覆蓋； 將空閑基站的信號引到繁忙基站的覆蓋區(qū)內(nèi)，實 現(xiàn)疏忙。 表 窩和直放站的比較 使用蜂窩 使用直放站 1. 是否增加容量 根據(jù)需要增加容量 不能增加容量 2. 信號質(zhì)量 好 一般 3. 設(shè)置優(yōu)先級 可以 不可以 4. 對網(wǎng)絡(luò)的影響 小 控制不好影響很大 5. 是否需要傳輸設(shè)備 需要 不需要 6. 是否需要重新頻率規(guī)劃 需要 不需要 7. 是否需要調(diào)整參數(shù) 需要 支持 8. 是否支持容量動態(tài)分配 不支持 (容量預分配 ) 支持 9. 是否支持多運營商 不支持 支持 10. 是否支持多頻、多系統(tǒng)環(huán)境 不支持 支持 11. 安裝時間 較長 較短 12. 投資 較多 較少 第 四 節(jié) 室內(nèi)覆蓋的信號源和信號分布 一、信號源的提取方式 1、 直放站做信號源 、 通過直放站的施主天線直接從附近基站提取信號 5 圖 主天線直接從附近基站提取信號 、 用耦合器從附近基站耦合部分信號通過光纖傳送到盲區(qū)內(nèi)的直放站 圖 號通過光纖傳送圖示 、 用耦合器從附近基站耦合部分信號通過電纜傳送到盲區(qū)內(nèi)的直放站 6 圖 號通過電纜傳送圖示 2、增加蜂窩 (基站 ) 圖 用蜂窩圖示 二 、信號分布的幾種方式 1、無源天饋分布方式 通過無源器件和天線、饋線，將信號傳送和分配到室內(nèi)所需環(huán)境，以得到良好的信號覆蓋。用于中小型地區(qū)。 7 圖 源天饋分布方式 2、有源分布方式 通過有源器件 (有源集線器、有源放大器、有源功分器、有源天線等 )和天饋線進行信號放大和分配。 3、光纖分布方式 主要利用光纖來進行信號分布。適合于大型和分散型室內(nèi)環(huán)境的主路信號的傳輸。 圖 纖分布方式 4、泄漏 電纜分布方式 信號源通過泄漏電纜傳輸信號，并通過電纜外導體的一系列開口，在外導體上產(chǎn)生表面 8 電流，從而在電纜開口處橫截面上形成電磁場，這些開口就相當于一系列的天線起到信號的發(fā)射和接收作用。它適用于隧道、地鐵、長廊等地形。 圖 漏電纜分布方式 表 種信號分布方式的比較 信號分布方式 優(yōu)點 缺點 無源天饋分布方式 成本低、無源器件，故障率低、無需供電，安裝方便、無噪聲累積、寬頻帶 。 系統(tǒng)設(shè)計較為復雜、信號損耗較大時需加干放 有源分布方式 設(shè)計簡單，布線靈活，場強均 勻 。 頻段窄，多系統(tǒng) 兼容困難；需要供電，故障率高、有噪聲積累，造價高 光纖分布方式 傳輸距離遠，布線方便，性和 傳輸質(zhì)量好。 造價高 泄漏電纜分布方式 場強分布均勻，可控性高；頻 段寬，多系統(tǒng)兼容性好。 造價高，傳輸距離近。 9 第 二 章 A 市移動室內(nèi)覆蓋規(guī)劃的流程 A 市 室內(nèi)覆蓋規(guī)劃分為幾個不同的階段 。 首先要做的是找到想要覆蓋的目標建筑物 。 需要室內(nèi)覆蓋的地方通常是 : 室內(nèi)盲區(qū) 新建大型建筑、地下停車場、辦公樓、賓館和公寓等。 話務量高的大型室內(nèi)場所 車站、機場、商場、體育館、購 物中心等。 發(fā)生頻繁切換的室內(nèi)場所 高層建筑的上層以及頂部，收到多個基站的功率近似的信號。 在站點的初步勘察后 ,進行站點的詳細勘測 。 接著進行詳細的設(shè)計 ,然后安裝設(shè)備 ,安裝完成之后 ,無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃人員還要進行測試和優(yōu)化 ,看能否達到預期的要求 。 下面用一個流程來表示規(guī)劃的流程 。 