大后，經光模塊進行光解調，通過光纖傳輸至光近端機。光遠端機將信號傳送至基站，完成上下行鏈路的暢通。監控功放雙工器監控功放雙工器BTS雙工器光模塊光模塊BTS雙工器光模塊光模塊監控手機監控手機監控低噪放監控低噪放圖2-3光纖分布系統光纖天線分布系統和其他幾種系統相比具有以下優缺點，優點是信號傳輸性能好，可不考慮信號長距離傳輸衰減問題，無須在建筑物內安放長距離的電纜，安裝方便；缺點是因光電器件較為昂貴而使系統的總造價太高，同時光纖可彎曲性差，易折斷，給施工造成一定難度。2.2.3無源天線分布系統室內覆蓋無源天線[8]分布系統即；基站或微蜂窩信號源通過耦合器、功分器、接頭等無源器件進行分路，經由饋線將信號盡可能平均地分配到每一副分散安裝在建筑物各個覆蓋區域的底功率天線上，從而實現室內信號的均勻分布，解決室內信號覆蓋的問題。由于所有器件包括耦合器、各類功分器、天線等均無需提供電源，所以稱為無源天線分布系統。無源天線系統主要由藕合器、合路器、功分器、饋線及天線組成，對基站或微蜂窩提供的RF信號直接由饋線傳送到天線發射出去，是一種簡單的室內覆蓋方式。無源天線系統是室內分布系統的基礎。其原理如圖2.4。無源天線系統主要部件及功能如下；藕合器(Coupler)，主要用于主干與支路之間功率不平衡分配。常用于對規定流向微波信號進行取樣，主要目的是隔離及分離信號。合路器(Combiner)，主要對多個載頻或信號源進行合路并輸出。功分器(Splitter)，主要用于支路連接天線時進行功率分配，通常將一路信號能量分成兩路或者多路輸出，一般為能量的等值分配。饋線(Coaxial)，主干一般用7/8"電纜，支路一般采用1/2"或8D、10D電纜。天線(Antenna)，用來輻射和接收無線電波的裝置。室內一般采用小的全向(帽狀、鞭狀)或定向天線(板狀)。無源天線系統有其自身的特性，它采用無源器件，價格低廉，同時發射功率較大，覆蓋面積廣，能方便解決多種頻段共存覆蓋問題。無源天線系統技術指標如表2-1。BTS/微蜂窩BTS/微蜂窩GSM微蜂窩功分器圖2-4無源天線系統表2-1無源天線系統技術指標頻率范圍上行頻段可調下行頻段可調增益上行30-60Db可調下行20-50Db可調帶內平坦度小于2dB輸出功率大于33dBm(2W)噪聲系數小于8dB三階互調產物小于–36dBm雜散發射小于–36dBm輸入、輸出阻抗50ohm輸入、輸出駐波比小于1.5；1輸入、輸出接口Nfemale電源交流220V/50Hz功耗小于50W環境溫度-10－50℃環境濕度10-90%(不結露)在表2-1中，增益是指直放站在線性工作范圍內對信號燈最大放大能力。帶內平坦度，又稱帶內波動，使指有效工作帶寬內最大和最小點平等差值。噪聲系數是指直放站在工作頻帶內，正常工作時的輸入信噪比與輸出信噪比的差值。互調衰減指當以工作頻帶內的兩個信號輸入直放站后，由于直放站的非線性而在七輸出端口產生互調產物。互調衰減是指對這些互調產物的抑制能力。雜散發射是指除去工作載頻以及正常調制相關的邊帶以外的頻率上的輻射。駐波比[9]是指輸入電壓駐波比是指直放站輸入信號與反射信號的比值。2.2.4泄漏電纜分布系統室內覆蓋泄漏電纜分布系統即；信號源通過泄漏電纜把信號傳送到建筑物的各個覆蓋區域，同時通過泄漏電纜外套體上的一系列有規律的開口，在外套體上產生表面電流，從而在電纜開口處橫切面上形成電磁場，把信號沿電纜縱向均勻地發射出去和接收回來。該系統適用于電梯井、隧道、地鐵、高速公路等天饋系統難以發揮作用的地方，也可用于對信號強度可控性要求較高的建筑物。泄漏電纜分布系統作為獨立的天饋系統需與有源天線分布系統、無源天線分布系統或光纖天線分布系統配合使用。

泄漏電纜的分為耦合型、發射型和分段泄漏型三類。耦合型泄漏電纜是在低損耗的電纜外導體上連串開口或開槽，在GSM900/1800雙頻段性能良好，專門用于室內覆蓋系統。目前有電纜廠家生產，如NOKIA，ANDREW等，國內如漢勝也有3/8英寸、1/2英寸、7/8英寸等產品。目前產品外導體均為波紋或光滑銅套管，因而價格較高，適合于惡劣環境下使用。技術指標如表2-2。表中，耦合衰減是由電纜離開到外部空間接收天線之間的損耗，電纜與測試天線的距離為2m，50%的接收概率測得。發射型泄漏電纜是在低損耗的電纜外導體上等間隔開口，開口的距離約等于1/2工作頻段波長，使耦合損耗在某一頻段較小并保持穩定。適用于800-2000MHz，較少使用于室內覆蓋系統。同時，因生產工藝較復雜，其價格比耦合型泄漏電纜高。技術指標同耦合型泄漏電纜。分段泄漏型電纜是在低損耗的電纜外導體上非等間隔分段開口，分段的距離使電纜在某一頻段內線路衰減最小，耦合衰減隨電纜長度而逐漸降低，因此需隨著電纜長度的增加而增加單位長度的開口數量，增加泄漏量，降低耦合衰減。分段泄漏型電纜較其它泄漏電纜信號分布更均勻，更適合于室內覆蓋系統使用。分段泄漏型電纜只適合現場加工，目前無電纜廠家生產。可使用普通編織型電纜(如7D，8D，10D電纜)，因而價格低廉，同時可按使用場所不同而調整技術指標，使用靈活性較好。但因現場制作，技術指標一致性難以保證，同時電纜外護套被損壞，隨著使用時間的延續，電纜外導體易腐蝕，從而導致指標漂移等不可測現象的發生，故不適合于惡劣環境使用。整個系統原理如圖2-5。表2-2泄漏電纜技術指標

