摘要:本文介紹了移動(dòng)通信系統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋解決的問(wèn)題和意義,以及常用的改善室內(nèi)覆蓋的方法和手段。
關(guān)鍵詞:移動(dòng)通信;室內(nèi)覆蓋;解決方法
隨著移動(dòng)通信的發(fā)展,用戶在大型建筑物(尤其是酒店、商務(wù)和商業(yè)中心)內(nèi)使用移動(dòng)電話所產(chǎn)生的話務(wù)量日益增加。此時(shí),用戶已不滿足于只有室外覆蓋良好的移動(dòng)通信服務(wù),同時(shí)也要求網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)能提供室內(nèi)覆蓋很好的移動(dòng)通信服務(wù)。但此類場(chǎng)所由于其建筑體自身的原因(如墻體較厚、面積較大、樓層較高等等),往往是網(wǎng)絡(luò)覆蓋的盲區(qū)或信號(hào)特別差。尤其是目前大部分用戶所使用的GSM系統(tǒng),其信號(hào)的穿透能力比TACS系統(tǒng)更弱,現(xiàn)象也就更明顯。因此,解決好室內(nèi)覆蓋,對(duì)滿足用戶的需求,提高網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量,已變得越來(lái)越重要。
1、室內(nèi)覆蓋所要解決的問(wèn)題及其意義
從狹義上來(lái)講,室內(nèi)覆蓋問(wèn)題僅僅是對(duì)室內(nèi)覆蓋盲區(qū)的改善,解決電話打不出去的問(wèn)題。從廣義上來(lái)講,室內(nèi)覆蓋問(wèn)題包括對(duì)室內(nèi)移動(dòng)通信話音質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、系統(tǒng)容量的改善,解決打電話質(zhì)量的問(wèn)題。除了對(duì)諸如地下室,一、二層等通信盲區(qū)提供覆蓋外,同時(shí)也應(yīng)對(duì)建筑物的高層部分因接收到來(lái)自多方向的雜亂不穩(wěn)定信號(hào)而導(dǎo)致掉話、斷續(xù)、切換不成功等方面進(jìn)行改善。對(duì)于高話務(wù)量的商務(wù)、商貿(mào)中心,還應(yīng)該解決室內(nèi)話務(wù)吸收及擁塞問(wèn)題,因此,室內(nèi)覆蓋信號(hào)的改善對(duì)于擴(kuò)大覆蓋、提高覆蓋質(zhì)量、提高接通率、減少弱信號(hào)掉話、減少同頻干擾也有很大的幫助。同時(shí),室內(nèi)覆蓋作為一種擴(kuò)容手段,在分擔(dān)室外基站話務(wù),增加網(wǎng)絡(luò)容量,使室內(nèi)話務(wù)在室內(nèi)吸收,減少同頻干擾也起很大作用。另外,良好的室內(nèi)覆蓋,對(duì)于提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)形象,為用戶提供更好更完善的隨時(shí)隨地通信服務(wù),提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有很大的意義。
2、改善室內(nèi)覆蓋的方法及手段
改善室內(nèi)覆蓋,有兩種基本方法:一種是加大室外信號(hào)解決室內(nèi)覆蓋;另一種是采用室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)方式。
。1)加大室外信號(hào)解決室內(nèi)覆蓋方式
