T A D S在室內分布系統中的應用

張聞正

(上海交通大學 信息安全工程學院，中國 上海200240)

0 引言

傳統方式下，電信運營商通過在室外增加宏基站，室內新建室內分布系統的方式補點盲區，加強覆蓋。但隨著城市化建設的推進，高樓迭起，而這些建筑物一般為鋼筋混凝土結構，對室外信號的屏蔽嚴重，而室內分布系統建設又牽涉到大量業主協調，施工難度大，通常只能將天線布放在井道或者走廊上，無法實現用戶室內的深度覆蓋。為了解決天線入戶難的問題，首先想到的就是能否利用用戶家中現成的布線將無線信號引入到用戶室內，這樣施工即簡便快速，又能根據用戶不同的情況來按需布放天線。從目前已建成的辦公樓宇與居民小區來看，有線電視基本上已經實現全覆蓋,有線電視線入戶已經成為標配。如果我們的無線信號能夠通過有線電視線傳輸進用戶室內，再在用戶室內放置一個用于信號接收與發送的裝置，就能解決天線入戶難的問題了。TADS(Triple-Networks Access Distribution System，三網接入分布系統)正是順應這種需求，通過有線電視網絡傳輸無線信號的一種室內覆蓋延伸技術。

1 TADS系統介紹

1.1 技術概述

TADS系統是無線網絡建設中的一種室內信號分布系統，是以有線電視線作為傳輸介質傳送移動與WIFI信號，實現高帶寬、全雙工、低損耗傳輸、分配的通信設備的總稱。其網絡組成由功分器、接入單元、用戶盒組成。功分器將一路無線信號平均分成兩路或者四路，接入單元將CATV信號與功分后的無線信號進行合路，通過有線電視線進行傳輸，用戶盒分為有源和無源兩種，其在用戶處將CATV信號和無線信號進行分離，實現無線信號覆蓋和CATV信號的傳輸。

圖1 TADS網絡結構圖

1.2 可行性分析

我國目前的廣電網絡規劃頻率在5MHz～1GHz之間，大部分地區使用到650MHz頻段為止，最高不會超過750MHz。移動通信頻率以中國移動為例，其使用的頻率范圍在890MHz～2025MHz之間，可見有線電視信號和移動通信信號之間不存在頻率沖突，利用同軸電纜傳輸這兩種信號是可行的。

由于1GHz以上的高頻信號在同軸電纜中傳輸會有一定損耗，利用測試工具，我們知道在900MHz頻段下，無線信號在同軸電纜中傳輸的損耗為2dB/10m，根據典型的傳播損耗公式：

PL(d)=20Log(4πf/c)+E·Log(d)

其中：E 為環境因子；f為頻率(單位：Hz)；c 為光速(單位：m/s)；d 為距離(單位：m)。

環境因子考慮了包括了墻隔、樓梯、間隔等典型損耗，結合建筑結構以及室內分布的經驗而來，一般室內取值35。

傳統的室內分布系統天線布在樓道里，離室內最遠距離約為20米，經計算，無線信號在空間傳播的損耗為77dB。同樣的距離用同軸電纜傳輸的話損耗為4dB.可見利用同軸電纜入戶能夠有效降低信號的傳播損耗。

按照國家標準GB7041規定，有線電視圖像質量主觀評價值要在四級以上，即載噪比要在43dB以上，CATV載波的信號強度在-30～-50dBm之間，所以底噪要在-90dBm以下，才能對CATV圖像質量無影響。實際使用的GSM設備的帶外噪聲小于-120dBm，帶內噪聲小于-60dBm，由于用戶盒的帶外隔離度達到-30dB以上，所以GSM的帶內噪聲到達電視端口處要小于-90dBm，可見引入GSM對原CATV的信號質量并無影響。

