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1、 . . 联通室覆盖系统工程设计要点- -日期：27 / 27联通室覆盖系统工程设计 中国联通分公司 侯代峰摘 要：本文通过对室覆盖系统设计问题的分析，对目前的城区网络建设提供一个解决思路。关键词信号源 组网方式 信号盲区 乒乓效应孤岛效应前言：随着联通公司GSM网络/CDMA网络规模的扩大与宏蜂窝基站密度的增加，城市的室外覆盖已基本做到了无缝连接，话音质量也进一步得到改善和提高，用户在大型建筑物（尤其是酒店、商务和商业中心）使用移动日益增加，用户已不再满足于只有室外的移动通信服务，同时也要求能提供更好的室移动通信业务，而此类场所由于其建筑原因，往往是覆盖盲区，特别是GSM系统穿透能力比较弱，
2、但又要兼顾CDMA网络的建设并保持两网协调发展。因此，如何更好地进行室覆盖、改善建筑物无线信号的质量，增加网络容量，已经显得越来越重要。一、室覆盖系统建设的必要性室覆盖问题从广义上来讲，不仅仅是对室盲区的改善，同时也应包括对室移动通信话音质量、网络质量、系统容量的改善。除了对诸如地下室，一、二层等屏蔽性地方信号的引入外，同时也应对一些高层建筑物高层部分因接收到来自多方向的杂乱不稳定信号而容易造成掉话、断线、切换不成功等方面进行改善。对于高话务量的商务、商贸中心，还应该解决室话务与拥塞问题。因此，我们应从多方面去看待室覆盖的意义和重要性。一方面，室覆盖的改善对于扩大覆盖，提高接通率，减少弱信号断
3、线，提高网络指标，增加业务量有很大的帮助。另一方面，室覆盖也作为一种扩容手段，在分担室外话务，增加网络容量，使室话务在室吸收，减少同频干扰等方面起很大作用。同时，室覆盖的改善，对于提高公司形象，为用户提供更好更完美的随时随地通信服务，提高竞争力，增加市场占用率具有很大的意义。这些年来，我们一直疲于网络的扩容，而忽略了室覆盖问题和网络素质的提高。因此，加大力度搞好室覆盖改善应是我们今后的一项重要工作。二、室覆盖系统的类型与其特点室覆盖是针对室用户群用于改善建筑物移动通信环境的一种成功的方案，近几年在全国各地的移动通信运营商中得到了广泛应用。室覆盖系统的原理是利用室覆盖系统将移动基站的信号均匀覆盖
4、在室每个角落，从而保证室区域拥有理想的信号覆盖。室覆盖系统可分为以下几种类型：1、按信号源分类按信号源的不同，可分为下述两类室覆盖系统。蜂窝系统（包括微蜂窝和宏蜂窝）:优点是信号稳定、可靠，通信质量好；缺点是建设周期较长，一次性投资大，还需支付传输线路的租建费用。直放站系统:优点是投资省、安装方便快捷，可以很快解决信号弱和盲区问题；缺点是通过定向天线难以取得单一纯净的信号，系统的话音质量相对蜂窝系统较差，且易造成对其他基站的干扰。由于高层建筑主要覆盖在城市的繁华地段，基站覆盖很密，直放站系统容易造成对其他基站的干扰，并且没有从根本上解决吸收话务量的问题，所以在城市应当首选蜂窝使用微蜂窝和直放站
5、的比较GSM网络/CDMA网络使用基站 使用直放站 是否增加容量 根据需要增加容量 不能增加容量 信号质量 好 一般 设置优先级 可以 不可以 对网络的影响 小 控制不好影响很大 是否需要传输需要 不需要 是否需要重新频率规划 需要 不需要 是否需要调整参数 需要支持 是否支持容量动态分配 不支持 支持 是否支持多运营商 不支持 支持 是否支持多频、多系统环境 不支持 支持 安装时间较长 较短投资回报期较长较少2、按设备分类按所采用设备的不同，可分为无源系统和有源系统。无源系统主要由无源器件组成，设备性能稳定、安全性高、无噪声累积、维护简单、成本低。信号经过合（分）路器、功分器、耦合器和线路衰
6、耗后，均匀覆盖到各个天线，覆盖效果较好。但系统设计较为复杂，灵活性差。当功率损耗较大时需加干线放大器。有源系统的信号经过各级衰耗后，到达末端时可被放大器放大，达到理想的强度。增益自动校验无须调节，场强覆盖均匀，可保证覆盖效果。但建设和维护复杂，近端和所有远端设备都需要电源，有源设备易损坏，系统的安全性和稳定性较差。考虑到设备的安全性、稳定性以与工程造价，无源系统在实际工程中采用更多。3、按布线材料分类按布线材料的不同，可分为同轴电缆系统、光纤系统和泄漏电缆系统。同轴电缆是最常用的材料，性能稳定、造价便宜，但线路损耗大。大型同轴电缆室覆盖系统通常需要多个干线放大器作信号放大接力。同轴电缆系统由于
7、造价便宜，安装方便，在实际工程量采用。光纤线路损耗小，不加干线放大器也可将信号送到多个区域，能保证足够的信号强度，性能稳定可靠。但在近端和远端都需要增加光电转换设备，系统造价高。光纤覆盖系统信号传输距离远，适用于超大型建筑与距离较远的楼群。泄漏电缆系统不需要室天线，在电缆通过的地方，信号即可泄漏出来，完成覆盖。泄漏电缆室覆盖系统安装方便，但造价高对电缆的性能要求高，主要适用于地铁、隧道等狭长封闭环境。由于成本较高，基本很少使用。三、室覆盖系统的组成与组网方式1、室覆盖系统主要由信号源和信号覆盖系统两部分组成。几种信号覆盖方式的比较：覆盖方式优点缺点1.无源天馈覆盖方式 成本低、无源器件，故障率
