4G室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)難點(diǎn)解決方案

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技的迅猛發(fā)展，4G網(wǎng)絡(luò)也在不斷發(fā)展，其智能終端將廣泛應(yīng)用于人們的生活和工作中。本文以傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)的挑戰(zhàn)入手，重點(diǎn)對(duì)三種新型4G室內(nèi)分布應(yīng)用進(jìn)行闡述，并結(jié)合了案例分析，為4G室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)難點(diǎn)提出了一系列解決方案，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：4G；室內(nèi)分布；建設(shè)

1.引言

就當(dāng)前移動(dòng)通信發(fā)展而言，如何做好室內(nèi)覆蓋已然成為4G時(shí)代，各大運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所面臨的困難和挑戰(zhàn)。與3G網(wǎng)絡(luò)相比，4G的室內(nèi)分布系統(tǒng)更專注于室內(nèi)覆蓋，具體則體現(xiàn)在場(chǎng)強(qiáng)覆蓋值、信號(hào)質(zhì)量、頻率、干擾以及維護(hù)成本等各方面內(nèi)容。

2.傳統(tǒng)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)建設(shè)所面臨的挑戰(zhàn)

隨著4G網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用，各大運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的焦點(diǎn)范圍也逐步擴(kuò)展到室內(nèi)繁華地段寫字樓、居住區(qū)以及城中村等室內(nèi)深度覆蓋場(chǎng)景中。而作為有效解決室內(nèi)深度的重要方式，室內(nèi)分布系統(tǒng)在深度覆蓋建設(shè)過程中面臨著選址、維護(hù)以及話務(wù)吸收不足等眾多困難，具體在下面幾個(gè)方面中有所表現(xiàn)：

（1）傳統(tǒng)室內(nèi)分布整體質(zhì)量不高，有著諸多缺陷。

（2）就覆蓋問題而言，信號(hào)外泄、深度覆蓋不足、室內(nèi)外2G/3G協(xié)同性較差等都是傳統(tǒng)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)分布的不足。

（3）就系統(tǒng)升級(jí)而言，多網(wǎng)合路設(shè)計(jì)在室內(nèi)分布中的可操作性不強(qiáng)。

（4）隨著城市規(guī)模及密度的不斷增加，對(duì)城市密集建筑群的室內(nèi)覆蓋需氧量也越來越大，然而其選址及美化程度仍舊是阻礙其發(fā)展的重要因素。

3.三種新型4G室內(nèi)分布應(yīng)用

在4G時(shí)期，隨著移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)也出現(xiàn)了一系列變化，室內(nèi)覆蓋逐步從只對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的單一需求轉(zhuǎn)化成對(duì)用戶業(yè)務(wù)需求性覆蓋。假如在城市的某個(gè)比較繁華的區(qū)域，聚集著很多用戶，此時(shí)即使用戶終端能夠顯示出非常強(qiáng)的用戶信號(hào)，那么其也不能隨意使用自己需要的某項(xiàng)業(yè)務(wù)，即便可以使用，那么其用戶體驗(yàn)也不佳。為此，面對(duì)這樣一個(gè)現(xiàn)實(shí)，就要求4G的室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)更需要對(duì)精細(xì)化方面更加注重。為此，在實(shí)際操作過程中，我們需要依據(jù)室內(nèi)場(chǎng)景的不同，選用一些技術(shù)含量高的4G室內(nèi)覆蓋的有效措施。

3.1 大量使用微功率信號(hào)增強(qiáng)器

說起微功率增強(qiáng)器，我們可能還不太熟悉，但是一提起手機(jī)伴侶，人們便恍然大悟，其實(shí)際上是一種能夠在微小范圍內(nèi)用于擴(kuò)大并填充基站的覆蓋范圍的有效設(shè)施。該設(shè)施有著造價(jià)低、便于安裝，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響程度較小以及微功率、小增益等優(yōu)勢(shì)，成為有效解決室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)覆蓋深度不夠的有效解決手段。如果在實(shí)際應(yīng)用過程中，運(yùn)用40dB甚至更低增益的微功率信號(hào)就可以很好的解決室內(nèi)“點(diǎn)覆蓋”的高端需求，從而大大提升用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

3.2普及應(yīng)用室內(nèi)均勻場(chǎng)天線覆蓋技術(shù)

