《中山火炬职业技术学院毕业综合实践项目-室内分布系统设计》

1、中山火炬职业技术学院毕业综合实践工程工程名称： 室内分布系统设计 作 者： 学 号： 系 别： 信息工程系 专 业： 通信技术 指导老师： 专业技术职务 讲师 摘 要近年来，随着移动通信的快速开展，移动 已逐渐成为人民群众日常生活中广泛使用的一种现代化通信工具，同时广阔移动用户对移动通信效劳质量的要求也越来越高，他们已不再单单满足于良好的室外移动通信效劳，而且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效劳。而现代建筑由于多以钢筋混凝土为骨架，再加上全封闭式的外装修，对无线电信号的屏蔽衰减特别厉害，使通话质量严重下降。具体影响如下，在大型建筑的低层、地下商场、地下停车

2、场等环境下，基站接收信号十分微弱，导致 无法正常使用，形成了信号覆盖的盲区；在大型建筑的中间楼层，由于 可以接收到周围多个不同基站的信号，使基站信号发生重叠，产生乒乓效应，严重影响了 的正常使用；在大型建筑的高层局部，进入室内的无线信号非常杂乱，既有附近几个基站的信号，也有不远处基站的信号通过直射、折射、反射、绕射等方式进入室内，导致室内接收信号忽强忽弱极为不稳定，同频、邻频干扰十分严重。 在这种环境下使用，在空闲状态时小区重选频繁，在通话过程中频繁进行切换，话音质量受到极大影响，容易产生掉话现象。另外，在有些建筑物内，虽然 能够正常通话，但是用户密度太大，信道十分拥挤， 上线困难。因此，如何

3、解决好室内信号的覆盖问题，满足广阔用户的需求，提高网络质量，已变得越来越重要，也成为网络优化工作的一个重点。为解决以上所说的室内信号覆盖不理想的问题，目前最有效的解决方法是在建筑物内安装室内覆盖分布系统。就是将基站的信号通过有线方式直接引入到室内的每一个区域，再通过小型天线将基站信号发送出去，从而到达消除室内覆盖盲区、抑制干扰的目的，为楼内的移动通信用户提供稳定、可靠的室内信号，使用户在室内也能享受高质量的移动通信效劳。关键词：移动通信 信号覆盖 室内信号目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc21286 摘 要 PAGEREF _Toc21286 2 HYPERLI

4、NK l _Toc5109 第一章 室内分布系统概述 PAGEREF _Toc5109 4 HYPERLINK l _Toc2421 1.1 室内分布系统的组成 PAGEREF _Toc2421 4 HYPERLINK l _Toc12636 1.2 室内分布系统的分类 PAGEREF _Toc12636 4 HYPERLINK l _Toc20454 1.3 室内分布系统的目的 PAGEREF _Toc20454 4 HYPERLINK l _Toc25397 第二章 室内分布系统的组网 PAGEREF _Toc25397 5 HYPERLINK l _Toc1904 2.1 信号源局部 P

5、AGEREF _Toc1904 5 HYPERLINK l _Toc16253 2.1.1 室内分布系统信号源的接入方式 PAGEREF _Toc16253 5 HYPERLINK l _Toc11148 2.1.2 室内分布系统的信源的选取 PAGEREF _Toc11148 5 HYPERLINK l _Toc25450 PAGEREF _Toc25450 6 HYPERLINK l _Toc23963 2.2.1 信号分布的方式 PAGEREF _Toc23963 6 HYPERLINK l _Toc2021 2.3 多系统共用信号分布系统组网 PAGEREF _Toc2021 7 HY

6、PERLINK l _Toc1047 2.4 特殊场所覆盖电梯覆盖解决方案 PAGEREF _Toc1047 8 HYPERLINK l _Toc3622 第三章 室内分布系统常用设备技术参数 PAGEREF _Toc3622 9 HYPERLINK l _Toc25748 3.1 电缆 PAGEREF _Toc25748 9 HYPERLINK l _Toc28844 3.2 合路器 PAGEREF _Toc28844 9 HYPERLINK l _Toc5802 3.3 耦合器 PAGEREF _Toc5802 9 HYPERLINK l _Toc7311 3.4 功分器 PAGEREF

