室内分布工程师

概述 室内分布系统是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案；是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。 原因 1、室内移动通 信环境有太多需要完善的地方； 2、覆盖方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区; 3、容量方面，建筑物诸如大型购物商场、会议中心，由于移动电话使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞现象; 4、质量方面，建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现乒乓切换效应，话音质量难以保证，并出现掉话现象。 室内分布系统的建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域；同时，使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务，扩大网络容量，从整体上提高移动网络的服务水平。 比较 室内分布系统信源选择的比较 组网分类 室内分布系统的组网按照信号源有以下几种接入方式： o(1) 宏蜂窝作信源接入信号分布系统； o(2) 微蜂窝作信源接入信号分布系统； o(3) 直放站作信源接入信号分布系统。 系统分类 室内分布系统根据传输媒介分为： （1）射频无源分布系统； （2）射频有源分布系统； （3）光纤分布方式 （4）泄露电缆分布方式 单极化天线 单极化天线使用3根或2根天线作为一个射频组。3根天线时，两根天线负责接收，一个天线作为发射；2根天线时，一根天线作为纯接收天线，一根天线结合发射和接收功能。 在CDMA2中，单极化天线一般采用2根天线，即一个天线作为发射；另一个则负责接收与发射。特别注意，在实际应用中，特别是CDMA的基站天线，一定要保持单极化天线的两个天线方位角一致，否则会导致收发不一致。 双极化天线 双极化天线是一种新型天线技术，组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下，因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量；一般GSM数字移动通信网的定向基站（三扇区）要使用6根天线，每个扇形使用2根天线（空间分集，一发两收），如果使用双极化天线，每个扇形只需要1根天线；同时由于在双极化天线中，±45°的极化正交性可以保证+45°和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求（≥3dB），因此双极化天线之间的空间间隔仅需2-3cm；另外，双极化天线具有电调天线的优点，在移动通信网中使用双极化天线同电调天线一样，可以降低呼损，减小干扰，提高全网的服务质量。如果使用双极化天线，由于双极化天线对架设安装要求不高，不需要征地建塔，只需要架一根直径2cm的铁柱，将双极化天线按相应覆盖方向固定在铁柱上即可，从而节省基建投资，同时使基站布局更加合理，基站站址的选定更加容易。 用户速率对比 不同的方案下，尤其是单通道和双通道方案，对用户速率的影响是十分明显的，直接影响到用户的业务体验。以下是用户分别在近点、中点和远点情况下的用户速率测试结果。 （1）近点信号质量较好，双通道下行用户速率要远高于单通道方案，相比单通道方案能够提升5%以上。 （2）中点信号质量稍微变差，但与近点差别不大，双通道速率仍远高于单通道方案，相比单通道方案仍能够提升4%左右。 （3）远点信号质量很差，双通道方案的MIMO功能已经不能发挥作用，失去速率提升作用，甚至单通道方案还要优于双通道方案（不排除测试过程中信号波动的影响）。 （4）单通道和双通道方案在上行用户速率方面没有影响，用户速率相当。 （5）双通道单极化天线方案和双通道双极化方案在近点用户速率相差无几，在中点和远点也差别不大，考虑测试误差的影响，两方案性能相当。 图1 各方案单用户下行速率对比结果 图2 各方案单用户上行速率对比结果 小区吞吐量对比 不同的方案下，尤其是单通道和双通道方案，对小区吞吐量的影响是十分明显的，直接影响到系统的容量，以下是3用户分别在近点、中点、远点和平均分布情况下的小区上下行吞吐量的测试结果。 （1）近点信号质量较好，双通道下行吞吐量要远高于单通道方案，相比单通道方案能够提升75%以上。 （2）中点信号质量稍微变差，但与近点差别不大，双通道下行吞吐量仍远高于单通道方案，相比单通道方案仍能够提升75%左右。 （3）远点信号质量变差，双通道方案小区吞吐量与单通道方案差别不大，甚至低于单通道方案。 （4）用户平均分布情况下，双通道方案要优于单通道方案，相比单通道方案能够提升5%左右。 （5）在上行小区容量方面，各个方案差别不大，考虑到测试误差的原因，各方案上行吞吐量相当。 图3 各方案小区下行吞吐量结果 图4 各方案小区上行吞吐量结果 LTE LTE概念 LTE（Long Term Evolution，长期演进)，又称E-UTRA/E-UTRAN，和3GPP2 UMB合称E3G（Evolved 3G） LTE是由3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）组织制定的UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统）技术标准的长期演进，于24年12月在3GPP多伦多TSG RAN#26会议上正式立项并启动。LTE系统引入了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）和MIMO（Multi-Input & Multi-Output，多输入多输出）等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率（2M带宽2X2MIMO在64QAM情况下，理论下行最大传输速率为21Mbps，除去信令开销后大概为14Mbps，但根据实际组网以及终端能力限制，一般认为下行峰值速率为1Mbps，上行为5Mbps），并支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，1MHz，15MHz和2MHz等，且支持全球主流2G/3G频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。LTE系统网络架构更加扁平化简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了网络部署和维护成本。LTE系统支持与其他3GPP系统互操作。LTE系统有两种制式：FDD-LTE和TDD-LTE，即频分双工LTE系统和时分双工LTE系统，二者技术的主要区别在于空中接口的物理层上（像帧结构、时分设计、同步等）。FDD-LTE系统空口上下行传输采用一对对称的频段接收和发送数据，而TDD-LTE系统上下行则使用相同的频段在不同的时隙上传输，相对于FDD双工方式，TDD有着较高的频谱利用率。 LTE/EPC的网络架构如图5所示。 图5 3GPP非漫游架构—S-GW与P-GW分设 LTE系统结构 LTE采用由eNB构成的单层结构，这种结构有利于简化网络和减小延迟，实现低时延、低复杂度和低成本的要求。与3G接入网相比，LTE减少了RNC节点。名义上LTE是对3G的演进，但事实上它对3GPP的整个体系架构作了革命性的改变，逐步趋近于典型的IP宽带网络结构。 LTE的架构也叫E-UTRAN架构，如图 1所示。E-UTRAN主要由eNB构成。同UTRAN网络相比，eNB不仅具有Node B的功能，还能完成RNC的大部分功能，包括物理层、MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、接入移动性管理和Inter-cell RRM 等。eNodeB和eNodeB之间采用X2接口方式直接互连，eNB通过S1接口连接到EPC。具体地讲，eNB通过S1-MME连接到MME，通过S1-U连接到S-GW。S1接口支持MME/S-GW和eNB之间的多对多连接，即一个eNB可以和多个MME/S-GW连接，多个eNB也可以同时连接到同一个MME/S-GW。 图6 LTE整体结构