室內(nèi)覆蓋技術(shù)

1、現(xiàn)代通信技術(shù)進展第八講：室內(nèi)覆蓋技術(shù)一、為什么要建設(shè)室內(nèi)覆蓋系一、為什么要建設(shè)室內(nèi)覆蓋系？n隨著城市里移動用戶的增加以及高層建筑越來越多，話務(wù)密度和覆蓋要求也不斷上升。這些建筑物規(guī)模大、質(zhì)量好，對移動電話信號有很強的屏蔽作用。n在大型建筑物的低層、地下商場、地下停車場等環(huán)境下，移動通信信號弱，手機無法正常使用，形成了移動通信的盲區(qū)和陰影區(qū)；一、為什么要建設(shè)室內(nèi)覆蓋系一、為什么要建設(shè)室內(nèi)覆蓋系n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(yīng)，手機頻繁切換，甚至掉話，嚴重影響了手機的正常使用；n在建筑物的高層，由于受基站天線的高度限制，無法正常覆蓋，也是移動通信的盲區(qū)。在有些建筑物內(nèi)，雖

2、然手機能夠正常通話，但是用戶密度大，基站信道擁擠，手機上線困難。n特別是移動通信的網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量、質(zhì)量是運營商獲取競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵因素。網(wǎng)絡(luò)覆蓋、網(wǎng)絡(luò)容量、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量從根本上體現(xiàn)了移動網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水平，是所有移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的主題。n室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)正是在這種背景之下產(chǎn)生的。室內(nèi)移動通信環(huán)境的不足覆蓋方面，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);n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(wù)小區(qū)信號不穩(wěn)定，出現(xiàn)乒乓切換效應(yīng)

3、，話音質(zhì)量難以保證，并出現(xiàn)掉話現(xiàn)象。新建大型建筑、停車場、辦公樓、賓館和公寓等。n車站、機場、商場、體育館、購物中心等，增加微蜂窩建立分層結(jié)構(gòu)。高層建筑的頂部，收到多個基站的功率近似的信號。什么是室內(nèi)覆蓋？什么是室內(nèi)覆蓋？室內(nèi)覆蓋是針對室內(nèi)用戶群、用于改善建筑物內(nèi)移動通信環(huán)境的一種成功的方案，近幾年在全國各地的移動通信運營商中得到了廣泛應(yīng)用。什么是室內(nèi)覆蓋？什么是室內(nèi)覆蓋？n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。n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

4、通率，開辟出高質(zhì)量的室內(nèi)移動通信區(qū)域；同時，使用微蜂窩系統(tǒng)可以分擔室外宏蜂窩話務(wù)，擴大網(wǎng)絡(luò)容量，從整體上提高移動網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水平。室內(nèi)覆蓋系統(tǒng) 實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的方法實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的方法n實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的技術(shù)方案可分為三種：無線電波在室內(nèi)傳播隨距離的衰減微蜂窩有線接入方式微蜂窩有線接入方式n是以室內(nèi)微蜂窩系統(tǒng)作為室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的信號源，即有線接入方式。適用于覆蓋范圍較大且話務(wù)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宏蜂窩無線接入方式n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(wù)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（直放

5、站（Repeater）n在室外站存在富余容量的情況下，通過直放站（Repeater）將室外信號引入室內(nèi)的覆蓋盲區(qū)。室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的組成室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的組成n室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)主要由信號源和信號分布系統(tǒng)兩部分組成信號源提取的幾種方法信號源提取的幾種方法 n直放站做信號源直放站做信號源1.通過直放站的施主天線直接從附近基站提取信號；2.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。3.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。n增加微蜂窩增加微蜂窩(基站基站) 信號分布的基本方式信號分布的基本方式 n無源天饋分布無源天饋分布方式方式n通過無源器件和天線、饋線，將信號傳送和分配

6、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)。有源分布方式有源分布方式n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。光纖分布方式光纖分布方式n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。泄漏電纜分布方式泄漏電纜分布方式n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。室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的工程建設(shè)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的工程建設(shè)n室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的建設(shè)可分為準備、市場、協(xié)商、設(shè)計、

7、安裝、驗收、運行維護等七個階段 準備工作準備工作n準備工作準備工作是指由技術(shù)人員對建筑物內(nèi)的無線信號進行測試，確定工程選點。準備工作是整個工程的發(fā)起階段，下述選點原則可供參考：選點原則n第一，盡量尋找室內(nèi)信號不好、又有人流量的建筑物作為室內(nèi)覆蓋選點的對象。n第二，選擇城區(qū)內(nèi)知名的高層建筑進行覆蓋，如熱賣出租的寫字樓。就目前的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化手段而言，對于高層空間的無線干擾及乒乓切換效應(yīng)，沒有其它更為有效的解決方案。n第三，分析宏蜂窩話務(wù)情況、劃定高話務(wù)區(qū)域，然后在高話務(wù)區(qū)域?qū)ふ以拕?wù)熱點建筑，利用室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)吸收建筑物內(nèi)的話務(wù)，從而緩解宏蜂窩容量方面的壓力。一般可選擇城區(qū)中心人流量大的商場、酒肆等，不論

