無線對(duì)講系統(tǒng)室內(nèi)信號(hào)覆蓋
為什么要建設(shè)無線對(duì)講系統(tǒng)？
隨著城市里移動(dòng)用戶的飛速增加以及高層建筑越來越多，話務(wù)密度和覆蓋要求也不斷上升。這些建筑物規(guī)模大、質(zhì)量好，對(duì)移動(dòng)電話信號(hào)有很強(qiáng)的屏蔽作用。在大型建筑物的低層、地下商場、地下停車場等環(huán)境下，移動(dòng)通信信號(hào)弱,無線對(duì)講機(jī)無法正常使用，形成了無線對(duì)講通信的盲區(qū)和陰影區(qū)；在中間樓層，由于來自周圍不同基站信號(hào)的重疊，產(chǎn)生乒乓效應(yīng)，對(duì)講機(jī)頻繁切換，甚至掉話，嚴(yán)重影響了無線對(duì)講機(jī)的正常使用；在建筑物的高層，由于受基站天線的高度限制，無法正常覆蓋，也是無線對(duì)講通信的盲區(qū)。另外，在有些建筑物內(nèi)，雖然無線對(duì)講機(jī)能夠正常通話，通信困難。
總之，進(jìn)行無線對(duì)講系統(tǒng)建設(shè)的直接理由是：
◆ 室內(nèi)無線對(duì)講通信環(huán)境有太多需要完善的地方；
◆ 覆蓋方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了無線電波較大的傳輸衰耗，形成了移動(dòng)信號(hào)的弱場強(qiáng)區(qū)甚至盲區(qū);
◆ 容量方面，建筑物諸如大型購物商場、會(huì)議中心，由于移動(dòng)電話使用密度過大，局部網(wǎng)絡(luò)容量不能滿足用戶需求，無線信道發(fā)生擁塞現(xiàn)象;
◆ 質(zhì)量方面，建筑物高層空間極易存在無線頻率干擾，服務(wù)小區(qū)信號(hào)不穩(wěn)定，出現(xiàn)乒乓切換效應(yīng)，話音質(zhì)量難以保證，并出現(xiàn)掉話現(xiàn)象。
什么地區(qū)需要無線對(duì)講系統(tǒng)室內(nèi)覆蓋？
◆ 室內(nèi)盲區(qū)
新建大型建筑、停車場、辦公樓、賓館和公寓等。
◆ 話務(wù)量高的大型室內(nèi)場所
車站、機(jī)場、商場、體育館、購物中心等，增加微蜂窩建立分層結(jié)構(gòu)。
◆ 發(fā)生頻繁切換的室內(nèi)場所
高層建筑的頂部，收到多個(gè)基站的功率近似的信號(hào)。
什么是無線對(duì)講系統(tǒng)室內(nèi)覆蓋？
室內(nèi)覆蓋是針對(duì)室內(nèi)用戶群、用于改善建筑物內(nèi)無線對(duì)講通信環(huán)境的一種成功的方案，近幾年在全國各地的無線對(duì)講系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。
無線對(duì)講系統(tǒng)為上述問題提供了較佳的解決方案。其原理是利用室內(nèi)天線分布系統(tǒng)將移動(dòng)基站的信號(hào)均勻分布在室內(nèi)每個(gè)角落，從而保證室內(nèi)區(qū)域擁有理想的信號(hào)覆蓋。
無線對(duì)講系統(tǒng)的建設(shè)，可以較為全面地改善建筑物內(nèi)的通話質(zhì)量，提高移動(dòng)電話接通率，開辟出高質(zhì)量的室內(nèi)移動(dòng)通信區(qū)域；同時(shí)，使用微蜂窩系統(tǒng)可以分擔(dān)室外宏蜂窩話務(wù)，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)容量，從整體上提高移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水平。
實(shí)現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的方法
實(shí)現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的技術(shù)方案可分為三種：
◆ 基站系統(tǒng)有線接入方式
是以室內(nèi)基站系統(tǒng)作為無線對(duì)講系統(tǒng)的信號(hào)源，即有線接入方式。適用于覆蓋范圍較大且話務(wù)量相對(duì)較高的建筑物內(nèi)，在市區(qū)中心使用較多，解決覆蓋和容量問題。
◆ 直放站（Repeater）
在室外站存在富余容量的情況下，通過直放站（Repeater）將室外信號(hào)引入室內(nèi)的覆蓋盲區(qū)。
◆光纖直放站（Repeater）
在室外站存在富余容量的情況下，通過直放站（Repeater）將室外信號(hào)引入室內(nèi)的覆蓋盲區(qū)。
利用微蜂窩解決室內(nèi)問題也存在很大的局限性。建設(shè)微蜂窩的設(shè)備投入與工程周期都較大，只適合在話務(wù)量集中的高檔會(huì)議廳或商場使用。在這種情況下，直放站（Repeater）以其靈活簡易的特點(diǎn)成為解決簡單問題的重要方式。直放站不需要基站設(shè)備和傳輸設(shè)備，安裝簡便靈活，