3/8英寸1/2英寸7/8英寸結構參數內導體外徑(mm)3.104.609.10外導體外徑(mm)9.7014.024.9護套外徑(mm)111628機械性能指標最小彎曲半徑(mm)95100250最大拉伸力(daN)113120160電氣性能指標直流電阻(Ω/km)內導體3.481.480.93外導體3.303.301.05電容(pF/m)76特性阻抗(Ω)50±2駐波比<1.3傳輸速率88%最大衰減(dB/100m)900MHz12.19.55.31800MHz17.413.17.5耦合衰減*(dB)900MHz6868691800MHz747372工作頻率范圍0－4GHz圖2-5泄漏電纜分布系統2.2.5有源天線分布系統和無源天線分布系統混合應用簡述對于樓層高且面積較大的建筑物，可采用、分布天線系統和、無源天線系統混合使用的方式進行室內覆蓋。大樓的高層部分(10F以上)采用、分布天線系統大樓的10層以下部分(含地下室)采用、無源天線系統。此種網絡結構既能充分發揮有源系統和無源系統的特長，又能大量節省投資。

結合雙方的特點，可將基站的RF源直接由7/8"電纜作為主干線進行傳輸，在主干線上采用不同比例的藕合器分配RF信號，再根據樓層的實際情況采用無源系統或有源分布天線系統接入各樓層，從而靈活的實現室內覆蓋。每個分布天線系統的天線輸出口可采用RF功分器分出多路RF信號，接入天線后可對室內提供有效覆蓋。混合應用結構如圖2-6。圖2-6混合應用3信號覆蓋分析3.1室內分布天線系統概述GSM的歷史可以追溯到1982年，當時，北歐四國向CEPT（ConferenceEuropeofPostandTelecommunications)提交了一份建議書，要求制定900MHZ頻段的歐洲公共電信業務規范，以建立全歐統一的蜂窩系統。同年，成立了移動通信特別小組（GSM-GroupSpecialMobile)。在1982年～1985年期間，討論焦點是制定模擬蜂窩網標準還是制定數字蜂窩網標準問題，直到1986年決定為制定數字蜂窩網標準。1986年，在巴黎對不同公司、不同方案的系統（8個）進行了比較，包括現場試驗。1987年5月選定窄帶TDMA方案。與此同時，18個國家簽署了諒解備忘錄，相互達成履行規范的協議。1988年頒布了GSM標準，也稱泛歐數字蜂窩通信標準。在現階段，GSM包括兩個并行的系統：GSM900和DCS1800，這兩個系統功能相同，主要是頻率不同。在GSM建議中，未對硬件作出規定，只對功能和接口制定了詳細規定，這樣便于不同產品可以互通。GSM建議共有12個系統。

GSM數字蜂窩通信系統的主要組成部分可分為移動臺、基站子系統和網絡子系統。基站子系統（簡稱基站BS）由基站收發臺（BTS）和基站控制器（BSC）組成；網絡子系統由移動交換中心（MSC）和操作維護中心（OMC）以及原地位置寄存器（HLR）、訪問位置寄存器（VLR）、鑒權中心（AUC）和設備標志寄存器（EIR）等組成。1．移動臺（MS）即便攜臺（手機）或車載臺。也可以配有終端設備（TE）或終端適配器（TA）。移動臺是物理設備，它還必須包含用戶識別模塊（SIM），SIM卡和硬件設備一起組成移動臺。沒有SIM卡，MS是不能接入GSM網絡的（緊急業務除外）。2．基站收發臺（BTS）包括無線傳輸所需要的各種硬件和軟件，如發射機、接收機、支持各種小區結構（如全向、扇形、星狀和鏈狀）所需要的天線，連接基站控制器的接口電路以及收發臺本身所需要的檢測和控制裝置等。3．基站控制器（BSC）是基站收發臺和移動交換中心之間的連接點，也為基站收發臺和操作維修中心之間交換信息提供接口。一個基站控制器通常控制幾個基站收發臺，其主要功能是進行無線信道管理、實施呼叫和通信鏈路的建立和拆除，并為本控制區內移動臺的過區切換進行控制等。4．移動交換中心（MSC）是蜂窩通信網絡的核心，其主要功能是對位于本MSC控制區域內的移動用戶進行通信控制和管理。例如：（1）信道的管理和分配；（2）呼叫的處理和控制；（3）過區切換和漫游的控制；（4）用戶位置信息的登記與管理；（5）用戶號碼和移動設備號碼的登記和管理；（6）服務類型的控制；（7）對用戶實施鑒權；（8）為系統中連接別的MSC及為其它公用通信網絡，如公用交換電信網（PSTN）、綜合業務數字網（ISDN）和公用數據網（PDN）提供鏈路接口，保證用戶在轉移或漫游的過程中實現無間隙的服務。由此可見，MSC的功能與固定網絡的交換設備有相似之處（如呼叫的接續和信息的交換），也有特殊的要求（如無線資源的管理和適應用戶移動性的控制）。5．原地位置寄存器（HLR）是一種用來存儲本地用戶位置信息的數據庫。在蜂窩通信網中，通常設置若干個HLR，每個用戶都必須在某個HLR（相當于該用戶的原籍）中登記。登記的內容分為兩類：一種是永久性的參數，如用戶號碼、移動設備號碼、接入的優先等級、預定的業務類型以及保密參數等；另一種是暫時性的需要隨時更新的參數，即用戶當前所處位置的有關參數，即使用戶漫游到HLR所服務的區域外，HLR也要登記由該區傳送來的位置信息。這樣做的目的是保證當呼叫任一個不知處于哪一個地區的移動用戶時，均可由該移動用戶的原地位置寄存器獲知它當時處于哪一個地區，進而建立起通信鏈路。6．訪問位置寄存（VLR）是一種用于存儲來訪用戶位置信息的數據庫。一個VLR通常為一個MSC控制區服務，也可為幾個相鄰MSC控制區服務。