丁輝

【摘要】? ? 近年來，移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展為人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利，很多城市的室外地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。為進(jìn)一步加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提高用戶的使用體驗(yàn)，室內(nèi)覆蓋成為了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的關(guān)鍵內(nèi)容，尤其是移動(dòng) 通信技術(shù)全面普及的背景下，用戶在室內(nèi)使用手機(jī)的需求進(jìn)一步提高，因此也對(duì)室內(nèi)移動(dòng)通信質(zhì)量有了更高的要求，所以室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)也成為了運(yùn)營商需要關(guān)注的問題。當(dāng)前CDMA、GSM等網(wǎng)絡(luò)都在向著室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)的方向展開研究，在5G技術(shù)即將全面普及的背景下用戶的期望值進(jìn)一步提高，這也需要在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面充分考慮到室內(nèi)分布多網(wǎng)合一技術(shù)的合理運(yùn)用。本文主要圍繞室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)展開論述，探討多網(wǎng)合一技術(shù)的有關(guān)應(yīng)用策略。

【關(guān)鍵詞】? ? 室內(nèi)分布系統(tǒng)? ? 多網(wǎng)合一技術(shù)? ? 應(yīng)用策略

引言：

目前越來越多樣化的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)以及多媒體業(yè)務(wù)是5G時(shí)代的業(yè)務(wù)增長點(diǎn)，而高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)大多在用戶的室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生，因此室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)將會(huì)成為一個(gè)完整的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)前我國的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)多種多樣，結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)來看，運(yùn)營商具有一定的獨(dú)立性特征，建立的分布系統(tǒng)通常只能滿足自身的網(wǎng)絡(luò)需求，新的運(yùn)營商在進(jìn)入大樓時(shí)需要重新布設(shè)分布系統(tǒng)，這也導(dǎo)致成本與工作量進(jìn)一步提高。此外冗雜的線纜也成為了系統(tǒng)后期維護(hù)工作的難題，怎樣做到合理投資，既提高現(xiàn)有資源利用率，又能建立質(zhì)量水平和兼容性更高的多網(wǎng)合一的室內(nèi)分布系統(tǒng)便成為了運(yùn)營商重點(diǎn)關(guān)注的問題，多網(wǎng)合一技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)多信號(hào)合路的效果，有效規(guī)避了重復(fù)投資等現(xiàn)象，是多網(wǎng)絡(luò)信號(hào)兼容覆蓋的有效舉措。

一、多網(wǎng)合一技術(shù)的整體結(jié)構(gòu)

1.1結(jié)構(gòu)簡述

一般情況下，室內(nèi)無線綜合分布系統(tǒng)一般包含了信號(hào)源、多頻段合路器、天饋系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)：

1.信號(hào)源。信號(hào)源主要負(fù)責(zé)為系統(tǒng)傳輸信號(hào)，一般為無線通信基站或其他的有關(guān)設(shè)備，室內(nèi)無線綜合分布系統(tǒng)信號(hào)源則主要包含WLAN、CDMA等;

2.多頻段合路器。合路器能夠?qū)⒍喾N制式或頻段的無線信號(hào)合為一路信號(hào)，而且可以做到輸入端口相互隔離的無源器件。結(jié)合輸入信號(hào)的類型和數(shù)量，能夠選擇多種合路器，對(duì)于室內(nèi)無線綜合分布系統(tǒng)來說，WLAN合路器可以將信號(hào)和其他系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行合路，多頻合路器一般用來將CDMA、GSM、PHS等多頻段無線通信系統(tǒng)進(jìn)行合路;

3.天饋系統(tǒng)。根據(jù)分布位置的不同，天饋系統(tǒng)也有干線與支線的區(qū)別。PHS室內(nèi)覆蓋包含了分布系統(tǒng)和信號(hào)源，WLAN合路器作為第二級(jí)，并兼容為第一級(jí)合路的其他系統(tǒng)工作頻段。分布系統(tǒng)利用功分器或無源器件等將信號(hào)源進(jìn)行分路，利用饋線將信號(hào)均勻配置到分散安裝于建筑不同位置的低功率天線中。分布系統(tǒng)一般包含了室內(nèi)天線、電纜接頭、耦合器、干放有源設(shè)備等，包括有源設(shè)備的分布系統(tǒng)便是有源分布系統(tǒng)，具有無源器件的系統(tǒng)則是無源分布系統(tǒng)。

1.2二級(jí)合路技術(shù)

對(duì)于室內(nèi)分布系統(tǒng)來說，通常情況下為了兼顧三頻合路器難以實(shí)現(xiàn)且成本較高的問題，采用二級(jí)合路技術(shù)來解決三網(wǎng)合一等問題，第一級(jí)為PHS+WCDMA雙頻合路，第二級(jí)則是雙頻合路+WLAN合路[1]。

二、基于多網(wǎng)合一技術(shù)的室內(nèi)分布系統(tǒng)

2.1無源室內(nèi)分布系統(tǒng)

