淺析建筑無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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【摘要】隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地資源的緊缺，高層建筑越來(lái)越多，這對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的要求提高，部分網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足高層建筑的需求，因此，必須要做好高層室內(nèi)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本文首先概述了網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)分布的種類和特性，之后分析了高層室內(nèi)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，給出了分布系統(tǒng)案設(shè)計(jì)方案與流程，旨在為高層提供更好的室內(nèi)通信環(huán)境。
【關(guān)鍵詞】高層室內(nèi)；室內(nèi)通信；通信網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
前言
隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍增大，通過(guò)采用光纖直放站、高速電梯、干線放大器等，對(duì)于室內(nèi)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化效果并不明顯，隨著城市大量高層建筑的增加，一定程度上干擾了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋效果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前70%的業(yè)務(wù)量發(fā)生在室內(nèi)，室內(nèi)分布系統(tǒng)的重要性不斷突出。
1網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)分布的種類和特性
按照信號(hào)源進(jìn)行劃分，網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)分布系統(tǒng)可分為直放站室內(nèi)分布系統(tǒng)和蜂窩室內(nèi)分布系統(tǒng)。前者具有安裝過(guò)程便捷、成本低、可快速解決不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)信號(hào)和盲足的問(wèn)題，缺點(diǎn)是信號(hào)質(zhì)量下降，容易影響到其它基站。后者較為穩(wěn)定、信號(hào)質(zhì)量好，但是施工時(shí)間長(zhǎng)、投資成本高，還要另外設(shè)置通信線路。按照設(shè)備來(lái)劃分，可分為無(wú)源和有源兩種，無(wú)源指的是由無(wú)源部件組合而成，其利用功分器、耦合器、線路衰耗傳送信號(hào)，信號(hào)的強(qiáng)度與覆蓋能力不同，具有一定的安全性，通信質(zhì)量穩(wěn)定，后期維護(hù)工作容易開(kāi)展。有源系統(tǒng)的信號(hào)在經(jīng)過(guò)各環(huán)節(jié)傳輸后會(huì)被放大器增強(qiáng)，然后發(fā)出，有效提升信號(hào)的強(qiáng)度和覆蓋能力，但是在實(shí)際操作中存在較多問(wèn)題，故障發(fā)生率高，與無(wú)源系統(tǒng)比，穩(wěn)定性也差。按照線路材料來(lái)劃分，可以劃分為同軸電纜系統(tǒng)、光纖電纜系統(tǒng)、泄露電纜系統(tǒng)，同軸電纜使用最為普遍，主要是功能穩(wěn)定、價(jià)格低、性價(jià)比高，但是對(duì)信號(hào)的消耗大，需要利用干線放大器增強(qiáng)信號(hào)。光纖電纜線不使用干線放大器也可進(jìn)行良好的信號(hào)傳輸，對(duì)信號(hào)的損耗小，傳輸質(zhì)量好，但是光電轉(zhuǎn)換器得成本高，適合在正規(guī)大型場(chǎng)所鋪設(shè)。泄露電纜系統(tǒng)可不安裝天線，該系統(tǒng)鋪設(shè)便捷，對(duì)硬件方面的要求高，可解決電梯中通信盲區(qū)問(wèn)題，較適合在電梯中安裝。
2高層室內(nèi)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
隨著城市發(fā)展的不斷加速，高層建筑猶如雨后春筍般拔地而起，為城市增添了時(shí)尚感的同時(shí)，也為室內(nèi)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋帶來(lái)困擾，室內(nèi)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的難點(diǎn)與重點(diǎn)，該系統(tǒng)可以解決高層室內(nèi)建筑的網(wǎng)絡(luò)覆蓋與容量問(wèn)題。
2.1智能天線技術(shù)
該技術(shù)主要利用波束賦形技術(shù)，波速具有一定的高增益、方向性和對(duì)立性，該技術(shù)主要應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)，可提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在小區(qū)的覆蓋范圍，適當(dāng)消除無(wú)線網(wǎng)路用戶間的干擾，增加系統(tǒng)消耗。
2.2上行同步技術(shù)
該技術(shù)是依據(jù)相應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)上行同步，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)向系統(tǒng)終端發(fā)送SS命令，確保在TD-SCDMA系統(tǒng)中具備l/8chip以上同步精度。
2.3多用戶聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)
該技術(shù)通過(guò)對(duì)強(qiáng)信號(hào)狀態(tài)下的信號(hào)進(jìn)行比較，最大限度降低系統(tǒng)的控制需求，消除由平均功率帶來(lái)的功率波動(dòng)。2.4同步碼分多址接力切換技術(shù)該技術(shù)應(yīng)用了智能天線技術(shù)，在TD-SCDMA系統(tǒng)中的MS機(jī)時(shí)刻，可以清晰的得到MS信息位置，進(jìn)而可以在頻狀態(tài)和異頻狀態(tài)。
2.5軟件無(wú)線電技術(shù)
該技術(shù)通過(guò)現(xiàn)代處理信號(hào)理論的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)軟件的功能，為發(fā)展手機(jī)和基站模塊化、系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)提供支持。