8、信號覆蓋情況如何，均考慮進行覆蓋.確定覆蓋區(qū)域室內(nèi)覆蓋的目的是在建筑物內(nèi)部需要場強覆蓋，而基站信號又無法輻射的區(qū)域提供理想的信號覆蓋。因此，工程設(shè)計的首要工作是勘測確定哪些區(qū)域已被基站所覆蓋，哪些區(qū)域還需室內(nèi)分布系統(tǒng)增強信號。在勘測時，應(yīng)特別注意話務(wù)繁忙地帶，即用戶最經(jīng)常使用移動電話的地方.往往這一區(qū)域要設(shè)計一個分布天線.預測覆蓋效果并確定工程方案經(jīng)過實地勘測，可基本確定各分布天線的位置，并根據(jù)各分布天線管轄范圍來確定其每個信道的輸出功率Ptd。為了使方案規(guī)劃更加準確，往往可對這些區(qū)域進行場強覆蓋預測.室內(nèi)覆蓋所需設(shè)備與器件室內(nèi)覆蓋所需設(shè)備與器件n室內(nèi)覆蓋所需設(shè)備與器件室內(nèi)覆蓋所需設(shè)備與器件

9、n微蜂窩，基站n直放站(寬帶、信道選擇)：增益7090db,20-33dBm輸出n干線放大器：增益3050db,20-30dBm輸出n耦合器：40dB(-0.3),30dB(-0.3),20dB(-0.5),10dB(-0.8),7dB(-1.1),5dB(-1.3)n功分器：4功分器(-6.4)；3功分器(-5)，二功分器(-3.3)n室內(nèi)天線：定向(60-120度，5-10dBi),全向吸頂(2-5dBi)饋線接頭：n波紋管電纜：7/8(-4dB/100m);1/2(-7dB/100m);1/4(-11dB/100m);n屏蔽網(wǎng)電纜：7D-FB(-15dB/100m);9D-FB(-12d

10、B/100m);12D-FB(-9dB/100m)n泄漏電纜：7/8(-6dB/100m);1-1/8(-4dB/100m)n施主基站：水平波束角35度；增益：15-18dBin光端機：點對點、點對多點n光纖：雙纖、單纖上行信噪比上行信噪比n基站的白噪聲為-120dBm，為了保證接收機的靈敏度，需要設(shè)置上行增益，使上行鏈路的總輸入噪聲小于-120dBm.n如：基站輸出P43dBm，輸入到直放站為-40dBm，即有效路徑損耗為83dB，那么直放站的上行增益設(shè)置一定要小于：n83后級總的噪聲系數(shù)n如只有直放站是有源器件，噪聲系數(shù)為5dB，增益應(yīng)設(shè)為小于78db;n如增益設(shè)為80，直放站總的噪聲-1

11、15dBm(白噪聲噪聲系數(shù))，在輸出口變?yōu)?35dBm，經(jīng)過83dB的有效路徑損耗輸入到基站為-118dBm，大于源噪聲-120dBm,使基站接收機靈敏度降低2dB.場強分布的一般設(shè)計標準場強分布的一般設(shè)計標準n掉話率：99%n接通率：95%(95%以上的地方可接通)n邊緣場強：-85dBmC/I12dBn天線口功率：5-15dBmn室外溢出信號：-85dBmn上行噪聲電平：95%如何評價一個好的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)如何評價一個好的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)n1以最少的設(shè)備滿足設(shè)計要求；n2不會因增加室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)而影響整個網(wǎng)絡(luò)的性能；n3兼容所有移動通信體制：CDMA800，GSM900，DCS1800，3G(2G

12、Hz頻段，增加新的系統(tǒng)簡單方便；)n4使用壽命長，具有遠程監(jiān)控能力，管理維護方便；n5綜合考慮性價比室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)實例：普通電纜方式普通電纜方式是比較常用的一種方式，主要用于多層寫字樓和大型商場，地鐵的大廳和月臺也有使用的泄漏電纜方式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)泄漏電纜方式n泄漏電纜是由同軸電纜上分裝多泄漏電纜是由同軸電纜上分裝多路天線演變出來的連續(xù)天線采路天線演變出來的連續(xù)天線采用這種方式的優(yōu)點是場強均勻，用這種方式的優(yōu)點是場強均勻，可以根據(jù)設(shè)計有效地控制覆蓋范可以根據(jù)設(shè)計有效地控制覆蓋范圍，適用于狹長型區(qū)域圍，適用于狹長型區(qū)域小靈通室內(nèi)覆蓋方案小靈通室內(nèi)覆蓋方案小靈通室內(nèi)覆蓋方案小靈通室內(nèi)覆蓋方案采用集成天線前后的對比幾種常用的場強預測模型n統(tǒng)計模型：對移動通信服務(wù)區(qū)內(nèi)的場強進行實地測量。在大量實測數(shù)據(jù)中用統(tǒng)計方法總結(jié)出場強中值隨頻率、距離、天線高度等因素的變化規(guī)律。幾種常用的場強預測模型n確定模型：將地形、地物、環(huán)境適當理想化后，采用射線光學法等確定方法求取場強的變化規(guī)律。n回歸模型：將計算或測量得到的路徑損耗隨傳播距離而變化的數(shù)據(jù)按“距離乘方法則”做線性回歸處理，擬合出路徑損耗的變化規(guī)律。室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中的饋線無線訪問點的主要技術(shù)指標室內(nèi)吸頂天線主要技術(shù)參數(shù)寬頻帶功分器主要技術(shù)參數(shù)PHS覆蓋組網(wǎng)方式PHS基站基站定向耦合器功分器室內(nèi)天線干線放大器射頻電纜10dBm30dBm1F2Fn