手机信号室内覆盖系统说明.ppt

手机信号室内覆盖系统说明,序 言 随着移动通信建设步伐的不断加快、移动用户的飞速增加，在大中城市的室外地区已经基本可以做到无缝覆盖。为了提高网络质量、提高用户满意度、增加话务量，室内覆盖越来越成为网络优化的重点。特别是随着移动通信的普及，移动用户在室内使用手机的机会日益增加，迫切要求提供更好的室内移动通信环境，正是在这种背景之下室内覆盖系统产生了。,一、为什么要建设室内覆盖系统？随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，话务密度和覆盖要求也不断上升。这些建筑物规模大、质量好，对移动电话信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机频繁切换，甚至掉话，严重影响了手机的正常使用；在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的盲区。另外，在有些建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤，手机上线困难。特别是移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有移动网络优化工作的主题。室内覆盖系统正是在这种背景之下产生的。,总之，进行室内覆盖系统建设的直接理由是：室内移动通信环境有太多需要完善的地方；覆盖方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区;容量方面，建筑物诸如大型购物商场、会议中心，由于移动电话使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞现象;质量方面，建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现乒乓切换效应，话音质量难以保证，并出现掉话现象。,二、什么地区需要室内覆盖？室内盲区 新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆和公寓等。话务量高的大型室内场所 车站、机场、商场、体育馆、购物中心等，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。,三、什么是室内覆盖？室内覆盖是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案，近几年在全国各地的移动通信运营商中得到了广泛应用。室内覆盖系统为上述问题提供了较佳的解决方案。其原理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。室内覆盖系统的建设，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。,四、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 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。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。直放站（Repeater）在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站（Repeater）将室外信号引入室内的覆盖盲区。,微蜂窝有线接入方式 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。与宏蜂窝方式相比，微蜂窝方式是更好的室内系统解决方案。微蜂窝方式的通话质量比宏蜂窝方式要高出许多，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。且微蜂窝方式的弱点在于成本较为昂贵，需要进行频率规划，需要增建传输系统，网络优化工作量大。因此，对宏蜂窝方式亦或微蜂窝方式的选取，需要综合权衡移动网络和运营商的多方面因素才能定夺。,宏蜂窝无线接入方式 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。目前，采用选频直放站并增加宏蜂窝的小区切换功能可以缓解这一矛盾:当对应的宏蜂窝频率发生变化时，直放站选频模块需要作相应调整。随着运营商对成本和网络资源利用率的注重，宏蜂窝方式在最近一年出现升温的势头。