翟健

【摘要】 目前國內(nèi)三家運營商獨立運營，多制式并存的格局，造成了通信基礎(chǔ)設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，資源浪費。為提高投資利用率，共建共享是必然發(fā)展趨勢。本文著重分析了室內(nèi)分布系統(tǒng)共建共享所面臨的干擾問題，找到兼容辦法，搭建室內(nèi)多系統(tǒng)工程的建設(shè)模式。

【關(guān)鍵詞】 移動通信 室內(nèi)分布 共建 干擾

前言：移動通信的共建共享是將基站、天線、網(wǎng)絡(luò)等電信基礎(chǔ)設(shè)施進行整合運營的一種模式，可實現(xiàn)資源節(jié)約、保護環(huán)境等目標，在國外已經(jīng)過多年經(jīng)營，得到廣泛實施。我國移動通信共建共享的起步較晚，2008年工信部與國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督委員會聯(lián)合發(fā)文《關(guān)于推進電信基礎(chǔ)設(shè)施共享的緊急通知》，確定了由政府引導(dǎo)的共建共享推進思路。但是，真正大規(guī)模實施還是近兩年的事。原因是多方面的，主要由我國的通信網(wǎng)絡(luò)格局所致，一方面移動、聯(lián)通、電信三大運營商各自采用的是三種不同制式的網(wǎng)絡(luò)，各有利弊，技術(shù)上融合難度較大；另一方面，三家運營商業(yè)務(wù)發(fā)展不均，一旦資源共享必將會損傷利益，尤其2015年2月三大運營商均獲取4G牌照后，競爭愈加激烈，我國的移動通信共建共享推進阻力較大。

此種情況之下，工信部再次強勢介入，責(zé)令運營商強制共建共享，要求室外基站選址不得重復(fù)建設(shè)，已建成的基站以租賃方式分享給其他運營商；在室分建設(shè)上也逐步推行共建共享。2014年7月8日，國資委批準成立了中國鐵塔通信有限公司，以最大限度地實現(xiàn)通信資源統(tǒng)一規(guī)劃布局，這是我國在通信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享方面向前邁出的一大步，開始向第三方承建，運營商租賃的模式探索，此種情況下，克服技術(shù)瓶頸，搭建合理有效的共建共享模式就非常重要了。

一、室內(nèi)分布系統(tǒng)的概念

目前，我國三大運營商移動用戶有50%的語音話務(wù)量、70%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量是發(fā)生在室內(nèi)的，所以用戶的室內(nèi)業(yè)務(wù)需求是運營商所必須著重考慮的。

室內(nèi)建筑材料、裝飾裝潢材料的無線信號的衰減和屏蔽作用，導(dǎo)致室內(nèi)空間存在弱覆蓋區(qū)域甚至盲區(qū)；同時，在大型商業(yè)中心、大型場館、車站等人群匯集區(qū)域，人口密度大，話務(wù)量高，易導(dǎo)致出現(xiàn)無線信道擁塞，通話質(zhì)量差、數(shù)據(jù)傳輸慢等影響移動用戶使用感知的情況。這些情況，室外基站是無法解決的，必須通過建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)進行解決[1]。

室內(nèi)分布系統(tǒng)，是相對室外基站信號覆蓋而言的，指信號源經(jīng)由無源器件、饋線組成的網(wǎng)狀系統(tǒng)將無線信號均勻地分配到獨立安裝在建筑物內(nèi)部、小區(qū)露天燈桿等區(qū)域的小功率低增益天線上，從而實現(xiàn)對目標區(qū)域的信號覆蓋。室內(nèi)分布系統(tǒng)的合理布置，可以實現(xiàn)對盲區(qū)、弱覆蓋區(qū)域的信號覆蓋，改善室內(nèi)通信信號的強度和質(zhì)量，同時可均衡室內(nèi)話務(wù)，分擔(dān)室外基站話務(wù)。

