室內分布系統(tǒng)LTE室內分布系統(tǒng)介紹

室內分布系統(tǒng)是用于改善建筑物內移動通信環(huán)境的一種方案，其原理是通過各種室內天線將移動通信基站的信號均勻地分布到室內的每個角落，從而保證室內區(qū)域理想的信號覆蓋。

室內分布系統(tǒng)的建設，可以較為全面有效地改善建筑物內的通話質量，提高移動電話接通率，開辟出高質量的室內移動通信區(qū)域。同時，采用微/宏蜂窩作為室內分布系統(tǒng)的信源還可以有效地分擔室外宏蜂窩的話務，從而提升網(wǎng)絡的容量，從整體上提高移動網(wǎng)絡的服務水平。

室內分布系統(tǒng)主要由來自各種制式網(wǎng)絡的施主信源和信號分布系統(tǒng)兩部分組成。施主信源包括基站、基站拉遠設備、無線或有線中繼設備。室內信號分布系統(tǒng)由有源器件、無源器件、天線、纜線等組成。系統(tǒng)結構如圖1所示。

無線信號的引入應考慮應用頻段和通信制式的適用限制，滿足所建通信制式系統(tǒng)建設要求。各通信制式室內覆蓋系統(tǒng)可單獨建設，滿足各自制式的網(wǎng)絡指標要求，也可以采用多制式共用信號分布系統(tǒng)方式。當多制式合路時，各制式系統(tǒng)應滿足各自的網(wǎng)絡指標要求，并保證各制式系統(tǒng)間互不干擾。

如圖1所示，室內分布系統(tǒng)主要由施主信源和信號分布系統(tǒng)組成。

施主信源分為宏基站、微蜂窩、分布式基站和中繼接入的各類直放站等。施主信源可從分擔的業(yè)務類別、容量，分散過密地區(qū)的網(wǎng)絡壓力，動態(tài)地調配業(yè)務資源，達到最佳的網(wǎng)絡優(yōu)化角度進行綜合考慮選取。施主信源的饋送應根據(jù)地理環(huán)境的不同采用近端射頻線纜本地的直接饋送和遠端光纖或其他中繼電路的饋送方式，室內分布系統(tǒng)的施主信源放置在本地室內時，必須考慮授時系統(tǒng)天線的引入，確保通信信號的同步。

宏基站信源的業(yè)務容量大，擴容方便，輸出端口多，在應用中可以選擇使用單通道和多通道兩種解決方案。但一般對機房及電源環(huán)境要求較高，建筑物內應設有機房條件。

微蜂窩基站信源是一種專門為室內覆蓋區(qū)域獨立承載提供業(yè)務量的方式，采用射頻電纜接入方式直接與信號分布系統(tǒng)相連，通過信號分布系統(tǒng)均勻分配至各個天線端口，實現(xiàn)室內有效覆蓋，且設備安裝簡單，不需要單獨的機房。但在室內微蜂窩基站設置仍需增建傳輸系統(tǒng)與基站控制器銜接。

分布式基站信源話務容量大，組網(wǎng)靈活，能將富余話務容量拉遠至定點覆蓋區(qū)域，除了可以實現(xiàn)本地接入，也能實現(xiàn)遠端拉遠接入。

采用直放站作為饋送信號源，通過中繼接力方式將室外宏基站的信號引入到室內覆蓋盲區(qū)，既可以增強室內覆蓋質量，又可以共享宏基站的基帶處理能力。直放站信源常用于室外站存在富余容量，可以擴大至室內覆蓋范圍的應用場景。在使用無線直放站作為信號源接入時應考慮到周圍的無線環(huán)境影響及宏基站的業(yè)務容量的限定。

信號分布系統(tǒng)是根據(jù)網(wǎng)絡傳輸?shù)闹剖胶皖l段，結合不同建筑物損耗及場景選取不同的覆蓋分布方式。其中包括無源分布系統(tǒng)、有源分布系統(tǒng)、泄漏電纜分布系統(tǒng)、光纖分布系統(tǒng)、基站或直放站拉遠分布系統(tǒng)和混合分布系統(tǒng)等。

無源天饋分布方式由除信號源外的耦合器、功率分配器、合路器等無源器件和電纜、天線組成，通過無源器件進行信號分路傳輸，經(jīng)饋線將信號盡可能平均分配至分散安裝在建筑物各個區(qū)域的每一付天線上，從而實現(xiàn)室內信號的均勻分布。該分布方式適用于中等面積建筑物室內盲區(qū)的覆蓋，無源天饋分布系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