當移動用戶漫游到新的MSC控制區時，它必須向該地區的VLR申請登記。VLR要從該用戶的HLR查詢有關的參數，要給該用戶分配一個新的漫游號碼（MSRN），并通知其HLR修改該用戶的位置信息，準備為其它用戶呼叫此移動用戶時提供路由信息。如果移動用戶由一個VLR服務區移動到另一個VLR服務區時，HLR在修改該用戶的位置信息后，還要通知原來的VLR，刪除此移動用戶的位置信息。7．鑒權中心（AUC）的作用是可靠地識別用戶的身份，只允許有權用戶接入網絡并獲得服務。8．設備標志寄存器（EIR）是存儲移動臺設備參數的數據庫，用于對移動設備的鑒別和監視，并拒絕非移動臺入網。9．操作和維護中心（OMC）的任務是對全網進行監控和操作，例如系統的自檢、報警與備用設備的激活、系統的故障診斷與處理、話務量的統計和計費數據的記錄與傳遞，以及各種資料的收集、分析與顯示等[10]。GSM系統結構如下圖3-1。圖3-1GSM系統結構3.2傳播的主要特征傳播的主要特征包括：(1)直射波：指在視距覆蓋區內無遮擋的傳播，直射波傳播的信號最強。(2)多徑反射波：指從不同建筑物或其他物體反射后到達接收點的傳播信號，其信號強度次之。(3)繞射波：從較大的山丘或建筑物繞射后到達接收點的傳播信號，其強度與反射波相當。(4)散射波：由空氣中離子受激后二次發射所引起的漫反射后到達接收點的傳播信號，其信號強度最弱。(5)穿透波：在室內通過建筑物穿透進來的電磁波。3.3信號的傳輸衰落無線電是能量在一定介質中傳播的一種電磁現象，無線電信號在空氣中以186282公里/秒的速率傳播，無線頻率的能量和介質有關系。蜂窩頻率主要依靠直射波，但在大氣層中時有折射，在建筑物內還存在繞射。因此需要考慮的問題就很多。無線信號有三種基本衰落類型――吸收、自由空間損耗和多路徑衰落即瑞利衰落。1．吸收：當無線電波撞到物體時，它就能被吸收。使用高增益天線和縮短蜂窩基站的距離能彌補吸收，達到應覆蓋的地域面積。2．自由空間損耗：可描述為路徑損耗，即信號經過一段路徑傳輸后信號的衰落，并且隨著信號頻率的增加損耗越大。3．多路徑衰落：由于基站和用戶之間建立多條路徑而產生的。當RF信號到達有相位差的天線時，要么互相削弱或互相補充。以單信號路徑進入天線的為直接信號；其他信號被稱作多路徑或間接信號，該信號在發送天線和接收天線間傳輸時遇到任何物體都有反射。間接信號可以增強和削弱到達天線的直接信號，主要取決于這兩種信號是同相還是反向。多徑信號在向接收天線傳輸的過程中遇到水域、汽車甚至一些建筑物都產生反射，增加基站可以減少基站和移動終端之間的障礙物，從而減少多路徑衰落。它可分為兩種形式的衰落，即快衰落和慢衰落。（1）慢衰落：由于在電波傳播路徑上受到建筑物及山丘等的阻擋所產生的陰影效應而產生的損耗。它反映了中等范圍內數百波長量級接收電平的均值變化而產生的損耗，遵從對數正態分布，其變化率較慢。（2）快衰落：由于多徑傳播和用戶的快速運動而產生的衰落，它反映微觀小范圍內數十波長量級接收電平的均值變化而產生的損耗，遵從瑞利分布，其變化率較慢，衰落快。3.4建筑物內電磁環境的分析對一座高層建筑而言，其外圍移動通信電磁環境可大致按建筑低、中、高層模式描述。1．建筑低層由于周圍建筑物阻擋導致信號很弱，地下車庫、地下商場等區域信號衰落更大，基本上處于盲區狀態，在這些區域用戶很難正常通話乃至很難接入。2．建筑物中層由于有一定高度，特別是靠近窗戶和靠近室外的地方，可以收到來自周圍多個基站的信號，導致這些區域信號重疊嚴重，并且其信號強度相差不大，沒有占主導地位的信號，系統會產生頻繁的切換，乒乓效應十分嚴重，通話不能正常進行。3．建筑物高層由于城市內建筑物和宏蜂窩密度的逐漸增多，由于多個基站的存在，在高層的覆蓋盲區和導頻污染等問題同時顯現出來，造成該區域電磁環境惡化.導致建筑高層區域不能通話，從而產生嚴重的“孤島效應”。形成“孤島效應”的主要原因是個別基站覆蓋太遠，同時由于附近基站無相鄰小區的參數設置，使得該小區用戶無法正常切換而形成[11]。相關解決策略如表3-1。表3-1各部分電磁環境特點及相應策略覆蓋區域電磁環境特征覆蓋解決重點天線分布方式高層室外基站信號強度相近，切換頻繁。分布系統信號形成主控，解決邊緣切換和多基站干擾。多天線點、高功率中間層室外基站信號質量相對高層較好，能基本滿足通話需求。滿足一定的天線功率，充分吸收話務量。多天線點、降低功率低層室外基站信號普遍較弱，部分區域為信號盲區。分布系統較易實現覆蓋，應注意信號泄露影響網絡指標。多天線點、低功率地下及電梯基本為信號盲區。分布系統較易實現覆蓋，應充分考慮信號利用率。少天線點、低功率主要存在的問題包括以下幾點：（1）盲區問題由于建筑群自身的屏蔽和吸收作用，造成了無線電波的空向傳輸損耗，形成了無線信號覆蓋的弱場強區甚至盲區，而高層建筑大多位于建筑物密集的市區，建筑物的互相遮擋造成高層建筑的底層部分無線信號衰落嚴重，電梯、一樓和地下室覆蓋普遍較差，大多數高層建筑地下室為盲區。（2）“乒乓效應”問題建筑的高層和頂部，受到多個功率進似的信號，導致通話質量差、掉話和主叫困難等問題。同時由于導頻污染嚴重，大大增加軟切換的比例，造成系統資源浪費。（3）阻塞問題大型購物商場、匯展中心等建筑物內，移動用戶密度過大，網絡容量有些地方不能滿足用戶需求，進而導致信道的阻塞現象。