移動通信網絡室內分布系統設計與實踐

陳永霖

摘要：文章總結室分系統的設計方案，對移動通信網絡進行深入研究。研究以項目背景為出發點，分析室分系統構成，通過做好饋線、天線、信號源等關鍵環節設計，使室分系統設計更加合理。在系統設計過程中，對設計原則進行說明，在做好場強分析、前期準備的基礎上，對覆蓋范圍加以確認。通過對上述設計方案的應用，能夠發揮室分系統的設計價值，確保移動通信網絡更加穩定，滿足用戶最新需求。

關鍵詞：室內分布系統；移動通信網絡；布放天線；覆蓋干擾

中圖分類號：TP31? 文獻標志碼：A

0 引言

現階段，城市建設進度不斷深入，用戶對移動通信網絡需求擴大，對網絡信號質量提出了更高要求。在此背景下，對室內分布系統進行設計與優化十分重要，做好系統設計能夠提升移動通信質量，使得網絡覆蓋面積更廣。對天線、信號源與無源器件的應用，可拓寬通信網絡信號傳輸途徑，合理運用上述設計方案，提升系統安全性與穩定性，為移動通信設備的高效使用提供支持。

1 項目背景

室分系統強調以天饋分布系統為依托，對基站信號進行均勻分布，在解決深度覆蓋相關問題的前提下，使室內通話質量得到顯著改善。新時期，移動電話持有量不斷增多，用戶對手機信號提出了更加嚴格要求。要想保證電話接通率達到或接近100％，關鍵是要建設室分網絡。本文便以此為背景，圍繞設計、安裝系統期間需要關注的重點展開討論，供相關人員參考。

2 室分系統構成

2.1 饋線

室分系統搭載射頻同軸電纜的規格，主要分為3種，其中，1/2"具有直徑小、損耗大的特點，多用于水平布線；13/8"以及7/8"的特點為直徑大、損耗相對較小，由于二者材質以銅為主，建設成本明顯高于1/2"饋線，更符合垂直布線的需求［2］。

2.2 天線

不同天線的性能參數存在明顯區別，可用于室分系統的天線種類較多，包括但不限于美化天線、全向吸頂天線等。有關人員應以現場情況為依據，對天線進行選擇并布設。

2.3 信號源

系統信號源包括RRU、直放站、宏蜂窩和微蜂窩4類。RRU具有容量理想、便于安裝等優點，現已得到大范圍推廣；直放站的本質為信號中繼器，核心功能是放大射頻信號，對話務量相對較少且超出基站覆蓋范圍的區域進行覆蓋；宏蜂窩往往配有相應的機架，其優勢及不足均十分突出，優勢在于便于維護、容量大且可靠性理想，不足則體現在施工難度大、無法靈活搬遷等方面；微蜂窩的功能與微型基站基本一致，在市區建筑內部較為常見，可使容量、覆蓋問題得到解決。

2.4 無源器件

該系統所搭載無源器件包括耦合器、功分器兩類。腔體耦合器與微帶耦合器的區別，主要是前者內部裝有兩條金屬桿、后者為兩條微帶線［3］。功分器負責將信號分成2～4路并輸出，使用期間需要酌情引入負載，避免輸出口出現空載情況。

3 系統設計說明

3.1 設計原則

對該系統進行設計時，應堅持以網絡發展、業務拓展為導向，了解系統應當具備的功能，從兼容性和經濟性等方面出發，確定最終方案。現將系統設計需要遵守的原則歸納如下：一是經濟性。需以建筑重要性為依據，對室分系統進行統籌安排。二是統一性。確保室外網絡、室內系統高度契合，使二者優勢得到充分發揮。三是保證質量。系統建設指標及設備性能滿足行業最新要求，為日后維護等工作的開展提供便利。四是以市場為導向。準確把握市場發展趨勢，確保客戶所提出的需求可得到最大限度滿足。五是盡量降低施工難度。簡化系統結構，避免給建筑裝修、整體結構造成不良影響。

3.2 場強分析

室分系統設計期間，應對下行鏈路場強引起重視，保證最終呈現出的覆蓋效果能夠達到預期。預測場強的方法如下：第一步，根據設備輸出功率、接頭/器件/長度損耗，對出入功率加以確定；第二步，對指定點場強進行計算［4］。在此過程中，需要用到下列公式：

Ls=（4πd/λ）2=（4πdf/c）2

Ls（dBm）=101g（4πdf/c）2

其中，Ls代表電磁波傳輸損耗。d代表實際傳播距離。f代表電波頻率。c代表光速。考慮到信號傳播極易被墻體材質等因素所影響，按照理論進行計算所得結果通常存在一定誤差，除特殊情況外，均應引入模擬測試，通過理論計算+模擬測試的方式，確定電平值、現場所需天線總數和具體位置。

3.3 前期準備

室分系統設計往往會給網絡服務質量、信號覆蓋效果產生直接影響。運營商要想增強自身對潛在客戶群體的吸引力、大力開發新客戶，關鍵是要從全局出發，確定覆蓋范圍并計算網絡容量，充分考慮可能影響通信質量的因素、系統損耗等要素，對建設成本、信號源加以確定。