有源分布系統(tǒng)由除信號源外的放大器類設備（干線放大器、光纖直放站等）、耦合器、功分器、合路器等有源、無源器件和饋線、無源天線或有源天線等組成，同時還可增加濾波器用以增大抑制無線空間干擾信號進入上行有源設備的隔離度，系統(tǒng)示意圖如圖3所示。

有源分布系統(tǒng)主要用于建筑面積較大的建筑物內或狹長隧道類型的室內環(huán)境，需要增加放大器，用以補償信號在傳輸過程中的損耗。當一級放大器無法完成對某一區(qū)域的覆蓋時，可采用多級放大器級聯(lián)的方式完成信號的延伸覆蓋。采用級聯(lián)方式時應通過限定級聯(lián)級數(shù)的方法保證上行噪聲不超出基站接收端口的雜散噪聲最低規(guī)定門限。

采用泄漏電纜分布方式的信號分布系統(tǒng)稱為泄漏電纜分布系統(tǒng)，利用功率放大器和射頻寬帶合路器或耦合器，將多種頻段的無線信號通過泄漏電纜進行傳輸覆蓋。系統(tǒng)不需要天線陣列和其他部件，結構簡單，但傳輸損耗大。它適用于隧道、地鐵、長廊、高層升降電梯等特定環(huán)境的覆蓋，如圖4所示。泄漏電纜可以保證信號場強均勻分布，克服駐波場。由于泄漏電纜損耗較大，傳輸距離短，對傳輸距離長的區(qū)域通常加有中繼放大。

光纖室內分布系統(tǒng)是基于全光纖分布方式，它直接通過光纖傳輸分配至各處的天線節(jié)點，再經(jīng)光電轉換把射頻信號連接到每個天線上。系統(tǒng)由主單元、光纖線路、含光電轉換遠端單元以及天線組成。其具體組網(wǎng)結構如圖5所示。

應用全光結構的分布系統(tǒng)方式，遠端設備與天線可以是分離或一體化結構，由于省去了射頻器件及線纜的傳輸損耗，輸出電信號功率較小，在多系統(tǒng)共用情況下降低了相互之間的射頻干擾影響。同時應用全光纖室內分布方式可擴展傳輸通道的帶寬，以滿足多制式寬帶業(yè)務的需求。這種方式適用于小型的住宅和旅館區(qū)域，又可適用于中大型覆蓋范圍或者中大型業(yè)務密集公共場館。

多系統(tǒng)共用室內分布方式是多系統(tǒng)、多網(wǎng)絡共用共享的一種組網(wǎng)接入方式，可分為收發(fā)共用傳輸路徑和收發(fā)分路傳輸路徑兩種方式，組成結構分別如圖6圖7所示。采用多系統(tǒng)接入綜合分路平臺POI，通過對不同制式之間的頻段隔離實現(xiàn)室內多制式、多系統(tǒng)的重疊覆蓋，對后來接入的系統(tǒng)可采用后端饋入的方式，如無線局域網(wǎng)系統(tǒng)，但須考慮原有覆蓋路徑適用的頻率范圍。對較長的分支路徑需采用有源器件（如放大器等）增加傳輸信號強度時，各系統(tǒng)有源器件相互獨立，上下輸入端需考慮收發(fā)隔離及帶外頻段的抑制能力，有源設備需放置在具有隔離效果的無源器件（如多頻率分路/合路器或收發(fā)濾波器等）中間，以避免系統(tǒng)之間的有源干擾。

室內分布系統(tǒng)的信號源有以下幾種接入方式：

(1) 宏蜂窩作信源接入信號分布系統(tǒng)；

(2) 微蜂窩作信源接入信號分布系統(tǒng)；

(3) 直放站作信源接入信號分布系統(tǒng)。

分別論述如下：

(1) 宏蜂窩作信源接入信號分布系統(tǒng)

是以宏蜂窩基站作為信號分布系統(tǒng)的信號源。宏蜂窩作信號源容量大、覆蓋范圍廣、信號質量好、容易實現(xiàn)無源分布、網(wǎng)絡優(yōu)化簡單，是室內分布系統(tǒng)最好的接入方式。但宏蜂窩成本較為昂貴，且需有光纖傳輸通路，建設周期長。