二、室內(nèi)分布系統(tǒng)典型場景分析

室內(nèi)場景的多樣性是室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)的難點之一，不同的室內(nèi)分布場景，具有不同的建筑特點、無線環(huán)境及用戶和業(yè)務(wù)特點，其話務(wù)模型和傳輸模型各有側(cè)重，所以在建設(shè)之前，需要對場景特點進行分析，以便在分布系統(tǒng)設(shè)計時充分考慮系統(tǒng)容量、小區(qū)劃分等問題。典型的室內(nèi)分布場景包括寫字樓、賓館酒店、居民小區(qū)、校園、商場超市、城市綜合體、交通樞紐、大型場館等，下面將對典型場景特點進行分析。

2.1寫字樓、賓館酒店

建筑特點：位于大中型城市人口密集區(qū)或交通干道附近，多為高層建筑、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或全鋼架結(jié)構(gòu)，樓內(nèi)單層面積較大，磚墻或其他材料隔斷，多有木質(zhì)或金屬材料天花板吊頂。

無線環(huán)境：周邊基站密集，站址間信號干擾嚴重，低層部分受遮擋嚴重，信號覆蓋較弱，高樓層部分會收到多個信號強度大致相當(dāng)?shù)幕拘盘?，缺乏主服?wù)小區(qū)，切換頻繁，導(dǎo)致起呼困難。

用戶和業(yè)務(wù)特點：人流密集、流動性大，話務(wù)集中在白天，擁塞現(xiàn)象普遍，高端用戶較多，語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量均較大，這類場景對分布要求高，施工難度大，室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)一次性投資巨大，需盡量吸收室內(nèi)話務(wù)，提高投資回報率。

2.2居民小區(qū)

建筑特點：內(nèi)部樓宇密集，布局較為整齊，樓高不等，小區(qū)內(nèi)綠化較多，樓間距20米左右，電梯數(shù)量較多，有大型地下停車場。

無線環(huán)境：建筑材料對信號屏蔽嚴重，低層、電梯、地下空間內(nèi)信號覆蓋較弱。

用戶及業(yè)務(wù)特點：用戶相對較為固定，話務(wù)集中在夜晚，語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量均較大，客戶對信號覆蓋感知要求高而敏感。

2.3校園

建筑特點：主要為大學(xué)校園，有多種功能性建筑，建筑結(jié)構(gòu)較為方正。

無線環(huán)境：樓宇多為多層建筑，樓高較低，可同時接收到多個基站信號，切換頻繁，人流量大，數(shù)據(jù)通信傳輸不暢。

用戶及業(yè)務(wù)特點：峰值話務(wù)量很高，不同區(qū)域存潮汐效應(yīng)，教學(xué)樓、圖書館等區(qū)域話務(wù)量白天時較高，宿舍、家屬樓等區(qū)域話務(wù)量夜晚時達到峰值。此種特點，需考慮信源共享基帶資源，以高效利用容量資源，同時可應(yīng)對突發(fā)大業(yè)務(wù)需求。

2.4商場超市、城市綜合體

建筑特點：樓宇結(jié)構(gòu)通常比較扁平化，綜合體低層部分多以框架結(jié)構(gòu)為主，單層面積大，墻體、貨架等障礙物較多，大部分區(qū)域的信號衰減嚴重。

無線環(huán)境：多處于繁華地帶或交通主干道附近，人流量大，周邊環(huán)境總體較為復(fù)雜。

用戶及業(yè)務(wù)特點： 中高端客戶相對較多，業(yè)務(wù)需求多樣，容量要求高，客流量非常大，需要做到精細化覆蓋，確保均勻、良好覆蓋。

2.5交通樞紐

建筑特點：機場、火車站、客運站等交通樞紐，通常有比較大的開闊空間，建筑結(jié)構(gòu)多為鋼筋混凝土和玻璃幕墻，地鐵、輕軌等大部分區(qū)域處于地下，對基站信號有較大屏蔽。

無線環(huán)境：除了室外基站信號外，還有鐵路等專網(wǎng)信號，信號環(huán)境較為復(fù)雜。

用戶及業(yè)務(wù)特點：人流量非常大，對語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量需求均較大。

2.6大型場館

建筑特點：建筑結(jié)構(gòu)多為大跨度鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部區(qū)域空曠，挑高層和上部區(qū)域很多。

無線環(huán)境：區(qū)域內(nèi)傳播環(huán)境復(fù)雜，傳輸損耗多樣，空間開闊，易多小區(qū)交疊。人流室內(nèi)、室外的頻繁進出對容量均衡有較大影響。