7、_Toc7311 9 HYPERLINK l _Toc24372 3.5 天线 PAGEREF _Toc24372 10 HYPERLINK l _Toc9847 3.6 干线放大器 PAGEREF _Toc9847 10 HYPERLINK l _Toc16014 第四章 室内分布系统工程建设 PAGEREF _Toc16014 11 HYPERLINK l _Toc6745 4.1 室内分布系统工程建设阶段 PAGEREF _Toc6745 11 HYPERLINK l _Toc4534 4.1.1 准备工作 PAGEREF _Toc4534 11 HYPERLINK l _Toc2626

8、3 4.1.2 市场工作 PAGEREF _Toc26263 11 HYPERLINK l _Toc25977 4.1.3 协商工作 PAGEREF _Toc25977 11 HYPERLINK l _Toc9457 4.1.4 设计工作 PAGEREF _Toc9457 12 HYPERLINK l _Toc21531 4.1.5 安装工作 PAGEREF _Toc21531 12 HYPERLINK l _Toc22555 4.2 工程的勘测设计 PAGEREF _Toc22555 12 HYPERLINK l _Toc18705 4.2.1 确定覆盖区域 PAGEREF _Toc1870

9、5 12 HYPERLINK l _Toc11003 4.2.2 预测覆盖效果并确定工程方案 PAGEREF _Toc11003 12 HYPERLINK l _Toc9164 4.3 如何评价一个好的室内覆盖系统 PAGEREF _Toc9164 12 HYPERLINK l _Toc26327 参 考 文 献 PAGEREF _Toc26327 13 HYPERLINK l _Toc14764 致 谢 PAGEREF _Toc14764 14第一章 室内分布系统概述1.1 室内分布系统的组成室内分布系统主要由三局部组成：信号源设备微蜂窝、宏峰窝基站或室内直放站；室内布线及其相关设备同轴电缆

10、、光缆、泄漏电缆、电端机、光端机等；干线放大器、功分器、耦合器、室内天线等设备。1.2 室内分布系统的分类按信号源的不同，室内分布系统可分为蜂窝室内分布系统和直放站室内分布系统。蜂窝系统的优点是信号稳定、可靠，通信质量好；缺点是建设周期较长，一次性投资大，还要解决传输线路等问题。因此蜂窝系统大多应用于星级酒店、高级写字楼等比拟大型的室内建筑。直放站系统的优点是投资省、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获得单一纯洁的信号，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。因此直放站系统大多应用于小型酒店、小型娱乐场所等规模较小的室内建筑。按所采用设备的不同

11、，室内分布系统也可以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、平安性高、维护简单。而有源系统的信号经过各级衰耗后，到达末端时可以被放大器放大，到达理想的强度和覆盖效果。但是它建设、维护复杂，近端和所有远端设备都需要电源。目前采用较多的为无源系统。无源天馈分布系统为信号源通过耦合器、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副分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上，从而实现室内信号的均匀分布，解决室内信号覆盖差的问题。其特点是：器件稳定性好，造价较低，本钱主要为功分器、耦合器及馈线。为克服馈线远距离传输的损耗，竖井馈线多采用低损耗的1/2馈线，当覆盖范

12、围比拟大，馈线传输距离比拟远时，需增加干线放大器补偿信号损耗。无源天馈分布系统能有效地将无线射频信号引入室内以及其它宏蜂窝所不能覆盖的地方，提供无缝的射频覆盖，从而解决盲点、热点以及由于频繁切换引起的掉话等问题。1.3 室内分布系统的目的1) 改善建筑物内的盲点2) 改善建筑物内的移动通信网络的质量3) 增加话务容量4) 提高频率复用度，解决高话务密度情况第二章 室内分布系统的组网2.1 信号源局部2.1.1 室内分布系统信号源的接入方式室内分布系统的信号源有以下几种接入方式：1宏蜂窝作信源接入信号分布系统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