（4）接續時間長由于室內導頻污染嚴重，在手機用戶進行呼叫時會頻繁切換，使得接續時間變長，接入時發射功率偏大。（5）切換掉話由于室內導頻污染，并且信號電平均較弱時，當有強信號區向弱信號區移動的過程中，接收到的信號電平低于切換電平，導致切換掉話，正常的通信中斷[12]。3.5影響通信的不利效應影響通信的不利效應包括：1．陰影效應隨地形和地物的不同而產生的衰落稱為陰影效應。當移動臺進入某些區域時，會產生收不到信號的現象，這些區域稱為陰影區或盲區。2．多徑效應電波在傳播過程中，因受地形、地物的反射、阻擋及電離層散射的影響，移動臺所收到的信號是從多條路徑來的電波的組合，這種現象稱為多徑效應。（這種組合信號的速度和相位是隨機變化的因而會造成信號嚴重衰落。多徑效應引起的這種衰落會隨移動臺移動速度的增加而加快。）3．乒乓效應這種現象主要是指在建筑物高層覆蓋區內，手機用戶在多個基站重疊覆蓋區內，接受到多個基站的信號，而且強度相近，交替占優，造成覆蓋區內移動臺在多個基站間頻繁切換，俗稱“乒乓”現象4．遠近效應移動通信是在運動狀態下進行通信的，這樣，在移動臺之間就會出現近處移動臺干擾遠處移動臺之間的通信，這種現象稱為遠近效應，為了減少這種干擾，要求發射機要具有自動功率控制功能。5．孤島效應當基站覆蓋在大型水面或多山地區等特殊性地形時，由于水面或山峰地區的反射，使基站在原覆蓋范圍不變的基礎上，在很遠處出現“飛地”，而與之有切換關系的相鄰基站卻因地形的阻擋覆蓋不到，這樣就造成“飛地”與相鄰基站間沒有切換關系，“飛地”因此稱為孤島，當手機占有上“飛地”覆蓋區信號時，很容易因沒有切換關系而引起掉話[13]。3.6室內覆蓋系統對宏站網絡影響分析3.6.1對基站呼損率的影響室外的宏蜂窩基站不但覆蓋室外，同時又作為室內射頻分布系統信源，總的呼叫次數與話務量必定上升，其信道利用率必然提高。信道利用率的提高可能會引起網絡的擁塞，網絡擁塞又必然會引起呼損率的上升。但只要信源基站選擇得當，呼損率始終控制在合理的范圍內(不大于2%)，就可以認為這種擁塞是積極的。如果擁塞實在過大，可以通過增加載頻的方式來解決，從而吸收更多的話務量、接納更多的用戶及增加話費收入。因此，從總體上看，呼損率的上升只要不超過國家規范，都應認為覆蓋系統對基站的呼損率沒有太大影響。大量建設經驗表明，室內覆蓋系統的建設對吸收話務量、提高信道利用率有很大的好處，同時，只要話務量預測合理且選站得當，呼損率等指標的嚴重惡化是不會發生的。3.6.2對基站掉話率的影響掉話可分為質差掉話、弱信號掉話、切換掉話。1．質差掉話是因為干擾等原因造成信號信噪比下降，從而導致通話中斷。理想情況下基站的質差掉話應為0，在原有室外宏蜂窩基站引入室內覆蓋系統后，有以下幾種情況可能導致質差掉話:(1)覆蓋系統場強偏低，受外界同頻、鄰頻及其它干擾影響，信噪比下降。(2)覆蓋系統有源設備上行質量不好，降低了上行信號的信噪比。(3)覆蓋系統有源設備達不到入網要求，下行交調串入上行干擾基站。因此在選擇信號源的時候，一定要滿足優良性能指標的要求，從而避免質差掉話現象的發生。2．切換掉話引起切換掉話的因素很多，具體包括：（1）切換參數設置不當：切換門限設置太高，會導致切換困難甚至切換失敗；在某些特殊區域，切換時間過短也會因切換來不及完成而造成切換失敗。（2）無線接入時信源選擇不合理：覆蓋系統施主天線掛得過高，接收的各信號強度相當，所選擇的信源信號不占主導地位，從而發生乒乓效應，導致切換頻繁乃至失敗。（3）信號外泄：當室內覆蓋以室內蜂窩基站為信源時，如小區參數設置不當或覆蓋邊緣電平不合理，則會使室內信號外泄，信號外泄很容易造成越區覆蓋。當用戶移動至該區域時，由于沒有相鄰小區關系，必然導致切換失敗。（4）信號覆蓋不合理：某些特殊覆蓋區域，如果切換關系考慮不全，就會在某些情況下產生切換掉話。比較典型的是電梯，當電梯內外小區不一致時，很可能在進、出電梯時由于電梯門的關閉導致信號瞬間衰落很大，切換來不及完成，引起切換失敗。此外，在進出口處室內、外信號交疊區不夠，也會因切換來不及完成而掉話。3．弱信號掉話因為覆蓋不完全，存在盲區或弱信號區而產生掉話。如果覆蓋電平設計合理，弱信號掉話不會發生。由以上分析可知，如果在工程及設計中，設置正確的參數、進行合理的設計、選用性能指標符合規范的優良設備，掉話率是不會產生的。總的來說，室內覆蓋是移動通信網絡延伸覆蓋、提高信道利用率的一種經濟、有效的方法。由于室內覆蓋系統提高了信噪比，又為運營商在各高檔寫字樓、商住樓、熱點公共區域開展數據業務及其它相關增值業務奠定了良好的基礎。因此，室內覆蓋作為現有網絡的一種補充和優化，必將受到進一步的關注和推廣。3.7室內、外切換問題的分析3.7.1問題的提出在室內覆蓋時，移動用戶在由室外進入室內和室內進入室外時，均產生室內外信號之間的切換問題，嚴重的會導致手機掉話，如何控制該問題，也是在方案中要注意把握的。3.7.2切換的控制室內外系統的切換邊界應盡量避免設在移動用戶頻繁的區域，對于建筑物的低層(1～2層)，應避免切換邊界位于室外，而應盡量控制在室內的入口區；對于建筑物的高層(3層以上)，應盡量將切換邊界設在室外，避免切換。對于室內和室外不是同一個扇區或不是同一個基站信號的情況下覆蓋區應有良好的重疊，重疊區不能過大，以免造成浪費，并引起頻繁的切換，又不要過小引起切換困難甚至不能切換，要作到這一點，需保證切換選擇電平、切換保持電平、切換電平、目標基站場強電平的值滿足一定的要求。