8、低、无需供电，安装方便、无噪声累积、宽频带系统设计较为复杂、信号损耗较大时需加干放2.有源覆盖方式 设计简单，布线灵活，场强均匀频段窄，多系统兼容困难；需要供电，故障率高、有噪声积累，造价高3.光纤覆盖方式 传输距离远，布线方便，性和传输质量好造价高4.泄漏电缆覆盖方式 场强覆盖均匀，可控性高；频段宽，多系统兼容性好造价高，传输距离近2、信号源的选取（1）通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号；（2）用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到盲区的直放站；（3）用耦合器从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到盲区的直放站；（4）增加微蜂窝(基站)。3.常见的组网方式无线接入方式合分路器电功分
9、器电功分器无线接入直放机注：适用于室话务量不高、室外宏蜂窝站较空闲的区域；施主天线安装处接收到的宏蜂窝基站场强应大于-80dBm（GSM）/-85dBm（CDMA）；覆盖区域面积不可太大。无源天馈方式合分路器电功分器电功分器BTS注：适用于小型楼层,组网简单有源接入(电分配方式)BTS电近端机电远端机选用电远端机注：适用于中、高型楼层；如加电近端机，可上监控系统；对于较高的楼层，可在主干线上采用7/8馈缆。有源接入(光分配方式)BTS光近端机光远端机光远端机光分路器注：适用于高型楼层或大型建筑群；可上监控系统。光电分配方式BTS合分路器电功分器电功分器光近端机光分合器光远端机光远端机耦合器电功
10、分器电远端机电远端机电合分路器注：使用于高型楼层或大型建筑群；离微蜂窝基站较近区域，用电端机,离微蜂窝基站较远区域，用光端机。耦合大站信号(适用于光、电、光电混合系统)GSMCDMA基站合路器电远端机电远端机泄漏电缆覆盖方式信号源通过泄漏电缆传输信号，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。它适用于隧道、地铁、长廊等地形。总的来说，信号覆盖系统根据覆盖区域的具体情况，组合无源、有源、光纤、泄漏等方式，进行综合性的分析。在实际使用中，室覆盖系统可使每个微蜂窝覆盖围增至几十层楼左右；如果加装干线
11、放大器，覆盖围还可大幅度增加。四、室覆盖系统需解决的问题1、信号盲区信号盲区包括电梯间、地下室、楼层高屏蔽地区。2、“乒乓效应”区域高层建筑的大部分区域，特别是靠窗或靠近室外的区域，这种地方能收到附近各种室外基站的信号，信号强度都差不多，且带来不同程度的同、邻频干扰，手机在这种情况下通话时，不停地在几个小区间来回切换，通话质量很差。3、“孤岛效应”区域这种情况容易出现在大厦的高层区域，由外界很强的信号覆盖，但由于各种干扰的因素造成根本无法解出任何一个小区的码，无法登陆上任何小区。形成“孤岛效应”的主要原因是个别基站覆盖太远，由于附近基站并无相邻小区的参数设置，使得该小区用户无常切换而形成“孤岛
12、”。对于以上第一种情况，用室覆盖系统可以很好地解决；但针对第二、三种情况，则比较麻烦，需要对网络参数进行调整，个别情况甚至要对宏蜂窝基站进行调整。五、室覆盖系统方案设计方法室覆盖系统的建设可分为准备、市场、协商、设计、安装、验收、运行维护等阶段。1、设计时应考虑的因素进行无源室覆盖系统设计时要考虑到信号源、场强覆盖、上行信噪比、互调干扰、上下行平衡、传输和分配损耗、施工难度和造价等因素。2、分析与计算（1）话务量预测模型写字楼：建筑面积751/20800.01；娱乐场所：建筑面积701/3600.02；商场超市：建筑面积75501/3600.01；会展中心：建筑面积80501/30.015；会
13、议新闻中心：容纳人数800.02；宾馆：客房数80700.01（三、四星）；客房数80800.015（五星）；地下停车场：车位1080800.015。根据话务量模型可以确定信号源需要的载频数，考虑到竞争等因素，实际勘查时也应对现有手机用户进行调查，根据实际情况确定系统容量。（2）场强分析与计算系统下行信号计算：对移动通信而言，当电波传输距离很小且为直射波，例如，在微小区域中或室无阻拦环境下，其传播损耗非常接近自由空间的情况，计算公式为：LS（dB）32.4+20lgf(MHz)+20lgd(km)GSM900系统为例其计算公式为：LS（dB）32.4+20lgf(MHz)+20lgd(km)f
14、: 909960MHz （取为912MHz）代入上式可得：LS（dB）91.6+20lgd(km) 1LS（dB）91.6+20lgd(km)距离1m5m20m25m损耗31.6dB45.6dB57.6dB59.6dBCDMA800系统为例其计算公式为：LS（dB）32.4+20lgf(MHz)+20lgd(km)f: 825880MHz （取为830MHz）代入上式可得：LS（dB）90.8+20lgd(km) 2LS（dB）90.8+20lgd(km)距离1m5m20m25m损耗30.8dB44.8dB56.8dB58.8dB普通大楼建材和结构的平均信号损耗：材料类型混凝土墙混凝土楼板天花板管道拐角损耗13dB10dB1-8dB23dB材料类型钢筋水泥墙电梯普通木门铁皮防火门损耗20dB25dB3-5dB10dB上述公式是计算室在直线距离的传播衰耗公式,因为室电波