,直放站（Repeater）在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站（Repeater）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（Repeater）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。直放站的应用场合主要有以下几种：扩大服务范围，消除覆盖盲区；在郊区增强场强，扩大郊区站的覆盖；沿高速公路架设，增强覆盖效率；解决室内覆盖；将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙。,使用微蜂窝和直放站的比较：使用基站 使用直放站1.是否增加容量 根据需要增加容量 不能增加容量2.信号质量 好 一般3.设置优先级 可以 不可以4.对网络的影响 小 控制不好影响很大5.是否需要传输设备 需要 不需要6.是否需要重新频率规划 需要 不需要7.是否需要调整参数 需要 支持8.是否支持容量动态分配 不支持(容量预分配)支持9.是否支持多运营商 不支持 支持10.是否支持多频、多系统环境 不支持 支持11.安装时间 较长 较短12.投资 较多 较少,五、室内覆盖系统的组成 室内覆盖系统主要由信号源和信号分布系统两部分组成。,六、信号源提取的几种方法 直放站做信号源 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内的直放站。,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内的直放站。,微蜂窝（基站）加直放站方式,七、信号分布的基本方式1.无源天馈分布方式 通过无源器件和天线、馈线，将信号传送和分配到室内所需环境，以得到良好的信号覆盖。用于中小型地区。,2.有源分布方式 通过有源器件(有源集线器、有源放大器、有源功分器、有源天线等)和天馈线进行信号放大和分配。,3.光纤分布方式 主要利用光纤来进行信号分布。适合于大型和分散型室内环境的主路信号的传输。,4.泄漏电缆分布方式 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。,几种信号分布方式的比较：,总的来说，信号分布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，室内分布系统可使每个微蜂窝覆盖范围增至几十层楼左右；如果加装干线放大器，覆盖范围还可大幅度增加。一个完备的室内分布系统应能够通过一个特定的接口，取得基站的下行信号，均匀地分布到指定场所的每一处。同时，又将这场所的每一处的基站上行信号收集到后，均匀地送达特定的接口。构成室内分布系统的主要设备是：馈线、天线、干线放大器、延长放大器以及耦合、功分等无源器件。在系统设计上主要考虑的是能量分配的问题。,八、室内覆盖系统的工程建设 室内覆盖系统的建设可分为准备、市场、协商、设计、安装、验收、运行维护等七个阶段。准备工作是指由技术人员对建筑物内的无线信号进行测试，确定工程选点。准备工作是整个工程的发起阶段，下述选点原则可供参考：第一，尽量寻找室内信号不好、又有人流量的建筑物作为室内覆盖选点的对象。第二，选择城区内知名的高层建筑进行覆盖，如热卖出租的写字楼。就目前的网络优化手段而言，对于高层空间的无线干扰及乒乓切换效应，没有其它更为有效的解决方案。第三，分析宏蜂窝话务情况、划定高话务区域，然后在高话务区域寻找话务热点建筑，利用室内覆盖系统吸收建筑物内的话务，从而缓解宏蜂窝容量方面的压力。一般可选择城区中心人流量大的商场、酒肆等，不论信号覆盖情况如何，均考虑进行覆盖。,市场工作指说服业主，达成合作意向。在当前市场经济和商业化日益发展的时代，市场工作在整个工程建设中举足轻重，业主对工程的接纳和配合直接关系到系统的最终建设。因此对市场工作应该给予充分重视，其中谈判技巧是考虑的要素之一。协商工作指与业主就相关事项进行协商，达成有关协议，并签署协议书，内容包括物业管理、出入、双方责权利等。设计工作指进行室内覆盖系统的工程设计，包括微蜂窝系统、传输系统、室内分布系统、电源系统共四部分内容。安装工作指根据设计文件进行工程施工和安装，在所有准备工作就绪后，一般在周之内可开通系统。,1.