站點獲得 10 客戶需求 目標建筑物 初步的站點調(diào)查 沒有目標的建筑物 站點調(diào)查獲取 可能的目標建筑物 建議 :客戶接受目標建筑物 站點的初步調(diào)查 /預規(guī)劃 建筑物信息 周圍網(wǎng)絡(luò)信息 (小區(qū)位置 ) 解決草稿設(shè)計 站點查看 傳播測量 確定天線的位置 ,電纜路線 ,備 位置草稿和照片 詳細設(shè)計 系統(tǒng)圖 功率預算計算 解決方案描述 批準 室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 安裝設(shè)計 站點安裝 參數(shù)設(shè)計和調(diào)整 參數(shù)配置和頻率規(guī)劃 調(diào)整和優(yōu)化 網(wǎng)絡(luò)跟蹤 網(wǎng)絡(luò)話務觀察 容量監(jiān)視 第一節(jié) 站點獲得 客戶需求的詳細說明 ,用戶數(shù) ,覆蓋要求 ,服務等級 11 在設(shè)計前收集周圍小區(qū)的信息 在開始規(guī)劃前 ,獲得物業(yè) 的允許 ,考察大樓 ,或者最好得到大樓的設(shè)計平面圖 準備目標建筑的列表 從客戶那里得到被批準的目標 第 二 節(jié) 站點的初步調(diào)查 /預規(guī)劃 獲得樓層布置和大樓的星系 ,以及人員的分布情況 預先考察可能的天線布放的位置 ,電纜布放 ,尋找 最佳位置 做測試確定天線和最終安裝位置 為每一個天線安裝位置照相 ,存為資料 第 三 節(jié) 詳細設(shè)計 這是設(shè)計的重要部分 。 詳細的設(shè)計包括功率預算 ,系統(tǒng)圖 ,解決方案描述 。 功率與損耗的意義是保證在發(fā)射端和天線端的射頻部件的衰減不太大 ,以提供足夠高的信號電平 。 這也最終決定 是使用同軸電纜 ,還是光纖來給天線饋電 。 需要的信號電平將決定天線的數(shù)量和站點使用的設(shè)備類型 。 典型的室內(nèi)應用 ,在覆蓋區(qū)域的 95%內(nèi) ,信號電平介于 間 。 這就決定了在不同位置處的天線需要的 纜 ,天線的數(shù)量 。 通常運營者根據(jù)不同的覆蓋類型 ,例如 :農(nóng)村、郊區(qū)、市區(qū)、密集市區(qū)、室內(nèi)等來定義信號電平 區(qū)的范圍也取決于環(huán)境類型辦公室、賓館、商場的布局 。 下表列舉了一些典型的環(huán)境 。 也可以由下面的方法通過測試來確定 。 表 的測試 環(huán)境類型 區(qū)范圍 開放的辦公室 150館 1560場 150 、 室內(nèi)覆蓋的測試 對于現(xiàn)有的由周圍宏蜂窩提供的室內(nèi)移動信號進行測試 ,收集所有頻段內(nèi)存在的各種頻 12 率的信號 ,找出各樓最強的信號電平 ,由此得到各個樓層所需要的最小設(shè)計電平。為保證樓內(nèi)手機能夠駐留在室內(nèi)微蜂窩上并具有良好的載干比 ,必須保證樓內(nèi)有足夠高的設(shè)計電平 市財富中心設(shè)計選擇了相應樓層進行了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋測試 ,測試結(jié)果如下 : 表 A 市財富中心 無線環(huán)境查勘表 財富中心 無線環(huán)境查勘表 測試時間： 2007試地點： 財富中心 測試工具： 機 測試人員： 曹京京（中訊郵電咨詢設(shè)計院）、謝剛（成都通信建設(shè)工程局） 樓層 測試點 A 測試點 B 測試點 C 測試點 D I I I 1F 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 電梯 1 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 電梯 2 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲 區(qū) / 盲區(qū) / 電梯 3 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 電梯 4 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 1F F F 8F 0F 、 路徑損耗測試 路徑損耗 測試的目的是為了確定該大樓的墻壁 ,內(nèi)部裝飾物等物體的損耗 ,采用測試發(fā)射機在測試點發(fā)射 號 ,用 試手機在樓層各點測量接收信號電平 ,根據(jù)測試結(jié)果 號的路 徑損耗計算如下 : 中 路徑損耗 ; 測試發(fā)射機的有效輻射功率 ;測試手機接收電平 ,根據(jù)大 量的測試數(shù)據(jù) ,測得樓內(nèi)最大路徑損耗 ,再由上面的式子 ,可得到設(shè)計所需參考 果總的路徑 損耗太大 ,所 需要的 就可 能 很高 ,也 許就需要布置多個天線來減少室內(nèi)路徑損耗。 