用戶及業(yè)務(wù)特點：高端用戶多且集中，尤其媒體區(qū)域與VIP區(qū)域，以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，對信號質(zhì)量要求高。另，在展會或大型賽事期間，業(yè)務(wù)量會突發(fā)增長，而在其他空閑期則業(yè)務(wù)量較低，忙閑差異很大。

三、室內(nèi)分布三網(wǎng)共建干擾分析

目前三大運營商各自網(wǎng)絡(luò)所采用的主流制式各不相同，中國移動2G采用GSM900和DSC1800，3G采用CDMA2000，4G采用TD-LTE A、E頻段；中國聯(lián)通2G采用GSM900和DSC1800，3G采用WCDMA，4G采用TD-LTE 和FDD-LTE雙網(wǎng)絡(luò)；中國電信2G采用GSM900和DSC1800，3G采用CDMA2000，4G采用TD-LTE 和FDD-LTE雙網(wǎng)絡(luò)。為保證語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，三家至少要保證各有兩套制式網(wǎng)絡(luò)。室內(nèi)分布三網(wǎng)共建共享，則需要將至少6種制式網(wǎng)絡(luò)合并在一套系統(tǒng)中，最大的難度即是克服干擾，做好干擾隔離，解決了干擾問題，即可找出搭建共建系統(tǒng)的模型。

3.1干擾的分類

室內(nèi)分布系統(tǒng)的干擾，有來自系統(tǒng)內(nèi)部的也有來自系統(tǒng)外部的。根據(jù)運營商各制式系統(tǒng)不同的工作原理、不同的工作頻段，其干擾各有側(cè)重。特別是系統(tǒng)間的干擾，往往混在一起，嚴重影響接收靈敏度，這是室分系統(tǒng)三網(wǎng)共建所需要重點考慮的干擾。

系統(tǒng)內(nèi)部的干擾，主要來自底噪，每一個系統(tǒng)的發(fā)射機和接收機都有各自的底噪，這個底噪在系統(tǒng)容限范圍內(nèi)，對靈敏度影響較小，假設(shè)A系統(tǒng)進入到B系統(tǒng)時抬高了B系統(tǒng)的底噪，那就會導(dǎo)致B系統(tǒng)靈敏度降低，即產(chǎn)生干擾。

系統(tǒng)間的干擾主要來自雜散干擾、互調(diào)干擾和阻塞干擾三種，這三種干擾發(fā)生在系統(tǒng)的不同位置，同時不同的系統(tǒng)，所產(chǎn)生的干擾程度也不同[2]，在進行干擾抑制分析時，應(yīng)獲取對系統(tǒng)干擾程度最大的那個干擾來作為最終要抑制的對象，然后再確定能滿足的系統(tǒng)隔離度是多少，從而保證多系統(tǒng)能一起和諧工作。

3.2 雜散干擾

雜散干擾來自于一個系統(tǒng)的發(fā)射頻段外的雜散信號發(fā)射落在了另一個系統(tǒng)接收頻段內(nèi)而產(chǎn)生的干擾，將降低接收系統(tǒng)的靈敏度。2013年工信部第26號令，對無線電頻率劃分做出了詳細的規(guī)定，內(nèi)容包含對發(fā)射設(shè)備雜散域發(fā)射功率的限值要求。要保證雜散輻射對被干擾系統(tǒng)的影響低于7db，可通過雜散發(fā)射功率與被干擾系統(tǒng)干擾容限的差值來確定隔離度。在室內(nèi)分布多系統(tǒng)合路方案中，選擇濾波器、合路器時，至少要求其隔離度在90db以上，可大大降低系統(tǒng)間的雜散干擾，要么在發(fā)射機端增加濾波器，要么遠離干擾系統(tǒng)。在多系統(tǒng)共址時，需要根據(jù)各制式的頻段分布重點考慮。

