广东联通室内覆盖工程技术知 识普及读本（第八部分）

1、广东联通室内覆盖工程技术知识普及读本 中国联合网络通信有限公司广东省分公司 移动网络建设部 二零零九年八月 目录 1.室内分布系统简介.4 1.1 电分布系统.4 1.1.1 分类.4 1.1.2 无源分布系统.4 1.1.2.1 无源电分布系统的主要构成.4 1.1.2.2 无源电分布系统的工作方式.4 1.1.2.3 无源电分布系统的特点.5 1.1.3 有源分布系统.5 1.1.3.1 有源电分布系统的主要构成.5 1.1.3.2 有源电分布系统的工作方式.5 1.1.3.3 有源电分布系统的特点.5 1.2 光纤分布系统.6 1.3 信源的选用.6 1.3.1 信源的接入方式.6 1.

2、3.2 信源设备.6 2.室内覆盖工程中器件介绍.7 2.1 功分器.7 2.1.1 功分器的作用.7 2.1.2 种类.7 2.1.3 主要指标.7 2.2 耦合器.9 2.2.1 耦合器的作用.9 2.2.2 种类.9 2.2.3 主要指标.9 2.3 干线放大器.11 2.3.1 作用.11 2.3.2 种类.11 2.3.3 技术指标.11 2.4 直放站.11 2.5 馈线.11 2.6 天线.12 2.6.1 八木天线: .12 2.6.2 室内全向全频天线.13 2.6.3 室内全频定向天线.13 2.7 合路器和电桥.14 2.7.1 作用.14 2.7.2 种类.14 2.7

3、.3 工作机理.14 3.室内覆盖工程选点.14 3.1 总原则.14 3.2 目标覆盖区域的选定方式.15 3.2.1 分析市场发展策略.15 3.2.2 投诉资料.15 3.2.3 路测数据的分析.15 3.2.4 初勘测试的方法.15 4.干放网管知识.15 4.1 主干放的网管编号.16 4.2 干放远程通信方式的网管编码.16 4.3 厂家标识的网管编码.17 5.室内覆盖工程建设中常见问题及参考意见.17 5.1 电梯等场所的覆盖.17 5.2 室内覆盖工程建成后如何优化.18 5.3 如何解决密集、高层小区的室内覆盖.18 5.3.1 住宅小区.18 6.室内分布系统上下行平衡专

4、题分析.18 6.1 前言.18 6.2 工程调测的基本方法.18 6.3 理论基础和原理分析.19 6.3.1 关于噪声的说明.19 6.3.2 GSM 直放站上行噪声对基站的干扰问题.20 6.3.3 上下行平衡条件.22 7.常用室分设备及元器件性能及使用原则.25 8.室内覆盖工程知识点.25 8.1 以下知识点可用于填空、选择、判断题型.25 8.2 以下知识点可用于问答、论述题型.55 8.3 以下知识点可用于操作题型.61 1.室内分布系统简介室内分布系统简介 室内分布系统是将信号源信号均匀地分布在建筑物内部的每个地方，以实现室内覆盖。 这种方式可以彻底解决室内覆盖的问题，但设计

5、较复杂，而且采用的结构不同成本亦不同。 根据信号传输介质的不同，室内分布系统可分为电分布系统和光纤分布系统，根据使用 器件的不同,室内电分布系统又可分为无源分布系统和有源分布系统。 1.1 电分布系统电分布系统 1.1.1 分类分类 电分布系统中，信号源通过馈线和功率分配器件将信号传输到各个室内发射天线进行覆 盖，其中可根据信号衰减的程度增加干线放大器。除信号源外全由无源器件组成，未进行功 率放大的电分布系统为无源分布系统；使用了干线放大器等有源器件，在信号的传输中进行 了信号的放大的电分布系统为有源分布系统。 1.1.2 无源分布系统无源分布系统 1.1.2.1 无源电分布系统的主要构成无源