三 、 下行功率預算 為了計算下行 功率 ,在 天線和 間的所有部件都要考慮 到計算中去 ,圖 示輸出功率 4W 的 個天線的系統(tǒng)示意圖 ,在各位置的天線處計算得出的 由表 出。 13 圖 于同軸電纜的分布式天線系統(tǒng)的例子 表 圖 計算得出的每一個天線的功率預算 2 4 線總長 m 25 35 40 105 120 饋線總損耗 線損耗 5合器 0合器 0 稱功分器 - 3 3 出功率 36 36 36 36 36 天線增益 2 2 2 2 2 結(jié)束室內(nèi)設(shè)計之前應建議使系統(tǒng)設(shè)計圖得到執(zhí)行 ,這樣才能保證設(shè)計能盡能實現(xiàn)這之后就可以做頻率規(guī)劃和參數(shù)設(shè)計了多數(shù)情況下找到不受干擾和空閑的頻 率是困難的除非是專門預留了室內(nèi)應用的頻率如果沒有預留 ,就應該使用外部干擾程度低的頻率 ,這就要求測試室內(nèi)的信號 ,可以利用測試手機 ,頻譜儀等測試設(shè)備來測試 ,選擇接收到的外部信號中較弱的頻率。這對于選擇 道的頻率 尤為重要 ,因為它要 求的 C/I 值要比非 頻率的 C/ 詳細設(shè)計可總結(jié)為： 進行功率預算計算 得到 14 畫系統(tǒng)連接圖 寫出解決方案的描述 得出系統(tǒng)圖執(zhí)行的難度 做頻率規(guī)劃和參數(shù)設(shè)計 第四節(jié) 優(yōu)化驗收 在室內(nèi)設(shè)備安裝完成后 ,要進行自檢。這也是保證每一項工作按設(shè)計來做的唯 一辦法，至少以下的一些工作要求檢查： 室內(nèi)呼叫 小區(qū)選擇和重選 則 建筑物內(nèi)部小區(qū)和建筑物外部的小區(qū)間的切換 檢查信號強度做移動測試 檢查通話質(zhì)量必要時調(diào)整頻率 從 統(tǒng)中觀察小區(qū)的話務，依據(jù)測量數(shù)據(jù)和話統(tǒng)來最后確定參數(shù)。 第五節(jié) 網(wǎng)絡(luò)話統(tǒng)跟蹤 從 統(tǒng)中可檢查下面一些項目 : 平均占用時間和擁塞時間 切換成功率 ,包括切入、切出成功率 接收質(zhì)量和呼叫成功率 15 第 三 章 A 市室內(nèi)覆蓋傳播模型及設(shè)備 第一節(jié) 室內(nèi)覆蓋傳播模型 在射頻工程中 ,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師使用預測工具來決定小區(qū)的覆蓋 。 一些成熟的模型對于室外的應用是有效的 ,對于室內(nèi)應用是不適合的。有一些室內(nèi)的傳播模型 ,用于預測室內(nèi)環(huán)境的信號電平是基于經(jīng)驗曲線的逼近 。 這里僅簡要介紹 薦的簡單的室內(nèi)傳播模型。這可以幫助確定室內(nèi)小區(qū)的數(shù)目 ,天線的數(shù)目 。 因此在實際設(shè)計中建議使用測試發(fā)射設(shè)備從不同的地方來檢查信號的傳播。 這里描述的模型是一個站點的通用模型 ,可用于典型的室內(nèi)環(huán)境 ,它需要很少的環(huán)境路徑損耗信息 。 用平均的路徑損耗和有關(guān)的陰影衰減 統(tǒng)計來表征室內(nèi)路徑損耗 。 這里的模型計算穿過多層樓層的損耗 ,以應用于頻率在樓層間復用的情況 。 基本的模型如下 : 0 f + N d + Lf(n) :距離 損耗系數(shù) f :頻率 (d : 的距離 16 樓 層穿透損耗 (N: 的樓層數(shù) 表 出了基于測量得出的典型參數(shù) 。 表 離損耗系數(shù) 率 (公寓 辦公室 商場 900 30 33 20 18008 32 22 900 - 9(1 層 ) 19(2 層 ) 24(3 層 ) - 1800*n 15+4*(6+3*(第二節(jié) 室內(nèi)覆蓋應用的設(shè)備 一、室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的組成 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)主要由信號源和信號分布系統(tǒng)兩部分組成。 