在存在室內(nèi)盲區(qū)的地方附近安置直放站,或提高覆蓋該地方基站發(fā)射功率,提高室外信號(hào)強(qiáng)度,利用電磁波的穿透能力而達(dá)到解決室內(nèi)覆蓋問(wèn)題。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是:簡(jiǎn)單、快捷,不需要花很大的投資,工程工作量較小,不需要在建筑物中作布線,建設(shè)速度較快。這種方式對(duì)于在一些網(wǎng)絡(luò)還不是很完善的地方,一方面不但解決了室內(nèi)覆蓋的問(wèn)題,另一方面也解決了周圍地區(qū)覆蓋和話務(wù)吸收,是一種一舉兩得的事情。但在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)比較完善、基站密集的地方,用這種方式就不是一種明智之舉,特別是采用直放站,對(duì)系統(tǒng)造成的影響比起解決這些方的室內(nèi)覆蓋可能是得不償失。這種方式缺點(diǎn)是:需要進(jìn)行頻率規(guī)劃,有時(shí)甚至是必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較大的頻率調(diào)整。同時(shí),用這種方式并不是一種全面解決問(wèn)題的方式,對(duì)于地下室、大型建筑物和采用金屬玻璃幕墻的建筑物,其室內(nèi)可能有相當(dāng)?shù)牡胤饺匀皇敲^(qū),因此,該種方法已不能滿足大型室內(nèi)建筑的覆蓋需求。
。2)室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)方式
室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)方式需要在室內(nèi)布線及安裝天線(或泄漏電纜),這是它與前一種方案最根本的區(qū)別。一般是將信號(hào)源(基站、微蜂窩、直放站)的信號(hào)引入至分布系統(tǒng),使信號(hào)比較均勻地分布在室內(nèi)每一個(gè)角落。這種方案在設(shè)計(jì)時(shí),要考慮信號(hào)不外泄到建筑物外面,從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成干擾。
3、室內(nèi)分布系統(tǒng)信號(hào)接入方式
室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)接入有兩種方式:無(wú)線方式和有線方式
3.1無(wú)線方式
無(wú)線方式是采用室外天線將附近宏蜂窩基站的信號(hào)接收后經(jīng)放大處理,再由室內(nèi)天線分布到所需覆蓋的位置。這種采用無(wú)線耦合的方式,對(duì)于存在頻率復(fù)用較高的市區(qū),需嚴(yán)格調(diào)試,以免對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成干擾。由于直放站本身沒(méi)有增加信道資源,只是信號(hào)的延伸,故直放站一般用于低話務(wù)量的地方,覆蓋范圍也羅小,一般只能作為補(bǔ)盲點(diǎn)來(lái)使用。如小型酒樓、地下停車場(chǎng)等。
3.2有線接入
有線接入又分為微蜂和宏蜂窩基站耦合二種方式。
。1)宏蜂窩基站耦合
這種接入方式在附近基站信道較空閑時(shí)采用,它從宏峰窩基站的發(fā)射系統(tǒng)引一路信號(hào)到室內(nèi)設(shè)備,再進(jìn)行放大和分布。一般用于低話務(wù)量的地方。它的特點(diǎn)是投資小,要求宿主基站離該建筑物較近,增加了宿主基站的話務(wù)量。
(2)微蜂窩
微蜂窩就是一個(gè)基站,只不過(guò)基站的發(fā)射天線是分放在室內(nèi)。微蜂窩增加了網(wǎng)絡(luò)的信道資源,可提高網(wǎng)絡(luò)容量和通話質(zhì)量,適合于大范圍的室內(nèi)覆蓋。它一般用于話務(wù)量密集的地方(如:星級(jí)酒店、大型娛樂(lè)場(chǎng)所、商業(yè)和商業(yè)中心等),既保證優(yōu)良的覆蓋,又分擔(dān)了周圍基站的話務(wù)量。
4、室內(nèi)分布系統(tǒng)的覆蓋方式
室內(nèi)分布系統(tǒng)有三種覆蓋方式:分布天線、泄露電纜和混合方式
4.1分布天線
分布天線目前主要有三種方式:無(wú)源分布、有源分布、光纖分布
。1)無(wú)源天線分布方式