6、电分布系统的主要构成 系统除信号源外主要由耦合器、功率分配器、合路器、室内天线、馈线等无源器件和电 缆、天线组成。 耦合器：是一种非等功率分配的功率分配器件，常见的有 5 dB、6dB、10dB、15dB、20dB、 30dB 和 40dB 等多种耦合比的耦合器供选择。 功率分配器：是等功率分配器件，常见的有 2 功分、3 功分、4 功分等品种； 合路器：合路器有同频带合路器和双频带合路器两种；同频带合路器能将两个或以上的 同频段信号合成一路信号输出；多频带合路器则能将多个频段的多个发射和接收信号合路于 同一根馈线、双频天线或宽频泄露同轴电缆； 衰减器：用于衰减多余的信号强度，一般用于对输入信

7、号强度有限制的室内型直放站、 有源信号分布系统和室内光纤信号分布系统； 负载：用于吸收无源器件上未使用端口的信号功率； 普通电缆：用于连接系统中的不同功能构件，通常选用同轴电缆； 泄露电缆：由同轴电缆上分装多路天线演变出来的连续天线，兼有普通电缆和天线的作 用； 天线：室内分布系统中采用的天线常见的有全向和定向天线两种，与室外基站使用的天 线相比，一般具有增益低、体积小、易安装的特点。在需要兼容 GSM1800 网络时可采用对 数周期天线，增益特性曲线在 900Mhz 和 1800MHz 具有两个波峰。 1.1.2.2 无源电分布系统的工作方式无源电分布系统的工作方式 无源电分布系统主要是以最

8、合适的方式提取信号源，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均匀地分配到每一付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，解决室内信号覆盖的问题。也可以提取信源，通过耦 合器、功分器等无源器件进行分路后，送入泄露电缆中，在信号传输过程中，将信号均匀的 分布在所经过的区域。这种方式主要适用于地铁及隧道等狭长且有弯道的通道型室内区域。 1.1.2.3 无源电分布系统的特点无源电分布系统的特点 无源天馈分布系统主要有以下特点： 故障率低：由于系统主要由一系列无源器件组成，几乎不存在器件的故障； 频带宽：除提供 900MHz 频段的无源器件外还可以提供

9、1800MHz/900MHz 的双频器件； 系统容量大：无源电分布系统的容量主要由信号源的载频数决定。由于所有的无源器件 均具有较高的功率容限，很容易组成大容量的室内分布系统，扩容也十分方便； 信号分配十分灵活； 投资少。 由于系统中信号功率不经过放大，信号源提供的功率有限，同时考虑到上行信号的传播， 无源室内分布系统的有效服务范围不可能无限大，有一定的限制，一般可以覆盖十几层楼， 建筑面积在 800010000 平方米左右。 1.1.3 有源分布系统有源分布系统 1.1.3.1 有源电分布系统的主要构成有源电分布系统的主要构成 由于电分布系统中使用了功率分配器、耦合器、合路器和馈线进行射频信

10、号的分配与传 输，对信号功率衰减较大，在服务区域较大的情况下，为保证末端天线口的功率，在必要的 位置需进行功率的放大，加装干线放大器，或使用有源天线、变频器等有源器件增加功率。 有源电分布系统中增加的常见器件有： 干线放大器：将输入的低功率信号选频放大后进行输出，主要用于补偿由于信号传输和 分配而引起的功率衰耗； 有源天线：接有电源，可对输入信号先进行放大再输出； 有源集线器：连接到集中供电系统，将直接电压分配到有源分布系统中的各有源元器件， 并进行必要的监控与调整。 1.1.3.2 有源电分布系统的工作方式有源电分布系统的工作方式 有源电分布系统的工作方式与无源电分布方式基本一致，但在系统中

11、的不同位置增加了 有源器件，增加和补偿了射频信号的功率，可连接更多的天线，传送更远的距离，进一步扩 大了服务区域。 由于干线放大器的加入会引起噪声，多级干线放大器级联会形成噪声的累积，影响系统 质量，在设计中一般不采用串联干线放大器的方式。所以，采用干线放大器补偿功率的损耗 是有限的，系统可达到的覆盖范围仍然受到功率和上行信号损耗的限制。 1.1.3.3 有源电分布系统的特点有源电分布系统的特点 相比于无源电分布系统，有源电分布系统的服务范围大，但由于有源器件工作没有无源 器件稳定，要维护的点多，系统维护麻烦，稳定性差，系统成本较高。 同时，由于干线放大器一般都是带选放大的，在引入其他频段的信

