多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)應(yīng)用研究

鄭麗萍　萬忠寶

【摘 要】 通過研究多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的產(chǎn)品特點及組網(wǎng)方式，從時間色散效應(yīng)、容量分析、底噪抬升以及上下行鏈路平衡幾個方面分析該產(chǎn)品在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的難點，從而得出該種產(chǎn)品在室內(nèi)覆蓋規(guī)劃中的應(yīng)用建議。

【關(guān)鍵詞】 光纖分布 覆蓋規(guī)劃 色散效應(yīng) 底噪

隨著人們環(huán)保意識逐漸增強，傳統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋由于設(shè)備美觀性較差，組網(wǎng)復雜，施工難度較大，物業(yè)協(xié)調(diào)變得越來越難，但隨著經(jīng)濟的發(fā)展，又使人們對信號網(wǎng)絡(luò)越來越依賴，需求越來越高，解決兩者的矛盾就要研究一種既能讓人們接受的網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式，又能滿足覆蓋和容量的需求，多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)應(yīng)運而生，它不僅實現(xiàn)了多種網(wǎng)絡(luò)制式的物理融合，又打破了傳統(tǒng)的饋纜組網(wǎng)模式，一種全新的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)讓人眼前一亮，給我們提供了一種新的覆蓋方式選擇。本文將通過研究分析多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的設(shè)備特性、組網(wǎng)方式、規(guī)劃難點以及經(jīng)濟效益分析給出相應(yīng)的使用建議。

一、產(chǎn)品類型及組網(wǎng)特點

多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)是指由接入控制單元、近端擴展單元、遠端射頻單元三部分組成的多業(yè)務(wù)新型分布系統(tǒng)，用于2G/3G/4G無線通信信號的深度覆蓋，目前主要產(chǎn)品有MRRU、MDAS、超寬帶分布系統(tǒng)、TBS多載波基站等幾種，綜合來看，主要表現(xiàn)為2個新型特點：

1）多制式系統(tǒng)接入

2）以光纜、網(wǎng)線為傳輸介質(zhì)的組網(wǎng)模式

多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)原理圖如下：

二、規(guī)劃難點

2.1時間色散效應(yīng)

多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)引入了大量的有源光纖拉遠設(shè)備，如果在同一覆蓋區(qū)域或者連續(xù)覆蓋的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)來自同一基站的兩臺甚至多臺拉遠設(shè)備覆蓋的情況，對于采用時分多址技術(shù)的GSM系統(tǒng)，由于傳播路徑的不同，造成信號到達接收端的時間延時不同，因此接收信號中的一個碼元的波形會延時擴展到后續(xù)碼元周期中，這樣，帶有同一信息先后到達的兩路或兩路以上信號，在接收端就會產(chǎn)生碼間干擾，嚴重時導致大面積掉話現(xiàn)象，影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

時間色散主要產(chǎn)生在基站與光纖拉遠設(shè)備的重疊及連續(xù)覆蓋區(qū)域、光纖拉遠設(shè)備之間的重疊及連續(xù)覆蓋區(qū)域。光纖直放站對信號的時延主要來自光纖直放站本身進行的光電轉(zhuǎn)換帶來的時延，這部分時延<5us；另一方面是信號在光纖介質(zhì)中傳播帶來的時延，信號在光纖介質(zhì)中傳播速度為200m/us，光路越長，延遲時間越長。

a：基站與光纖拉遠設(shè)備之間的時間色散（上圖陰影B區(qū)）

假設(shè)基站的空間時延為T1，直放站設(shè)備時延為t，光纜傳輸時延為T2，直放站空間時延為T3，對于不滿足同頻干擾保護比的覆蓋情況，可以等效看成T1=T3，因此

L<（14.8-5）us*200m/us=1960m（L為光纜傳輸長度）

b：光纖拉遠設(shè)備之間的時間色散（上圖陰影A區(qū)）

對于同一基站下掛的一托多類型的光纖直放站，設(shè)備時延可以相抵，因此時間色散延遲主要來自于光纖傳輸?shù)难舆t，因此，L<14.8us*200m/s=2960m。

