無線對講系統室內信號覆蓋
為什么要建設無線對講系統？
隨著城市里移動用戶的飛速增加以及高層建筑越來越多，話務密度和覆蓋要求也不斷上升。這些建筑物規模大、質量好，對移動電話信號有很強的屏蔽作用。在大型建筑物的低層、地下商場、地下停車場等環境下，移動通信信號弱,無線對講機無法正常使用，形成了無線對講通信的盲區和陰影區；在中間樓層，由于來自周圍不同基站信號的重疊，產生乒乓效應，對講機頻繁切換，甚至掉話，嚴重影響了無線對講機的正常使用；在建筑物的高層，由于受基站天線的高度限制，無法正常覆蓋，也是無線對講通信的盲區。另外，在有些建筑物內，雖然無線對講機能夠正常通話，通信困難。
總之，進行無線對講系統建設的直接理由是：
◆ 室內無線對講通信環境有太多需要完善的地方；
◆ 覆蓋方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了無線電波較大的傳輸衰耗，形成了移動信號的弱場強區甚至盲區;
◆ 容量方面，建筑物諸如大型購物商場、會議中心，由于移動電話使用密度過大，局部網絡容量不能滿足用戶需求，無線信道發生擁塞現象;
◆ 質量方面，建筑物高層空間極易存在無線頻率干擾，服務小區信號不穩定，出現乒乓切換效應，話音質量難以保證，并出現掉話現象。
什么地區需要無線對講系統室內覆蓋？
◆ 室內盲區
新建大型建筑、停車場、辦公樓、賓館和公寓等。
◆ 話務量高的大型室內場所
車站、機場、商場、體育館、購物中心等，增加微蜂窩建立分層結構。
◆ 發生頻繁切換的室內場所
高層建筑的頂部，收到多個基站的功率近似的信號。
什么是無線對講系統室內覆蓋？
室內覆蓋是針對室內用戶群、用于改善建筑物內無線對講通信環境的一種成功的方案，近幾年在全國各地的無線對講系統得到了廣泛應用。
無線對講系統為上述問題提供了較佳的解決方案。其原理是利用室內天線分布系統將移動基站的信號均勻分布在室內每個角落，從而保證室內區域擁有理想的信號覆蓋。
無線對講系統的建設，可以較為全面地改善建筑物內的通話質量，提高移動電話接通率，開辟出高質量的室內移動通信區域；同時，使用微蜂窩系統可以分擔室外宏蜂窩話務，擴大網絡容量，從整體上提高移動網絡的服務水平。
實現室內覆蓋的方法
實現室內覆蓋的技術方案可分為三種：
◆ 基站系統有線接入方式
是以室內基站系統作為無線對講系統的信號源，即有線接入方式。適用于覆蓋范圍較大且話務量相對較高的建筑物內，在市區中心使用較多，解決覆蓋和容量問題。
◆ 直放站（Repeater）
在室外站存在富余容量的情況下，通過直放站（Repeater）將室外信號引入室內的覆蓋盲區。
◆光纖直放站（Repeater）
在室外站存在富余容量的情況下，通過直放站（Repeater）將室外信號引入室內的覆蓋盲區。
利用微蜂窩解決室內問題也存在很大的局限性。建設微蜂窩的設備投入與工程周期都較大，只適合在話務量集中的高檔會議廳或商場使用。在這種情況下，直放站（Repeater）以其靈活簡易的特點成為解決簡單問題的重要方式。直放站不需要基站設備和傳輸設備，安裝簡便靈活，
設備型號也豐富多樣，在移動通信中正扮演越來越重要的角色。
直放站的應用場合主要有以下幾種：
·擴大服務范圍，消除覆蓋盲區；
·在郊區增強場強，擴大郊區站的覆蓋；
·沿高速公路架設，增強覆蓋效率；
·解決室內覆蓋；
·將空閑基站的信號引到繁忙基站的覆蓋區內，實現疏忙。
無線對講系統的組成
無線對講系統主要由信號源和信號分布系統兩部分組成。
信號源提取的幾種方法
◆直放站做信號源
1. 通過直放站的施主天線直接從附近基站提取信號；
2. 用耦合器從附近基站耦合部分信號通過光纖傳送到盲區內的直放站。
3. 用耦合器從附近基站耦合部分信號通過電纜傳送到盲區內的直放站。
◆ 直放站做信號源
1. 通過直放站的施主天線直接從附近基站提取信號。
2. 用耦合器從附近基站耦合部分信號通過光纖傳送到欲覆蓋區的直放站。
3. 用耦合器從附近基站耦合部分信號通過電纜傳送到欲覆蓋區的直放站。
信號分布的基本方式
1. 無源天饋分布方式
通過無源器件和天線、饋線，將信號傳送和分配到室內所需環境，以得到良好的信號覆蓋。用于中小型地區。
2. 有源分布方式
通過有源器件(有源集線器、有源放大器、有源功分器、有源天線等)和天饋線進行信號放大和分配。
3. 光纖分布方式