眾所周知，室內(nèi)均勻場(chǎng)覆蓋技術(shù)應(yīng)用的是電磁場(chǎng)的耦合技術(shù)，其實(shí)在一般同軸電纜基礎(chǔ)上小孔直接耦合形成的一種室內(nèi)型微天線，并經(jīng)由天線的輻射功能，有效實(shí)現(xiàn)通信信號(hào)在室內(nèi)的覆蓋。該項(xiàng)技術(shù)能夠有效節(jié)省了傳統(tǒng)室內(nèi)天線布線時(shí)所需要的眾多的信號(hào)耦合器和功率分支器，并且在應(yīng)用室內(nèi)均勻場(chǎng)覆蓋技術(shù)時(shí)不需要另外制作電纜接頭，大大簡(jiǎn)化了制作工藝和安裝流程，同時(shí)也降低了工程造價(jià)和縮短了施工周期。最為重要的是，由于省去了耦合器、電纜接頭以及分支器等元件，也就相應(yīng)的節(jié)省了大約一半功率的電波耗損，這就大大提升了無線網(wǎng)絡(luò)功率的有效利用率，從而得到事半功倍的效果。在這里值得一提的是，應(yīng)用室內(nèi)均勻場(chǎng)天線覆蓋技術(shù)還能夠達(dá)到泄露感應(yīng)電纜的覆蓋效果。

3.3室內(nèi)Femto的應(yīng)用

Femto是家庭基站的英文名稱，其實(shí)質(zhì)上是一種覆蓋范圍小、發(fā)射功率低、將固定寬帶接入網(wǎng)絡(luò)作為回程、以面向家庭用戶為主的家庭基站設(shè)備。作為4G宏蜂窩的一種補(bǔ)充技術(shù)，F(xiàn)emto能夠使得各個(gè)運(yùn)營(yíng)商以較低的價(jià)格為家庭用戶提供更好的服務(wù)體驗(yàn)。Femto具有安裝簡(jiǎn)單、造價(jià)較低、部署快速等優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)于孤島型、分散型的室內(nèi)覆蓋特別適用。隨著4G網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，其相關(guān)的智能終端設(shè)備也將隨之廣泛應(yīng)用，因此對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的要求也越來越高。而在4G業(yè)務(wù)中，各大運(yùn)營(yíng)商廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)則是室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)的建設(shè)，如何將室內(nèi)覆蓋設(shè)計(jì)的更加精細(xì)化、如何不斷提升用戶體驗(yàn)，則成為將來4G室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

4.4G室內(nèi)覆蓋建設(shè)解決案例

4.1窄巷子的深度覆蓋

高層住宅、窄巷子、棚戶區(qū)、別墅區(qū)、城中村等的建筑物相對(duì)密集且業(yè)務(wù)量比較低，因此其室內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率也嚴(yán)重不足，通話質(zhì)量差、接通率低、脫網(wǎng)等情況時(shí)有發(fā)生，無覆蓋或者覆蓋較差在網(wǎng)絡(luò)覆蓋中體現(xiàn)的較為明顯，針對(duì)這種現(xiàn)象，各個(gè)運(yùn)行商一般是通過增加基站數(shù)量或者基站天線來解決。然而如果依據(jù)以往方式對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行加裝時(shí)，會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，且各方協(xié)調(diào)起來也較為困難。

新的解決措施：就窄巷子而言，可運(yùn)用光纖分布系統(tǒng)加美化板的方式進(jìn)行定向天線覆蓋；就棚戶區(qū)、住宅區(qū)而言，可運(yùn)用信號(hào)反射、繞射傳播路徑等方式進(jìn)行覆蓋，這樣一來施工就相對(duì)簡(jiǎn)單，協(xié)調(diào)起來也會(huì)容易許多。

4.2棚戶區(qū)改造

以某棚戶區(qū)為例，其覆蓋區(qū)的總面積為1.5km2，該區(qū)域內(nèi)有八百大多棟居民樓，超過兩千多個(gè)商鋪，常住人口大約在三十萬(wàn)。依據(jù)該棚戶區(qū)住宅規(guī)模及人口分布的實(shí)際情況，可以將整個(gè)棚戶區(qū)分為六個(gè)小區(qū)，在每個(gè)小區(qū)內(nèi)接入一套光纖分布系統(tǒng)和信源設(shè)備，另外可在小區(qū)的室內(nèi)或者室外加裝一套遠(yuǎn)端單元和擴(kuò)展單元設(shè)備，并通過光電復(fù)合纜與之對(duì)接，以此來有效解決棚戶區(qū)室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋不足的缺陷。

