何志丰
中国移动集团广东有限公司广州分公司 516003
摘要：随着移动通信的快速发展，移动电话已逐渐成为人民群众日常生活中广泛使用的一种现代化通信工具，同时广大移动用户对移动通信服务质量的要求也越来越高，他们已不再单单满足于良好的室外移动通信服务，而且也要求在室内（特别是星级酒店、大型商场、高级写字楼等）能享受优质的移动通信服务。而现代建筑由于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衰减特别厉害，使通话质量严重下降。在此情况下，室内分布系统应运而生。室内分布系统是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案；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。
关键词：室内分布系统；系统设计
一、室内分布系统的组成、应用及类型
室内分布系统通过功分器、耦合器等无源功率分配器件和干线放大器等有源器件及馈线、室内天线等设备将无线信号均匀分配到室内各个区域，实现无线信号对室内的延伸覆盖。
1.室内分布系统由两部分组成：
（1）信号源（微蜂窝、宏蜂窝、直放站、BBU+RRU等）；
（2）分布系统（同轴电缆、光缆、泄漏电缆、光端机、干线放大器、功分器、耦合器、天线等）。
2.需要建设室内分布系统的区域有：
◇室内盲区：新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆。
◇话务量高的大型室内场所：车站、机场、商场、体育馆、购物中心，增加微蜂窝建立分层结构。
◇发生频繁切换的室内场所：高层建筑的顶部，收到多个基站的功率近似的信号。
3.室内分布系统有以下几种类型：
（1）同轴电缆分布方式无源分布系统
信号源通过组合使用的耦合器、功分器等无源器件进行分路，经馈线将信号均匀分布到室内各个角落。通过仔细的链路计算，达到信号的均匀分布。天线使用适合室内使用的吸顶式或壁挂式天线。覆盖面积小，适用于中小型楼宇室内覆盖场所。
（2）同轴电缆分布方式有源分布系统
在建筑物覆盖面积较大时，前述的无源天馈线很难满足需要；可增加中继设备，如放大器，以补偿信号在传输过程中的损耗。
（3）光纤分布系统
当覆盖的区域比较分散、相距较远或地形比较复杂时，可以采用光纤分布系统，通过拉远的方式对各个分离的室内区域进行覆盖。光纤站近端在信号源所在之处，通过近端实现光电转换，将射频信号转换为光信号，并经光分路器分配进入光纤传输至各远端；光纤远端为光电转换取出射频信号，并经过功率放到输入室分天馈系统。
（4）泄漏电缆分布系统
信号源通过耦合器、功分器等无源器件进行分路后，送入泄漏电缆中，并通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生表面电流，从而在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。在信号传输过程中，将信号均匀的分布在所经过的区域，这种方式称为泄漏电缆分布系统。
二、室内分布系统的规划和设计
2.1 规划原则和指标
任何无线制式的室分系统在大的设计方向上都是保证覆盖水平、满足容量要求、抑制干扰信号，从而提高业务的质量。
（1）设计时结合建筑结构特点，不能改变建筑物的结构和装修，保证美观；
（2）满足国家电磁辐射环保规定，即《环境电磁波卫生标准》（GB9175-88）和《电磁辐射防护规定》（GB8702-88）。要求室内天线口总功率一般不能大于15dBm；
（3）覆盖水平的一般要求是移动终端在目标区域内的95%的地理位置，99%的时间可接入网络；
（4）无线覆盖的边缘强度：室内边缘强度≥-85dBm，WLAN边缘强度≥-75dBm，在室外10m应满足导频信道功率RSCP小于-95dBm，电梯和地下车库要求≥-90dBm；
（5）规定在基站接收端位置收到的上行噪声电平应小于-120dBm；
（6）控制好系统干扰，做好邻区规划，保证服务小区和其他小区正常切换。
2.2 设计流程
（1）站点勘察主要是了解目标楼宇的物业情况、建筑结构、周边覆盖情况、已有室分系统的情况为工程设计提供依据；
（2）确定覆盖方式是根据室内站点的建筑面积、用途、结构特点等勘察结果，结合覆盖质量的要求，进行覆盖和容量的估算，确定信号源、功分器、合路器和天线等射频器件的选用，计算信号源、传送器件和天线的数量。
（3）场强模拟测试是由于室内结构复杂，通过模拟测试可以更精确地模拟无线信号的传播模型，从而确定天线的具体安装位置、型号和发射功率。这也是室分精确覆盖的必要环节。
2.3室内分布系统天线布放方式
（1）走廊交叉位置布放天线