一般情況下，無源室內(nèi)分布系統(tǒng)通常選擇無源設(shè)備將信號(hào)在室內(nèi)覆蓋，這些設(shè)備主要包含了功分器和耦合器以及合路器等。傳輸介質(zhì)多以同軸電纜為主，無源室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)一般通過樹狀結(jié)構(gòu)將信號(hào)經(jīng)過分路合路傳輸?shù)教炀€中，若需大范圍覆蓋，則可以在源端增設(shè)干線放大器。在應(yīng)用無源系統(tǒng)過程中，不同系統(tǒng)信號(hào)源利用合路器或分路器進(jìn)入分布系統(tǒng)，之后利用耦合器或功分器到達(dá)天線，由于系統(tǒng)不同，容量要求也存在一定區(qū)別，因此多選擇多級(jí)合路的設(shè)計(jì)方法，如三網(wǎng)合一系統(tǒng)便可以選擇如上述的二級(jí)合路技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

2.2有源室內(nèi)分布系統(tǒng)

相比之下，有源室內(nèi)分布系統(tǒng)則選擇有源設(shè)備傳輸信號(hào)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)也更加多元化，當(dāng)前典型的解決方案有有源智能分布系統(tǒng)和Unison系統(tǒng)等，后者的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，設(shè)備一般有擴(kuò)展集線器、主集線器、遠(yuǎn)程接入單元等，應(yīng)用兩級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主節(jié)點(diǎn)便是主集線器，利用主集線器經(jīng)過同軸電纜和信號(hào)源進(jìn)行連接，次節(jié)點(diǎn)為擴(kuò)展集線器，不同的節(jié)點(diǎn)都選擇星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。以五類線和光纖為主傳輸介質(zhì)，光纖主要在主集線器和擴(kuò)展集線器間應(yīng)用，五類線一般在擴(kuò)展集線器和RAU之間應(yīng)用，RAU可以放大上行信號(hào)的RF，對(duì)下行信號(hào)的線損進(jìn)行補(bǔ)償，也具有發(fā)射功率的檢測(cè)作用。對(duì)于多網(wǎng)合一的室內(nèi)分布系統(tǒng)了來說，不同的系統(tǒng)信號(hào)源經(jīng)過集線器進(jìn)行共同傳輸，到達(dá)不同的RAU，最后利用天線來輸出。

2.3兩種室內(nèi)分布系統(tǒng)的對(duì)比

2.3.1輸出功率配置

無源系統(tǒng)的天線輸出功率和功率放大器以及線纜介質(zhì)具有關(guān)聯(lián)性。在室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間，因?yàn)榫€纜的長度一般難以有效掌控，所以天線的輸出功率也可能具有不同的變化，部分情況下甚至能夠達(dá)到30dB左右。在安裝完畢后，線纜長度與功率分配器的參數(shù)無法變更，因此在無源分布系統(tǒng)中天線輸出功率難以進(jìn)行有效控制。有源系統(tǒng)的輸出功率能夠利用配置RAU等手段來進(jìn)行，Unison系統(tǒng)具有0～10dB的衰減，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)配置，而且不同的天線端口輸出功率能夠設(shè)計(jì)在主節(jié)點(diǎn)也就是主集線器，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化的配置和監(jiān)控，能夠快速實(shí)現(xiàn)天線端口輸出功率的統(tǒng)一性，也能結(jié)合室內(nèi)環(huán)境的不同狀況以及用戶使用需求來控制天線端口的輸出功率[2]。

2.3.2增益控制

對(duì)于Unison系統(tǒng)來說，最高支持15dB的動(dòng)態(tài)增益控制，而RAU則支持0～10dB的衰減，所以不僅能在整體上調(diào)控系統(tǒng)增益，同時(shí)還可以單獨(dú)調(diào)整單個(gè)天線輸出端口的增益，而且這些增益實(shí)時(shí)集中控制，若覆蓋系統(tǒng)中某一RAU存在故障，可以利用增益控制的手段提高周邊RAU的發(fā)射功率，覆蓋該RAU的范圍，確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)作，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。有源系統(tǒng)還具備自動(dòng)增益控制功能，確保RAU輸出功率可以達(dá)到統(tǒng)一的水平，若強(qiáng)干擾信號(hào)出現(xiàn)，那么RAU則會(huì)降低增益，避免因RAU受強(qiáng)干擾影響使增益壓縮和非線性引發(fā)信號(hào)失真問題，保證系統(tǒng)的運(yùn)作可靠性。無源系統(tǒng)則不具有增益調(diào)控功能，若天線存在強(qiáng)干擾信號(hào)，在簡單合路分路下可能會(huì)受強(qiáng)干擾信號(hào)影響使得干線放大器增益壓縮，對(duì)其余支路的信號(hào)也會(huì)帶來影響，可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓問題。

2.3.3噪聲系數(shù)