设计考虑因素 信号源 场强分布 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 造价,场强分布的一般设计标准 掉话率：99%接通率：95%(95%以上的地方可接通)边缘场强：-85dBm C/I干扰保护比：12dB 上行噪声电平：95%,场强分布(室内空间传输损耗模型)L=PL+10*N*Lgd(米)+FAF 其中：PL为距天线1米处的路径衰减：典型值为30dB N为同层衰减指数：办公楼 N3.25 一般建筑 N2.76 商场 N2.18FAF 路径损耗附加值：玻璃 8dB 隔墙 10-15dB 预制板 20-30dB,上行信噪比 基站的白噪声为-120dBm，为了保证接收机的灵敏度，需要设置上行增益，使上行链路的总输入噪声小于-120dBm。如：基站输出P43dBm，输入到直放站为-40dBm，即有效路径损耗为83dB，那么直放站的上行增益设置一定要小于：83 后极总的噪声系数 如只有直放站是有源器件，噪声系数为5dB，增益应设为小于78db;如增益设为80，直放站总的噪声-115dBm(白噪声噪声系数)，在输出口变为-35dBm，经过83dB的有效路径损耗输入到基站为-118dBm，大于源噪声-120dBm,使基站接收机灵敏度降低2dB。,室内覆盖所需设备与器件1、微蜂窝，基站2、直放站(宽带、信道选择)：增益7090dB,20-33dBm输出3、干线放大器：增益3050dB,20-30dBm输出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、室内天线：定向(60-120度，5-10dBi),全向吸顶(2-5dBi)7、馈线接头：波纹管电缆：7/8(-4dB/100m);1/2(-7dB/100m);1/4(-11dB/100m);屏蔽网电缆：7D-FB(-15dB/100m);9D-FB(-12dB/100m);12D-FB(-9dB/100m)8、泄漏电缆：7/8(-6dB/100m);1-1/4(-4dB/100m)9、施主基站：水平波束角35度；增益：15-18dBi10、光端机：点对点、点对多点11、光纤：双纤、单纤,工程勘测设计1、确定覆盖区域 室内覆盖的目的是在建筑物内部需要场强覆盖，而基站信号又无法辐射的区域提供理想的信号覆盖。因此，工程设计的首要工作是勘测确定哪些区域已被基站所覆盖，哪些区域还需室内分布系统增强信号。在勘测时，应特别注意话务繁忙地带，即用户最经常使用移动电话的地方，往往这一区域要设计一个分布天线。2、预测覆盖效果并确定工程方案经过实地勘测，可基本确定各分布天线的位置，并根据各分布天线管辖范围来确定其每个信道的输出功率Ptd。为了使方案规划更加准确，往往可对这些区域进行场强覆盖预测。,具体地可以采取以下方法：用信号发生器和室内天线组成发射单元，在分布天线位置发出所设计的相应输出功率Ptd，而将测试手机作为接收单元，在相应覆盖区域各点测试场强的大小，观察是否能良好地接收到信号。为使工程具有良好的性能价格比，工程设计还需选取放大量合适的匀点分布系统。其中所需参数：Lf 可从工程拟采用的馈线长度、型号算出；Lc、GA1、GA2 可从工程采用的合/分路器和天线的规格型号中获得；Prd可用测试手机在安装室外天线位置上测得；,用一部手机在覆盖区各处发出上行信号，而用一部测试手机在安装相应室内分布天线位置接收信号，所测得的最小信号即可视为此分布天线上行路线的最低输入电平Pru;而系统对基站的最低输出电平Pru可由式Pru=Sr+Ls 确定。式中Sr为基站接收灵敏度，一般取-104dBm,Ls为系统室外天线至基站的自由空间损耗，可由 Ls=32.5+20logF+20logd 计算获得。式中：d为系统至基站间的距离(km)，F为信号频率(MHz)。至此，确定系统放大量Ad、Au的所有参数均已获得，这样就可选取合适的室内匀点分布系统进行施工。,覆盖举例,室内设置 某一宾馆，楼高九层并设有负一层，每层结构一样（见图）。可将基站信号经二功分器分别送至2层和7层的设备间作为两个接点，然后由2层将信号分别引至负一、一、二、三、四层，由7层将信号分别引至五、六、七、八、九层，具体见图。电平计算，馈线采用1/2”馈线，损耗为7.22dB100m，耦合器、功分器的各参数见图中，天线为吸盖天线，增益为3dBi，则九层104天线入口处的电平为：P30-0.9-3.5-3.5-l.5-1.5-3.5-600.072211.268（dBm）由于天线是安装在吊顶上部，因此在距离5米的房间内的信号功率为：Po11.23-45.48-5-20-10-66.18（dBm）满足目标要求。,生活小区 类似于行例阵的规则小区，可用馈钱从信号源将信号引至各个信号较弱的地区，将小型天线加注在小区内的电线杆、路灯、楼顶等处，从而解决信号地覆盖。隧道及盘山公路 隧道内可采用泄露电缆，也可采用将天线均匀地分布到隧道内。