浅析室内分布系统及工程设计

摘要：首先介绍了室内分布系统的结构，分析了对信号源和分布系统的选取原则，然后简要说明了室内规划原则和工程设计流程，最后对系统的关键问题进行了分析。

关键词：室内分布系统 系统设计 覆盖

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）07-0121-02

1 前言

随着移动通信技术的迅速发展，基站数目的增加，2G/3G的室外无缝覆盖已经基本实现，通信质量也明显提高。高大建筑物、地下停车场的大量出现，严重地屏蔽了室外的无线信号，形成室内盲区和弱覆盖区。此外，大型商场、会展中心等地方移动用户数密集由于话务量大，对语音和数据业务的要求也高，容易导致信道拥塞，用户接入失败率高。根据最新统计结果：70%话务量产生在室内，室内数据量更是高达 90%。如果室内话务量不能很好地被吸收，就会严重影响服务质量，因此，室内分布系统的建设和优化至关重要。

2 室内分布系统

2.1 室内分布系统的组成结构

室内分布系统是针对室内移动用户群，解决室内覆盖的一种有效方案。它是通过一定的方法，把取得的基站信号利用分布系统均匀地覆盖到室内。室内分布系统由信号源和分布系统组成。信号源是室内分布系统的信号发生器，是有源设备主要由基站和直放站组成。分布系统由馈线、干线放大器、功分器、耦合器、天线等器件组成（图1）。

2.2 信号源选取

常用的信号源包括宏蜂窝、微蜂窝、BBU+RRU和直放站。在进行室内覆盖设计时，应根据目标区域的覆盖面积、容量、资金投入及安装条件等各方面情况，从而确定系统的信号源（表1）。

2.3 分布系统的分类

分布系统的主要功能是通过馈线传输信源的信号，在利用功分器、耦合器等分配器件将信号进行分路，使信号尽量平均地分配到各个室内天线上。根据工程规模大小，室内分布系统可分为无源分布方式、有源分布方式、泄漏电缆分布方式，光纤分布方式。

（1）无源分布方式主要由合路器、功分器、耦合器、馈线、天线等组成。无源系统因为没有有源设备，所以可靠性高，故障率低且安装方便。但信号源功率有限，在加上传输损耗大，覆盖范围有限。

（2）有源分布方式是在无源的基础上加入了干线放大器，干放可以有效补偿信号在传输中的损耗，它的优点是设计简单、覆盖范围大；缺点是成本高、故障率高、有噪声积累。

（3）泄漏电缆分布系统是一种很特殊的分布系统，主要应用在地铁、隧道等特殊区域。其信号分布均匀，引入噪音小，但是施工困难、造价昂贵而且覆盖范围小。

（4）光纤分布方式是利用光纤作为传输介质，所以损耗小和传输距离远适用于大型室内覆盖系统，但是需要光电转换，设备复杂，成本高昂。

3 室内分布系统的规划和设计

3.1 规划原则和指标

任何无线制式的室分系统在大的设计方向上都是保证覆盖水平、满足容量要求、抑制干扰信号，从而提高业务的质量。

（1）设计时结合建筑结构特点，不能改变建筑物的结构和装修，保证美观；

（2）满足国家电磁辐射环保规定，即《环境电磁波卫生标准》（GB9175-88）和《电磁辐射防护规定》（GB8702-88）。要求室内天线口总功率一般不能大于15dBm；

（3）覆盖水平的一般要求是移动终端在目标区域内的95%的地理位置，99%的时间可接入网络；

（4）无线覆盖的边缘强度：室内边缘强度≥-85dBm，WLAN边缘强度≥-75dBm，在室外10m应满足导频信道功率RSCP小于-95dBm，电梯和地下车库要求≥-90dBm；

（5）规定在基站接收端位置收到的上行噪声电平应小于-120dBm；

（6）控制好系统干扰，做好邻区规划，保证服务小区和其他小区正常切换。

3.2 设计流程（图2）

（1）站点勘察主要是了解目标楼宇的物业情况、建筑结构、周边覆盖情况、已有室分系统的情况为工程设计提供依据；

（2）确定覆盖方式是根据室内站点的建筑面积、用途、结构特点等勘察结果，结合覆盖质量的要求，进行覆盖和容量的估算，确定信号源、功分器、合路器和天线等射频器件的选用，计算信号源、传送器件和天线的数量。

（3）场强模拟测试是由于室内结构复杂，通过模拟测试可以更精确地模拟无线信号的传播模型，从而确定天线的具体安装位置、型号和发射功率。这也是室分精确覆盖的必要环节。

（4）方案设计除了完成详细的信源到天线的走线方式设计，还有室分的无线参数配置设计，如小区合并分裂设计、邻区参数配置、切换参数配置、频率扰码参数配置等。

（5）方案会审评审合格后，根据规划原则和设计目标完成设计文件，用来指导施工建设。

（6）设计文件应包括设计思路、工程规模、计算和分析、设备选取、施工安装要求、投资和设计图纸等。

4 系统设计关键考虑的问题

4.1 无源器件的使用问题

（1）考虑室内分布系统的改造和扩容，根据目前我国现有无限制式使用的频率，器件上优先选用工作频率为800-2500MHz的宽带器件。

（2）室内分布系统平层馈线长度超过50m的建议使用7/8英寸馈线；主干馈线超过25m需要使用7/8馈线。

4.2 干线放大器的使用问题

干放是有源器件，虽然能给室分系统带来延伸覆盖的好处，但在室分系统使用时会额外引入噪声，导致系统低噪抬升，降低系统的可靠性。所以一定要慎用干放、少用干放、不能串联使用干放、避免在主干路使用干放等。

4.3 天线放置问题

在室内环境复杂的区域中，天线的放置一般采用“小功率，多天线”方式进行放置，这样有利于无线信号控制和均匀覆盖。在半开放环境，如超市、商场等，覆盖半径取10m-20m，在封闭环境一般取6-12m。在靠近窗口的墙壁安装挂装式定向天线向屋里覆盖，减少室内信号对室外泄漏。

4.4 室内外的泄漏控制分析

在大楼的门厅处、高层窗口处，室外信号很容易飘入室内，在室外宏站已经建好的情况下，通过在大楼的底层和高层的典型楼层经行测试，评估室内外信号强度。

（1）如果室外信号过强，则通过两个途径规避：一是协调室外设计人员，通过调整方向角、下倾角或降低发射功率的方式来规避；二是加大室内信号强度，使室内窗口或门厅处的室内信号强度大于室外信号强度5-10dBm。

（2）如果室内信号过强，也可以通过两个途径规避：一是改变天线的安装位置；二是降低室内天线口的发射功率，一般要求在室外10m处室内信号导频信道强度比室外信号强度低5-10dBm。

5 结语

室内分布系统是通信网络优化和维护的一种重要手段，在做工程设计不仅要考虑覆盖、容量、干扰等因素，还需从器件的选用、经济和工程施工难易角度考虑，尽量达到减少投资、提高收益和保证质量。由于室内建设环境复杂多变，要达到效果好、投资低还需要在实践中不断地探索和总结。

参考文献

[1]桂树，陈伟，徐莹.《综合室内分布系统关键技术分析研究》.信息通信，2008年第1期.

[2]杨邵文.《室内分布系统介绍和设计方案探讨》.科技传播，2011年11月.

[3]张若文.《室内分布系统的设计》.电信技术，2007年12月.