室内分布系统资料

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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	1	2	3	4	5	6	7
信道数	7	14	22	30	37	45	53
容量（爱尔兰）	2.9	8.2	15	22	28	35.5	43
比率	0.41	0.57	0.68	0.73	0.76	0.79	0.81
呼损率：5﹪
载频数	1	2	3	4	5	6	7
信道数	7	14	22	30	37	45	53
容量（爱尔兰）	3.7	9.7	17	25	31.6	40	47.5
比率	0.53	0.69	0.77	0.83	0.85	0.89	0.9

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	1	2	3	4	5	6	7
信道数	7	14	22	30	37	45	53
容量（爱尔兰）	2.9	8.2	15	22	28	35.5	43
支持用户数（微蜂窝容量/每用户爱尔兰值）	145	410	750	1100	1400	17750	21500
支持用户群体（按10﹪的拨打算）	1450	4100	750	11000	14000	177500	215000
支持的客流量（按10﹪手机拥有率）	14500	41000	7500	110000	140000	1775000	2150000
呼损率：5﹪
载频数	1	2	3	4	5	6	7
信道数	7	14	22	30	37	45	53
容量（爱尔兰）	3.7	9.7	17	25	31.6	40	47.5
支持用户数（微蜂窝容量/每用户爱尔兰值）	185	485	850	1250	1580	2000	2375
支持用户群体（按10﹪的拨打算）	1850	4850	8500	12500	15800	20000	23750
支持的客流量（按10﹪手机拥有率）	18500	48500	85000	125000	158000	200000	237500

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。

Ø 室内分布的组网分类

l 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

(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)

3)移频直放站