3.4 確定覆蓋范圍

事實證明，只有參考實際情況制定設計方案，才具備理想的可行性。對本項目而言，確保所設計系統能夠發揮出應有作用的前提，便是前往現場進行仔細勘測，了解覆蓋弱區及盲區，對覆蓋站點加以確定，在此基礎上，對各站點附近環境、電磁環境加以了解。開展該項工作期間，應重點關注以下內容：其一，通過路測結合撥打測試的方式，對室內信號強度加以明確。其二，估算話務量，判斷站點覆蓋情況是否能夠滿足行業最新標準。對某區域話務量進行估算時，可先基于話務模型對用戶數量加以判斷，再結合市場數據對數據進行調整，確保所得出結果與實際情況相符。

3.5 布放天線

3.5.1 選擇天線

目前，市面上常見的天線主要分為以下幾類：第一類，室分系統常用的全向吸頂天線，該天線布放間距應控制在15 m左右，地下空間布放間距可酌情調整為25 m［5］。第二類，一側是室外一側是房間的走廊常用的定向吸頂天線。第三類，住宅小區常用的燈桿美化天線。第四類，室外或電梯內常用的對數周期天線，該天線布放間隔以4～5層為最佳。

3.5.2 布放天線

對天線進行布放期間，應嚴格遵守下列原則：堅持以多天線、小功率為導向，優先在公共區域對天線進行布放。商場、寫字樓等建筑，需沿走廊布設天線，結合客戶要求確定布放方式，如果需要將天線布放在天花板內，則要對天線口功率加以調整，以免出現覆蓋不理想的問題。時刻關注外泄情況，在1～5F窗邊布設天線前，先要進行鏈路計算，通過降低功率、定向壁掛天線等手段調整外泄，保證外泄場強能夠達到行業標準。VIP等特殊區域應引入專用天線進行覆蓋。根據樓層切換和室內外切換特點，調整布放方案。

3.6 其他注意事項

3.6.1 控制頻率干擾

室分系統的本質為信號源，該系統需要依托頻率資源運行，考慮到既有頻率資源有限，對其進行復用期間，極易與遠處信號或是外部信號重合，進而產生可能給通話質量造成不利影響的同鄰頻干擾。針對該情況，有關人員建議對頻率進行優化的。這是因為干擾因素以外界干擾、直放站干擾為主，要想使頻率干擾得到有效控制，不僅要對直放站既有上行增益進行降低，還要對現場頻點位置進行調整，保證頻點、高頻設備距離符合行業現行規定。

3.6.2 控制覆蓋干擾

高層建筑極易遇到覆蓋干擾問題，結合實踐所積累經驗可知，導致該問題出現的原因有4個。首先是建筑用途并不固定，需要頻繁裝修，裝修較易造成天線位置被移動或損壞，與此同時，信號也會在裝修材料的影響下大幅衰減。其次是覆蓋建筑數量較多，天線分配功率難以滿足要求。再次是客戶群體規模不確定，極易出現設計估計不足的情況。最后是室內信號較易被室外信號干擾，造成導頻污染或類似問題。要想解決以上問題，關鍵是要優化設計方案。在此過程中，應當做到以下3點：（1）先設計室分系統再進行裝修，盡量提高天饋系統安裝高度，將裝修給其所帶來影響降至最低。（2）優先在窗邊布設天線，如果條件允許，可用定向天線代替原天線。（3）對室內信號進行調整，以分層理念為導向，設計直放站遠端，根據建筑情況設置直放站。

3.6.3 協調泄漏與覆蓋

要想對室外網絡、室內系統進行互補，關鍵要保證泄露與覆蓋相協調。具體內容如下：（1）互不干擾。各站點互相干擾將影響服務導頻Ec/lo參數，致使通信質量、覆蓋范圍無法達到預期。（2）順利切換。將切換邊界布設在入口附近，既要避免切換邊界和室外距離過遠，造成路過用戶切入問題，又要避免邊界過深，導致網絡無法覆蓋室外，進而引起掉話或其他問題［6］。在設計室分系統期間，有關人員應沿建筑邊緣確定天線位置，對功率分配進行調整。若建筑外墻所用材料為鋼筋砼，則要保證天線和外墻距離達到15 m，將天線口功率控制在5 dBm左右，基于墻體耗損對泄露進行有效控制。

4 系統建設方案

4.1 工程概況

項目為某小區移動通信網絡室分系統設計與安裝，該小區包含3棟高層住宅樓，每棟住宅均配有電梯，入住戶數為144戶，入住率達到100％。

4.2 前期準備

確定設計方案前，技術人員率先到達現場并進行測試，全面掌握現場發射功率、網絡信號及通話質量。

第一步，基于Ec/lo判斷信號質量，測試路徑如圖1所示。通過測試能夠發現，小區信號質量不理想，參數平均值約為-7。

第二步，對RxAGC進行測試。根據測試結果，確定現場信號強弱，由此判斷信號質量及通信質量。測試所得參數平均值為-82，這表示現場弱覆蓋情況嚴重，應對室內分布資源進行調整，達到加強覆蓋的目的。