設(shè)備型號(hào)也豐富多樣，在移動(dòng)通信中正扮演越來越重要的角色。
直放站的應(yīng)用場合主要有以下幾種：
·擴(kuò)大服務(wù)范圍，消除覆蓋盲區(qū)；
·在郊區(qū)增強(qiáng)場強(qiáng)，擴(kuò)大郊區(qū)站的覆蓋；
·沿高速公路架設(shè)，增強(qiáng)覆蓋效率；
·解決室內(nèi)覆蓋；
·將空閑基站的信號(hào)引到繁忙基站的覆蓋區(qū)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)疏忙。
無線對(duì)講系統(tǒng)的組成
無線對(duì)講系統(tǒng)主要由信號(hào)源和信號(hào)分布系統(tǒng)兩部分組成。
信號(hào)源提取的幾種方法
◆直放站做信號(hào)源
1. 通過直放站的施主天線直接從附近基站提取信號(hào)；
2. 用耦合器從附近基站耦合部分信號(hào)通過光纖傳送到盲區(qū)內(nèi)的直放站。
3. 用耦合器從附近基站耦合部分信號(hào)通過電纜傳送到盲區(qū)內(nèi)的直放站。
◆ 直放站做信號(hào)源
1. 通過直放站的施主天線直接從附近基站提取信號(hào)。
2. 用耦合器從附近基站耦合部分信號(hào)通過光纖傳送到欲覆蓋區(qū)的直放站。
3. 用耦合器從附近基站耦合部分信號(hào)通過電纜傳送到欲覆蓋區(qū)的直放站。
信號(hào)分布的基本方式
1. 無源天饋分布方式
通過無源器件和天線、饋線，將信號(hào)傳送和分配到室內(nèi)所需環(huán)境，以得到良好的信號(hào)覆蓋。用于中小型地區(qū)。
2. 有源分布方式
通過有源器件(有源集線器、有源放大器、有源功分器、有源天線等)和天饋線進(jìn)行信號(hào)放大和分配。
3. 光纖分布方式
主要利用光纖來進(jìn)行信號(hào)分布。適合于大型和分散型室內(nèi)環(huán)境的主路信號(hào)的傳輸。
4. 泄漏電纜分布方式
信號(hào)源通過泄漏電纜傳輸信號(hào)，并通過電纜外導(dǎo)體的一系列開口，在外導(dǎo)體上產(chǎn)生表面電流，從而在電纜開口處橫截面上形成電磁場，這些開口就相當(dāng)于一系列的天線起到信號(hào)的發(fā)射和接收作用。它適用于隧道、地鐵、長廊等地形。
泄漏電纜分布方式
幾種信號(hào)分布方式的比較：
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信號(hào)分布方式 |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
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1 |
無源天饋分布方式 |
成本低、無源期間，故障率低 無需供電，安裝方便，無噪聲 累積、寬頻帶 |
系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜 信號(hào)損耗較大時(shí)，需加干放 |
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2 |
有源分布方式 |
設(shè)計(jì)簡單，布線靈活 場強(qiáng)均勻 |
頻段窄，多系統(tǒng)兼容困難； 需要供電，故障率高、又噪聲 積累，造價(jià)高 |
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3 |
光纖分布方式 |
傳輸距離遠(yuǎn)，布線方便性和 傳輸質(zhì)量好。 |
造價(jià)高 |
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4 |
泄漏電纜分布方式 |
場強(qiáng)分布均勻，可靠性高； 頻段寬，多系統(tǒng)兼容性好。 |
造價(jià)高，傳輸距離近。 |
信號(hào)分布的基本方式
總的來說，信號(hào)分布系統(tǒng)根據(jù)覆蓋區(qū)域的具體情況，組合無源、有源、光纖、泄漏等方式，進(jìn)行綜合性的分析。在實(shí)際使用中，室內(nèi)分布系統(tǒng)可使每個(gè)微蜂窩覆蓋范圍增至幾十層樓左右；如果加裝干線放大器，覆蓋范圍還可大幅度增加。
一個(gè)完備的室內(nèi)分布系統(tǒng)應(yīng)能夠通過一個(gè)特定的接口，取得基站的下行信號(hào)，均勻地分布到指定場所的每一處。同時(shí)，又將這場所的每一處的基站上行信號(hào)收集到后，均勻地送達(dá)特定的接口。
構(gòu)成室內(nèi)分布系統(tǒng)的主要設(shè)備是：饋線、天線、干線放大器、延長放大器以及耦合、功分等無源器件。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上主要考慮的是能量分配的問題。
無線對(duì)講系統(tǒng)的工程建設(shè)
