浅析室分无线信号覆盖设计

葛宾

摘要：城市发展和无线网络建设步伐加快，大型城市中高层建筑日渐增多。然而大量的高层建筑给移动通信网络的室内覆盖带来了技术性难题，成为网络优化和室内覆盖系统建设的重点难点。

关键词：室分；无线信号；覆盖设计

引言

随着城市建设步伐的加快，越来越多的高层建筑为城市增添了现代气息。不过，大量的高层建筑也给移动通信网络的室内覆盖带来了技术难题，成为网络优化和室内覆盖系统建设的重点难点。当前室内覆盖技术主要采用传统同轴电缆覆盖方式，主要包括信号源、同轴电缆、功分器、耦合器、室内天线和干线放大器等一系列的设备组成。在整体无线网络由宏蜂窝基站覆盖的前提下，解决室内覆盖问题，目前最有效的方法就是建设室内分布系统，而在高层建筑中，微蜂窝覆盖的效果更佳。

1.室内分布系统

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。室内分布系统的组成:主要由信号源和信号分布系统两部分组成。(1)信号源包括NodeB、射频远端、直放站等设备。根据话务量的不同,选择不同的信号源引入室内,可以满足多种室内话务量的覆盖。通常情况下,对于大话务量地区,如大型建筑物和购物中心,可以使用宏基站作为信号源，插入多块基带处理板,以满足话务密集地区的需求：对于商业办公楼等中等话务量地区,可以采用微蜂窝作为室内覆盖的信号源：对于地下停车场等话务量不高的地区,可以选择直放站作为信号源。信号分布系统分为无源分布系统、有源分布系统和混合分布系统。无源分布系统及覆盖方案是通过无源器件进行分路,经由馈线将无线信号尽可能平均地分配到分散安装在建筑物各个区域的每一副低功率天线上,从而实现室内信号均匀分布。有源分布系统加入了功率放大器这类有源设备,信号经过各级衰耗后,到达末端时,利用放大器放大到理想的强度,保证覆盖效果。针对无源系统的损耗和有源系统无法同时放大所有频段信号的缺陷，在室内分布系统中可以混合采用无源系统和有源系统的部分器件,建立一套混合的室内分布系统以达到放大和合路的目的。

2.实现室内覆盖的方法

实现室内覆盖的技术方案可分为三种：微蜂窝有线接入方式、宏蜂窝无线接入方式和直放站。

2.1微蜂窝有线接入方式

微蜂窝有线接入方式是以室内微蜂窝系统作为室内覆盖系统的信号源，即有线接入方式。适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内，在市区中心使用较多，解决覆盖和容量问题。改善高话务量地区的室内信号覆盖，微蜂窝是最佳解决方案。对宏蜂窝无线指标的影响甚小，并且具有增加网络容量的效果。但微蜂窝在室内使用时，受建筑物结构的影响，使其覆盖受到很大限制。对于大型写字楼等，如何将信号最大限度、最均匀地分布到室内每一个地方，是网络优化所要考虑的关键。

2.2宏蜂窝无线接入方式

宏蜂窝无线接入方式是以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源，即无线接入方式。适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区，在市郊等偏远地区使用较多。宏蜂窝方式的主要优势在于成本低、工程施工方便，并且占地面积小；其弱点在于对宏蜂窝无线指标尤其是掉话率的影响比较明显。

2.3直放站

在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站将室外信号引入室内的覆盖盲区。利用微蜂窝解决室内问题也存在很大的局限性。建设微蜂窝的设备投入与工程周期都较大，只适合在话务量集中的高档会议厅或商场使用。在这种情况下，直放站以其灵活简易的特点成为解决简单问题的重要方式。直放站不需要基站设备和传输设备，安装简便灵活，设备型号也丰富多样，在移动通信中正扮演越来越重要的角色。

3.无线光纤分布系统的实现方式

无线光纤分布系统WFDS选用能够最低程度地满足无线网无线容量要求的基站作为无线信源，采用光纤作为无线信号分布传输介质，将基站所提供的所有射频载波信号调制回中频进行传输，再将中频信号送达目标覆盖区域后，再重新恢复为原有的射频信号，然后根据各覆盖区域的实际情况采用不同的微小射频功率进行覆盖，完成对目标小区的覆盖要求。

3.1无线光纤分布系统的组成原理

无线光纤分布系统通过光纤进行信号传输，利用五类线或CATV电缆实现信号的分布。信号源只需要提供0-10dBm的微功率信号输入到无线光纤分布系统的主单元(MH),主单元将输入信号变换为中频，然后通过电/光转换有光纤传送到扩展单元(EH)，扩展单元再通过光/点转换变为中频信号，该中频信号又由无线光纤或CATV电缆传送到远端接入单元(RAU),最后把中频信号重新变换为射频，并通过低功率功放输出射频信号送入天线，RAU在不解调的情况下输出功率为15dBm。系统原理如图1所示。

3.2无线光纤分布系统的组成

该系统根据建筑物室内覆盖面积的大小以及室内覆盖系统对用户容量的需求不同可采取两种方案：标准型室内分布系统、简约型室内分布系统。标准型室内分布系统。标准型室内分布系统由主单元、扩展单元、远端接入单元组成，方案组成与应用图示意如图2所示。主单元和扩展单元用光纤连接，采用单模光纤，光纤的传输距离一般不超过6km；扩展单元与远端接入单元之间可以采用无线光纤连接，五类线的长度要求一般不超过100m（加延长器可达到170m），远端接入单元通过同轴电缆连接天线。简约型室内分布系统，简约型室内分布系统由简约型主单元、传输线、远端接入单元简约型主单元与远端接入单元之间可以采用五类线传输，五类线的长度一般不超过100m（最长170m），远端接入单元通过同轴电缆连接天线。

结束语

室内覆盖、直放站系统是实现移动网络“深度覆盖”的重要手段之一，是无线网络建设的有效补充。随着移动通信产业的不断发展，移动用户对网络服务的要求也越来越高，市场竞争日趋激烈，而通信盲点的存在，往往会使用户对运营商产生不信任和不理解。室分系统建设对于保障重要时期通信质量，减少用户投诉，消除覆盖盲区，大面积吸收室内、外的话务量，增创收益将起到非常重要的作用。

参考文献

[1]苏华鸿，孙孺石，杨孜勤，王秉钧著.蜂窝移动通信射频工程[M].北京：人民邮电出版社，2005.

[2]上海市无线电协会著.移动通信多系统室内综合覆盖[M].上海：上海科技出版社，2007.

[3]北京东方信联科技有限公司著.无线光纤分布系统WFDS.2007.

[4]周宏旭.移动通信网络室内覆盖建设与优化[J]．通信世界，2001（19）：100.