室内分布系统.ppt
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1、室内优化目录,一、什么是室内覆盖系统二、为什么要建设室内覆盖系统三、什么地区需要室内覆盖四、室内分布系统组网五、室内覆盖系统的工程建设,一、什么是室内覆盖系统,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
2、整体上提高移动网络的服务水平。,二、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
3、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
4、掉话现象。,三、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。,室内覆盖场景分类根据不同的建筑物特点及用户总业务量的大小,室内覆盖建筑物可以按以下三类原则进行分类:1)按建筑物覆盖面积分类大型建筑物(20000m2以上):大型写字楼、机场、体育场馆、火车站、会展中心、地下铁;中型建筑物(600020000m2):大商场超市、中小规模写字楼、高层公寓楼、宾馆酒店;小型建筑物(6000m2以下):老式公房(国内)、
5、平房区、地下停车场、娱乐场所。2)按传播模型复杂程度分类室内传播模型的复杂程度主要考虑室内墙壁厚度、水平面上的结构复杂度等因素。传播模型复杂建筑物:体育场馆、地下铁、火车站、大型商场;传播模型较复杂建筑物:写字楼、高层公寓楼、会展中心、机场、老式公房、娱乐场所、宾馆酒店;传播模型简单建筑物:停车场、大超市、平房区。3)以建筑物内总业务量(综合语音及数据业务)作为分类标准高业务量地区(总业务量大于60Erl/BH):体育场馆、机场、会展中心、火车站、地下铁、写字楼(覆盖面积16000 m2以上);中等业务量地区(总业务量1560Erl/BH):大商场超市(覆盖面积9900 m2以上)、写字楼(覆
6、盖面积16000 m2以下)、高层公寓楼;低业务量地区(总业务量低于15Erl/BH):宾馆酒店、娱乐场所、停车场、住宅(老式公房、平房区)、商场超市(覆盖面积9900 m2以下),2 室内覆盖场景模型写字楼该类建筑多为全钢或钢筋混凝土结构外加玻璃幕墙,楼层内的墙壁多采用复合吸音材料,穿透损耗较小。商场超市建筑多为钢筋混凝土框架结构外加玻璃幕墙,层内一般无阻挡或是简单的装修隔档,穿透损耗小,层间穿透损耗较大(30dB以上),高峰时段的话务密度较大。会展中心/会议中心/室内体育场馆这类场景在建筑特点上有很多相似之处,室内无线传播条件比较理想,信号为视距传输,能量以直达径为主。这些场景在话务模型上
7、也有相似之处,用户的话务主要以事件为触发,平时几乎没有话务量,但是有展览、会议、赛事举行的时候,话务量会出现高峰,所以容量估算应该以高峰时计算。民航机场民航机场建筑物结构一般采用全钢骨架、玻璃幕墙、不锈钢铁皮屋顶。候机楼内的房间举架高、面积大、基本无阻挡,传播环境比较简单,信号视距传输,能量以直达径为主。城市的火车站、汽车站、码头等区域具有与民航机场相类似的特点。宾馆酒店该场景建筑物结构多为钢筋混凝土结构,楼层内布局结构复杂,走廊狭长,隔墙厚且多,穿透损耗较大,该环境下高端用户或集团用户比重较大。娱乐场所在大中型城市,娱乐场所数量非常多,主要集中在楼宇底层,少部分位于地下。由于地形的阻隔、建筑
8、物墙体的影响以及娱乐场所内复杂的隔档结构影响,使得该种场景一般都需要加装室内分布系统。该类站点的特点是:室内面积小,用户多,话务需求较高,场所数量众多且分布不集中。地下停车场建筑结构多为加强的钢筋混凝土结构,封闭情况很好。虽然高端用户比重较大,但话务量较小。,电磁波传播损耗参考取值表(材料),四、室内分布系统组网,如上图所示,室内分布系统由信号源部分和信号分布系统两部分组成。,1、信号源部分,信号源为分布系统提供无线信号,信号源可以是无线通信系统的基站、直放站或其它设备。室内无线综合覆盖系统的信号源包括PHS信号源、3G信号源、WLAN信号源、GSM信号源、CDMA信号源等。1.1 信号源类型
9、1.1.1BBU+RRU BBU+RRU分布式基站是相对于传统的集中式基站而言的,它把传统基站的基带部分和射频部分从物理上独立开,中间通过标准的基带射频接口(CPRI/OBSAI)进行连接。传统基站的基带部分和射频部分分别被独立成全新的功能模块BBU(Base Band Unit)和RRU(Remote RF Unit),RRU与BBU分别承担基站的射频处理部分和基带处理部分,各自独立安装,分开放置,通过电接口或光接口相连接,形成分布式基站形态。它能够共享主基站基带信道资源,使得Iub接口中继增益最大化,根据话务容量的需求随意更改站点配置和覆盖区域,满足运营商各种场景的建网需求。,1.1.2宏
10、基站 宏基站一般有专用的机架,可以提供容量,其主要特点如下:1.特点:容量大,是网络的核心,需要机房,可靠性比较好,维 护比较方便;2.覆盖能力:比较强,适用的场合比较多,馈缆长度大于70m时,馈线损耗比较大,对覆盖有一定影响;3.容量:容量大,可支持的载扇数要比其它产品多;4.组网要求:2M传输(可用微波或光纤);5.缺点:设备价格昂贵,需要机房,安装施工较麻烦,不易搬迁,灵活性稍差。宏蜂窝接入方式是以宏蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。宏蜂窝作信号源容量大、覆盖范围广、信号质量好、容易实现无源分布、网络优化简单,是室内分布系统最好的接入方式。但宏蜂窝成本较为昂贵,且需有光纤传输通路,建设周