3高層室內(nèi)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)優(yōu)化措施
一般在室內(nèi)信號(hào)不穩(wěn)定的環(huán)境中，信號(hào)源采用微蜂窩較好，用蜂窩作通信源可保證網(wǎng)絡(luò)的使用質(zhì)量。在地鐵、隧道等密閉的室內(nèi)空間，通過(guò)在室內(nèi)直放站作為信號(hào)的媒介，在繁忙通信時(shí)段，為實(shí)現(xiàn)通信信號(hào)的分流安裝蜂窩室內(nèi)分布系統(tǒng)，增強(qiáng)通信質(zhì)量。在通信較少區(qū)域，采用同軸電纜傳輸，可以在保證信號(hào)覆蓋質(zhì)量的同時(shí)節(jié)約成本。在政府部門等高規(guī)格的室內(nèi)，選蜂窩基站為信號(hào)源，采用光纖室內(nèi)分布，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的最優(yōu)化。
4高層室內(nèi)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)案設(shè)計(jì)方案通過(guò)上述比較和分析
本設(shè)計(jì)主要使用的信源就是遠(yuǎn)程射頻模塊（RRU）和室內(nèi)基帶處理單元（BBU），基站是基帶拉遠(yuǎn)型，分布系統(tǒng)主要使用的就是射頻有源分布方式。這種該基站可應(yīng)用在眾多場(chǎng)景中，相比較于以往的信源，存在易構(gòu)成、分散分布功率、組網(wǎng)靈活的特點(diǎn)，比較適合應(yīng)用在室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，基于此，一個(gè)BBU機(jī)房可同時(shí)支撐眾多RRU，該設(shè)計(jì)可以具備多通道，在覆蓋室內(nèi)大型場(chǎng)館的時(shí)候具有一定作用，大型場(chǎng)館一般都具有各種層板，存在墻壁，并且不同用戶之間還具有一定的分割空間，以此需要建立特性的網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案。（1）BBU利用Abis接口可連接基站控制器（BSC），用來(lái)管理和控制BBU，通過(guò)對(duì)接口業(yè)務(wù)和信號(hào)命令的適當(dāng)處理，利用CMPT基站控制器基帶子系統(tǒng)（BSS），提供一定的接入信號(hào)系統(tǒng)到FE/T1，方便BSC設(shè)備的合理連接。（2）RRU和BBU共同構(gòu)成基站，BBU用來(lái)傳輸、處理、控制基帶，RRU用來(lái)達(dá)到射頻目的，二者通過(guò)CRPI接口進(jìn)行光纖傳輸IQ數(shù)據(jù)和OAM命令的傳輸，實(shí)現(xiàn)BBU編碼、測(cè)量、解碼、功率控制、上報(bào)、調(diào)制解調(diào)，同時(shí)還可以同步提供RRU。（3）天饋系統(tǒng)通訊基礎(chǔ)是無(wú)線電波和MS，RRU可以采用饋線連接天饋系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)分布網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的完整性。同軸電纜是傳統(tǒng)高層室內(nèi)分布系統(tǒng)主要采用的傳輸介質(zhì)，本設(shè)計(jì)采用同軸電纜和光纖傳輸有機(jī)結(jié)合的方式，利用光纖使RRU和BBU連接，通過(guò)同軸電纜連接RRU和天饋系統(tǒng)，有效的降低了傳輸損耗。本設(shè)計(jì)擁有靈活的容量配置，根據(jù)容量需求情況，在不改變室內(nèi)分布和RRU的前提下，合理配置BBU，實(shí)現(xiàn)載波的擴(kuò)容，一般可以由1/6載波擴(kuò)容到3載波。從下行方向來(lái)看，基站可控制用戶信號(hào)通過(guò)制定的通道發(fā)射出去，有效降低通道上用戶之間的相互干擾。從上行方向來(lái)看，最近距離的通道可接收用戶手機(jī)信號(hào)，通過(guò)光纖傳到基站，也可以使不同用戶間的干擾降低。近距離RRU通道接受MS信號(hào)，通過(guò)光纖介質(zhì)輸送到基站，同樣可以降低用戶之間的干擾。由于TDSCDMA系統(tǒng)采用了智能天線技術(shù)，進(jìn)而會(huì)出現(xiàn)饋線過(guò)多的問(wèn)題，為減少過(guò)多饋線，降低施工難度，可以使用RRU和BBU結(jié)果的NodeB系統(tǒng)。上述設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①為實(shí)現(xiàn)空間隔離度，可運(yùn)用多通道計(jì)算方式，以有效降低人為干擾，可實(shí)現(xiàn)覆蓋區(qū)域和容量的獨(dú)立劃分和規(guī)劃；②可實(shí)現(xiàn)共享基帶容量的目的，最大限度降低依賴開(kāi)放的程度；③RRU布置靈活方便，光纖的損失降低；④有效降低施工難度大、負(fù)責(zé)饋線的問(wèn)題；⑤具有十分靈活并且方便的組網(wǎng)形式，分離RRU和BBU的時(shí)候，可以有效解決電源、機(jī)房問(wèn)題。但是實(shí)際情況下，以上方案還存在不足，表現(xiàn)為需要采用光電轉(zhuǎn)換光纖材料損耗量大，在安裝下載時(shí)容易使用錯(cuò)包裹光纖。
5高層室內(nèi)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)分布設(shè)計(jì)流程
設(shè)計(jì)流程可分為六個(gè)部分，包括勘查現(xiàn)場(chǎng)、分析現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、確定覆蓋范圍和場(chǎng)強(qiáng)、選定外泄信號(hào)、選型覆蓋模型、設(shè)計(jì)方案。在高層室內(nèi)引入移動(dòng)信號(hào)，通過(guò)發(fā)射信號(hào)為高層室內(nèi)提供穩(wěn)定信號(hào)。
6結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，高層建筑對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋產(chǎn)生影響，針對(duì)這一問(wèn)題，需要對(duì)高層室內(nèi)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)TD-SCDMA系統(tǒng)，特殊的室內(nèi)覆蓋TD系統(tǒng)，建立RRU+BBU基站，降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)的干擾和網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分分析室內(nèi)與室外環(huán)境，才能提高室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸效果。
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作者:鄒慶潮 單位:廣西通信規(guī)劃設(shè)計(jì)咨詢有限公司