無線對(duì)講系統(tǒng)的建設(shè)可分為準(zhǔn)備、市場、協(xié)商、設(shè)計(jì)、安裝、驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)等七個(gè)階段。
準(zhǔn)備工作是指由技術(shù)人員對(duì)建筑物內(nèi)的無線信號(hào)進(jìn)行測試，確定工程選點(diǎn)。準(zhǔn)備工作是整個(gè)工程的發(fā)起階段，下述選點(diǎn)原則可供參考：
第一，盡量尋找室內(nèi)信號(hào)不好、又有人流量的建筑物作為室內(nèi)覆蓋選點(diǎn)的對(duì)象。
第二，選擇城區(qū)內(nèi)知名的高層建筑進(jìn)行覆蓋，如熱賣出租的寫字樓。就目前的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化手段而言，對(duì)于高層空間的無線干擾及乒乓切換效應(yīng)，沒有其它更為有效的解決方案。
第三，分析宏蜂窩話務(wù)情況、劃定高話務(wù)區(qū)域，然后在高話務(wù)區(qū)域?qū)ふ以拕?wù)熱點(diǎn)建筑，利用無線對(duì)講系統(tǒng)吸收建筑物內(nèi)的話務(wù)，從而緩解宏蜂窩容量方面的壓力。一般可選擇城區(qū)中心人流量大的商場、酒肆等，不論信號(hào)覆蓋情況如何，均考慮進(jìn)行覆蓋。
市場工作指說服業(yè)主，達(dá)成合作意向。在當(dāng)前市場經(jīng)濟(jì)和商業(yè)化日益發(fā)展的時(shí)代，市場工作在整個(gè)工程建設(shè)中舉足輕重，業(yè)主對(duì)工程的接納和配合直接關(guān)系到系統(tǒng)的最終建設(shè)。因此對(duì)市場工作應(yīng)該給予充分重視，其中談判技巧是考慮的要素之一。
協(xié)商工作指與業(yè)主就相關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行協(xié)商，達(dá)成有關(guān)協(xié)議，并簽署協(xié)議書，內(nèi)容包括物業(yè)管理、出入、雙方責(zé)權(quán)利等。
設(shè)計(jì)工作指進(jìn)行無線對(duì)講系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)，包括微蜂窩系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、室內(nèi)分布系統(tǒng)、電源系統(tǒng)共四部分內(nèi)容。
安裝工作指根據(jù)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行工程施工和安裝，在所有準(zhǔn)備工作就緒后，一般在３周之內(nèi)可開通系統(tǒng)?！?nbsp;
1. 設(shè)計(jì)考慮因素
★信號(hào)源
★場強(qiáng)分布
★上行信噪比
★互調(diào)干擾
★上下行平衡
★傳輸和分配損耗
★施工難度
★造價(jià)
★場強(qiáng)分布的一般設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
掉話率：< 1％
阻塞率：> 99%
接通率：> 95%((95%以上的地方可接通)
邊緣場強(qiáng)：> -85dBm
C/I> 12dB
上行噪聲電平：< -120dBm
天線口功率：5 --- 15dBm
室外溢出信號(hào)：< -85dBm
切換成功率：> 95%
★場強(qiáng)分布(室內(nèi)空間傳輸損耗模型)
L = PL + 10*N*Lgd(米) + FAF
其中：
PL為距天線1米處的路徑衰減： 典型值為30dB
N為同層衰減指數(shù)：
辦公樓 N＝3.25
一般建筑N＝2.76
商場N＝2.18
FAF路徑損耗附加值：
玻璃8dB
隔墻10 --- 15dB
預(yù)制板20 --- 30dB
★上行信噪比
基站的白噪聲為-120dBm，為了保證接收機(jī)的靈敏度，需要設(shè)置上行增益，使上行鏈路的總輸入噪聲小于-120dBm。
如：基站輸出P＝43dBm，輸入到直放站為-40dBm，即有效路徑損耗為83dB，那么直放站的上行增益設(shè)置一定要小于：
83 － 后極總的噪聲系數(shù)
如只有直放站是有源器件，噪聲系數(shù)為5dB，增益應(yīng)設(shè)為小于78db;
如增益設(shè)為80，直放站總的噪聲-115dBm(白噪聲＋噪聲系數(shù))，在輸出口變?yōu)?35dBm，經(jīng)過83dB的有效路徑損耗輸入到基站為-118dBm，大于源噪聲-120dBm, 使基站接收機(jī)靈敏度降低2dB。
★室內(nèi)覆蓋所需設(shè)備與器件
1微蜂窩，基站
2直放站(寬帶、信道選擇)：增益70－90db,20-33dBm輸出
3干線放大器：增益30－50db,20-30dBm輸出