二、微（宏）蜂窩或直放站 室內(nèi)覆蓋使用的信號源可選擇的有蜂窩或直放站。對于小范圍的室內(nèi)覆蓋可用直放站。這種解決方案成 本便宜 ,安裝快速，缺點是不能提供額外的容量，但使用直放站方式 ,通話質(zhì)量難于保證 ,控制不好 ,會影響整網(wǎng)的質(zhì)量。在室外站存在富余容量的情況下，通過直放站將室外信號引入室內(nèi)的覆蓋盲 區(qū)，室內(nèi)覆蓋應用常用的解決方案是用微 (宏 )蜂窩 ,蜂窩可應用于室內(nèi) ,可安裝在任何地方 ,包括掛在墻上 ,如 :據(jù)需要的容量依據(jù)于建筑物的大小安裝方案成本可以考慮使用宏蜂窩或幾個微蜂窩。 三、天線 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(nèi)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。在下面的圖 表 列出了部分天線的外形 、參數(shù) ,這些天線都是雙頻 17 段類型。 圖 擇的室內(nèi)天線 表 些型號的室內(nèi)天線參數(shù) 742149 型 全向柱形 定向平板 吸頂全向 頻段 900/1800 900/1800 900/1800 增益 2 2 2大功率 50w 25w 50w 重量 250g 500g 400g 尺寸 20/21605/155/142 260/78化 垂直 垂直 垂直 定向平板天線和全向吸頂天線通常被用于辦公室、賓館、居住樓、覽館走廊 建議使用雙頻段全向天線 ,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(nèi)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(shè)計天線的安裝位置是有較大困難的 ,除了復雜的樓層布局 ,覺效果也是很重要的。有時由于布放 電纜困難 一些如吸頂天線的解決方案就不能用了。 四、功分器 在室內(nèi)應用中功分器是經(jīng)常使用的。用功分器可以把一個信號源的信號分成多個分支 ,把信號分配給多個天線。功分器把信號分配進饋電電纜時會引入損耗 ,損耗取決于分配的端口數(shù) ,有等功率分配器 ,在兩個端口間分配相等的信號。損耗的簡單關(guān)系是 10*),N 是等功 18 率分配器輸出的端口數(shù)。也不等功率分配器 ,在端口間分配不同的功率所有的功分器都會帶來少量的損耗 表 等功分器的例子 (2 個輸出端口 ) 類型 2 端口功分器 (插入損耗 (頻帶 0063236101 0063236151 00 功率分配器 類型 輸出端口數(shù)目 每端口功率損耗 插入損耗 (頻帶 3 006322631 3 006322641 4 6 00、同軸電纜 在分布式天線系統(tǒng)中 ,要使用饋線把所有器件連接起來。對于干線要選用損耗較小的電纜 如 7/8”饋管 ,對于到天線的支線 ,為了便于安裝和節(jié)約成本 ,盡量使用 1/2”跳線 ,這種辦法就應用在下面的例子中了 ,在樓層間的長直電纜是粗的主干電纜到各樓層的天線使用細的電纜來連接 ,參見圖 表 舉了一些廠商的電纜性能。如在圖 的電梯天井中的電纜長度超過 100 米時可使用 5/4”饋線。假定饋線長度 1 米 ,1/2”跳線是最好的方案。因為它容易安裝 , 在電纜兩端不另外需要 跳線 ,如果使用 7/8”饋線 ,在電纜兩端末端要加上兩條跳線 ,從損耗看兩者沒有大的差別 ,但成本和工作量反而提高了。 10 m 1/2”跳線 8 = 0.8 0 m 7/8”饋線 + 2 短跳線 , 4 + 2 1.0 ” 跳線電纜常被用于連接 用比 1/2 尺寸大的饋線電纜 )和天線 。 表 種類型的饋線 類型 饋線直徑 損耗/100m(900最小彎曲半徑 / 19 、泄漏電纜 作為系統(tǒng)的一部分 ,泄漏電纜在室內(nèi)系統(tǒng)中也有相當?shù)膽茫饕糜谒淼篮烷L的通道中的覆蓋，一種優(yōu)化的解決方案取決于環(huán)境和應用，因為在布放和隱藏方面的困 難，有些地方不能安裝泄漏電纜，可是卻適合安裝于商場地下停車場和隧道，其主要有兩個指標，耦合損耗距離電纜一定遠處，和縱向損耗，每距離的損耗在電纜的終端需要一個終端負載與同軸饋電相比泄漏電纜的設(shè)備成本和安裝費用都較貴， 表 舉了 些泄露電纜的類型 。 