引 言
進入 21 世紀后,移動通信對人們日常生活的影響越來越大,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,移動通信技術已由 2G 過渡到 3G,人們對于通信質量和數據業務的要求也相應提高。與此同時,隨著中國經濟的快速發展,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卻存在地下部分為信號盲區,低層為弱覆蓋區,中層存在乒乓切換,高層存在孤島效應的問題。因此,良好的室內網絡覆蓋已成為各大運營商開發潛在客戶、搶占市場、提升市場競爭力的重要手段,更是發展第三代甚至第四代高速移動業務的重中之重。基于高層建筑的室內分布系統實現了室內語音業務和數據業務的無障礙傳輸。室內分布系統通過 BBU- RRU 和直放站將室外信號成功引入室內,經合路器、功分器、耦合器等合理分配信號以完成室內覆蓋,滿足室內用戶的基本需求。通過室內分布系統的覆蓋工程,使室內用戶能夠體驗與室外一樣的通話質量和高速的數據傳輸。
1 方案設計與論證
高層建筑室內分布系統利用室內天線分布系統將無線信號均勻分布在室內的每一個角落,以保證室內覆蓋區域擁有理想的信號。本設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設計軟件生成系統圖、拓撲圖,完成室內分布系統的具體覆蓋設計。本設計需要實現聯通DCS1800 和 WCDMA 雙網室內的網絡覆蓋以及室內覆蓋的同時無多余信號泄漏,在滿足通信質量的前提下符合國家規定的電磁輻射防護標準。
本設計的主要工作包括工程站點詳細勘測,移動通信室內分布系統方案設計及移動通信室內分布系統方案設計。
設計所用軟件主要為鼎力測試軟件、CAD 軟件、天越軟件等。設計使用的硬件包括饋線接頭(又叫連接器)、轉接器、DIN 型連接器、N 型連接器等。
2 工程設計方案
2.1 室內分布系統的指標要求
室內分布系統各項指標要求見表 1 所列。
2.2 室內分布系統方式的選擇
室內分布系統應綜合考慮覆蓋面積、建筑物墻體的結構、業務量大小等因素,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。考慮到無源覆蓋系統性價比高,因此在覆蓋范圍小的情況下,優先使用無源覆蓋系統。無源分布方式是目前國內 G/W 網最普遍的室內覆蓋解決方案,室內分布式系統由信號源、合路器、耦合器、功分器、饋線和分布式天線組成。室內分布式天線系統采用無源方式。
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模擬測試結果決定,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、布放天線以及調整天線角度,在達到良好覆蓋效果的同時,吸收大量話務量,并有效控制信號外泄。為了避免在窗口附近有較強的室內信號外泄,可在窗口附近采用定向天線。
2.4 室內分布系統的設計流程
室內分布系統的設計流程如圖 1 所示。
2.5 設計工作
設計前首先需要勘察室內外情況。
本方案為中國聯通河北省GSM,WCDMA 網室內覆蓋工程,核心業務區和平酒店內覆蓋分布系統設計方案。
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 信號的室內覆蓋。聯通 DCS1800 信號在大廈內大部分區域的接收場強在-97 ~ -80 dBm 之間,接通慢,且通話時有斷續,通話質量差,手機無法正常使用。WCDMA 網由于大廈墻體屏蔽嚴重, 信號較弱,樓內大部分區域接收場強在 -100 ~ -95 dBm 之間, 很難接通,通話質量差,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。
設計的室內分布系統地上各樓層采用全向吸頂天線,天線安裝在走道內,輸出功率較小,不會發生泄漏。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覆蓋的信號。根據國家環境電磁波衛生標準,天線口功率不得大于15dBm/CH,本系統規定天線口功率約 3.5dBm(3G),7dBm(2G)。功率盡可能平均分配到每一副天線,實現合理覆蓋,使用最少的天線達到較好地覆蓋要求,實現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備連接,調整近端與遠端設備參數,通過二者自帶的監控盤實現近端設備對遠端設備的監控 ;光纖直放站近端設備中固化了無線 Modem,無線 Modem中的中國聯通 GSMUSIM卡可與監控平臺互發點對點短信,從而實現遠程監控直放站設備的功能。
和平大廈站點 GSM/WCDMA網室內覆蓋工程平面圖如圖 2 所示。和平大廈站點的 GSM/WCDMA 網室內覆蓋工程系統如圖 3 所示。
3 結 語
通過完成對建筑物的勘測、室內分布系統理論的研究、有源器件和無源器件的選用以及室內分布系統線路天線的研究實現了高層建筑物室內分布系統的最終要求。本設計實現了室內無線信號的均勻覆蓋,極大地提高了室內無線信號的質量。在室內分布系統設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
各種器件間的協同工作能力,力求使室內分布系統產生最佳效果,并把工程造價控制在合理范圍內。