3.3 互調(diào)干擾

互調(diào)干擾產(chǎn)生于兩個或多個信號經(jīng)過非線性傳輸電路后產(chǎn)生的等間隔互調(diào)產(chǎn)物，產(chǎn)生的形式主要有發(fā)射機互調(diào)干擾、接收機互調(diào)干擾、和外部效應(yīng)引起的互調(diào)干擾?；フ{(diào)干擾和雜散干擾一樣都是由于干擾信號進入被干擾信號的工作頻段而產(chǎn)生的，不同的是其干擾信號頻率需要滿足一定的組合關(guān)系。對互調(diào)干擾的抑制可以采用以下方法：

1、適當(dāng)降低發(fā)射機的發(fā)射功率，保證發(fā)射機工作在線性區(qū)。

2、加大兩個系統(tǒng)頻率間隔，使產(chǎn)生的頻率分量遠離工作頻段。

3、在發(fā)射機端增加濾波器，將干擾信號抑制在輸出端。

3.4阻塞干擾

阻塞干擾的產(chǎn)生，是由于接收機中的放大器都有一個線性動態(tài)范圍，在此范圍內(nèi)，放大器的輸出功率隨輸入功率線性增大，當(dāng)一個較強的干擾信號與有用信號同時進入接收機時，接收機的非線性器件飽和，放大器進入非線性區(qū)，產(chǎn)生非線性失真，使其不再隨輸入功率的增大而增大，導(dǎo)致接收機過載而阻礙通信，形成阻塞干擾。阻塞干擾會造成接收機無法正常工作，長時間的阻塞干擾會導(dǎo)致接收機永久性的性能下降。要避免阻塞干擾，必須保證帶外阻塞信號在進入接收機以前已衰減至一個可接受的范圍內(nèi)。在進行室分系統(tǒng)設(shè)計時，做好多系統(tǒng)發(fā)射機功率的控制和天線間距，可以有效抑制阻塞干擾。

以上各種干擾，除了底噪干擾是系統(tǒng)自身產(chǎn)生，無法消除外，其余各類型干擾都可以通過濾波器、合路器的組合等方式予以減弱或避免。實在無法避免時，可由三家運營商進行協(xié)商，采用退頻的方式適當(dāng)讓出一些頻帶，增加保護隔離帶的方式處理[3]。

四、室內(nèi)分布多系統(tǒng)共建模式

完整的室內(nèi)分布系統(tǒng)是有信源部分和天饋系統(tǒng)兩部分組成，即多系統(tǒng)的引入端和輸出端，多系統(tǒng)共建，需要做到多系統(tǒng)兼容，要同時對這兩部分均做出調(diào)整。

4.1 接入平臺的搭建

運營商要保證各自用戶的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，則至少需要2G（語音）/4G（數(shù)據(jù)）或3G（語音）/4G（數(shù)據(jù)）的信源組合，即每家運營商至少2套信源系統(tǒng)，3家運營商就至少需要6套信源系統(tǒng)共存。在室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)時，由于室內(nèi)空間有限，本著共建共享的原則，這些信源設(shè)備就需要集中安裝。將多系統(tǒng)信源整合，并能滿足隔離標準，將多路信號饋入天饋系統(tǒng)，需要搭建一個多系統(tǒng)接入平臺，簡稱POI[4]。

POI平臺分為上行、下行兩個單元，將濾波器、合路器、電橋、功分器等器件做了整合，根據(jù)接入系統(tǒng)的頻段特性，分別采用1級寬頻、2級寬頻、超寬頻合路等方式逐級疊加，最終實現(xiàn)多系統(tǒng)合路后的信號輸出。平臺中的濾波器可以通過保留有用信號，對雜散信號進行衰減的方式，對接入信號的頻段進行有效控制，確保實現(xiàn)發(fā)射機端的有效隔離，同時也可以有效防止反向信號漏入發(fā)射機，進而避免發(fā)射機靈敏度降低。合路器、電橋、功分器則是通過一定的組合，將接入POI平臺的多系統(tǒng)信號頻率進行分流、組合，以增加系統(tǒng)間的隔離度，減少頻率組合產(chǎn)生的互調(diào)干擾[5]。

4.2天饋分布系統(tǒng)的建立

共建系統(tǒng)的無源部分，主要就是指室分系統(tǒng)的天饋部分。天饋可以采用收發(fā)合纜和收發(fā)分纜的方式建設(shè)，兩種方式各有利弊，但是對于4G信號來說，為保留其特有的MIMO技術(shù)，建議在條件允許的情況下選擇收發(fā)分纜的方式。