表 漏電纜特性 衰減損耗 /00m 耦合損耗 / 最小彎曲半徑 20 類型 饋線直徑 (英寸 ) 900800定距離 95%的區(qū)域900800(13) 68(73)在 6m 125 (8) 69(72)在 6m 254 (6) 71(73)在 6m 380 3/8 3(5) 72(77)在 6m 508 泄漏電纜在一定距離處的 下式計算： P C L (d) P:輸入功率 C： 耦合損耗 L(d)距離連接點一定距離處的泄漏電纜損耗 L( d )= 衰減損耗 * 距離 d 七、光纖分布式天線系統(tǒng) 一種克服長的饋線電纜損耗大的解決方案是使 用光纜 。 這種應用可使分配的射頻信號沒有大的 損耗 。 它的原 理是在饋源 (直放站 )和天線之間使用光纖 。 附屬部件是需要電光 /光電轉(zhuǎn)換器件 。 光端主機 (被放置在 ,它把 電信號轉(zhuǎn)換成光信號 。 在這過程中信號也 可以放大 ,以消 除在轉(zhuǎn)換過程中信號的損失 。 光信號被分配到遠端的天線處的遠端光端機 (大光信號并轉(zhuǎn)換為電信號 。 雙向的 (電 光 電 )。 通常 U 的有一個最大 數(shù)目 ,廠 商能提供的最大數(shù)目是 24。 對于每一個 須有兩根光纖 ,一個用于上行 ,一個用于下行 。 此外 運行還需要有電源 。 由于 最大輸入有一個限制 ,該值比 最小輸出要 小 ,因此 在 間的下行通路上需要一個衰減器 ( 來衰減信 號 。 此外 ,在上行方向的同一處也需要一個衰減器 ,以保護出現(xiàn)阻塞和降低輸入的三階互調(diào)產(chǎn)物 。 基本上在需要很長的電纜時光纖系統(tǒng)被建議使用 。 可能應用的地方如大的校園設(shè)施 ,公司的建筑 。 21 圖 應用光線分布式系統(tǒng)的組成圖 22 第 四 章 A 市室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計 在這部分舉出一個帶有電梯和地下部分的多層建筑的室內(nèi)覆蓋的設(shè)計例子首 先 :給出電梯覆蓋的方法 ,接著是整個大樓的射頻設(shè)計的步驟和計算 ,這 里假定是 需要說明的是室內(nèi)分布式系統(tǒng)的詳細設(shè)計計算因?qū)嶋H的環(huán)境不一樣 ,應按實際工程進行具體的計算 ,本文僅是講述設(shè)計過程的舉例 ,計算中所用的饋線損耗 ,天線增益使用表格中給出的參數(shù) ,附表中給出了實際的分布式天線的器件和參數(shù)。 第一節(jié) 電梯覆蓋 電梯覆蓋有兩種解決方式。一是用泄漏電 纜 ,一種 是用安裝在電梯里的用跳線連接在一起的雙付天線。見圖 里的信號由電梯外的信號轉(zhuǎn)發(fā)來提供 ,使用雙付天線 ,一付天線安裝在電梯里 ,一付安裝在電 梯外的頂部 ,信號由安裝在電梯井的頂部的天線提供 ,電梯井頂部的天線用定向天線 ,它和在電梯頂上的天線的波束方向正對 ,電梯里的天線可以用定向的 ,也可以用全向的 ,主要由視覺上考慮 ,在電梯里的 下式 計算 : 梯覆蓋用雙付天線或泄漏電纜 (虛線 ) 表達式 中 : 出功率 23 電梯井的發(fā)射天線的電纜 梯井的發(fā)射天線的增益 電梯井中的信號路徑損耗 電梯上的接收天線增益 電梯里連接兩天線的跳線損耗 電梯里的天線增益 圖 隧道傳播路徑損耗圖 在電梯井中的信號路徑損耗 由圖 示的得出。 可參看隧道電波傳播模型 在圖 的圖表 (僅指測試曲線 ),觀察得知 ,信號在靠近發(fā)射天線附近波動很劇烈 ,在一定得距離處后信號衰減逐漸增大。但是 ,衰減并沒有想象中大 ,主要是由于傳播的管道效應 ,因此信號可以在管道中傳播 ,傳向接收器。另一種解決方案是在電梯井里使用泄漏電纜，在電梯里的信號 有下式計算 : tx(m) - 中 : 輸出功率 泄漏電纜連接點之間的電纜損耗 漏電纜的耦合損耗 m):距離 m 米的泄漏電纜的饋線損耗 梯廂損耗 24 使用泄漏電纜比起天線方式的優(yōu)點是不管電梯在天線井中的何處位置泄漏電纜能提供均衡的信號，饋線電纜的損耗是每 100 米大約 5 900 81800于 7/8”電纜，用天線方式時，損耗主要取決于電梯到發(fā)射 天線的距離，這兩種方式應根據(jù) 的計算和方案的成本來考慮。 