移动通信室内分布系统的设计

引 言

进入 21 世纪后，移动通信对人们日常生活的影响越来越大，不仅方便了人们的日常通信，更拉近了人与人之间的距离。如今，移动通信技术已由 2G 过渡到 3G，人们对于通信质量和数据业务的要求也相应提高。与此同时，随着中国经济的快速发展，城市化进程加快，土地资源紧张，从北京、上海等一线城市到一般的县城均兴起了建设高层建筑的热潮，从高层写字楼、高层酒店到高层住宅都倍受人们青睐。然而高层建筑的室内却存在地下部分为信号盲区，低层为弱覆盖区，中层存在乒乓切换，高层存在孤岛效应的问题。因此，良好的室内网络覆盖已成为各大运营商开发潜在客户、抢占市场、提升市场竞争力的重要手段，更是发展第三代甚至第四代高速移动业务的重中之重。基于高层建筑的室内分布系统实现了室内语音业务和数据业务的无障碍传输。室内分布系统通过 BBU- RRU 和直放站将室外信号成功引入室内，经合路器、功分器、耦合器等合理分配信号以完成室内覆盖，满足室内用户的基本需求。通过室内分布系统的覆盖工程，使室内用户能够体验与室外一样的通话质量和高速的数据传输。

1 方案设计与论证

高层建筑室内分布系统利用室内天线分布系统将无线信号均匀分布在室内的每一个角落，以保证室内覆盖区域拥有理想的信号。本设计通过鼎力软件测试，借助 CAD 软件绘制平面图，借助天越智能分布系统设计软件生成系统图、拓扑图，完成室内分布系统的具体覆盖设计。本设计需要实现联通DCS1800 和 WCDMA 双网室内的网络覆盖以及室内覆盖的同时无多余信号泄漏，在满足通信质量的前提下符合国家规定的电磁辐射防护标准。

本设计的主要工作包括工程站点详细勘测，移动通信室内分布系统方案设计及移动通信室内分布系统方案设计。

设计所用软件主要为鼎力测试软件、CAD 软件、天越软件等。设计使用的硬件包括馈线接头（又叫连接器）、转接器、DIN 型连接器、N 型连接器等。

2 工程设计方案

2.1 室内分布系统的指标要求

室内分布系统各项指标要求见表 1 所列。

2.2 室内分布系统方式的选择

室内分布系统应综合考虑覆盖面积、建筑物墙体的结构、业务量大小等因素，由此选择信号的分布方式。上述信号分布方式大多为无源分布方式、有源分布方式、光纤分布方式、泄露分布方式等。考虑到无源覆盖系统性价比高，因此在覆盖范围小的情况下，优先使用无源覆盖系统。无源分布方式是目前国内 G/W 网最普遍的室内覆盖解决方案，室内分布式系统由信号源、合路器、耦合器、功分器、馈线和分布式天线组成。室内分布式天线系统采用无源方式。

2.3 天线选址的原则

为了保证信号传输速率、未来无线信号覆盖要求并控制信号外泄，天线总体布放遵循“小功率、多天线”的原则，天线位置的选择需要根据模拟测试结果决定，确保信号均匀分布。对于信号外泄的问题通常采用两种方式来解决 ：可利用建筑物的遮挡和降低天线口的输入功率 ；通过合理的选择、布放天线以及调整天线角度，在达到良好覆盖效果的同时，吸收大量话务量，并有效控制信号外泄。为了避免在窗口附近有较强的室内信号外泄，可在窗口附近采用定向天线。

2.4 室内分布系统的设计流程

室内分布系统的设计流程如图 1 所示。

2.5 设计工作

设计前首先需要勘察室内外情况。

本方案为中国联通河北省GSM，WCDMA 网室内覆盖工程，核心业务区和平酒店内覆盖分布系统设计方案。

廊坊市和平大厦位于廊坊市东南部，永安大道与人民路交叉口东行 300m，处于市中心，其人流量大，话务量高。该建筑物有普通居民住宅楼共 21层，大型商场 3层，地下停车场 2 层。本期工程将对该建筑物进行全面覆盖，总覆盖面积约 40 500 m2。目前此大厦没有做 GSM，WCDMA 信号的室内覆盖。联通 DCS1800 信号在大厦内大部分区域的接收场强在-97 ～ -80 dBm 之间，接通慢，且通话时有断续，通话质量差，手机无法正常使用。WCDMA 网由于大厦墙体屏蔽严重， 信号较弱，楼内大部分区域接收场强在 -100 ～ -95 dBm 之间， 很难接通，通话质量差，手机无法正常使用。

本工程意在解决和平大厦 WCDMA 和DCS1800 的覆盖问题，总覆盖面积约 40 500 m2。表 2 和表 3 所列为站点周边信号测试情况。

设计的室内分布系统地上各楼层采用全向吸顶天线，天线安装在走道内，输出功率较小，不会发生泄漏。电梯覆盖采用定向窄波束天线，无泄漏。在大厦外，泄露的室外、室内信号电平远低于室外基站信号，因此室外用户不会占用室内覆盖的信号。根据国家环境电磁波卫生标准，天线口功率不得大于15dBm/CH，本系统规定天线口功率约 3.5dBm（3G），7dBm（2G）。功率尽可能平均分配到每一副天线，实现合理覆盖，使用最少的天线达到较好地覆盖要求，实现频率的充分利用和合理分配。光纤直放站近端通过光纤与远端设备连接，调整近端与远端设备参数，通过二者自带的监控盘实现近端设备对远端设备的监控 ；光纤直放站近端设备中固化了无线 Modem，无线 Modem中的中国联通 GSMUSIM卡可与监控平台互发点对点短信，从而实现远程监控直放站设备的功能。

和平大厦站点 GSM/WCDMA网室内覆盖工程平面图如图 2 所示。和平大厦站点的 GSM/WCDMA 网室内覆盖工程系统如图 3 所示。

3 结 语

通过完成对建筑物的勘测、室内分布系统理论的研究、有源器件和无源器件的选用以及室内分布系统线路天线的研究实现了高层建筑物室内分布系统的最终要求。本设计实现了室内无线信号的均匀覆盖，极大地提高了室内无线信号的质量。在室内分布系统设计过程中充分了解了各无源器件、有源器件、信源以及馈线、光纤等的具体功能与使用方法，考虑了

各种器件间的协同工作能力，力求使室内分布系统产生最佳效果，并把工程造价控制在合理范围内。