4.3高層住宅小區(qū)

以某新小區(qū)為例，其二期工程主要有十二棟三十三層居民樓組成，建筑規(guī)模比較大，電梯廳和地下停車場(chǎng)分布在其中，樓間距為五十米，建筑物室內(nèi)戶型比較簡(jiǎn)單。針對(duì)該小區(qū)的這種情況，可運(yùn)用室內(nèi)外協(xié)同覆蓋的模式，十樓以下，可在小區(qū)公共綠地內(nèi)運(yùn)用室內(nèi)天線和室外美化射燈天線組合的方式對(duì)電梯廳及地下室進(jìn)行覆蓋；十層到二十層可以運(yùn)用壁掛美化天線的方式來對(duì)中層加以覆蓋；二十層以上則可以運(yùn)用射燈型定向天線向下傾斜的形式對(duì)中高層進(jìn)行覆蓋。

4.4網(wǎng)絡(luò)性能提升

經(jīng)過對(duì)上述案例的分析得出，我們可以從不同角度對(duì)光纖分布系統(tǒng)和傳統(tǒng)分布系統(tǒng)加以對(duì)比，具體來說主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

（1）健壯性和擴(kuò)展性。除了能夠?qū)?G/3G/WLAN進(jìn)行融合之外，光纖分布系統(tǒng)在4G引入之后還對(duì)其部分硬件進(jìn)行了升級(jí)，這樣一來就可以有效實(shí)現(xiàn)其擴(kuò)展性；相對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)的無源器件來說，光纖分布系統(tǒng)在多數(shù)情況下運(yùn)用的是有源設(shè)備，極易出現(xiàn)異常情況，這就大大增加了其不穩(wěn)定性。

（2）設(shè)備尚不成熟。由于各個(gè)廠家實(shí)現(xiàn)光纖分布系統(tǒng)技術(shù)的方式不同，因此其組網(wǎng)能力、設(shè)備的性能以及穩(wěn)定性尚不成熟。

（3）設(shè)計(jì)方案和施工難度。就傳統(tǒng)分布的設(shè)計(jì)而言，其有著特別復(fù)雜的鏈路預(yù)算，加上每個(gè)器件個(gè)體存在著一定的差異性，極易導(dǎo)致天線口功率存在一定的變差；就施工而言，因其同軸電纜質(zhì)量較大，導(dǎo)致其布線、彎曲、穿線等極為不便，饋線傳輸功率損耗嚴(yán)重。而光纖分布系統(tǒng)則不同，無論是設(shè)計(jì)還是施工都相對(duì)簡(jiǎn)單，且功率損耗較小。

（4）系統(tǒng)的維護(hù)和優(yōu)化。就傳統(tǒng)分布系統(tǒng)而言，一旦設(shè)備安裝成功，則幾乎沒有調(diào)試、完善、優(yōu)化的余地，加上大量使用饋線和無源器件，其互調(diào)問題嚴(yán)重，更為重要的是天線、饋線以及器件等均處于無法監(jiān)控的狀態(tài)。而光纖分布系統(tǒng)則不同，其遠(yuǎn)端功率有著較大的可調(diào)余地，完善優(yōu)化極為便利，整個(gè)系統(tǒng)中對(duì)于饋線和無源器件的使用量小，互調(diào)的影響也較小，最關(guān)鍵的是系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)均處于可實(shí)時(shí)監(jiān)控的狀態(tài)。

5.結(jié)語(yǔ)

總而言之，引入4G技術(shù)能夠較大幅度的提高各大運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)容量和用戶體驗(yàn)，然而也給室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)帶來巨大的困難和挑戰(zhàn)，因此，需要我們相關(guān)的技術(shù)人員積極進(jìn)取，開發(fā)出更適合解決4G室內(nèi)分布系統(tǒng)的有效措施，從而為4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪穎，程日濤，張海濤.TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)思路和方法解析[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化.2010（11）

[2]趙龍，余丹娟.多網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A].2011全國(guó)無線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C].2011

[3]周雙陽(yáng).4G開啟新型精細(xì)化室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋時(shí)代[J].通信世界.2014（09）