如果手機接收到的信號的電平低于切換選擇電平，則手機將搜索要切換的區：如果手機接收到的信號的電平低于切換保持電平、則手機將準備切換；如果手機接收到的信號的電平低于切換電平、則手機開始切換，此時手機要切換到的基站的信號場強要在目標基站場強電平值之上。當室內和室外使用同一個基站扇區的信號時，在一層大廳入口處，由于基站的信號在此反映比較微弱，而室內的信號由于避免泄漏，天線在邊緣處平均輻射場強也比較弱，這樣在入口處將存在一個弱信號區，移動臺在該處將會出現切換掉話或呼叫率降低。為了解決這個問題，往往在入口內側增加一面天線，使室內信號在在該處的場強滿足通話、和室外信號能順利切換的要求。3.7.3切換區掉話分析在整個大樓采用同一信號源覆蓋，可以保證在整個覆蓋區域內不會有小區間切換，但由于在大樓靠窗部分樓層室外信號較強，因此在進行參數設置時，就應該將室內覆蓋在空閑及通話狀態時的優先級別設置得比室外基站高。手機通話狀態下的優先級設置問題：小區的優先級可分為三層，即levell、level2、level3。為充分吸收高層建筑內的話務，應把室內覆蓋站的優先級設為最高(levell)。因為室內覆蓋與基站優先等級均為levell，而高層建筑內的信號在某些地方(如靠窗口處)可能比室內覆蓋基站的信號還強，而相同優先級的2個小區間的切換取決于信號的強弱，所以手機通話時會在GSM及室內覆蓋基站之間來回切換。在高層建筑某些地方(如靠窗口處)，也存在一些室外基站信號比室內的信號強20～30dBm，高于LEVTHR的門限，引起來回切換的情況，這時需區分這些基站的位置，并且調整基站的參數和天線俯仰。由于在大樓所有電梯廳與電梯井道內采用同一小區信號，因此進出電梯不會有切換。在大樓第一層大廳內，室外小區信號比室內覆蓋信號電平高，當從室外進入大廳時，可以保證在進門處平滑的完成小區切換；同時大門外，室外小區信號強于室內覆蓋小區信號約15dB，在出大門后，能很順利切換到室外站上。覆蓋系統的上下行信號要求平衡，不會出現單通或有信號無法上線的情況，從而產生掉話。3.8直放站收、發天線之間的隔離距離在室內覆蓋工程中，由于室內各方面的局限，在選擇信號源時往往以無線直放站為主，這種直放站處理不好，就會降低它的功放性能，這是因為直放機本身的下行通路和上行通路的信號外泄造成內部回路自激以及直放站收、發射天線間的隔離損耗不夠造成的。前者由設備自身的性能決定，后者則由工程設計、安裝不當造成。因此如何選擇天線的安裝位置避免自激就顯出了它的重要性。隔離度是指直放站輸入端口信號對輸出端口信號的抑制度(衰減度)。施主天線從施主基站接收頻率為fl的下行信號，經增益為G的直放站放大后，由轉發天線發射出去(同頻信號fl)。一部分信號再經過轉發天線的后瓣(付瓣)耦合到施主天線的后瓣(付瓣)，再由直放站放大。這樣無線同頻直放站就形成一個潛在的正反饋環路，測試和實踐驗證，當該環路滿足下列關系式時直放站才能穩定而可靠工作，不會產生自激。LISO≥prep+15dB，其中LISO：施主天線和轉發天線之間的隔離度，該值在直放站設計時即已經確定，并在工程中由兩天線之間的距離來滿足。Grep：直放站的增益。直放站的增益越大，其輸出功率就越大，覆蓋就越遠。但要保證直放站穩定工作，其增益的設置要受到隔離度的限制。如果選擇性能好的直放站，前一種情況是可以避免的，但是后者，由于工程中不注意安裝規范和技術要求，往往會造成由于隔離不夠而自激。在這種隔離分為垂直隔離和水平隔離，但在室內覆蓋工程中，由于施主基站一般安裝在三樓(10米左右)外墻上，而重發天線均處于各層樓頂上，和施主天線均被認為是垂直隔離所以現在只需討論垂直隔離的情況。即：I=28+40*log(d/λ)+Lwall≥G+15(4.1)Lwall一般取25dB，以2W無線直放站為例，①GR＝65，②G＝80。那么：①28+40*log(d/λ)+25≥80②28+40*log(d/λ)+25≥95取a=c/f=3*108/850*106=0.375米。當①d≥1.8米，②d≥4.2米，即施主天線安裝的位置距離室內天線高度分別為1.8米、4.2米的時候，就達到直放站隔離度的要求[14]。總結以上：當直放站增益越大，隔離度也越大，要求的天線隔離距離也就越大，同樣，在增益相同的情況下，施主天線與室內天線之間，由于墻體的材料和結構的不同，墻體損耗越大，要求的隔離距離就越小，反之，隔離距離就比較大。在室外環境中，施主天線和重發天線之間如果不加隔離網，隔離距離將達到15米之多，這樣在安裝時就要考慮安裝環境。4理想時代大樓室內覆蓋系統方案設計4.1工程概況4.1.1理想時代大樓簡介理想時代大樓有住宅1棟5單元，電梯6部，地下停車場一個面積3000平方米。4.1.2CDMA室內分布覆蓋現狀通過勘測該大樓電梯內基本為信號盲區，手機無法通話，為解決這一問題，應武漢電信及廣大手機用戶的需求，擬對此大樓電梯和地下停車場實行CDMA室內分布覆蓋。4.2系統建設思路4.2.1設計目的滿足移動公司對理想時代大樓內CDMA信號的要求，同時不影響室外CDMA信號的各項指標；4.2.2設計依據(一)信息產業部(1999)649號《關于PHS和DECT無線接入系統共用1.9GHZ頻段頻率臺站管理規定的通知》。