山区公路可将信号同功分器分成多路，用馈线（根据距离这用馈线的程式）引至公路转弯处，加装高增益定向天线进行覆盖，同时加装干线放大器继续布放到下一个弯处（由于噪声的原因，与有线电视一样，不可过多地加注干线放大器），实现全程覆盖。另外，在实际建设过程中，基站输出可将900、1800及C网进行合路，以求得容量的增加。对于信号的传输可采用光缆、干线放大器等手段，传至需要覆盖的室内、室外，从而灵活使用“室内分布系统”的概念，最大限度地发挥室内分布系统作用（如下图）。,九、如何评价一个好的室内覆盖系统 室内分布系统的引入，不仅是对室内信号盲区、室内移动通信话音质量、网络质量、系统容量的改善，同时也可引深到部分室外地区的应用。特别是解决一些高层建筑物高层部分因接受来自多方向的杂乱不稳定信号而容易掉话、断线、切换不成功和高话务量的大型商场、商务中心的拥塞问题等方面的问题有明显的改善。因此，我们应从多方面去看待室内覆盖，合理有效地使用室内分布系统：1、以最少的设备满足设计要求；2、不会因增加室内覆盖系统而影响整个网络的性能；3、兼容所有移动通信体制：CDMA800，GSM900，DCS1800，3G(2GHz频段，增加新的系统简单方便；)4、使用寿命长，具有远程监控能力，管理维护方便；5、综合考虑性价比。,十、国内室内覆盖形势分析 改革开放以来，每个城市都要进行大规模的城市基础建设，对于每个移动运营商来说，为了提高移动通信信号质量，在满足于良好室外移动通信服务的同时，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，因此楼宇内的室内覆盖系统对每个运营商来说都是非常有必要的。由于每个省市的运营商对室内覆盖的要求的不同，每个省市对室内覆盖工程的采购方式都不一样，但总体的方式都是一样，都是采用招标形势进行采购，和基站的采购计划有点不同，由于基站系统建设是由总公司统一规划、费用由总公司统一划拨，室内覆盖的建设是由省市级公司自行招标采购，费用由建设室内覆盖地区的地市级运营商自行承担，因此室内覆盖的付款受各地市运营商的自身经济条件制约比较大。,运营商付款周期方面：中国移动 付款比较及时，按照合同进行付款。中国联通 由于前期基础建设比较大，资金不是太充足，虽然合同要求在半年内付总体货款的90，一年内付清全款，但多数联通的付款周期都在一年半左右。中国电信和中国网通 付款比较及时，大部分运营商付清全款时间大约为3个月左右、也有部分运营商在6个月左右。,室内覆盖建设方面：中国移动 前期大规模的室内覆盖建设基本完成，只是对一些新建的楼宇进行建设和网络优化，但由于用户群巨大，扩容方面建设的量并不比联通差太多。但由于每个分公司都有自己的工程队，由集成商建设的不是太多。中国联通 今年正在进行大规模的室内覆盖建设，在这同时也在进行CDMA三期工程建设，产品需求量很大。,十一、运营商对室内覆盖产品关心的问题室内覆盖天线（吸顶、壁挂）1、驻波比 行业标准要求1.5 一般要求1.4 样品级要求1.32、增益 在相应的使用频率下，达到相应的增益要求3、使用频率 满足或超过客户的使用频率要求 例如：客户要求使用8002000MHz使用频率的天线，可以提供8002500MHz的天线，但不可以提供8001800MHz的天线。我公司提供的室内覆盖天线（吸顶天线、壁挂天线）的使用频率可以达到8002500MHz，驻波比1.4。,连接器驻波比 在使用频率53000MHz（3GHz）的驻波比 行业标准要求1.30 样品级连接器：52000MHz1.07、51000MHz1.03以上驻波比都必须和电缆相配合，也就是电缆和连接器的阻抗匹配。插入损耗（插损）0.1dB产品内部结构:两片式结构（前后分开，使用螺纹连接）也可根据客户要求进行制作。室内覆盖一般使用N型连接器，基站一般使用D(7/16)型连接器我公司连接器产品的使用的驻波比53000MHz1.15、52000MHz1.10、51000MHz1.08产品镀层可根据客户要求：镀银、镀镍、镀三合金均可。,功分器、耦合器驻波比1.5(行业标准)使用频率根据客户要求制定功率容量 我公司可提供驻波比1.3，使用频率为8002500MHz，微带或腔体的功分器或耦合器。馈线卡 塑胶件使用材料：我公司使用ABS塑料注塑而成。能抵抗-40的低温。,十二、国内主要大型室内覆盖工程厂家：京信通信（广州）广州埃信通信 深圳国人通信 深圳云海通信 深圳市八达通通信 武汉虹信通信 珠海银邮光电 福州三元达通讯 四川万瑞通信 成都广越通信 福建邮科通信 北京东方信联通信 浙江三维通信 沈阳奥维通信 上海欣明通信 上海罗顿通,