劉艷 屈秀敏

【摘要】本文首先介紹了分布系統(tǒng)、需求分析、系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)物理元器件，并以實(shí)際小區(qū)的室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，介紹了其TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及采用的各種物理元器件，選擇分布式基站系統(tǒng)作為信源，即直放站、BBU（室內(nèi)基帶處理單元）、RRU（射頻拉遠(yuǎn)單元）相連組成的信源。最后，在建設(shè)完成后，對整個系統(tǒng)的實(shí)際工作進(jìn)行了簡單的測試。

【關(guān)鍵詞】室內(nèi)分布系統(tǒng);系統(tǒng)的測試

隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，移動通信的重點(diǎn)從語音業(yè)務(wù)逐漸轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。作為最新的移動通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，TD-LTE技術(shù)也已邁入了成熟期和大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)的階段。TD-LTE為第四代移動通信標(biāo)準(zhǔn)，即4G。而隨著LTE時代的即將到來，整個移動通信的速率得到了很大提高，視頻、游戲、直播等高速率、高幀率業(yè)務(wù)已成為人們平時使用手機(jī)時最常用的業(yè)務(wù)。

1. 分布系統(tǒng)的介紹

分布系統(tǒng)是通信系統(tǒng)中用于信號區(qū)域覆蓋的組網(wǎng)方式，通常由信源系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)、有（無）源設(shè)備、天線等組成。用于解決高層建筑、居民小區(qū)、地鐵、高鐵等場景信號覆蓋較弱問題。

室內(nèi)分布系統(tǒng)主要由信源、各種有源設(shè)備和天線輸入接口組成。如下圖2-1所示：

信源連接各種有源設(shè)備，然后信號經(jīng)過有源設(shè)備的傳輸，最終傳導(dǎo)到各個天線接口上。

2. 需求分析

隨著 4G 用戶的爆發(fā)式增長，越來越多的業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所占比例也越來越大。隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)行，建筑密度大，高度高，信號遮擋嚴(yán)重，室外宏站選址難度大。所以為了滿足更多的業(yè)務(wù)需求，信號覆蓋較弱的問題需要通過室內(nèi)分布系統(tǒng)解決。

2.1 室內(nèi)分布系統(tǒng)的干擾問題

現(xiàn)在室內(nèi)分布系統(tǒng)之間的干擾主要有三大類：雜散干擾類、阻塞干擾類和互調(diào)干擾類。其中互調(diào)干擾相對于其他兩種干擾來說是影響最小的，所以我們主要對雜散干擾和阻塞干擾這兩種干擾進(jìn)行介紹。

（1）雜散干擾是一種加性干擾，它主要產(chǎn)生于發(fā)射機(jī)單元。雜散干擾對被干擾系統(tǒng)影響可以概括為使被干擾系統(tǒng)的底噪抬高，從而導(dǎo)致靈敏度的降低，影響被干擾系統(tǒng)的通信質(zhì)量。所以，為了降低雜散干擾對被干擾系統(tǒng)的影響，就必須防止接收機(jī)的靈敏度過度惡化。

（2）阻塞干擾是指系統(tǒng)頻帶范圍外的一個強(qiáng)干擾信號的加入使接收機(jī)鏈路中的濾波器、功率放大器、混頻器等這些非線性器件達(dá)到飽和狀態(tài)，產(chǎn)生非線性失真從而形成的干擾。為了規(guī)避阻塞干擾的產(chǎn)生，就需要讓強(qiáng)干擾信號在輸入接收機(jī)之前就必須衰減至阻塞電平要求以下。

2.2 室內(nèi)分布系統(tǒng)的覆蓋問題

覆蓋分析，就是在進(jìn)行室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時候，考慮信號的總體覆蓋情況，統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量受邊緣覆蓋場強(qiáng)大小的直接作用。

（1）邊緣覆蓋場強(qiáng)的指標(biāo)值設(shè)置過高

指標(biāo)值設(shè)置過高會使信號外泄，室內(nèi)外信號重疊的地方就會出現(xiàn)接入失敗、切換失敗以及掉話等通信失敗的現(xiàn)象。

（2）邊緣覆蓋場強(qiáng)的指標(biāo)值設(shè)置的過低

指標(biāo)值設(shè)置過低說明室內(nèi)區(qū)域的覆蓋太小，出現(xiàn)弱覆蓋或者覆蓋盲區(qū)，達(dá)不到目標(biāo)要求。

3. 室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)物理元器件

室內(nèi)分布系統(tǒng)可分為兩部分：信源和天饋分布系統(tǒng)。

3.1 室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號源

室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號源是一種產(chǎn)生無源信號的器件。信號源的種類有很多，如：微蜂窩基站或使用直放站即室內(nèi)基帶處理單元+射頻拉遠(yuǎn)單元相結(jié)合的模式（BBU+RRU模式）。

微蜂窩是利用微蜂窩技術(shù)實(shí)現(xiàn)微蜂窩小區(qū)覆蓋的移動通信系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是體積小，且不需要獨(dú)立的機(jī)房，小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高話務(wù)量。若將一般的微蜂窩基站看作是集中式的基站，而射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU）和基帶處理單元（BBU）則組成分布式基站，可以做到基帶信道資源與主基站之間的資源共享，能夠更好的利用基帶信道資源，提供一定的網(wǎng)絡(luò)容量。

3.2 分布系統(tǒng)所用到的設(shè)備

在LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)所用到的設(shè)備主要有天線、功分器、耦合器、合路器等物理元器件。