在走廊交叉位置布放天线，可以使该天线能够照顾多个方向的覆盖，在满足覆盖要求的情况下做到天线数量最少。
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（2）切换区域布放天线
在电梯厅附近布放天线，在覆盖房间的同时，兼顾电梯厅的覆盖。
停车场出入口布放天线，布放位置一般选择在拐角处。
（3）房间内布放天线
为了减少穿透墙体带来的损耗，对于大型会议室、办公区域等，如果物业允许的话，可以将天线布放到房间内。
（4）定向天线防止信号泄漏
对于一些容易发生信号泄漏的区域，如走廊尽头靠窗位置，可以布放定向天线进行覆盖，定向天线的主瓣方向朝里，利用定向天线后瓣的抑制特性，防止信号泄漏到室外造成干扰。
（5）干扰区域布放天线
如果在室内存在室外干扰信号的区域，而且客户要求在室内区域必须占用室内信号，那么从室内覆盖优化的角度（相对室外基站优化调整），则需要根据干扰信号强度和区域来决定室内天线的布放位置。确保天线布放后，在室内干扰区域，室内信号的导频功率比室外干扰信号导频功率高5dB以上。
（5）方案会审评审合格后，根据规划原则和设计目标完成设计文件，用来指导施工建设。
（6）设计文件应包括设计思路、工程规模、计算和分析、设备选取、施工安装要求、投资和设计图纸等。
三、系统设计关键考虑的问题
3.1 无源器件的使用问题
（1）考虑室内分布系统的改造和扩容，根据目前我国现有无限制式使用的频率，器件上优先选用工作频率为800-2500MHz的宽带器件。
（2）室内分布系统平层馈线长度超过50m的建议使用7/8英寸馈线；主干馈线超过25m需要使用7/8馈线。
3.2 干线放大器的使用问题
干放是有源器件，虽然能给室分系统带来延伸覆盖的好处，但在室分系统使用时会额外引入噪声，导致系统低噪抬升，降低系统的可靠性。所以一定要慎用干放、少用干放、不能串联使用干放、避免在主干路使用干放等。
3.3 天线放置问题
在室内环境复杂的区域中，天线的放置一般采用“小功率，多天线”方式进行放置，这样有利于无线信号控制和均匀覆盖。在半开放环境，如超市、商场等，覆盖半径取10m-20m，在封闭环境一般取6-12m。在靠近窗口的墙壁安装挂装式定向天线向屋里覆盖，减少室内信号对室外泄漏。
3.4 室内外的泄漏控制分析
在大楼的门厅处、高层窗口处，室外信号很容易飘入室内，在室外宏站已经建好的情况下，通过在大楼的底层和高层的典型楼层经行测试，评估室内外信号强度。
（1）如果室外信号过强，则通过两个途径规避：一是协调室外设计人员，通过调整方向角、下倾角或降低发射功率的方式来规避；二是加大室内信号强度，使室内窗口或门厅处的室内信号强度大于室外信号强度
5-10dBm。
（2）如果室内信号过强，也可以通过两个途径规避：一是改变天线的安装位置；二是降低室内天线口的发射功率，一般要求在室外10m处室内信号导频信道强度比室外信号强度低5-10dBm。
四、系统切换设计
（1）一般建筑物大堂出入口切换区域建议在室外距离门口5～7米范围内。切换区域不宜离马路太近或进入室内过深。
大堂切换设计策略：
◇“小功率、多天线”方式；
◇定向天线从门口往里覆盖；
◇天线口功率可调。
（2）电梯切换设计策略：
◇通常建议电梯内为同一小区；
◇当楼层太高，不能同一小区时，需要引入相邻小区信号；
◇非全楼覆盖时，电梯井道天线主瓣方向朝向电梯厅；
◇电梯内外不同小区时，切换区域选择在电梯厅。
（3）车库出入口切换设计：在车库出入口位置安装天线保证切换。
（4）干扰和泄露
为建立较完美的无线覆盖网络，在设计时应兼顾边缘场强的计算，保证不会产生明显的信号泄漏。
◇小功率、多天线”覆盖技术解决室外干扰和控制室内信号外泄；
◇在易外泄区域安装定向天线控制室内信号外泄；
◇室外网络优化。
结束语
室内分布系统的建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域。同时，使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务，扩大网络容量，从整体上提高移动网络的服务水平。室内分布系统的设计是一项复杂的工作，需要考虑诸多方面的问题。
参考文献：
[1]喻根，室内分布系统建设方案分析 2015.2
[2]刘新金，室内分布系统设计要点 2017.9
[3]张涛，韩玉楠，李福昌，室内分布系统演进方案研究 2011.7
论文作者:何志丰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/27
标签：室内论文; 天线论文; 信号论文; 系统论文; 室外论文; 区域论文; 无源论文; 《防护工程》2018年第10期论文;