11、期长。,1.1.3微蜂窝 微基站可以看成是微型化的基站,将所有的设备浓缩在一个比较小的机箱内,可以方便安装;同时微基站和宏基站一样可以提供容量。1.特点:它体积小,不需要机房,安装方便,是一种灵活的组网产品;2.覆盖能力:微基站可以就近天线安装,如塔顶和房顶,直接用跳线将发射信号连接到天线端,馈缆短,损耗小,覆盖范围大。目前微基站标称发射功率有20W和40W两种;3.容量:微基站硬件设计最大支持的信道数是432个。最大可控制三个载扇,通过挂接射频远端站系统,可以实现单载二扇、单载三扇、两载单扇和三载单扇等系统配置;4.组网要求:2M传输(可用微波或光纤)。5.缺点:室外条件恶劣,可靠性不如基站
12、,维护不太方便。微蜂窝接入方式是以室内微蜂窝系统作为室内分布系统的信号源,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。改善高话务量地区的室内信号覆盖,与直放站接入方式相比,微蜂窝方式较好,微蜂窝能够增加网络容量,并且对宏蜂窝无线指标的影响很小。但微蜂窝方式的弱点在于成本较为昂贵,需要进行网络规划,需要增建传输系统,因此,对微蜂窝方式的选取,需要综合权衡移动网络和运营商的多方面因素才能定夺。,1.1.4直放站 直放站是一种信号中继器,对基站发出的射频信号根据需要放大,本身不提供容量,用于对基站无法覆盖且话务量需求比较小的区域进行补充覆盖。直放站应用最广泛
13、的包括无线直放站和光纤直放站两大类,无线直放站可以细分为宽带直放站、选频直放站和移频直放站。1.特点:配套要求低,建设周期短;直放站可以节省电源、传输、机房、铁塔等配套设备的投资,如直放站体积小,室外安装方便,省去了房租费用;直放站使用普通市电供电,一般100-300W,相对于基站的几千瓦功耗和空调的功耗,又节省不少费用;射频或移频直放站不需要传输,可以省去2M传输的租费。因而在配套设施不完善的地方可以灵活应用。2.覆盖能力:覆盖能力不如基站;3.容量:自身不带容量,只解决覆盖问题;4.组网要求:光纤直放站需要光纤与源基站连接;无线直放站不需要传输;5.缺点:容易给基站造成干扰,不易监控;在室
14、外站存在富余容量的情况下,通过直放站将室外信号引入室内可以改善室内信号状况,并且能够分担一定的话务量。利用微蜂窝解决室内信号覆盖,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,直放站以其灵活简易的特点成为解决简单问题的重要方式。射频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。需要指出的是,由于直放站上行噪声会抬升CDMA基站底噪,同时直放站的自激、选择性衰落、时延对直放站输出信号影响很大,造成网络覆盖范围降低、语音质量下降、掉话率升高。这也是直放站干扰困扰我国移动运营商的主要问题之一,从某种意义上说,直放站是一把双刃剑。,1.1.5几种
15、室内信号源的比较 表1 几种室内信号源的比较一,表2 几种室内信号源的比较二,2.信号分布系统 信号分布系统将信号源通过耦合器、功分器等无源器件进行分路,经由馈线将信号尽可能平均地分配到每一分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上。信号分布系统包含有源设备的分布系统称为有源分布系统,只包含无源器件的分布系统称为无源分布系统;按布放位置分为干线部分和支线部分。信号分布系统通常包括室内天线、射频同轴电缆、电缆接头、功分器、耦合器、3dB电桥等无源器件以及干放等有源设备2.1信号分布方式室内分布方式这是室内分布方式的功率分配方式的表现形式。室内分布方式按中继方式的不同,可分为:1)无源分布方式2)有源
16、分布方式室内分布方式按射频信号传输介质来划分,主要可分为:1)同轴电缆分布方式2)光纤分布式方式3)泄漏电缆分布方式这些分布方式的系统组成可以是某种单一的传输介质,也可以是多种介质的灵活组合,针对不同的室内覆盖场景,应选择不同的信号分布方式。,2.1.1无源分布方式 无源分布式系统通过无源器件功分器、耦合器和天线、馈线等组成,信号源通过耦合器、功分器等无源器件进行分路,经由馈线将信号分配到每一副分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上,解决室内信号覆盖问题。,无源天馈分布式系统示意图,该系统主要器件包括信号源、无源器件功分器、耦合器和天线、馈线等。该系统设计较为复杂,需要合理设计分配到每一支路的
17、功率,但无源天馈分布有成本低、故障率低、无需供电,安装方便、维护量小、无噪声累积、适用多系统等优点,因此无源天馈分布方式是实际适用最为广泛的一种室内信号分配方式。但信号在传输过程中产生的损耗无法得到补偿,因此无源系统仅应用于较小范围区域覆盖,如小型写字楼、超市、地下停车场等适用于中小型地区。对于面积较大的室内分布方式,需增加干线放大器的方式,来补偿线路的损耗增大覆盖范围,2.1.2有源分布方式 有源分布式系统主要由干线放大器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。有源系统中的有源设备可以有效补偿信号在传输中的损耗,从而延伸覆盖范围,受信号源输出功率影响较小。有源系统广泛应用于各种大中型室内覆盖系统工
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