第二節(jié) 樓內(nèi)覆蓋設(shè)計 圖 層覆蓋示意圖 在此考慮一個 9 層樓高 (每層 4 米 )帶有地下層 (停車場 )的建筑。大樓有 2 部 電梯 ,大 樓每層在高峰時有 100 人 ,有移 動電話的占 60%,按呼 損 2%,每用戶話務 。 100 * 60% * 定在經(jīng)過站點考察和測 量后 ,決定在 每層樓安裝 5個全向的吸頂天線 是 18 線電纜可以從天花板的夾層中走線 ,在樓 層里到天線的 最長距離是 21 米?？梢允褂?1/2”電 纜 ,由于容易彎曲 ,它 不需要使 25 用另 外的跳線 ,經(jīng)過 計算損耗不大。 A,B,C 樓層 計算。為簡 化計算 ,連接損 耗和插入損耗未計算入單位 (。 表 ,B,C 樓層 計算 1 1 1 率 36 36 36 36 36 36 36 線 1 1 1 分器 樓層間饋線損耗 層功分器 層饋線損耗 層功分器 3 3 樓層間饋線損耗 0 0 0 0 0 0 0 B 層功分器 0 0 0 0 0 0 B 層饋線損耗 0 0 0 0 0 0 0 B 層功分器 0 0 0 0 0 0 C 樓層間饋線損耗 0 0 0 0 0 0 0 C 層功分器 0 0 0 0 0 0 C 層饋線損耗 0 0 0 0 0 0 0 C 層功分器 0 0 0 0 0 0 天線增益 2 2 2 2 2 2 2 ,B,C 樓層 計算 (2) 2 2 3 3 3 率 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 線 1 1 1 1 1 分器 樓層 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 26 間饋線損耗 A 層功分器 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A 層饋線損耗 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A 層功分器 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 2 3 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 層功分器 0 0 0 0 層饋線損耗 0 0 0 0 0 層功分器 0 0 0 0 3 3 0 天線增益 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 下和地下層的 算值 27 2 4 1 率 36 36 36 36 36 36 36 線 1 1 1 分器 6 6 6 6 底層間饋線損耗 層功分器 0 底層饋線損耗 4 0 0 底層功分器 3 3 0 0 地下層間饋線損耗 0 0 0 0 0 下層功分器 0 0 0 0 3 7/8”耦合損耗 0 0 0 0 0 69 泄漏電纜損耗 0 0 0 0 0 線增益 2 2 2 2 0 表中的一些器件的說明如下 : 線 :連接 從 來的第 1 個功分器的電纜損耗 樓層間饋線 損耗 :在兩層樓間的電纜損耗 ,假 定電纜長 7 米 ,1/2” 功分器 一分三功分器 ,每 一路輸出損耗約 簡便未將插入損耗計算在內(nèi)。 功分器 分二 功分 器 ,每一路 輸出損耗約 -3 簡 便未將插入損耗計算在內(nèi)。 層饋線損 耗 :在同一 樓層內(nèi)的饋線損耗 計算 顯示 ,對于多 數(shù)天線輻射的功率近似相同。如按最小所需 8余有一些功率余量。對于其它樓層的計算類似。下面進一步計算地面層和地下層的情況。 在底層為了使大廳入口處獲得良好的覆蓋 ,將使用掛在墻上的平板天線。平板天線的主波束方向正對著建筑物中央 ,這樣大廳入口處的信號有很強的 信號 ,而由 于背向的抑制 ,信號傳播到建筑物外的信號減弱了在地下使用兩段泄漏饋電電纜 50 米 , 90 米 ,7/8”，每100 米衰減 5 出端使用一分四功分器 供 4 路分 支 ,每 一路分支功率約降低 6 28 圖 B C 樓層天線布放圖示 如果替代 3 個微 蜂 窩 ,也可能使 用放置在某一處的宏蜂窩。