3G室内分布技术现状

面对即将到来的3G时代，室内分布系统的建设受到了业界越来越多的关注。本文论述了室内分布系统是解决室内覆盖、吸收话务量、提高用户满意度的直接有效方式，提出了2G/3G共用室内分布系统的不同覆盖解决方案，对多系统合路器(POI)的共用问题进行了考虑，分析了室内分布系统的工程设计要求，探讨了分布式天线系统和漏缆分布系统的链路预算，为室内覆盖的设计提供了参考。

3G对室内分布系统的要求

3G网络的主要业务量来自于室内。根据香港SUNDAY对业务数据的采集结果可知，3G业务的室内话务量占总话务量的一半以上。而NTTDoCoMo的最新统计数据显示，大约70%的业务量来自于室内。综合考虑建筑物结构、电磁波传播环境和容量需求方面的因素，将室内分布场景细分为以下几类，见图1。

和2G网络相比，3G网络在深层次覆盖时存在诸多不足。此外，由于3G系统自干扰的特性，会引起"呼吸效应"现象和"远近效应"现象。因此，网络规划时需要考虑减少网络的满载率，同时也要考虑切换区域大小的设置问题。

由于室外站进行室内覆盖对信号的控制和深度覆盖不能做到最优，严重影响用户的满意度。韩国最大的移动通信商SKT的数据显示，大部分服务质量差的位置都在室内，且往往是由于宏蜂窝基站覆盖不到位造成的。

相比之下，室内分布系统不仅可以在话务密集地区进行有效的话务吸收，解决室内"无死角"覆盖，而且减轻了室外站小区"呼吸效应"，降低了室外系统的负荷，从而能够提高整个网络的质量和容量。

3G室内分布系统

传统的室内覆盖系统将不同系统割裂开来，采取单独建设、单独维护的策略。但由于我国目前网络存在多种系统，且频段跨度较大，所以室内分布系统应该采用多系统的宽频室内覆盖方案，即一套天馈系统来实现多系统信号的同时覆盖。

其中，信号源主要包括室内宏蜂窝基站、室内微蜂窝基站和直放站等。从系统容量和功率需求的角度，根据不同话务需求和覆盖场景选择不同的信号源。比如，对于大话务量地区，宜采用宏蜂窝基站作室内分布系统的信号源，能够插入多块基带处理板，满足话务密集地区的需求；对于写字楼等室内用户集中、话务量较高区域，可以考虑建设微蜂窝室内分布系统；对于隧道、地铁车站、地下商场、地下酒吧等强调覆盖而非容量的场所，可以考虑用室内直放站引入基站信号。

信号分布系统可以分为无源分布系统，有源分布系统和混合分布系统三种形式。无源分布系统是通过无源器件进行分路，经由馈线将无线信号尽可能平均地分配到覆盖单元上，从而实现室内信号的均匀分布；有源分布系统中加入了功率放大器这一类有源设备。信号经过各级衰耗后，到达末端时，可以利用放大器放大以达到理想的强度，保证覆盖效果。也可以混合采用无源系统和有源系统的部分器件，建立一套混合的信号分布系统。

覆盖方式主要有三种，即分布式天线系统(DAS)、泄漏电缆系统和混合方案。

分布式天线系统能够支持从400MHz到2.5GHz很宽的频率范围；对于建筑物内部结构狭长的特别区域，例如公路隧道、铁路隧道、矿井等，可选用泄漏电缆分布系统，泄漏电缆不需要室内天线，通过电缆上泄漏信号进行覆盖；多系统的宽频室内覆盖方案共用天馈线系统，具有相当灵活的可扩展性。但是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至关重要。

3G室内分布系统的设计

在室内分布系统方案设计中，需要考虑三方面的因素：降低室外信号对室内的影响；减少室内信号外泄；室内环境的特殊性所带来的传输与空间衰耗。

首先，由于室外基站会对室内系统造成影响，所以必须对来自室外基站的信号进行测量，以了解室外宏站对室内系统的影响。

其次，室内分布系统的信号泄漏容易造成对室外信号的干扰，容易导致室外用户选用室内信号，使软切换增多，从而影响室外的掉话率。在3G工程设计阶段就需要控制过多的软切换区，减少室内天线的输出电平，控制信号泄漏电平。在靠近窗户、门口等边缘区域，应采用方向性较好的定向天线，以减少信号的泄漏从而优化切换关系。

最后，由于频率上的差异，多系统共用室内分布系统不可避免地带来了不同系统间在室内分布系统上功率损耗不一致的情况。比如，在2GHz下信号的馈线损耗，空间损耗和隔墙损耗都有增加。所以，应根据实际情况采用"多天线低功率"方式进行覆盖，合理布防天线。

链路预算

1.容量预分析

A地的人流量是2000人/小时，设手机人均使用率为25%，A地移动电话用户数为2000*25%=500/小时。用户均匀分布，平均每用户忙时话务量为0.02Erl，则A地总的话务量为10Erl，按照20%的余量，最大吸收话务量为12Erl。系统信号源为微蜂窝基站，根据Erlang-B公式表，当呼损率为2%时，两个载频容量为8.20Erl。因此采用4个载频容量足够提供系统使用。

2.覆盖场强预分析

吸顶全向天线的输出口功率为7dBm，增益为3dBi。距天线的最远覆盖距离约为10m。自由空间传播损耗是58dB，贯穿损耗和多径衰落分别是15dB和10dB。则边缘场强=7+3-58-15-10=-74dBm。

覆盖电梯的定向板状天线的输出口功率为11dBm，增益为8.5dBi。距天线的最远覆盖距离约为20m，20m自由空间传播损耗是64dB，贯穿损耗和多径衰落分别是20dB和15dB。则边缘场强=11+8.5-64-20-15=-79.5dBm。

一般以移动终端的发射功率来确定漏泄射频同轴电缆的最大覆盖长度。移动终端的最大输出功率为2W，系统要求的最低场强为-105dBm。频率为2GHz，95%耦合损耗为86dB，耦合损耗的波动余量为5dB。漏泄同轴电缆的衰减常数为44dB/km，跳线及接头损耗为2dB，地铁系统车体的屏蔽作用和吸收损耗为10dB。则最大覆盖距离=(33-(-105)-86-5-2-10)/44=795m

在新的通信系统中，覆盖、容量和质量不再独立，需要综合考虑；多业务的同时存在也需要均衡考虑；重要的是，需要兼顾多网同时进行通信的状况；干扰也将成为未来移动通信的最大攻克难点。而这些对馈线、漏缆、器件及附件和天线的性能都提出了很高的要求。

链接　作者简介

袁卫文：现为中天日立射频电缆有限公司(ZTT)技术部研发工程师。1990年毕业于中国人民解放军国防科工委指挥技术学院。曾在西安卫星测控中心(XSCC)任雷达工程师。多次获国防科工委及XSCC的科技进步奖项。

王强：现任中天日立射频电缆有限公司总经理。先后毕业于中国人民解放军通信工程学院南京大学商学院获得硕士学位。2008年，组织研发的3G室内分布漏泄电缆天线荣获南通市人民政府颁发的南通市科技进步三等奖。

蓝燕锐：2001年毕业于大庆石油学院，现任中天日立射频电缆有限公司副总工程师职务，负责新品开发、技术管理工作。2007年编写论文《移动通信用漏泄射频同轴电缆》被收集进中国通信学会2007年光缆电缆学术年会的论文集。