1.3 應用場景

1）對于導頻污染嚴重的高層住宅，傳統室內布線系統只能將天線布到電梯口或樓梯間，對住戶室內的深度覆蓋不夠，導致做完室分系統后，仍存在較多質差投訴，針對此問題，可以從原有或者新建室分系統的信源取信號，通過多個一分十二的接入單元同有線電視信號合路，并分離出N*12路信號通過有線電視線分別傳入不同的用戶室內，達到解決投訴的目的。

2）快速解決VIP客戶，別墅區的零星投訴。對于急需解決的用戶零星投訴，只需在樓道間用一分四的接入單元同有線電視信號合路，通過用戶室內放置的用戶盒分離有線電視信號和手機信號，達到快速覆蓋的目的。

1.4 合路方式

1）前級合路：直接在CATV干線放大器后的位置將無線信號合路進去，在到達用戶終端時再用用戶盒分離有線和無線信號。這種方式施工簡便，只需建設較少布線即可完成覆蓋。但這種合路方式下，無線信號在同軸電纜中傳輸的路徑較長，而同軸電纜的高頻損耗較大，為了使用戶端的功率足夠，需要加大無線側的輸入功率，對有線電視網絡中的分配器和分支器等器件的指標要求高，而且末端功率不好控制，對設計的要求也很高。此種合路方式適用于原本沒有分布系統的小區進行快速布線。

2）中級合路：使用功分器將無線信號分成幾路在CATV末端干線放大器的各支路后進行合路，在到達用戶終端時再用用戶盒分離有線和無線信號。此種方式相對前級合路減少了無線高頻信號在同軸電纜中的傳播距離，功率損耗較低，一般器件的指標都能滿足，投資中等，末端功率控制隨較前級合路容易，但仍有一定的設計難度。

3）末級合路：在用戶終端的分支器輸出端前將無線信號合路進去，在入戶后再用戶盒分離有線和無線信號。此種方式功率控制最容易，對各種器件的指標要求最低，但由于只是利用了進戶的那段同軸電纜，其他地方仍舊需要新建布線，投資相當于新建一套室分系統。此種合路方式適用于零星補盲。

1.5 影響系統性能的因素

1）無源器件的性能指標：合路器、分支器以及同軸電纜的隔離度、插入損耗、頻率損耗等。

2）有源用戶盒的使用：有源用戶盒使用越少，系統干擾就越少越穩定。

3）CATV的網絡結構：分支所帶的用戶越少，越容易達到覆蓋要求。分支越小，功率損耗就小，就能使用無源終端，系統性能就越好。

2 應用實例

2.1 方案描述

本次工程對某辦公樓的15樓安裝TADS系統進行深度覆蓋，并對其覆蓋效果進行評估。

該大樓原有室內分布系統，本次采用末級合路的方式，在弱電間內安裝2臺1：12的接入單元將CATV信號與移動信號進行合路，再通過入戶的有線電視線將合路信號傳送至室內，在室內安裝20個嵌墻型用戶盒實現移動信號和CATV信號的分離。

2.2 測試結果

1）撥打測試：在每間房間分別撥打20次電話，掉話率為零，通話質量清晰，較開通前有較大改善。

2）場強測試：利用場強測試軟件對開通前后的場強進行比較，開通前的場強為-75dBm～-85dBm，開通后提高到-60dBm～-75dBm，普遍提高了15dBm左右。

圖2 某辦公樓15樓開通前的場強分布

圖3 某辦公樓15樓開通后的場強分布

3）有線電視清晰度：通過觀察，有線電視的清晰度較開通前無變化。

4）結論：開通TADS后，15樓的信號強度有了較大提高，降低了掉話率，改善了通話質量，而且對現有的有線電視業務沒有造成影響。

3 結束語

TADS系統作為室分覆蓋的延伸，通過同軸電纜入戶，對傳統布線難以涉及的用戶室內進行深度覆蓋，能夠有效提高網絡質量，解決用戶投訴，并且有著施工簡便，投資節省，純無源易于維護等優勢。酒店、商務樓、居民小區都在其適用范圍內，有著一定的應用推廣前景。

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