(二)中華人民共和國通信行業標準YD5039-97《通信工程建設環境保護技術規定》。(三)中華人民共和國通信行業標準YD5059-98《通信設備安裝抗震設計規范》。(四)國標GB8702-88《電磁輻射防護規范》。(五)中華人民共和國國家標準局1988年6月發布的《中華人民共和國國家標準GB9410-88移動通信天線通用技術規范》。(六)中華人民共和國信息產業部2000年5月發布的《中華人民共和國通信行業標準YD/T1059-2000移動通信系統天線技術條件》。(七)中華人民共和國信息產業部2000年11月發布的《中華人民共和國通信行業標準YD/T1092-2000無線通信用50Ω泡沫聚乙烯絕緣皺紋銅管外導體射頻同軸電纜》。(八)GSM網絡建設符合信息產業部相關行業標準及中國移動通信集團公司企業標準及當年室內覆蓋工程技術規范，CDMA網絡建設符合信息產業部相關行業標準及中國電信公司企業標準及當年室內覆蓋工程技術規范的要求。(九)符合中國電信湖北公司CDMA室內分布系統相關技術指導意見和技術規范(十)相關任務書的情況4.2.3設計原則1.保證系統能達到優良的覆蓋效果，同時盡可能的降低工程成本，使系統性價比達到最高；2.充分利用信源，合理選擇有源設備，避免信號資源的浪費；3.仔細勘測室內外電磁環境，合理計算天線輸出口功率，充分吸收覆蓋區域內的話務量；4.根據信號傳輸距離及覆蓋面積選擇適用的信源傳輸方式及分布系統覆蓋方式，保證信號的均勻分布；5.無線鏈路預算仔細，合理調整有源設備的增益，避免分布系統干擾施主基站；6.結合系統邊緣場強要求和上行噪聲電平要求，合理調整有源設備的指標，保證系統上下行鏈路平衡；7.控制低層天線輸出功率，并結合實際環境采用合理的覆蓋方式，避免分布系統信號泄露；8.對CDMA主線選擇合理的走線方式，為以后的擴容和分區做好準備；9.結合樓層的結構、功用、裝潢，合理布置天饋線系統。4.3建造設計難點4.3.1天饋系統的合理布置根據典型的室內傳播模型Keenan-Motely模型：Ld＝L1＋20lgr＋W(k)＋βr(5.1)其中，L1為1m處的自由空間路徑損耗（頻率為2000MHZ時值為38.4）；r--到天線的距離，即天線覆蓋半徑。單位是米；k--直達波穿透的墻壁數；W--墻壁衰減因子；β--路徑損耗因子（0~1.6dB/m）。不同環境根據模擬測試取值；不同區域{根據《3G網優工程改造設計原則和驗收技術標準（初稿）》中的劃分標準}不同環境下按模型（取典型值）對應的天線覆蓋半徑計算方法及結論如下：典型取值及計算方法：一類區域（移動公司等高端用戶集中區域）：導頻功率邊緣場強≥-80dBm；二類/三類區域（星級酒店、高檔寫字樓等/餐廳等）：導頻功率邊緣場強≥-85dBm；不同材料結構的墻壁衰減因子（2000MHZ）具體衰減因子如表4-1：表4-1不同材料結構的墻壁衰減因子（2000MHZ）材料結構鋼筋混凝土混凝土墻磚墻木板墻玻璃石膏板衰減因子（dB）20~4013~208~154~96~120.1~0.5一般高樓等典型環境是天線每10米穿透一堵水泥墻和一堵磚墻（20dB），因此我們取10米作為一個覆蓋半徑，可以求出天線輸入功率AR：一類區域：AR－Ld＋Ga≥-80dBm(5.2)AR≥-80＋Ld－GaAR≥-80＋(38.4＋20＋20+5)－2AR≥1.4dBm二類/三類區域：AR－Ld＋Ga≥-80dBmAR≥-85＋Ld－GaAR≥-85＋(38.4＋20＋20+5)－2AR≥-3.6dBm上式中，Ga--天線增益，Ld中β取典型值0.5；結論：當穿透一堵水泥墻和一堵磚墻，且天線覆蓋距離在不大于10米的情況下，一類區域中天線輸入功率不小于1.4dBm，二類區域不小于-3.6dBm可以達到覆蓋要求；4.3.2內部軟切換區域規劃話務量比較高的區域如果需要小區分裂，則需要考慮到軟切換區域的規劃。基于容量的需求在室內分布中引入兩個以上的扇區將會使軟切換發生在室內。雖然軟切換中終端使用了更低的功率從而降低了上行干擾，但它占用了二個或二個以上的鏈接，過度的使用軟切換將導致總容量的下降，在下行方向上它增加了干擾電平，過度的軟切換會導致50%~70%的容量損耗。為保證信號的連續覆蓋，需要扇區間有一定的重疊，所以完全避免軟切換的發生不切實際，但如果軟切換發生在樓層內，切換區域很大，且是高話務區會嚴重影響系統的負荷。因此將分區定在樓層間，以下是對分層分區的分析：分層分區后，由于樓層間地板的隔離，本層信號越層覆蓋而引起的軟切換區可忽略不計；電梯內采用的是同一扇區信號，進入不同扇區的樓層時將發生軟切換，由于電梯校箱及電梯門的阻擋，軟切區域也較小。經走梯或商場內的滾梯進入不同扇區樓層時也將發生軟切換，進到樓層后能夠快速占用該樓層信號，軟切區域也較小。4.3.3信號泄露控制系統設計基于50%負載，當負載較低時其覆蓋范圍將增大，信號易泄露到室外，造成對室外基站的干擾。而對于語音業務，其覆蓋范圍更大，更易造成泄露。因此系統的設計應注意對覆蓋區低層的嚴格設計。建筑物的低層入口處直接通向室外，缺少建筑物的隔離，因此低層設計的天線數量較少且遠離出入口處，并在工程施工中盡量用建筑物內的自然環境（如立柱）進行阻擋，控制信號的覆蓋范圍。室內分布系統應防止室內導頻信號外泄致使室外用戶占用室內信道，造成室內信號擁塞，或由于覆蓋距離增大，導致室外用戶上線困難和產生掉話現象。