13、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。但宏蜂窝本钱较为昂贵，且需有光纤传输通路，建设周期长。2) 微蜂窝作信源接入信号分布系统是以微蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。由于微蜂窝本身功率较小，只适用于较小面积的室内覆盖，假设要实现较大区域的覆盖，就必须增加微蜂窝功放。与宏蜂窝相比微蜂窝本钱较低、对环境要求不高、施工方便等，所以微蜂窝作信号源使用也较为广泛。3) 直放站作信源接入信号分布系统是利用施主天线空间耦合或利用耦合器件直接耦合存在充裕容量的基站信号，再利用直放站设备对接收到的信号进行放大为信号分布系统提供信号源。直放站以其灵活简易的特点成为解决小容量室内分布系统的重要

14、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，在移动通信直放站中也扮演着重要的角色。直放站作信源接入信号分布系统有以下应用方式：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局部信号通过光纤传送到欲覆盖区的直放站3用耦合器从附近基站耦合局部信号通过电缆传送到欲覆盖区的直放站2.1.2 室内分布系统的信源的选取室内分布系统的信源的选取应综合权衡系统容量、频率资源、预期收益、投入本钱、预期效果等多方面因素才能定夺。系统容量直接决定室内分布系统的网络质量，如容量太小将直接导致覆盖区内的信道堵塞、呼损率大幅提高、接通困难、掉话严重等一系列的严重问题。容

15、量太大又会造本钱过高和资源的巨大浪费，因此配置合理的室内分布系统的容量非常重要。以下提供工程设计中的经验值：用户呼损率: 2%直放站覆盖区域的话务量不超过其施主基站话务量的40%当直放站覆盖区域的话务量超过其施主基站话务量的40%时，应改换宏蜂窝或微蜂窝基站作信源。信号分布系统信号分布系统主要由信号分/合路器、功率分配器件、馈线、室内天线等组成，是将基站或直放站的信号均匀的覆盖到室内的每个角落。如下列图：BTS干放2.2.1 信号分布的方式1) 射频无源分布系统无源系统主要由分/合路器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。无源系统没有有源设备故所以障率低、可靠性高、几乎不需要维护、且容易扩展。但信

16、号在馈线及各器件中传递时产生的损耗无法得到补偿，因此覆盖范围受信源输出功率影响较大。信源输出功率大时，无源系统可应用于大型室内覆盖工程，如大型写字楼、商场、会展中心等；信源功率较小时，无源系统仅应于小范围区域覆盖，如小的地下室、超市等。2) 射频有源分布系统有源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程。3) 光纤分布方式光纤分布系统是采用光纤作为传输介质，由覆盖端机主单元、接口单元、远端覆盖单元、天线、光分/合路器件组成。由于光纤损耗小，适合

17、于长距离传输，该系统广泛应用于大型写字楼、酒店、地下隧道、居民楼等室内覆盖系统的建设。如下列图：4) 泄露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，在外导体上产生外表电流，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。如下列图：2.3 多系统共用信号分布系统组网随着地铁、大型展馆、大型建筑群的出现室内分布系统也出现新的特点。多运营商、多种通信制式共用信号分布系统成为被广泛应用的解决方法。POI是多系统共用信号分布系统中不可缺少的关键设备。POI是信号公共的输入输出平台其实现功能如下：1) 实

18、现多频段、多系统的信号共路双向或单向传输如下列图：2) 实现同频段、同系统的多运营商信号共路双向或单向传输如下列图：多系统共用信号分布系统组网就是把多频段、多系统、多运营商的信号通过POI设备公共输入输出平台共用信号分布系统的组网方式。2.4 特殊场所覆盖电梯覆盖解决方案随着用户对网络覆盖质量的要求越来越高，电梯内网络信号的解决越显重要了，由于电梯的结构和其运行状态所具有的特殊性，所以有必要将其作为一个特例来进行分析，目前常用的各类方案有以下几种：1在电梯井道内加装天线为保证电梯门内外正常切换，无掉话，故主机选用宽带直放机，目的是通过调整天线方向，将每层电梯口信号 所能占用的小区信号全部引入电

