浅谈无线信号增强系统设计

浅谈无线信号增强系统设计摘要在一些大厦、商场、地铁等场所,因建筑结构对无线通讯信号的衰减和反射,使得人们不能进行通讯交流,因此需要建立室内无线信号增强系统。即利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落,从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。关键词 无线信号 室内衰减 基站 室内天线分布系统1引言 近年来移动通信得到广泛的普及和应用。但是由于移动电话是靠电磁波的传播来建立通信联系的,而一般建筑主体结构为全钢筋混凝土结构,使无线信号电磁波的强度受到较大的衰减和反射,室内信号强度很弱。在一些大厦、商场、餐厅、地下室、地铁站等场所,移动电话信号太弱,甚至无法使用移动电话,给人们的生活带来极大的不便,因此如何保证移动电话无盲区、通话质量清晰、连续已成为电气设计中必须考虑的一个重要问题。室内通话质量的好坏是衡量网络支持能力的一个重要标准。2总体思路 为解决这一问题,在建筑物内设置室内天线分布系统, 用以接收从基站发射的电波信号,之后再将其转发到室内各个角落,从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖,使得大厦内的所有人员都能轻松地进行通信交流。3工程实例3.1工程概况 本工程位于北京CBD(中央商务区)的核心部分,地块面积14300m2,分别建造一幢南办公楼、一幢西办公楼、一幢商务公寓。办公楼21层;商务公寓17层,以商业、餐饮、健身、娱乐等功能为主;地下部分设有四层汽车库。3.2解决方案 以室内GSM900M(全球移动通信系统)、CDMA(即码分多址无线技术)、小灵通为信号源,采用无源和有源相结合的分布系统对整栋大厦进行覆盖。 微蜂窝基站设在B1层电话机房,室内天线配置方案:分别在商务公寓楼、南办公楼、西办公楼地下一层、夹层及地上各层布放4付天线;因为地下二层、地下三层及地下四层是相通的,按照各层的格局平均布放其余天线,移动电话服务商各自设立基站及天线。 采用相对窄带器件插损较小的宽频带器件,主干和水平线均采用1/2"硬馈线。根据各座的面积、结构情况,采用无源、有源相结合覆盖方式。用宽频带功分器、耦合器将信号分配至每层的天线,对整个大厦进行覆盖。为保证信号不外泄到室外,室内覆盖边缘场强不小于-7dm。覆盖方式采用多天线、低功率方式。每付天线输入功率平均约7m/载波;微蜂窝基站输出总功率3dm。3.3可扩容性分析 考虑到系统的可扩容性,器件均采用宽频器件,且采用多天线、低功率方式,所以可方便升级至1.8Hz。3.4信号外泄分析 由于该工程位于北京繁华地带段,信号容易外泄,可能会引起室外手机用户在通话时切换掉话。所以采用:①多天线、低功率;②用建筑体遮挡的方式解决信号外泄问题。因此在地下车库各层和首层至四层布放的天线功率相对较低,布放时适当远离门窗,以避免信号外泄。3.5覆盖区域场强预测分析 例:2m自由空间损耗约:6d,室内吸顶天线增益为:3.5i,多路径衰落余量约:1d,隔墙损耗约:1~1d,天线口功率为:9m,距离天线最远点2m处的手机场强为:9m+3.5i-1d-1d-6d=-7.5m 其它地方的信号场强均高于此值,可以满足覆盖要求。3.6技术指标与要求 移动用户的忙时平均话务量为0.05/用户。 无线信道的呼损率:话音信道(TCH)呼损低于2%,控制信道(SDCCH)呼损低于0.1%。 干扰保护比:同频干扰保护比:C/I≥1d(不开跳频);同频干扰保护比:C/I≥9(开跳频) 邻频干扰保护比:20z邻频干扰保护比:C/I≥-6;40z邻频干扰保护比:C/I≥-3d。 无线覆盖区内可接通率要求在无线覆盖区内的9%位置,9%的时间移动台可接入网络;无线覆盖边缘场强≥-7dm;在基站接收端位置收到的上行噪声电平小于-10m;覆盖区与周围各小区之间有良好的无间断切换;室内覆盖区误码率(RxQul)等级优于3级的地方应占9%以上,信号源兼作室外覆盖时则同时要求室外为9%以上;室内天线发射功率根据国家环境电磁波卫生标准,室内天线的发射功率小于1dm;无线覆盖边缘场强要求室内覆盖信号高于室外1d,对于宾馆、公寓等特殊场所可不作要求,但室内覆盖系统边缘场强应不小于-7dm,在基站接收端位置收到的上行噪声电平应小于-10m;室内微蜂窝下行信号对室外的溢出量在建筑物周围1m内测量,在9%以上的位置应低于-8dm;室内消防通道、避难层地区保证接通;建筑物内的电梯,要求对客梯、货梯及员工梯进行覆盖,并保证电梯运行中不掉话;覆盖系统的设计应考虑信号源为6载波时,每载波的覆盖效果;考虑到与将来的GSM10共用系统,要设计一定的功率分配余量。3.7主设备的安装 微蜂窝基站安装在B1层电话机房,遵从中国移动、中国联通及中国网通等公司及微蜂窝厂家的安装规范。各楼屋室内吸顶天线吸附于天花顶,天线帽外露安装。安装室内吸顶天线时注意保持天线外观清洁。耦合器及功分器都装在弱电竖井托盘上,以便维护。特殊情况需放置于竖井外,应固定好,并做好防水处理。楼层之间纵向走线走弱电竖井或方便通道;各楼层横向走线尽量利用天花板内的已有线槽。所有外露馈线、电源线及地线都必须穿PVC管。3.8电源设备的安装 由大厦应急照明配电箱提供电源,为保证对设备可靠供电,电源引入需安装UPS(不间断电源)。电源PE线必须良好接地,有源设备必须接地,要求接地电阻小于4Ω。4小结 室内覆盖问题从广义上来讲,不仅仅是对室内盲区的改善,同时也应包括对室内移动通信话音质量、系统容量的改善。除了对诸如地下室,各楼层屏蔽性场所信号的引入外,同时也应对一些建筑物高层部分因接收到来自各个方向的杂乱且不稳定信号而造成的容易掉话、断线、切换不成功等问题进行改善。 室内覆盖系统的建设,可以较为全面地改善建筑物内的通话质量,提高移动电话接通率,减少弱信号断线,提高网络指标,增加业务量,开辟出高质量的室内移动通信区域。同时,使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝的话务,增加网络容量,使室内话务在室内吸收,减少同频干扰,从整体上提高移动网络的服务水平。同时,室内覆盖的改善,对于提高工程项目的技术等级,为业主、用户提供更好更完美的随时随地的通信服务,提高市场竞争力和知名度具有重大意义。