無源室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的噪聲系數(shù)通常取決于電纜和耦合器以及合路器級(jí)聯(lián)損耗等因素，系統(tǒng)越大則無源系統(tǒng)噪聲系數(shù)越高。并且在應(yīng)用干線放大器過程中可能會(huì)提高系統(tǒng)的整體噪聲底限，多鏈路噪聲會(huì)在基站輸入端口累積，形成漏斗效應(yīng)。增加干線放大器會(huì)提高同級(jí)各鏈路的噪聲電平，所以也會(huì)降低同級(jí)各鏈路的覆蓋范圍。

有源系統(tǒng)的RAU接收端具有低噪聲放大器，所以能夠有效控制噪聲系數(shù)，提高上行鏈路的容量水平。這一特點(diǎn)也為鏈路計(jì)算提供了更加充足的空間，單條鏈路能夠?qū)崿F(xiàn)單獨(dú)計(jì)算，讓系統(tǒng)各鏈路之間的影響作用得到進(jìn)一步控制。

2.3.4網(wǎng)絡(luò)管理

通常情況下，無源器件更不容易產(chǎn)生故障，所以無源室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)也不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理及維護(hù)具有較高要求，應(yīng)用干線放大器時(shí)可能需要對(duì)干線放大器進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控和管理。

有源系統(tǒng)會(huì)應(yīng)用多種有源設(shè)備，因此整體系統(tǒng)的可靠性相比之下略有不足，為確保系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，系統(tǒng)需要提供全面的故障顯示，若系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，涉及設(shè)備內(nèi)容較多，只有精確找出并定位網(wǎng)絡(luò)問題，才有助于大型網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和管理。Unison系統(tǒng)能夠利用主集線器實(shí)現(xiàn)集中式的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及維護(hù)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以在網(wǎng)絡(luò)中心控制有源室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的運(yùn)行，而且系統(tǒng)也可以利用RS232接口進(jìn)行PC本地配置及系統(tǒng)維護(hù)。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理維護(hù)能夠延伸至網(wǎng)絡(luò)最低節(jié)點(diǎn)也就是天線，并且還能實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)控管理和維護(hù)，以某條連接的通斷或設(shè)備增益與功率的監(jiān)控配置，到設(shè)備內(nèi)部電源及風(fēng)扇故障等都可以進(jìn)行監(jiān)控或故障隔離。網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前系統(tǒng)配置或故障的信息記錄，在集中監(jiān)控下，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)能夠?qū)χ骷€器中的設(shè)備進(jìn)行管控，系統(tǒng)通過自動(dòng)輪檢等方式進(jìn)行查詢檢測(cè)，確保主集線器設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性[3]。

2.3.5經(jīng)濟(jì)分析

無源室內(nèi)分布系統(tǒng)技術(shù)相比之下更加完善，設(shè)備成本也更低，目前在國內(nèi)外有著較為廣泛的運(yùn)用并且供貨商很多。在多網(wǎng)合一設(shè)計(jì)過程中，其中的器件為多個(gè)系統(tǒng)共同使用，所以整體成本更加低廉。有源室內(nèi)分布系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用成本相對(duì)更高設(shè)備造價(jià)較為昂貴，小規(guī)模系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)覆蓋成本也很高，且供貨商相對(duì)較少，難以建立規(guī)?；男?yīng)。而且多網(wǎng)合一之下能夠共用的器件較少，成本控制方面存在不足。

2.3.6綜合對(duì)比

無源室內(nèi)分布系統(tǒng)與有源室內(nèi)分布系統(tǒng)各有優(yōu)勢(shì)和不足，適用不同的環(huán)境條件。無源室內(nèi)分布系統(tǒng)技術(shù)較為成熟且成本更低，可以實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)合一的綜合分布系統(tǒng)，應(yīng)用范圍更廣。而有源室內(nèi)分布系統(tǒng)則可以做到大功率的均勻分配，覆蓋效果更好且容量更高，但成本投入較大，適用于高端室內(nèi)覆蓋的解決方案，兩種系統(tǒng)對(duì)比如表1所示[4]。

三、結(jié)束語

多網(wǎng)合一的室內(nèi)分布系統(tǒng)一般在需要網(wǎng)絡(luò)介入的大型建筑中應(yīng)用，能夠規(guī)避移動(dòng)通信室內(nèi)分布系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)且控制運(yùn)營成本。而室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要立足于市場情況和客戶需求，考慮好投資效益，把握好投資成本。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]路辰.多網(wǎng)合一室內(nèi)分布系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].蘭州大學(xué)，2016.

[2]焦偵豐.多網(wǎng)合一的室內(nèi)覆蓋可行性研究[D].西安電子科技大學(xué)，2007.

[3]袁經(jīng)典.室內(nèi)分布中多網(wǎng)合一技術(shù)的研究和應(yīng)用[J].山東通信技術(shù)，2010，30（03）：1-4.

[4]陳界，錢良.多網(wǎng)合一室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)初探[J].電信快報(bào)，2008（05）：20-23.