第三步，按照規定完成CQT測試。結果表明，該小區接收電平的情況并不理想，3棟住宅10F以上空間均存在導頻污染，加之建筑高度相對較高，在樓內封閉、附近遮擋物的雙重影響下，極易出現信號快速衰減的情況。要想使住戶感知度得到提高，關鍵是要引入室分系統，對網絡覆蓋面積、效果進行優化，從而解決弱覆蓋所造成的一系列問題。

4.3 設計方案

結合住宅戶型、現場勘測以及模擬測試相關資料可知，該小區主要有兩種情形：一是接收點、發射點之間不存在間隔墻體，區域相對開闊；二是接收點、發射點間存在少量間隔墻體。對電磁波室內傳輸的損耗進行計算時，通常要用到天線增益、遮擋損耗等參數。本項目中，有關人員將天線口功率設定為-0.5 dB，在此基礎上，對天線接收場強進行了計算，結果如表1所示。

計算結果表明，該分布系統可達到項目覆蓋需求。考慮到建筑樓道口、窗口較易發生泄漏問題，施工方對天線位置進行了調整，確保天線與樓體相對。測試結果表明，系統場強能夠達到-80 dBm，緩沖區信號強度支持信號切換，加之現場僅設置一個RRU信號源，3棟住宅的電梯均被劃入同一區域，無需考慮信號切換等問題。

4.4 優化要點

無線網絡優化指的是采集、分析網絡參數，確定致使網絡運行質量無法達到預期的因素，通過調整參數等方式，對既有資源進行科學配置，在保證網絡資源得到充分利用的前提下，優化網絡運行狀態，由此獲得更符合預期的效益。

針對室分系統所開展優化工作，其側重點有兩個：切換區域和覆蓋面積。要求有關人員將室外網絡、室內系統視為一個整體，根據現場情況提出切實可行的優化建議。首先，優化覆蓋問題。優化宏站覆蓋期間，通常需要用到方向角、發射功率和下傾角等參數。直放站覆蓋范圍內的建筑，則要先對下行所輸入/輸入欠功率進行查詢，再對天饋線系統進行分析。微蜂窩附近建筑，應重點核實干放告警、駐波告警及其他相關信息。其次，鄰區優化。該項工作需要解決的問題，主要是優先級設置不符合規定、鄰區漏配。如果路測期間出現同頻無法順利切換的情況，先要對失敗點附近鄰區進行檢查；再視情況對鄰區配置加以調整。最后，解決導頻污染。導頻污染解決原則可被概括為扶強除弱，實證有效的方法包括調整室外扇區、優化現網宏站和實施室內覆蓋等。

5 結語

綜上，分析移動通信網絡的設計方案，對室分系統設計與應用進行重點研究。在設計與研究中，明確室分系統概念，說明系統組成和設計要點，確保室分系統的應用價值得到充分實現。通過合理設計饋線、布放天線，控制頻率干擾，使得信號資源傳輸更加穩定，為提升網絡信號傳輸穩定性助力。事實證明，本研究對行業發展產生深遠影響，能夠為通信網絡設計人員提供參考。

參考文獻

［1］韋子龍.移動通信4G網絡室內分布系統的優化分析［J］.通信電源技術，2020（1）：222-223.

［2］彭蔭輝.移動通信無線室內分布系統的應用與優化策略探究［J］.信息技術與信息化，2019（11）：115-117.

［3］楊營.移動通信室內分布天線位置選擇對其覆蓋性能的影響分析［J］.衛星電視與寬帶多媒體，2019（22）：37-38.

［4］李攀，周群峰，陳松，等.關于移動通信網絡室內分布系統建設的探討［J］.數字通信世界，2019（9）：127-128.

［5］山笑磊.移動通信網絡室內分布系統的規劃與建設方法研究［J］.中國新通信，2019（15）：38.

［6］王宇，盧高燕.移動通信室內分布模型的研究及設備監控網絡建設討論［J］.信息系統工程，2019（6）：38.

（編輯 姚 鑫）

Design and practice of indoor distribution system of mobile communication network

Chen? Yonglin

（Hainan Telecom Planning and Design Institute Co.， Ltd.， Haikou 570203，China）

Abstract： The paper summarizes the design of the subsystem and studies the mobile communication network. In the research， the project background is taken as the starting point， the concept and composition of the subsystem subsystem are analyzed， and through the design of feeder， antenna， signal source and other key links， the subsystem design is more reasonable. In the process of system design， the design principles are explained， and the coverage is confirmed on the basis of good field strength analysis and preliminary preparation. Through the application of the above design scheme， the design value of the room subsystem can be given full play to ensure that the mobile communication network is more stable and meet the latest needs of users.

Key words： indoor distribution system; mobile communication network; layout antenna; cover interference