12、号源时须在干线放大 器等节点增加支路分别放大，系统的兼容性较差。 1.2 光纤分布系统光纤分布系统 由于电分布系统始终受到功率和上行信号损耗的限制，服务区域有限，在服务的区域间 隔距离远、需要覆盖的区域面积大的情况中，采用光纤室内分布系统较为有利。 光纤室内分布系统在系统中引入光电转换器和光纤，信号先由电光转换器转换成光信号 在光纤中传输到覆盖端，再通过光电转换器转换成电信号，经过放大后送进天线。由于 光纤的传输损耗小，布线比同轴电缆方便，适合于远距离信号传输，适用于大型建筑物室内 覆盖，但成本高。 在实际的应用中，为节省成本，一般以电分布系统为主，在需要进行信号延伸时引入光 纤系统组成混合室

13、内分布系统，扩大和延长系统的服务范围。 1.3 信源的选用信源的选用 1.3.1 信源的接入方式信源的接入方式 室内分布系统应通过一个特定的接口取得信号，即需要信源接入，信源接入主要有宏蜂 窝基站、微蜂窝基站直接接入或耦合和直放站空间耦合。 直接接入：由基站直接将信号接入室内分布系统； 直接耦合：从附近的基站收、发端口用耦合器或分路器获取一定比例的信号，接入室内 分布系统。该方式适用于距离基站较近的分布系统或安装有专供室内分布系统接入的基站的 情况。优点是接入或耦合的信号不会泄露到外界空间，避免了干扰，但采用直接耦合方式限 制了系统信源的位置，采用专门的基站直接接入在室内话务较低时基站话务利用

14、率低。且须 考虑基站的频率配置，以避免站间的干扰。 直放站空间耦合：利用直放站来选取合适的附近基站小区信号。直放站的施主天线耦合 接收施主小区在空间的下行信号，同时向施主小区发射覆盖区用户的上行信号。优点是成本 低，耦合方式简易。但在复杂的空间无线环境中，耦合得到的施主小区信号噪声难以抑制， 发射的上行信号可能会对别的小区造成干扰，影响系统的服务质量；如果室内话务量高，则 会增加施主小区的负担，甚至造成阻塞。 1.3.2 信源设备信源设备 室内分布系统可选用宏蜂窝基站（含 BBU+RRU） 、微蜂窝基站、直放站等作为信源。 宏蜂窝基站具有功率大的优点，对扩大覆盖范围较为有利，但投资较大，安装不

15、便，需 要的配套设施多，在室内分布系统服务区域内话务量不高的情况下会造成话务资源的浪费。 微蜂窝基站相比于宏蜂窝基站安装便利，投资较小，但输出功率略小。在室内分布系统 吸收的话务量未达到微蜂窝基站设计的话务量时仍会有话务资源的浪费。 直放站安装方便，投资最小，但有可能造成系统内与外界网络的干扰，同时在系统服务 区域话务量较高时会增加施主基站小区的负担，而且在有源电分布系统中为避免多个放大器 串联引起的质量下降，一般不再串联干线放大器，限制了系统的服务区域。 室内分布系统在选择信号源时，主要应根据无线环境情况、要服务的区域的话务情况和 所选室内分布系统类型确定。一般对较小的室内分布系统，在话务量

16、较低时可选用直放站从周边小区耦合 信号；对较大的室内分布系统，根据其可能达到的话务情况及安装条件选用微 蜂窝或宏蜂窝基站作为信源。 2.室内覆盖工程中器件介绍室内覆盖工程中器件介绍 本节主要介绍室内覆盖工程主要使用到的器件。包括器件的外观、作用、种类、主要技 术指标定义和范围等。 2.1 功分器功分器 2.1.1 功分器的作用功分器的作用 是将功率信号平均地分成几份，给不同的覆盖区使用。 腔体二功分器照片 腔体三功分器照片 2.1.2 种类种类 功分器一般有二功分、三功分和四功分 3 种。 功分器从结构上分一般分为：微带和腔体 2 种。腔体功分器内部是一条直径由粗到细成 多个阶梯递减的铜杆构成