所以在滿足室內通話需求的基礎上，盡量降低分布系統低層天線的輸出功率，實現室內信號與室外信號的正常切換。分析示例：大樓1F層·天線1輸出口功率：3.5dBm·天線增益：2dB·天線1到達室外距離30m·室外導頻強度：-55dBm·30mCDMA前向信號自由空間衰耗：61dB·30m多徑余量：22dB天線1輸出信號到達室外的信號強度=3.5+2-59-22=-75.5dBm天線1輸出信號到達室外10m的信號強度〈-90dBm經過計算室內信號到達室外時信號強度遠低于室外信號，可以滿足信號的正常切換，距離覆蓋區域10米以外室內外泄信號低于-90dBm，符合室內覆蓋系統的外泄要求，不會影響室外系統指標。4.3.4系統擴容等其他情況分析系統建設中CDMA信源到各自有源放大設備處盡量采用獨立走線的原則，以便于方便單獨對某種系統進行改造和小區分裂；4.4改造設計技術指標1.導頻信號電平：1類地區95%的區域≥-85dBm，2類地區90%的區域≥-85dBm，3類地區95%的區域≥-90dBm。2.移動臺天線端下行導頻Ec/Io：1類地區95%的區域≥-10dB，2類地區90%的區域≥-12dB，3類地區95%的區域≥-14dBm。3.在基站接收端位置收到的上行噪聲電平對基站引起的噪聲增量在有源設備為2W、5W、10W、20W時分別不大于0.4dB、1dB、1.8dB、3dB。4.根據國家環境電磁波衛生標準，室內天線的發射功率≤15dBm/CH。5.覆蓋區與周圍小區之間有良好的無間斷切換。6.外泄電平在距離覆蓋區10米左右處的信號功率RSCP≤-105dBm或者低于室外大網主用信號RSCP10dB以上。4.5工程實施方案說明4.5.1施工規范1.有源設備安裝有源設備主要是指分布系統的干放等設備。設備的安裝位置符合設計文件（方案）的要求。盡量安裝在饋線走線的線井內，安裝位置應便于調測、維護和散熱需要。安裝位置確保無強電、強磁和強腐蝕性設備的干擾。要求主機內所有的設備單元安裝正確、牢固、無損傷、掉漆的現象。對于分布系統的主機單元，各模塊的安裝數量應符合設計文件（方案）的規定。對于室內安裝的設備，室內不得放置易燃物品；室內的溫度、濕度不能超過設備正常工作溫度、濕度的范圍。設備安裝時應用安裝件進行固定，并且垂直、牢固，并應保證設備底部距離地面有一定距離。連到設備的電源線不能和其他電纜捆扎在一起。所有與設備相連的電纜要求接觸良好，不能有松動的現象。2.耦合器、功分器的安裝無源器件應用扎帶、固定件牢固固定，不允許懸空無固定放置。3.天線安裝天線安裝位置應符合設計文件（方案）的規定。天線必須牢固地安裝在指定位置上，保證天線垂直美觀，并且不破壞覆蓋區整體環境。安裝天線時應戴干凈手套操作，保證天線的清潔干凈。4.饋線安裝饋線的布放必須按照設計文件（方案）的要求，且應整齊、美觀，不得有交叉、扭曲、裂損、空中飛線等情況。當饋線或跳線需要彎曲布放時，要求彎曲角保持圓滑，其彎曲曲率半徑不超過下表的規定：表4-2彎曲曲率半徑的標準線徑二次彎曲的半徑一次性彎曲的半徑1/2"210mm70mm7/8"360mm120mm饋線的連接頭都必須牢固安裝，接觸良好，饋線連接頭放置于水管井內的，應做防水密封處理。饋線的布放應盡量使用電氣管井，避免使用風管或水管管井，避免與強電高壓管道和消防管道一起布放，確保無強電、強磁的干擾。與設備相連的跳線或饋線應用線碼或饋線夾進行牢固固定。地下停車場的布線應高于排風、消防等管道，以免因布線過低而引起車輛掛斷饋線的現象。所有饋線、跳線、走線管都應用饋線夾、饋線座、線碼、扎帶等加以牢固固定，固定間距如下表：表4-3固定間距標準〈1/2"線徑饋線〉1/2"線徑饋線饋線水平走線時：1.0米1.5米饋線垂直走線時：0.8米1.0米要求所有走線管布放整齊、美觀，盡量靠墻布放，并用線碼或饋線夾按要求進行牢固固定，轉彎處要使用轉彎接頭或波紋管等軟管連接。若走線管無法靠墻布放（如地下停車場），饋線走線管可與其它線管一起走線，并用扎帶與其它線管固定。饋線進出口的墻孔應用防水、阻燃的材料進行密封。5.接地要求分布系統的有源設備必須接地，接地線截面積16平方毫米，接地電阻小于5歐姆。設備保護地、饋線、天線支撐件的接地點應分開。每個接地點要求接觸良好，不得有松動現象，并作防氧化處理（加涂防銹漆、銀粉、黃油等）。所有接線應用線碼或扎帶固定，固定間距為0.3米，外觀應平直美觀。6.標簽每個設備和每根電纜的兩端都要貼上標簽，根據設計文件的標識注明設備的名稱、編號和電纜的走向。標簽應用專用電子標簽機打印，不能手寫。各種設備和電纜標簽的編號格式如下：終止端：（FROM）起始端：（TO）注：室外則應標明天線和設備號，并和方案一一對應。設備的標簽應貼在設備正面容易看見的地方，標簽的貼放應保持美觀，且不會影響天線的安裝效果。饋線的標簽盡量用扎帶牢固固定在饋線上，不宜直接貼在饋線上。7.電源設備電源插板至少有兩芯及三芯插座各一個，工作狀態時放置于不易觸摸到的安全位置，以防觸電。要求提供穩定的交流電輸入,其輸入電壓允許波動范圍為198V~242V。直流（48V，24V）供電采用2.5平方毫米的供電電纜，交流供電采用2.5平方毫米的供電電纜。若電源走線較長，應用線碼固定，固定間距為0.3米，走線外觀要平直美觀[15]。