主要利用光纖來進行信號分布。適合于大型和分散型室內環境的主路信號的傳輸。
4. 泄漏電纜分布方式
信號源通過泄漏電纜傳輸信號，并通過電纜外導體的一系列開口，在外導體上產生表面電流，從而在電纜開口處橫截面上形成電磁場，這些開口就相當于一系列的天線起到信號的發射和接收作用。它適用于隧道、地鐵、長廊等地形。
泄漏電纜分布方式
幾種信號分布方式的比較：
|
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信號分布方式 |
優點 |
缺點 |
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1 |
無源天饋分布方式 |
成本低、無源期間，故障率低 無需供電，安裝方便，無噪聲 累積、寬頻帶 |
系統設計較為復雜 信號損耗較大時，需加干放 |
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2 |
有源分布方式 |
設計簡單，布線靈活 場強均勻 |
頻段窄，多系統兼容困難； 需要供電，故障率高、又噪聲 積累，造價高 |
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3 |
光纖分布方式 |
傳輸距離遠，布線方便性和 傳輸質量好。 |
造價高 |
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4 |
泄漏電纜分布方式 |
場強分布均勻，可靠性高； 頻段寬，多系統兼容性好。 |
造價高，傳輸距離近。 |
信號分布的基本方式
總的來說，信號分布系統根據覆蓋區域的具體情況，組合無源、有源、光纖、泄漏等方式，進行綜合性的分析。在實際使用中，室內分布系統可使每個微蜂窩覆蓋范圍增至幾十層樓左右；如果加裝干線放大器，覆蓋范圍還可大幅度增加。
一個完備的室內分布系統應能夠通過一個特定的接口，取得基站的下行信號，均勻地分布到指定場所的每一處。同時，又將這場所的每一處的基站上行信號收集到后，均勻地送達特定的接口。
構成室內分布系統的主要設備是：饋線、天線、干線放大器、延長放大器以及耦合、功分等無源器件。在系統設計上主要考慮的是能量分配的問題。
無線對講系統的工程建設
無線對講系統的建設可分為準備、市場、協商、設計、安裝、驗收、運行維護等七個階段。
準備工作是指由技術人員對建筑物內的無線信號進行測試，確定工程選點。準備工作是整個工程的發起階段，下述選點原則可供參考：
第一，盡量尋找室內信號不好、又有人流量的建筑物作為室內覆蓋選點的對象。
第二，選擇城區內知名的高層建筑進行覆蓋，如熱賣出租的寫字樓。就目前的網絡優化手段而言，對于高層空間的無線干擾及乒乓切換效應，沒有其它更為有效的解決方案。
第三，分析宏蜂窩話務情況、劃定高話務區域，然后在高話務區域尋找話務熱點建筑，利用無線對講系統吸收建筑物內的話務，從而緩解宏蜂窩容量方面的壓力。一般可選擇城區中心人流量大的商場、酒肆等，不論信號覆蓋情況如何，均考慮進行覆蓋。
市場工作指說服業主，達成合作意向。在當前市場經濟和商業化日益發展的時代，市場工作在整個工程建設中舉足輕重，業主對工程的接納和配合直接關系到系統的最終建設。因此對市場工作應該給予充分重視，其中談判技巧是考慮的要素之一。
協商工作指與業主就相關事項進行協商，達成有關協議，并簽署協議書，內容包括物業管理、出入、雙方責權利等。
設計工作指進行無線對講系統的工程設計，包括微蜂窩系統、傳輸系統、室內分布系統、電源系統共四部分內容。
安裝工作指根據設計文件進行工程施工和安裝，在所有準備工作就緒后，一般在３周之內可開通系統。
1. 設計考慮因素
★信號源
★場強分布
★上行信噪比
★互調干擾
★上下行平衡
★傳輸和分配損耗
★施工難度
★造價
★場強分布的一般設計標準
掉話率：< 1％
阻塞率：> 99%
接通率：> 95%((95%以上的地方可接通)
邊緣場強：> -85dBm
C/I> 12dB
上行噪聲電平：< -120dBm
天線口功率：5 --- 15dBm
室外溢出信號：< -85dBm
切換成功率：> 95%
★場強分布(室內空間傳輸損耗模型)
L = PL + 10*N*Lgd(米) + FAF
其中：
PL為距天線1米處的路徑衰減： 典型值為30dB
