移動通信室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計
引 言
進入 21 世紀后,移動通信對人們?nèi)粘I畹挠绊懺絹碓酱?,不僅方便了人們的日常通信,更拉近了人與人之間的距離。如今,移動通信技術(shù)已由 2G 過渡到 3G,人們對于通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求也相應(yīng)提高。與此同時,隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展,城市化進程加快,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 BBU- RRU 和直放站將室外信號成功引入室內(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)將無線信號均勻分布在室內(nèi)的每一個角落,以保證室內(nèi)覆蓋區(qū)域擁有理想的信號。本設(shè)計通過鼎力軟件測試,借助 CAD 軟件繪制平面圖,借助天越智能分布系統(tǒng)設(shè)計軟件生成系統(tǒng)圖、拓撲圖,完成室內(nèi)分布系統(tǒng)的具體覆蓋設(shè)計。本設(shè)計需要實現(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)覆蓋的同時無多余信號泄漏,在滿足通信質(zhì)量的前提下符合國家規(guī)定的電磁輻射防護標準。
本設(shè)計的主要工作包括工程站點詳細勘測,移動通信室內(nèi)分布系統(tǒng)方案設(shè)計及移動通信室內(nèi)分布系統(tǒng)方案設(shè)計。
設(shè)計所用軟件主要為鼎力測試軟件、CAD 軟件、天越軟件等。設(shè)計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)計方案
2.1 室內(nèi)分布系統(tǒng)的指標要求
室內(nèi)分布系統(tǒng)各項指標要求見表 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,由此選擇信號的分布方式。上述信號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。
2.3 天線選址的原則
為了保證信號傳輸速率、未來無線信號覆蓋要求并控制信號外泄,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,確保信號均勻分布。對于信號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,在達到良好覆蓋效果的同時,吸收大量話務(wù)量,并有效控制信號外泄。為了避免在窗口附近有較強的室內(nèi)信號外泄,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)計流程
室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計流程如圖 1 所示。
2.5 設(shè)計工作
設(shè)計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 300m,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。本期工程將對該建筑物進行全面覆蓋,總覆蓋面積約 40 500 m2。目前此大廈沒有做 GSM,WCDMA 信號的室內(nèi)覆蓋。聯(lián)通 DCS1800 信號在大廈內(nèi)大部分區(qū)域的接收場強在-97 ~ -80 dBm 之間,接通慢,且通話時有斷續(xù),通話質(zhì)量差,手機無法正常使用。WCDMA 網(wǎng)由于大廈墻體屏蔽嚴重, 信號較弱,樓內(nèi)大部分區(qū)域接收場強在 -100 ~ -95 dBm 之間, 很難接通,通話質(zhì)量差,手機無法正常使用。
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 所列為站點周邊信號測試情況。
設(shè)計的室內(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)信號電平遠低于室外基站信號,因此室外用戶不會占用室內(nèi)覆蓋的信號。根據(jù)國家環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準,天線口功率不得大于15dBm/CH,本系統(tǒng)規(guī)定天線口功率約 3.5dBm(3G),7dBm(2G)。功率盡可能平均分配到每一副天線,實現(xiàn)合理覆蓋,使用最少的天線達到較好地覆蓋要求,實現(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端設(shè)備連接,調(diào)整近端與遠端設(shè)備參數(shù),通過二者自帶的監(jiān)控盤實現(xiàn)近端設(shè)備對遠端設(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 GSMUSIM卡可與監(jiān)控平臺互發(fā)點對點短信,從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控直放站設(shè)備的功能。
和平大廈站點 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)計實現(xiàn)了室內(nèi)無線信號的均勻覆蓋,極大地提高了室內(nèi)無線信號的質(zhì)量。在室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計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,并把工程造價控制在合理范圍內(nèi)。