最好是安放在樓層的中部 ,例如 E 層。在這 種情況下 ,有兩段垂直布置的電纜 ,使用功分器分配信號給 每樓層的天線。在樓層間的垂直面可用 7/8” 饋線 1/2”用在樓層的平面內(nèi)來分配信號。圖 這種方案的圖示。 由于在 連 續(xù)的樓層間距離不等 ,距離長 ,使用了不等功分器 ,以提供功率 近似相等的信號到各樓層的天線。表 出了計算出的每個功分器的損耗和 ,每層的天線的未包含在表 中 ,它 可由類似前面 3 個微蜂窩的計算得出。 29 圖 一個 室內(nèi)覆蓋圖示 表 圖 的信號損耗計算 A 層電梯 A B C D E 率 (46 46 46 46 46 46 3率分配 3 3 3 E 層饋線損耗 1 個功分器損耗 層饋線損耗 第 2 個功分器損耗 C 層饋線損耗 0 第 3 個功分器損耗 0 B 層饋線損耗 0 0 第 4 個功分器損耗 1 0 0 A 層饋線損耗 0 0 0 第 5 個功分器損耗 7 0 0 0 0 總 39 33 30 上表中功分器的一個輸出 口的 39 較高的 值 ,可以 用來提供電梯井和電梯的覆蓋。如果信號電 平高 ,而可 能帶來干擾的問題時 ,就要應用衰減器宏蜂窩的輸出功率是40W (46,如果需要 ,可以 降低 靜態(tài)功率。 提供多個 使用宏蜂窩 時 ,如果在宏蜂窩的機頂輸出口上接饋線 ,則可在大樓內(nèi) 規(guī)劃一個獨立的微小區(qū)。如果需要就要使用不同的饋線來接入各獨立的覆蓋區(qū)。 超過 3個微蜂窩的解決方案的優(yōu)點是小區(qū)容量的配置靈活 ,如果是一個機柜定義 3個小區(qū) 那么依話務量的需求 ,小區(qū)可配置成 1/2/3 或 2/2/2 或 1/1/4 等。這些配置在宏蜂窩上不需要附加的部件 ,宏蜂窩也可提供比微蜂窩大的功率。但是宏蜂窩體積大 ,又重 ,安裝空間難找。微蜂窩容易安裝 ,不需要專門的房間。在發(fā)生故障時的影響程度不一樣。宏蜂窩一旦發(fā)生故障 ,整個室內(nèi)覆蓋要受影響 ,而用多個微蜂窩則會降低故障影響面。 第三節(jié) 頻率規(guī)劃 在室內(nèi)覆蓋設(shè)計中 ,頻率規(guī)劃是建立在測試基礎(chǔ)上的。一些運營者留有少量的頻道用于微蜂 窩 ,宏蜂窩沒有使用這些頻道 ,這種策略很好 ,可是頻道數(shù)有限 ,多數(shù)情況下 ,運營者沒有專門留有微蜂窩用的頻率。為了找到室內(nèi)應用的最好的頻率 ,最好 是進行室內(nèi)信號的測試 ,選出信號電平最弱的頻率這在高層建筑中尤為重要 ,外部小區(qū)經(jīng)常處于樓層的視線范圍內(nèi) ,在高層接收 到的外部小區(qū)信號雜亂。而重要的又是要找出 的頻點。如果外部小區(qū)使用跳 頻 , 室內(nèi)小區(qū)也可使用同外部小區(qū)同樣的 ,或使 用自己選出的 C/I 值好的頻道組成的 室內(nèi)小區(qū)的信號被 限制在室內(nèi) ,就不會對外部的小區(qū)有影響 ,高層大 樓的信號如表 表 A 市禾泰大廈信號的測試情況。 表 泰大廈 無線環(huán)境查勘表 禾泰大廈 無線環(huán)境查勘表 測試時間： 2007試 地點： 禾泰大廈 測試工具： 機 測試人員： 曹京京（中訊郵電咨詢設(shè)計院）、謝剛（成都通信建設(shè)工程局） 樓層 測試點 A 測試點 B 測試點 C 測試點 D I I I 1F 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 電梯 1 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 31 電梯 2 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 盲區(qū) / 1F F F F F F F 建筑物內(nèi)可有多個小區(qū)。這些小區(qū)分布在每一樓層 ,在樓層間可重復使用頻率。頻率可每隔一層復用 ,在每種情況下都要進行測試。要注意 同外部的切換關(guān)系。避免定義的鄰區(qū)中出現(xiàn)同 小區(qū)。如果在某一層和電梯中使用某一頻率 ,則在其它層中不能使用該頻率。