4耦合器：40dB(-0.3),30dB(-0.3),20dB(-0.5),10dB(-0.8),7dB(-1.1),5dB(-1.3)
5功分器：4功分器(-6.4)；3功分器(-5)，二功分器(-3.3)
6室內(nèi)天線：定向(60-120度，5-10dBi),全向吸頂(2-5dBi)
7饋線接頭：
波紋管電纜：7/8(-4dB/100m);1/2 (-7dB/100m);1/4 (-11dB/100m);
屏蔽網(wǎng)電纜：7D-FB(-15dB/100m);9D-FB(-12dB/100m);12D-FB(-9dB/100m)
8泄漏電纜：7/8 (-6dB/100m);1-1/8(-4dB/100m)
9施主基站：水平波束角<35度；增益：15-18dBi
10光端機(jī)：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)
11光纖：雙纖、單纖
★工程勘測設(shè)計(jì)
1、確定覆蓋區(qū)域
室內(nèi)覆蓋的目的是在建筑物內(nèi)部需要場強(qiáng)覆蓋，而基站信號(hào)又無法輻射的區(qū)域提供理想的信號(hào)覆蓋。因此，工程設(shè)計(jì)的首要工作是勘測確定哪些區(qū)域已被基站所覆蓋，哪些區(qū)域還需室內(nèi)分布系統(tǒng)增強(qiáng)信號(hào)。在勘測時(shí)，應(yīng)特別注意話務(wù)繁忙地帶，即用戶最經(jīng)常使用移動(dòng)電話的地方，往往這一區(qū)域要設(shè)計(jì)一個(gè)分布天線。
2、預(yù)測覆蓋效果并確定工程方案
經(jīng)過實(shí)地勘測，可基本確定各分布天線的位置，并根據(jù)各分布天線管轄范圍來確定其每個(gè)信道的輸出功率Ptd。為了使方案規(guī)劃更加準(zhǔn)確，往往可對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行場強(qiáng)覆蓋預(yù)測。
具體地可以采取以下方法：
用信號(hào)發(fā)生器和室內(nèi)天線組成發(fā)射單元，在分布天線位置發(fā)出所設(shè)計(jì)的相應(yīng)輸出功率Ptd，而將測試手機(jī)作為接收單元，在相應(yīng)覆蓋區(qū)域各點(diǎn)測試場強(qiáng)的大小，觀察是否能良好地接收到信號(hào)。
為使工程具有良好的性能價(jià)格比，工程設(shè)計(jì)還需選取放大量合適的勻點(diǎn)分布系統(tǒng)。
其中所需參數(shù)：
Lf 可從工程擬采用的饋線長度、型號(hào)算出；
Lc、GA1、GA2 可從工程采用的合/分路器和天線的規(guī)格型號(hào)中獲得；
Prd可用測試手機(jī)在安裝室外天線位置上測得；
用一部無線對(duì)講機(jī)在覆蓋區(qū)各處發(fā)出上行信號(hào)，而用一部測試無線對(duì)講機(jī)在安裝相應(yīng)室內(nèi)分布天線位置接收信號(hào)，所測得的最小信號(hào)即可視為此分布天線上行路線的最低輸入電平Pru;而系統(tǒng)對(duì)基站的最低輸出電平Pru可由式Pru=Sr+Ls 確定。式中Sr為基站接收靈敏度，一般取-104dBm,Ls為系統(tǒng)室外天線至基站的自由空間損耗，可由Ls=32.5+20logF+20logd 計(jì)算獲得。式中：d為系統(tǒng)至基站間的距離(km)，F(xiàn)為信號(hào)頻率(MHz)。至此，確定系統(tǒng)放大量Ad、Au的所有參數(shù)均已獲得，這樣就可選取合適的室內(nèi)勻點(diǎn)分布系統(tǒng)進(jìn)行施工。
如何評(píng)價(jià)一個(gè)好的無線對(duì)講系統(tǒng)
1以最少的設(shè)備滿足設(shè)計(jì)要求；
2不會(huì)因增加無線對(duì)講系統(tǒng)而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能；
3兼容所有移動(dòng)通信體制：
4使用壽命長，具有遠(yuǎn)程監(jiān)控能力，管理維護(hù)方便；
5綜合考慮性價(jià)比。
以上對(duì)無線對(duì)講系統(tǒng)進(jìn)行了簡要介紹，從移動(dòng)通信運(yùn)營商的戰(zhàn)略眼光來看，無線對(duì)講系統(tǒng)對(duì)于提高服務(wù)水平、增強(qiáng)競爭實(shí)力、樹立企業(yè)形象，具有不可低估的作用。隨著無線對(duì)講通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的深入展開，無線對(duì)講系統(tǒng)必將成為一種重要的優(yōu)化手段運(yùn)用于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中。
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