這是一種比較傳統(tǒng)的方式,信號(hào)源通過(guò)耦合器和功分器,盡可能地平均分配到每一副天線。其特點(diǎn)是:器件容易找到,造價(jià)較低,成本主要為耦合器、功分器和饋線。為克服饋線的損耗,一般采用較粗的饋線(主干一般采用7/8"的饋線,支路采用1/2"的超軟饋線),室內(nèi)施工因饋線的較硬較粗變得較為困難,距離不能太遠(yuǎn)(最遠(yuǎn)的天線一般離基站在100米以內(nèi))。當(dāng)距離太遠(yuǎn)或只是耦合基站的一部分信號(hào),造成到達(dá)遠(yuǎn)端信號(hào)很弱時(shí),可采用干線放大器(BOOSTER)將信號(hào)放大后,再經(jīng)分布系統(tǒng)到達(dá)每一副天線。
(2)有源天線分布方式
為克服無(wú)源分布系統(tǒng)的饋線施工問(wèn)題,廠家又設(shè)計(jì)出有源分布系統(tǒng),它采用75Ω同軸電纜或50Ω低損耗同軸電纜(直徑一般為1/4"---1/8")作傳輸線,由于這些同軸電纜的損耗較大(每百米在20-50dB),必須在天線端采用一些小功率放大器作補(bǔ)償,將信號(hào)放大后再經(jīng)天線發(fā)射出去。由于放大功率小,一般在0-20dBm/載波之間,廠家設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常將放大器和天線合為一體。當(dāng)同軸電纜過(guò)計(jì)時(shí)經(jīng)常將放大器和天線合為一體。當(dāng)同軸電纜過(guò)長(zhǎng)時(shí),廠家還提供用于補(bǔ)償線路損耗的干線放大器,而當(dāng)線路分支時(shí),也可采用有源功分器。這種方式的特點(diǎn)是:由于采用小同軸電纜,非常柔軟,可任意彎曲,施工非常方便,同時(shí),同軸電纜價(jià)格還可非常低廉。但缺點(diǎn)是每副天線終端都必須提供電源(有的廠家采用遠(yuǎn)供電源),不是很靈活,當(dāng)傳輸距離較長(zhǎng)時(shí),由于多級(jí)放大補(bǔ)償,引入了噪聲和互調(diào),且成本也比無(wú)源方式高。
(3)光纖室內(nèi)分布系統(tǒng)
光纖分布系統(tǒng)既克服務(wù)前兩種分布系統(tǒng)的特點(diǎn),又保留了它們的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)信號(hào)傳輸距離太長(zhǎng)線路損耗太大時(shí),可利用光纖分布傳輸時(shí)的低損耗(每百米為0.2-0.5dB)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)光纖分布系統(tǒng),一般采用單模雙芯光纖。其特點(diǎn)是:施工方便,不受距離限制,不受基站功率限制,但價(jià)格相對(duì)比較貴。
4.2泄漏電纜方式
泄漏電纜主要用于隧道和地鐵等長(zhǎng)條型區(qū)域,其覆蓋半徑一般為2-6米,取決于泄漏電纜的泄漏比。泄漏電纜可以保證信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)均勻分布,克服駐波場(chǎng),但其價(jià)格昂貴。
4.3混合分布方式
混合分方式是根據(jù)實(shí)際情況,綜合無(wú)源分布、有源分布、光纖分布和泄漏電纜分布等各種方式或其中一些組合,用于超大型室內(nèi)分布,如機(jī)場(chǎng)、會(huì)展中心、商貿(mào)中心、大型寫字樓等。
一般來(lái)說(shuō),在離信號(hào)源較近處,用無(wú)源分布(50米以內(nèi));在離信號(hào)源有一定距離或信號(hào)較弱時(shí)加干線放大器;在離信號(hào)源較遠(yuǎn)或難度較大時(shí),采用有源分布方式(100米以內(nèi))或用光纖分布方式;對(duì)于長(zhǎng)條型走廊、隧道等,采用泄漏電纜方式。通過(guò)以上各種方式的組合,以達(dá)到最佳效果、最低造價(jià)、最方便的施工方式。
摘自《移動(dòng)通信》2001/4