（1）天線

天線是一種變換器，可以把傳輸?shù)膶?dǎo)波變成電磁波，用來發(fā)射或者接收。

（2）功分器

功分器即功率分配器，它能夠?qū)⑤斎胄盘栠M(jìn)行平等分配，將單路信號變?yōu)槎嗦沸盘?，并且有著極廣的頻率范圍。

（3）耦合器

耦合器也是將信號進(jìn)行分配的元器件，但不是平均分配。耦合器也有腔體合器和微帶耦合器兩類，它只有兩個輸出口，在性能上來說，腔體稱合器的性能要優(yōu)于微帶功分器。

（4）合路器

合路器是將幾路不同頻率的信號合成一路進(jìn)行輸出。在TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中多與信源相連接，通過合路器將不同信源的信號，如GSM和WLAN，合路后輸出到天饋系統(tǒng)中。

4. 實(shí)際小區(qū)的室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以某小區(qū)為例，詳細(xì)介紹室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工情況，其小區(qū)使用的為中國移動的E頻段，采用的組網(wǎng)方式為異頻組網(wǎng)。

4.1 小區(qū)基本情況介紹

該小區(qū)一共四棟樓，每棟樓高4層，其建筑方式為老式磚混結(jié)構(gòu)，地下室沒有吊頂，其余各層皆用石膏板吊頂，整個小區(qū)的常住人口約為一千人左右。對該小區(qū)內(nèi)進(jìn)行通信環(huán)境的測試后發(fā)現(xiàn)信號接收功率和信噪比都存在盲區(qū)。

4.2 工程設(shè)計(jì)內(nèi)容

本次工程在信源上選擇分布式基站 BBU+RRU，分布式基站具有設(shè)備體積小，維護(hù)安裝簡單，選址靈活，覆蓋面積廣，處理突發(fā)話務(wù)的能力較高，損耗小等優(yōu)點(diǎn)。在天線方面選用泄漏纜，泄漏電纜傳輸穩(wěn)定，占用資金較少、維護(hù)容易等特點(diǎn)，然后我們在進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃、天線口功率、室分天饋系統(tǒng)等方面的選擇。

（1）天線口功率規(guī)劃

小區(qū)房間內(nèi)天線結(jié)合實(shí)際覆蓋范圍，天線口的功率范圍大約為4～9dBm，接收機(jī)端的天線口測到的信號接收功率大約為-29 dBm ～26dBm。

（2）傳播損耗計(jì)算

根據(jù)第三代移動通信合作伙伴組織的要求，無線路徑的傳播損耗（PL）一般來講可由下公式計(jì)算：

PL（dB）=32.4+20Logf+20LogD+20logd+P? ? ? ? ? ? ? 5-1

式中f為載頻頻率（MHz），D是接收信號與天線間的垂線距離（單位是m）。P指的是障礙物的損耗，單位是dB。

（3）室分天饋系統(tǒng)的規(guī)劃與選擇

由于該小區(qū)TD-LTE用戶和需求相對，對無線速率要求也比較適中，之前也有建設(shè)2G、3G及WLAN等相關(guān)的覆蓋工程，所以在對TD-LTE進(jìn)行覆蓋改造時，要用新的天饋系統(tǒng)與原來舊的天饋系統(tǒng)共同構(gòu)成雙通道式MIMO覆蓋。

4.3 設(shè)計(jì)方案

對于小區(qū)進(jìn)行整體合路，所用到用到物理元器件有射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU）、耦合器、合路器、終端等，其整體合路的具體狀態(tài)如下圖5-1所示

其中，TD-LTERRU1安裝于一樓機(jī)房，其設(shè)備輸出為21.4dBm，通過合路器和耦合器的連接，最終與終端相連。

在整體合路完成后，接著要在各個樓層進(jìn)行線路的總體布線，所用到的各項(xiàng)物理元器件為：功分器，合路器，耦合器、泄漏電纜。

在每個房間設(shè)置一個功分器，在一二層時，由于房間相當(dāng)對較多，需要在走廊里增加一個耦合器，用來對各個房間里引出來的電纜進(jìn)行耦合，降低功分器負(fù)擔(dān)，然后合路到機(jī)房。在三四層，直接通過功分器連接到電纜上，最后合路得到機(jī)房。

4.4 系統(tǒng)的測試及分析

對用戶面的平均時延進(jìn)行測試，如下圖5-2所示：

用戶面的平均時延進(jìn)行測試，其ping值測試用戶面平均時延30ms，丟包率為0，在很短的時間內(nèi)就能得到后臺的回應(yīng)，狀態(tài)良好。

5. 結(jié)語

本文從室內(nèi)分布系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中的角度出發(fā)，選取了某小區(qū)作為案例，選擇各種合適的物理元件如天線、功分器、耦合器等進(jìn)行組網(wǎng)建設(shè)，并對工程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了說明如：小區(qū)規(guī)劃、天線口功率規(guī)劃、信源的選取、傳播損耗的計(jì)算、室分天饋系統(tǒng)的選擇。在整個工程建設(shè)完成后，對用戶面平均時延進(jìn)行了測試。

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作者簡介：劉艷，河南新鄉(xiāng)人，助教，碩士，研究方向?yàn)橐苿油ㄐ?屈秀敏，河南新鄉(xiāng)人，助教，碩士，研究方向?yàn)榭刂扑惴?、電氣控制等?/p>