所謂收發(fā)合纜的方式，就是指采用一套室內(nèi)天饋將POI平臺合路后的信號發(fā)射出去。多制式系統(tǒng)信號饋入POI平臺后，輸出端已經(jīng)集成了上下行信號，直接合路進入天饋分布系統(tǒng)，通過室內(nèi)天線將信號散發(fā)，進行覆蓋。這種覆蓋方式，建設(shè)成本較低，適合那種空間資源有限，對語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求要求不高的場景。但這種方式限制也較多，由于天線端不區(qū)分上、下行，其抗干擾能力較弱，可能會存在一定程度的互調(diào)干擾，且系統(tǒng)接入數(shù)量有限，不能饋入過多制式的信號（最多6種），后期擴容難度較大[6]。

收發(fā)分纜型天饋分布系統(tǒng)是相對與收發(fā)合纜方式而言的，是將各制式的上、下行信號分兩套天饋系統(tǒng)分開建設(shè)的，這種建設(shè)模式保證了足夠的隔離度，每套系統(tǒng)都分為發(fā)射和接收兩部分。采用收發(fā)分纜型天饋，大大提高了抗干擾能力，在理論上不會受到系統(tǒng)接入數(shù)量的限制，便于后期擴容[7]；同時能實現(xiàn)鏈路質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率較高的4G關(guān)鍵技術(shù)之一MIMO技術(shù)。此種天饋分布系統(tǒng)的的不足之處就在于建設(shè)成本略高，對空間要求高，在空間有限的場所安裝難度較大；另外由于采用雙系統(tǒng)方式，天線之間的功率平衡較難控制?？傮w來說，由于此種方式能突顯4G關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)揮，實現(xiàn)高質(zhì)量、高速率的數(shù)據(jù)傳輸，故在交通樞紐、星級酒店、大型購物中心、會展中心等語音和數(shù)據(jù)要求較高的場所常建議采用此種方式。

五、結(jié)語

通信基礎(chǔ)設(shè)施的共建共享是未來通信建設(shè)的大趨勢，在工信部的推波助瀾下，伴隨中國鐵塔公司的成立，將會大大提高共建共享整體推進速度，本文僅是理論層面的探討，在實際實施過程中，受器件質(zhì)量、施工工藝的影響，可能會有一些微小的差錯，而影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。所以在通信基礎(chǔ)建設(shè)上，有了好的理論指導(dǎo)，更要有良好的產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)良的施工工藝做支撐，才能實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。室內(nèi)分布的建設(shè)使命就是改善室內(nèi)無線信號覆蓋，只有根據(jù)室內(nèi)結(jié)構(gòu)的特點做出相應(yīng)應(yīng)對的策略，才能實現(xiàn)更好的技術(shù)支撐。

參 考 文 獻

[1]中國移動通信集團北京有限公司工程部，2012年室分系統(tǒng)建議及指導(dǎo)意見（V1.0）[Z].中國移動通信集團北京有限公司，2012

[2]朱澤健，鐘松峰，不同移動通信系統(tǒng)之間的干擾分析[J].通訊世界，2005（7）：77-78

[3]張忠皓，LTE系統(tǒng)與2G、3G系統(tǒng)共站址共存問題分析[J].郵電設(shè)計技術(shù)，2012（1）：7-9

[4]集成研究室，POI多系統(tǒng)接入平臺性能及應(yīng)用[R[.廣州：京信通信系統(tǒng)（中國）有限公司，2013，3-6

[5]吳曉慶，劉波，多端口通信設(shè)備測試裝置的設(shè)計[J].信息通信2014（12）：58-59

[6]夏嘉呈，古娜，張珺，基于收發(fā)合纜技術(shù)的移動通信集約化室內(nèi)分布系統(tǒng)[J].電信快報：網(wǎng)絡(luò)與通信，2010（6）：35-38

[7]張紹偉、張海濤，TD-LTE饋入收發(fā)分纜室內(nèi)分布系統(tǒng)可行性分析[J].現(xiàn)代電信科技，2012（6）：1-6