因為移動的電梯會使 其它使用同一頻率的層相互干擾。 在室內(nèi)應用跳頻是有益的 ,起到頻率分集和干擾均化的作用 ,可以減少快衰落的影響 ,快衰落在室內(nèi)環(huán)境下是較典型的。頻率規(guī)劃原則如下 : 在頻率資源允許的情況 下 ,室內(nèi)覆蓋盡量采用專用頻段采用偷頻方式。 盡量確保 率不受干擾 的規(guī)劃可以采取射頻跳頻的方式來減少 干擾不選擇鄰近小區(qū)的頻率。 盡量不選擇這些頻率的鄰頻借助 備上行頻點掃描功能查找上行可用頻率。 借助路測設(shè)備的下行掃描功能查找下行可用頻率。 對于大樓的低層部分用常規(guī)的頻率計劃方法 ,在干擾較大的高層部分建議采用專用頻點 ,最終的頻率選擇以實際干擾環(huán)境測試為準。 第四節(jié) 小區(qū)定義和小區(qū)參數(shù) 室內(nèi)覆蓋的實施給網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)帶來了特別的概念。那些小區(qū)被認作微微小區(qū)被分配到微微小區(qū)層。因此 ,網(wǎng)絡(luò)可被認為是分層結(jié)構(gòu)網(wǎng)或分 層小區(qū)結(jié)構(gòu)網(wǎng) (。在不同的小區(qū)間小區(qū)的定義和話務管理的策略可參考多層網(wǎng)的話務管理。 微微小區(qū) (室內(nèi)小區(qū) )在網(wǎng)絡(luò)中可由小區(qū)層參數(shù)定義。如果小區(qū)被定義成微微小區(qū) ,那么它同其它宏蜂窩小區(qū)和微蜂窩小區(qū)的關(guān)系上是擁有高的優(yōu)先級。通過 則可以使手機在空閑狀態(tài)駐留在室內(nèi)微蜂窩小區(qū)上。 則即小區(qū)重選準則 根據(jù) 議 影響 則的主要參數(shù)為 小區(qū)重選偏移 (。其中 手機接收電平 ( 手機最小接入電平 (為小區(qū)選擇準則。 在切換時有高的優(yōu)先權(quán)來接收 移動臺的通話。為了防止乒乓切換 ,讓通話較長時間保持在 32 微微小區(qū) ,要設(shè)置切換門限和磁滯參數(shù) ,這些參數(shù)的描述參考多層網(wǎng)的話務管理。 第五節(jié) 鄰區(qū)定義 通常微小區(qū)不需要定義太多的鄰區(qū)。當然在一個地方有多于一個的室內(nèi)小區(qū) ,那么就應按照相應的關(guān)系來設(shè)置。有某些小區(qū)需要同外部小區(qū)定義鄰區(qū)關(guān)系 ,特別是大樓的入口處運行的微微小區(qū)。該微小區(qū)同外部小區(qū)設(shè)置有雙向的切換關(guān)系 ,參數(shù)應設(shè)置成這樣 ,當微微小區(qū)的信號和質(zhì)量低于設(shè)定的門限時 ,且沒有別的微微小區(qū)可以來替代 ,移動臺可以從微微小區(qū)切換到外部小區(qū)。 第六節(jié) 未來擴容和改動 室 內(nèi)覆蓋系統(tǒng)在設(shè)計安裝完成之后 ,不需要做額外的改動。而在容量方面 ,卻有可能增加小區(qū)容量。當然在設(shè)計過程中 ,話務量的增長應該預先估計到的 ,并留有一定的余量。但一些建筑可能有臨時的擴容需要 ,這經(jīng)常發(fā)生在一些特殊事件上 ,如在大樓里舉行慶祝會 ,會議 ,招待會。在這種情況下 ,需要提供額外的容量。這可以很容易的靠增加 室內(nèi) 完成 ,設(shè)計者應該預留一些空間和功率給增加的設(shè)備。 33 第 五 章 天線系統(tǒng) 進行室內(nèi)天線系統(tǒng)設(shè)計的思路為 :首先調(diào)查建筑物類型、構(gòu)造、室內(nèi)結(jié)構(gòu)、干擾環(huán)境、服務對象 ,然后分 析路徑損耗 ,并根據(jù)不同區(qū)域設(shè)置天線、類型、數(shù)目、安裝位置 。 下面是一些典型區(qū)域的天線 設(shè)計準則 : 單小區(qū)天線布線準則 建筑室內(nèi)覆蓋由一個小區(qū)完成時 ,各天線的設(shè)置應盡量確保小區(qū)覆蓋區(qū)域內(nèi)信號的均勻分布 ,一般建 議天線按“之”字形安裝 。 圖 小區(qū)天線布線準