17、,从而实现阻抗的变换,二微带的则是几条微带线和几个电阻组成, 从而实现阻抗变换。 2.1.3 主要指标主要指标 包括分配损耗、插入损耗、隔离度、输入输出驻波比、功率容限、频率范围 和带内平坦度、输入阻抗。 以下对各项指标进行说明: 分配损耗：指的是信号功率经过理想功率分配以后和原输入信号相比所减小的量。 此 值是理论值，比如二功分是 3dB，三功分是 8dB,四功分是 6dB。 （注：因功分器输出端阻 抗不同，应使用端口阻抗匹配的网络分析仪能够测得与理论值接近的分配损耗） 耦合器和三功分器图示 分配损耗的理论计算方法:如上图所示。比如有一个 30dBm 的信号，转换成毫瓦是 1000 毫瓦，将

18、此信号通过理想 3 功分器分成 3 份的话，每份功率100033333 毫瓦，将 3333 毫瓦转换成 dBm10lg3333=.2dBm, 那么理想分配损耗输入信号输出功率 30.2=8dB,同样可以算出 2 功分是 3dB，4 功分是 6dB 插入损耗：指的是信号功率通过实际功分器后输出的功率和原输入信号相比所减小的量 再减去分配损耗的实际值， （也有的地方指的是信号功率通过实际功分器后输出的功率和原 输入信号相比所减小的量） 。插入损耗的取值范围一般腔体是：1dB 以下；微带的则根据 二、三、四功分器不同而不同约为：42dB、53dB、74dB。 插损的计算方法：通过网络分析仪可以测出输

19、入端 A 到输出端 B、C、D 的损耗，假设 3 功分是.3dB,那么，插损实际损耗理论分配损耗.3dB-8dB=5dB.微带功分器的 插损略大于腔体功分器,一般为 5dB 左右,腔体的一般为 1dB 左右。由于插损不能使用网 络分析仪直接测出，所以一般都以整个路径上的损耗来表示（即分配损耗插损）： 5dB/.5dB/.5dB 等来表示二/三/四功分器的插损。 隔离度：指的是功分器输出各端口之间的隔离，通常也会根据二、三、四功分器不同而 不同约为：1822dB、1923dB、2025dB。隔离度可通过网络分析仪测，直接测出各个输 出端口之间的损耗，如上图淡蓝色曲线所示，BC 间，及 CD 间的

20、损耗。 输入/输出驻波比：指的是输入/输出端口的匹配情况，由于腔体功分器的输出端口不是 50 欧姆，所以对于腔体功分器没有输出端口的驻波要求，输入端口要求则一般为：34 甚至有 15 的；微 带功分器则每个端口都有要求，一般范围为输入：23 输出：34。 功率容限：指的是可以在此功分器上长期（不损坏的）通过的最大工作功率容限，一般 微带功分器为：3070W 平均功率，腔体的则为：100500W 平均功率。 频率范围：一般标称都是写 8002200MHz，实际上要求的频段是：824960MHz 加上 17102200MHz，中间频段不可用。有些功分器还存在 8002000MHz 和 800250

21、0MHz 频段 带内平坦度：指的是在整个可用频段内插损含分配损耗的最大值和最小值之间的差值，一般为：25dB。 2.2 耦合器耦合器 2.2.1 耦合器的作用耦合器的作用 将信号不均匀地分成 2 分(称为主干端和耦合端，也有的称为直通端和耦合端) 腔体耦合器照片 2.2.2 种类种类 耦合器型号较多如 5 dB、10 dB、15 dB、20 dB、25 dB、30 dB 等。 从结构上分一般分为：微带和腔体 2 种。腔体耦合器内部是 2 条金属杆,组成的一级耦合. 微带耦合器内部是 2 条微带线,组成的一个类似于多级耦合的网络. 2.2.3 主要指标主要指标 耦合度、隔离度、方向性、插入损耗、

22、输入输出驻波比、功率容限、频段范围、带内平坦度、输入阻 抗。 以下对各项指标进行说明: 耦合度：信号功率经过耦合器，从耦合端口输出的功率和输入信号功率直接的差值。 （一般都是理论 值如：6dB、10dB、30dB 等） 耦合器和三功分器图示 耦合度的计算方法：如上图所示。是 信号功率 C-A 的值 比如输入信号 A 为 30dBm 而耦合端输 出信号 C 为 24dBm 则耦合度C-A30-246dB，所以此耦合器为 6dB 耦合器。因为耦合度实际上没有这 么理想，一般有个波动的范围，比如标称为 6dB 的耦合器，实际耦合度可能为：.5.5 之间波动。 隔离度：指的是输出端口和耦合端口之间的隔