N為同層衰減指數：
辦公樓 N＝3.25
一般建筑N＝2.76
商場N＝2.18
FAF路徑損耗附加值：
玻璃8dB
隔墻10 --- 15dB
預制板20 --- 30dB
★上行信噪比
基站的白噪聲為-120dBm，為了保證接收機的靈敏度，需要設置上行增益，使上行鏈路的總輸入噪聲小于-120dBm。
如：基站輸出P＝43dBm，輸入到直放站為-40dBm，即有效路徑損耗為83dB，那么直放站的上行增益設置一定要小于：
83 － 后極總的噪聲系數
如只有直放站是有源器件，噪聲系數為5dB，增益應設為小于78db;
如增益設為80，直放站總的噪聲-115dBm(白噪聲＋噪聲系數)，在輸出口變為-35dBm，經過83dB的有效路徑損耗輸入到基站為-118dBm，大于源噪聲-120dBm, 使基站接收機靈敏度降低2dB。
★室內覆蓋所需設備與器件
1微蜂窩，基站
2直放站(寬帶、信道選擇)：增益70－90db,20-33dBm輸出
3干線放大器：增益30－50db,20-30dBm輸出
4耦合器：40dB(-0.3),30dB(-0.3),20dB(-0.5),10dB(-0.8),7dB(-1.1),5dB(-1.3)
5功分器：4功分器(-6.4)；3功分器(-5)，二功分器(-3.3)
6室內天線：定向(60-120度，5-10dBi),全向吸頂(2-5dBi)
7饋線接頭：
波紋管電纜：7/8(-4dB/100m);1/2 (-7dB/100m);1/4 (-11dB/100m);
屏蔽網電纜：7D-FB(-15dB/100m);9D-FB(-12dB/100m);12D-FB(-9dB/100m)
8泄漏電纜：7/8 (-6dB/100m);1-1/8(-4dB/100m)
9施主基站：水平波束角<35度；增益：15-18dBi
10光端機：點對點、點對多點
11光纖：雙纖、單纖
★工程勘測設計
1、確定覆蓋區域
室內覆蓋的目的是在建筑物內部需要場強覆蓋，而基站信號又無法輻射的區域提供理想的信號覆蓋。因此，工程設計的首要工作是勘測確定哪些區域已被基站所覆蓋，哪些區域還需室內分布系統增強信號。在勘測時，應特別注意話務繁忙地帶，即用戶最經常使用移動電話的地方，往往這一區域要設計一個分布天線。
2、預測覆蓋效果并確定工程方案
經過實地勘測，可基本確定各分布天線的位置，并根據各分布天線管轄范圍來確定其每個信道的輸出功率Ptd。為了使方案規劃更加準確，往往可對這些區域進行場強覆蓋預測。
具體地可以采取以下方法：
用信號發生器和室內天線組成發射單元，在分布天線位置發出所設計的相應輸出功率Ptd，而將測試手機作為接收單元，在相應覆蓋區域各點測試場強的大小，觀察是否能良好地接收到信號。
為使工程具有良好的性能價格比，工程設計還需選取放大量合適的勻點分布系統。
其中所需參數：
Lf 可從工程擬采用的饋線長度、型號算出；
Lc、GA1、GA2 可從工程采用的合/分路器和天線的規格型號中獲得；
Prd可用測試手機在安裝室外天線位置上測得；
用一部無線對講機在覆蓋區各處發出上行信號，而用一部測試無線對講機在安裝相應室內分布天線位置接收信號，所測得的最小信號即可視為此分布天線上行路線的最低輸入電平Pru;而系統對基站的最低輸出電平Pru可由式Pru=Sr+Ls 確定。式中Sr為基站接收靈敏度，一般取-104dBm,Ls為系統室外天線至基站的自由空間損耗，可由Ls=32.5+20logF+20logd 計算獲得。式中：d為系統至基站間的距離(km)，F為信號頻率(MHz)。至此，確定系統放大量Ad、Au的所有參數均已獲得，這樣就可選取合適的室內勻點分布系統進行施工。
如何評價一個好的無線對講系統
1以最少的設備滿足設計要求；
2不會因增加無線對講系統而影響整個網絡的性能；
3兼容所有移動通信體制：
4使用壽命長，具有遠程監控能力，管理維護方便；
5綜合考慮性價比。
以上對無線對講系統進行了簡要介紹，從移動通信運營商的戰略眼光來看，無線對講系統對于提高服務水平、增強競爭實力、樹立企業形象，具有不可低估的作用。隨著無線對講通信網絡優化工作的深入展開，無線對講系統必將成為一種重要的優化手段運用于網絡優化工作中。
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