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多网合一的3G室内覆盖系统设计

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不同运营商的室内覆盖系统之间不仅频率不同,制式也不同,无法充分利用,既浪费投资又影响建筑物内的美观,同时也给网络维护带来隐患。本文就多网合一的3G室内覆盖系统的系统间干扰、容量、功率匹配等方面进行探讨,本文的设计方法可以保证多系统的正常工作,互不干扰,可有效应用于实际的网络建设中。

多网合一系统的关键问题

在多网合一室内覆盖设计时,由于不同系统的设备输出功率不同,不同频段信号在馈线中的传输损耗不同,不同频段无线信号在空间中的传播损耗也不同;各系统设备及性能指标不同,导致各系统的接入节点位置不一致。在建设多制式通信系统合一时,运营商需要考虑多方面问题。

1.系统间干扰:多网合一的室内分布系统设计的重点,需要分析各系统间的干扰并提出抑制方法,保证各系统的正常工作。

在工程上运营商可以采用合路器隔离度、增加滤波器、空间隔离等几种方法满足杂散隔离度需求。

2.系统合路:系统合路是在原有系统增加新的信号源,如原有室内覆盖系统是无源方式,且器件工作频段涵盖了800MHz~2500MHz,则无需再改动。增加新系统时需在信号源部分使用双频或多频合路器对信号合路/分路后(对上行是合路,对下行是分路)送到室内分布系统。

对于大型建筑物,信号在传输和分配过程中,信号强度低到一定程度就需增加干线放大器对其放大,此时需用合路器把信号合路/分路,通过各系统的干线放大器放大后,再通过双频或多频合路器进行合路。

3.功率匹配:多系统共用分布系统的一个突出问题是功率匹配。均需要在设计中进行综合考虑。

4.覆盖与容量:共用室内分布系统需满足各种系统的覆盖和容量要求。3G室内覆盖系统设计建议优先采用"多天线、小功率"的方式,减少室内天线的输出电平,以控制信号泄漏电平。

3系统的多网合一改造实例

某办公楼的原有GSM室内覆盖系统需要进行改造优化,使系统能兼容WLAN和TD-SCDMA系统。该建筑物有12层,地下有1层,主楼有两部电梯。楼内多为办公区、会议室等。大楼中间为走廊,两侧为办公区,结构较有代表性。

1.GSM、TD-SCDMA、WLAN系统的合路:信号源方面,TD-SCDMA目前多采用BBU+RRU的方式,能够将远点射频模块就近于天线安装,降低了信号在馈线上的损耗。这种方式施工方便,对原有系统变动小,工程成本较低,无需依赖干放,是一种经济的室内覆盖系统组网方式。

TD-SCDMA设备RRU的输出功率(27dBm左右)比GSM设备(40dBm左右)低,而在馈线中的损耗却比GSM大,设计中不考虑在机房内进行合路,在无源器件中间级择机合路,采取功率倒推的方式,根据模拟测试结果,计算出天线口需要的功率,返回推算出TD-SCDMA设备接入的合适具体位置。根据大量测试经验,TD-SDMA系统天线口功率一般建议控制在7~10dBm左右,那么,从天线口至合路器位之间的馈线和器件及合路器损耗,应该控制在17dB左右。

WLAN系统的工作频段比TD-SCDMA系统的工作频段更高,如采用与TD-SCDMA系统相同位置合路的情况下,由于室内型AP设备输出功率有限(一般在100mW以内),为扩大单个AP的覆盖区域增大,工程上需要采用WLAN功率放大器,将AP信号放大,通过AP+干放的方式来解决覆盖问题。通过链路计算,WLAN干放的输出功率大致需要在30dBm左右。

2.功率匹配:根据工程经验,TD-SCDMA和WLAN系统天线口功率建议控制在10dB左右,这就需要通过对RRU和AP干放的输出功率的适当调整,使天线口的功率符合设计要求,在开通测试后优化调整,尽量保证信号的边缘覆盖场强的同时控制信号的外泄情况。

3.信号覆盖:对大楼原有系统进行摸查核实,对所有器件及天线等进行认真核查,检查是否与原有存档的文件相符合。对于部分格局发生变化的区域,根据现场覆盖情况,进行天线的增补。原有电梯内的覆盖,是采用八木天线安装在电梯井顶部和底部方式,天线间距很远,另外电梯覆盖原有采用八木天线,由于八木天线的频带无法覆盖到2GHz频段,因此考虑本次TD-SCDMA系统的电梯覆盖,采取重新布放馈线和宽频定向天线的方式。

信号覆盖方面:TD-SCDMA系统,需对大楼实现全覆盖;WLAN系统,主要覆盖办公区和会议室等重点区域,而电梯及地下室等区域,无需考虑WLAN的信号覆盖。

4.系统容量WLAN系统:工程设计上一般每AP接入用户数在20~30个左右应该比较合适。由于本大楼平层面积不大,对覆盖区域内的用户数进行估算,同时为净化信道环境,减低信道干扰,并结合实际工程经验,对于在办公区域,每两层楼采用一个AP来进行覆盖,基本能满足用户需求。对于特殊热点区域,如大型会议室等场所,可采用多个AP合路的方式来解决。如果要进一步扩大用户容量,可采用支持802.11g标准的设备,该标准下单个AP最佳最大并发用户接入数是75。

TD-SCDMA系统:采用BBU+RRU的方式,分布式基站使容量和覆盖能彼此独立来规划,使室内覆盖系统的规划变得简单,并且带来很大的灵活性。由于目前项目处于试点阶段,初期用户数目少,网络提供的业务相对简单,对容量要求不明显,主要完成室内的信号覆盖,本方案暂时对每小区配置3个载波。

5.系统共存时的干扰:在多网合一的室内分布系统的设计中,对系统间干扰的分析和抑制显得至关重要。根据前面的理论分析和计算,只要合路器的隔离度满足大于90dB,就可以采用合路器隔离的方式来抑制3个系统间的干扰。

作者:广东省电信规划设计院有限公司 余羲荣   来源:通信世界周刊

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