23、离；一般此指标仅用于衡量微带耦合器。并且根据耦合 度的不同而不同：如：510dB 为 1823dB，15dB 为 2025dB，20dB（含以上）为：2530dB； 计算方法：如上图指的是图中的淡蓝色曲线上的损耗，使用网络分析仪将信号由 B 输入，测 C 处减小的量 即为隔离度。 输出端 直通端 （主干端） 耦合端 方向性：指的是输出端口和耦合端口之间的隔离度的值再减去耦合度的值所得的值，由于微带的方向 性随着耦合度的增加逐渐减小最后 30dB 以上基本没有方向性，所以微带耦合器没有此指标要求，腔体耦 合器的方向性一般为：17002200MHz 时：1719dB，824960MHz 时：182

24、2dB。 计算方法：方向性隔离度耦合度 例如 6dB 的隔离度是 38dB，耦合度实测是.5dB，则方向性隔离度耦合度38.5=35dB。 耦合损耗：理想的耦合器输入信号为 A，耦合一部分到 B，则输出端口 C 必定就要有所减少。耦合器 和功分器均为无源器件，在工作中不使用电源（即不消耗能源） ，没有功率补充，因为能量是守恒的，输 入信号与多个输出信号之和相等（不计插入损耗） 。 计算方法是：首先将所以端口的“dBm”功率转换成“毫瓦”为单位表示，比如 A 输入端的功率原来 是 30dBm，转换成“毫瓦”是 1000 毫瓦，而耦合端的输出是.5dBm（先假设用的是 6dB 耦合器，并且 6dB

25、 耦合器实际耦合度是.5dB）,将.5dBm 转换成毫瓦是：.23 毫瓦。再假设此耦合器没有其它损耗，那么剩下 的功率应该是 1000.23=6877 毫瓦，全部由输出端输出。将 6877 毫瓦转换成“dBm”.349, 那么此耦 合器的耦合损耗就等于输入端的功率（dBm）输出端的功率（dBm）30dBm.349dBm651dB 这个值指的是耦合器没有额外损耗（器件损耗）的情况下的耦合损耗。 插入损耗：指的是信号功率经过耦合器至输出端出来的信号功率减小的值再减去分配损耗的值所得的 数值。一般插损对于微带耦合器则根据耦合度不同而不同，一般为：10dB 以下的：355dB,10dB 以上的： 25

26、dB。 计算方法：由于实际上耦合器的内导体是有损耗的，如上图所示以 6dB 耦合器为例，在实际测试中假 设输入 A 是：30dBm，耦合度实测是：.5dB，输出端的理想值是.349dBm（根据实测的输入信号，和耦合度 可以计算得出） ，再实测输出端的信号，假设是.849dBm,那么插损理论输出功率实测输出功率.349- .849=5dB； 输入/输出驻波比：指的是输入/输出端口的匹配情况，各端口要求则一般为：24； 功率容限：指的是可以在此耦合器上长期（不损坏的）通过的最大工作功率容限，一般微带耦合器为： 3070W 平均功率，腔体的则为：100200W 平均功率。 频率范围：一般标称都是写

27、8002200MHz，实际上要求的频段是：909960MHz 加上 17102200MHz，中间频段不可用。有些功分器还存在 8002000MHz 和 8002500MHz 频段 带内平坦度：指的是在整个可用频段耦合度的最大值和最小值之间的差值，微带一般为：52dB。 腔体由于耦合度是一条曲线，所以没有此要求。 1）微带耦合器平坦度: 10dB 以下一般为 5dB,1020dB 一般为 5dB,2030 一般为 0dB 2）腔体耦合器的平坦度:由于腔体耦合器的耦合度是一条类似于抛物线的曲线,所以平坦度非常差.实 际使用中表示起来比较困难可以参考下表: COUPLINGCOUPLING CHAR

28、ACTERISTICSCHARACTERISTICS COUPLINGCOUPLING (REF.(REF. INPUT),INPUT), DB,DB, ININ RANGERANGE 806 960 1710 - 1990 1990 2200 .88 .8 8 .88 12 8 46 .4 6 .46 .4 7 .48 .4 8 .48 14 8 .5 9 28 9 38 0 10 8 .4 8 .4 0 .1 0 24 0 34 3 2.3 干线放大器干线放大器 2.3.1 作用作用 干线放大器简称干放。作用是在室内覆盖信号源功率不够的主干末端对信号功率进行放大,以满足覆 盖的要求. 2.