4.6建設方案可行性分析4.6.1CDMA2000覆蓋分析CDMA2000系統覆蓋效果分析：天線覆蓋最遠半徑：10米天線輸出最小功率：2dBm3G頻段10米路徑損耗（含墻體損耗）：79.4dB天線增益：2dB計算邊緣場強：2-79.4+2=－75.4dBm結論：經過對3G系統的覆蓋能力（最壞情況下）的分析，系統完全能夠滿足CDMA2000覆蓋要求。4.6.2設備利用率分析室內分布系統方案設計中信源(微蜂窩)和放大器(干放)的使用原則：1．保證信號分配能滿足各天線口輸出功率達到理論計算數值；2．充分利用微蜂窩信號，盡量使微蜂窩工作在最大功率；3．在微蜂窩輸出功率不能滿足覆蓋需要時，根據理論計算合理選擇不同功率干線放大器，避免信號資源的浪費；4．盡量減少干線放大器的使用數量，以減少干擾源。4.6.3系統設計成本優勢的分析為了獲取最佳性價比，工程設計和施工嚴格按照以下幾點進行：1．嚴格按照武漢電信公司對覆蓋區覆蓋標準進行設計，避免資源浪費。2．結合對室外宏站系統的分析，合理規劃新的實施方案，降低建設的成本。3．室內覆蓋系統盡量在有源設備處接入，以充分利用現有的資源（如電源，安裝位置），并方便工程施工。5理想時代大樓CDMA2000建設5.13G室內覆蓋原則3G系統與2G在使用頻段、編碼技術等方面不同，故3G室內覆蓋有一些新特點。2G系統只需考慮室內場強信號水平滿足用戶接入電平和通話質量的要求。而3G系統還要考慮用戶的業務需求，根據業務發展預測進行室內覆蓋規劃。3G室內覆蓋還要重點考慮和2G系統或PHS系統及集群系統之間的相互干擾問題。3G室內覆蓋需遵守以下幾個原則：第一是統一性原則，室內室外設計的統一，在建設室內覆蓋時要考慮室外信號的影響，同時也要考慮到室內覆蓋對室外干擾水平的提升。第二是差異性原則。要以用戶滿意度和業務需求為衡量標準，制定不同的質量目標。第三是經濟性原則，對于一個特定的建筑物而言，室內覆蓋解決方案可能有多種的選擇，要在滿足條件下盡量降低成本。5.2信號源和室內分布系統的考慮室內覆蓋系統主要由信號源和室內分布系統兩部分組成。3G室內覆蓋系統的信號源主要有宏蜂窩加RRU、微蜂窩、直放站幾種方式。在選取室內覆蓋系統信源時，需從容量及覆蓋兩方面考慮，選取時遵循如下原則：1．對于低話務密度、小規模覆蓋且較為封閉的場景，優先選用直放站作為信號源(可充分利用室外宏基站的容量)2．對于中等話務密度和中等覆蓋規模的場景，優先選用微蜂窩作為信號源；3．對于高話務密度和大覆蓋規模的場景，優先選用宏基站+RRU作為信號源(單個RRU的容量與單個宏小區的容量等同)。如果已有2G室內分布系統，應優先考慮2G/3G之間共用室內分布系統。(1)有源設備合路

目前已建成的覆蓋系統，無源分布工作頻段大部分涵蓋了800～2500MHz，無需再改動。增加3G在信號源部分使用雙頻或多頻合路器對信號合路后(對于下行是合路，對于上行是分路)送到分布系統即可完成。對于大的樓宇，信號在傳輸和分配過程中，信號低到一定程度需要使用干線放大器對信號進行放大，這時就需要使用雙頻或多頻合路器把信號分開，通過各自的放大器進行信號放大，然后再通過雙頻或多頻合路器進行合路。(2)對原有系統覆蓋的影響在已有的覆蓋系統上增加新的系統對其覆蓋的影響主要表現在使原系統的發射功率降低。無論2G信號源或是干線放大器，在增加新的系統前輸出都是直接接入分布系統，而增加新的系統后有源設備的輸出必須通過一個雙頻或多頻合路器才能接入系統。而雙頻或多頻合路器都有插入損耗，從而使2G有源設備的有效輸出功率降低。(3)功率匹配問題在實際應用中，多系統共用一個分布系統的最大問題是功率匹配問題：包括信號源輸出功率匹配；不同頻段的信號在分布系統中傳輸損耗不同而產生的影響；邊緣覆蓋場強的不同要求；不同頻段的無線電波在空中損耗不同而產生的影響等。都需設計人員根據不同要求和各樓的實際情況綜合考慮。(4)多系統共用分布系統的干擾問題2G、小靈通、3G和WLAN共用一個分布系統，相互之間會產生干擾。各個系統的有源設備在發射有用信號的同時，在工作頻帶外還會產生雜散、諧波、互調等無用信號，這些信號落到其它系統的工作頻帶內，就會對其它系統形成干擾。有源設備產生的帶外雜散、諧波、互調等無用信號的大小除和設備本身的質量有關以外，主要與兩個因素有關，即自身輸出功率和偏離工作帶寬的程度。系統對外來干擾的承受能力也和兩個因素有關，即本身信號強度和干擾信號的大小[16]。可通過不同系統的空間隔離、降低干擾源的發射功率等方式減少干擾。在發送端或接收端增加濾波器也能有效減少系統間的干擾。5.3理想時代大樓室內分布系統示意圖以下是理想時代大樓室內分布系統的示意圖，對照圖示，方案一目了然。5.3.1系統原理圖如圖5-1和圖5-2圖5-1系統原理圖圖5-2電路原理圖5.3.2安裝示意圖如下圖：圖5-3電梯覆蓋示意圖5-4地下室覆蓋示意圖5-5模擬測試圖5-6信源設備安裝圖結論通過前期詳細的勘測和合理的分析計算，完成了對理想時代大樓室內分布系統的設計，實現了整個大樓的無縫隙覆蓋，大大改善了移動信號的覆蓋效果。室內分布系統的全面覆蓋是一個復雜的課題，需考慮方方面面的因素。但只要對各種覆蓋方法的優勢和局限性有清楚的了解，采取綜合措施，靈活運用，打破常規，反復嘗試，循序漸進，分步實施，逐步建立起立體式的、綜合性的網絡，最終就可以將室內網絡覆蓋逐步完善起來，達