19、梯，同时遵守整个下行带宽内有主导小区的原那么进行放大，从而保证信号切换过程历经：强内/外弱内/外强内/外。 信源：基站微蜂窝/小型室内直放站无线接入。天线类型：小型定向天线馈线：50 各类馈线2每层电梯大堂分布天线在每层电梯间布放天线，适用于覆盖多部电梯的情况，为了保证电梯良好的覆盖指标，每个天线口理想输入电平不小于10dBm。3高动态线性放大器在电梯轿厢内加装一高动态放大器以补偿电梯在上下运行过程中厢内信号的大幅波动。4随行电缆所用材料：天线类型：室内吸顶天线随行电缆采用多芯软电缆，损耗约为：25dB/100米5泄漏电缆所用材料：7/8“第三章 室内分布系统常用设备技术参数3.1 电缆电缆的

20、差异很大，有许多规格型号，损耗值相差较大，价格也相差很大。因此，应根据实际需要在满足覆盖效果的前提下，尽可能节省本钱。下表是常用电缆及其损耗情况：表1 电缆规格及损耗电缆规格衰减2000MHz,dB/100米7/8波纹发泡电缆1/2波纹发泡电缆普通1/2波纹发泡电缆超柔1/4波纹发泡电缆普通12DFB编织发泡电缆10DFB编织发泡电缆8DFB编织发泡电缆7DFB编织发泡电缆5DFB编织发泡电缆3.2 合路器合路器将室内基站的两个天线端口发送的信号先合成一路。3.3 耦合器耦合器是将信号从一路分至多路干线和支路的元件，其中耦合器的插入损耗值决定干线上的信号强度。表2 耦合器技术规格工程规格5dB

21、7dB10dB15dB20dB插入损耗VSW驻波比耦合损耗5dB7dB10dB15dB20dB最大输入功率15W连接器接口类型N-Female3.4 功分器功分器是将信号平均分配到各个支路上。二功分器表示可以将输入信号平均分配到2个支路上，依此类推。表 功分器技术规格3.5 天线吸顶天线：为全向天线。增益范围为2dB5dB，可安装在天花板等地方。壁挂天线：为定向天线。增益范围为7dB10dB。主要应用于覆盖长条型的走廊和安装吸顶天线有困难的场所。特殊场合应用天线如隧道，地铁，电梯，大厅等覆盖：要求辐射性能特定，安装方式特定，因此电性能及安装结构需特定设计。当前室内覆盖系统比拟多地采用全向吸顶天

22、线和壁挂天线，这类天线外型小巧，容易安装，不影响室内美观。3.6 干线放大器工程参数备注下行上行工作频率范围1900-1915 MHz 增益401 dB功放带增益微调带外抑制待确定由滤波器特性决定带内波动1.2 dB ALC起控点输出功率381 dBm-101 dBm电位器可调互调产物-40 dBc-60 dBc满功率时增益调节范围30 dB30 dB 增益调节步长1 dB 开关启动点输入功率-3 dBm 电位器可调邻道泄漏ACPR600k时-36 dBm满功率时900k时-45 dBm杂散发射带内9K-1G时-36 dBm 带外1-12.75G时-30 dBm 噪声系数 -3 dB 射频开关

23、响应时间500 ns包括检波响应时间接口阻抗50 ohm 输入输出驻波 最大无损输入电平5 dBm-10 dBm更大输入衰减ATT即可 电源电压AC220V20 功耗50 W 第四章 室内分布系统工程建设4.1 室内分布系统工程建设阶段4.1.1 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，下述选点原那么可供参考：1) 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。2) 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。3) 分析

24、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，不管信号覆盖情况如何，均考虑进行覆盖。4.1.2 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开展的时 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。4.1.3 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。4.1.4 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、电源系统共四局部内容。4.1.5 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，一般在周之内可开通系统。4.2 工程的勘测设计4.2.