29、3.2 种类种类 根据运用在不同的网络分为 GSM 和 DCS 干线放大器，其内部结构相同于直放站。根据不同的功率主要 分为 2W 和 5W 直放站。 2.3.3 技术指标技术指标 类似宽带直放站，可参照国家有关部门颁发室内宽带直放站的技术指标要求。由于是在主干上使用的 所以输入电平比较高一般在-15+15dBm 左右,增益根据输出功率的不同有所不同,例如 2W 干放一般增益为 3040dB。 2.4 直放站直放站 直放站按照信号传输的方式分有射频/光纤/移频 3 种类型, 按照频带宽带不同分有:选频/宽带/选带 3 种类型。 2.5 馈线馈线 室内覆盖用的馈线基本上只有 3 种 7/8（普通

30、）,1/2 英寸（普通）和 1/2(超柔)，它们都是同轴电缆， 由于微波信号只在同轴电缆的外导体的内表面与内导体的外表面上传导，所以 7/8 英寸的电缆由于内导体 较粗，而且都是空心的，而 1/2 的内导体由于较细所以就是铝的，并在内导体上镀一层铜，有利于信号传 递。根据表皮的不同材料有区分有阻燃和普通 2 种。 1/21/2 馈线图例馈线图例 7/87/8 馈线图例馈线图例 馈线的主要指标是插损,插损根据频率和长度等不同而不同,一般可以参照: 1/4”馈线1/2”超柔馈线1/2”馈线7/8”馈线 型号 M2930 M2932（阻燃） M2839 M2830（阻燃） M1473 M2831（阻

31、燃） M1474 M2832（阻燃） 内导体外径 5mm6mm8mm9mm 外导体外径 .6mm11mm17mm27mm 尺 寸 (mm) 绝缘套外径 .5mm14mm16mm.75mm 特性阻抗（欧姆） 501505501501 频率上限（GHz） 151085 一次最小弯曲半径 40mm32mm70mm120mm 900MHz1515.8887 百米损 耗(dB) 1800MHz20.25112.8 阻燃性消烟无卤素阻燃外鞘 工作温度-40 到 85 2.6 天线天线 天线的主要指标：包括增益、波束宽度、频段范围、前后比、极化方式和驻波比等 增益：特定天线和理想点源天线在覆盖区内电场强度的

32、差值（dBi） ；一般全向天线为 2dBi 左右，板 状定向则有：418dBi 等不等。增益一般以 dBi 和 dBD 为单位表 波束宽度：是指定向天线在辐射的方向上左右各比典型值下降 3dB（一般为 3dB）的这个范围和天线 之间形成的夹角，也称为半功率角。比如有 65 度、45 度、120 度、360 度等。 前后比：指的是定向天线辐射方向前瓣最大值和辐射的反方向30内后瓣最大值（背面）电场强度的 比值。 极化方向：一般陆地移动通信只有垂直和水平和45双极化 3 种， （另外还有圆极 化等） 驻波比：指的是天线输入口的匹配能力，是衡量天线工艺和质量水平的重要标致。一般 25 不等。 以下介绍几种室内覆盖工程常用天线: 2.6.1 八木天线八木天线: 特点：方向性较强、安装方便。 主要用于室外藕合和电梯覆盖。 （照片如右图） 电气指标电气指标一般值 频率范围800-960MHz800-960MHz 或或 1710-1880MHz1710-1880MHz（不能同时兼容两个频段）（不能同时兼容两个频段） 极化方式垂直线极化垂直线极化 增益10dBi10dBi 左右左右 VSWR5:115dB15dB 2.6.2 室室内全向全