(2) 微蜂窩作信源接入信號分布系統(tǒng)

是以微蜂窩基站作為信號分布系統(tǒng)的信號源。由于微蜂窩本身功率較小，只適用于較小面積的室內覆蓋，若要實現(xiàn)較大區(qū)域的覆蓋，就必須增加微蜂窩功放。與宏蜂窩相比微蜂窩成本較低、對環(huán)境要求不高、施工方便等，所以微蜂窩作信號源使用也較為廣泛。

(3) 直放站作信源接入信號分布系統(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信號分布系統(tǒng)提供信號源。

直放站以其靈活簡易的特點成為解決小容量室內分布系統(tǒng)的重要方式。直放站不需要基站設備和傳輸設備，安裝簡便靈活，設備型號也豐富多樣，在移動通信直放站中也扮演著重要的角色

直放站作信源接入信號分布系統(tǒng)有以下應用方式：

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欲覆蓋區(qū)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欲覆蓋區(qū)的直放站

室內分布系統(tǒng)信源選擇的比較

使用基站使用直放站1. 是否增加容量(根據(jù)需要增加容量/不能增加容量)2. 信號質量(好/一般)3. 對網(wǎng)絡的影響(小/控制不好影響很大)4. 是否需要傳輸設備(需要/不需要)5. 是否需要重新頻率規(guī)劃(需要/不需要)6. 是否需要調整參數(shù)(需要/支持)7. 是否支持容量動態(tài)分配(不支持容量預分配/支持). 是否支持多運營商(不支持/支持)9. 安裝時間(較長/較短)10. 投資(較多/較少)

室內分布系統(tǒng)根據(jù)傳輸媒介分為：

（1）射頻無源分布系統(tǒng)；

（2）射頻有源分布系統(tǒng)；

（3）光纖分布方式；

（4）泄露電纜分布方式。

隨著城市里移動用戶的飛速增加以及高層建筑越來越多，話務密度和覆蓋要求也不斷上升。這些建筑物規(guī)模大，對移動電話信號有很強的屏蔽作用。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)；在中間樓層，由于來自周圍不同基站信號的重疊，造成導頻污染，手機頻繁切換，甚至掉話，嚴重影響了手機的正常使用。另外，在有些建筑物內，雖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。

室內分布系統(tǒng)為上述問題提供了較佳的解決方案。其原理是利用室內天線分布系統(tǒng)將移動通信基站的信號均勻分布在室內每個角落，從而保證室內區(qū)域擁有理想的信號覆蓋 。

1、室內移動通信環(huán)境有太多需要完善的地方；

2、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)；

3、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)絡容量不能滿足用戶需求，無線信道發(fā)生擁塞現(xiàn)象；

4、質量方面，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，話音質量難以保證，并出現(xiàn)掉話現(xiàn)象。室內分布系統(tǒng)的建設，可以較為全面地改善建筑物內的通話質量，提高移動電話接通率，開辟出高質量的室內移動通信區(qū)域；同時，使用微蜂窩系統(tǒng)可以分擔室外宏蜂窩話務，擴大網(wǎng)絡容量，從整體上提高移動網(wǎng)絡的服務水平。

本書主要講述了室內分布系統(tǒng)網(wǎng)絡的規(guī)劃設計。首先，對當前無線網(wǎng)絡的室內覆蓋進行了概述分析，然后介紹了室內分布系統(tǒng)的結構和使用器件，接著對室內分布系統(tǒng)的規(guī)劃設計、優(yōu)化維護、建設策略以及工程管理等進行了闡述，最后對室內分布系統(tǒng)新技術手段和趨勢進行了分析和展望。

內容介紹

《室內分布系統(tǒng)規(guī)劃與設計:GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN》介紹了GSM/TD—SCDMA/WLAN/TD—LTE四網(wǎng)融合室內分布系統(tǒng)的基本原理與工程設計建設方法，內容包括無線通信系統(tǒng)基本原理及射頻性能、室內信號傳播模型、室內分布系統(tǒng)的基本組成和分布方式、多網(wǎng)共用分布系統(tǒng)合路干擾分析、分布系統(tǒng)信源規(guī)劃及選擇、多技術室內分布系統(tǒng)設計流程、TD—LTE室內分布MIMO雙通道性能研究及多技術共用分布系統(tǒng)典型場景解決方案。

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