對于多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)來說，其有不同的組網(wǎng)形式，由于光纖設(shè)備的使用，往往出現(xiàn)多級串聯(lián)，這樣設(shè)備的延遲時間會大幅增加，因此為避免重疊覆蓋區(qū)域的時間色散，選擇的施主信源要盡可能避開與拉遠設(shè)備有重疊覆蓋區(qū)域；以及拉遠設(shè)備之間盡可能避免有重疊及連續(xù)覆蓋區(qū)域，尤其是設(shè)備之間有較遠光纖傳輸?shù)那闆r。

2.2容量受限

多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的優(yōu)勢在于多制式合路以及大量拉遠設(shè)備的使用，使組網(wǎng)簡單、靈活，與此同時，也帶來了信源使用量減少的問題，對于一些容量需求較高的覆蓋場景，光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的使用必然使容量受限，如果單純的增加信源的數(shù)量，會破壞原本的組網(wǎng)模式，使其失去本身的組網(wǎng)優(yōu)勢，那么另外一個辦法就是升級載波。

2.3底噪抬升影響

在室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計時，由于有源設(shè)備的引入，會帶來底噪的抬升，特別是多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)主要以大量有源設(shè)備組網(wǎng)，那么對于底噪的控制就尤其重要，特別是對于WCDMA系統(tǒng)，底噪的抬升會導致上行速率下降，嚴重影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

干放在微蜂窩基站接收機處產(chǎn)生的等效噪聲電平Irep可表示為：

Irep=10^（Ni /10）

下圖是多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的組網(wǎng)模式：

通過對現(xiàn)有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析，MDAS組網(wǎng)主要分為三級：MAU、MEU、MRU，要分別計算各級傳導至RRU的底噪值，從而計算出所有有源設(shè)備的接入對系統(tǒng)底噪抬升的影響。

對于WCDMA系統(tǒng)，RRU的輸出功率為P_bts=33dBm，MAU的標稱輸入功率為（-15dB-0dB）

這里我們?nèi)?10dB，MAU與MEU之間光模塊及光纜傳輸損耗取3dB，MRU的輸出功率為P_rep=17dBm（室內(nèi)放裝型），所有有源設(shè)備的噪聲系統(tǒng)5dB，根據(jù)鏈路平衡的需要以及MDAS產(chǎn)品的標稱值，MRU的上下行增益差為3dB。

在使用多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)進行室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計時，要充分考慮有源設(shè)備的引入對基站底噪的影響，根據(jù)不同配置單元數(shù)量以及功率等合理計算，并考慮一定的系統(tǒng)冗余，建議采用MDAS組網(wǎng)時，單小區(qū)下掛MRU單元不超過56個，如果采用更大功率的MRU單元，下掛的個數(shù)要相應(yīng)的減少。

2.4上下行鏈路平衡控制

通過底噪的計算公式可以得出，RTWP抬升直接影響因素為有源設(shè)備的上下行增益差，當下行增益一定時，減小上行增益，能夠有效的降低有源設(shè)備對基站底噪抬升影響，然而如果上行增益設(shè)置過小，就會使上下行增益差過大，從而導致基站上下行鏈路不平衡。

通過上下行鏈路計算，上行鏈路可直接理解為：

手機發(fā)射功率=基站接收靈敏度-手機接收功率+基站發(fā)射功率+上下行增益差

以語音為例，接收功率為-80dBm時，手機發(fā)射功率=-123-（-80）+33+上下行增益差=-10+上下行增益差。

當上下行增益差設(shè)置過大時，直接影響手機發(fā)射功率。極限情況下，當手機接收功率較弱時，當手機以最大發(fā)射功率（23dBm）發(fā)射仍不能滿足解調(diào)門限時則直接導致呼叫失敗。

因此，在使用多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的基站進行設(shè)備調(diào)測，要合理設(shè)置上下行增益差，保證系統(tǒng)上下行鏈路平衡，根據(jù)鏈路計算和工程經(jīng)驗，建議干放的上下行增益差控制在5dB以內(nèi)。

三、應(yīng)用建議

根據(jù)多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的設(shè)備特性及組網(wǎng)特點，建議主要應(yīng)用在以下一些場景：

1）低層住宅、別墅等區(qū)域。此種區(qū)域一般具有一定的覆蓋需求，且容量需求不高，傳統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋方式無法較好的解決覆蓋問題，建議在此種區(qū)域采用室分外引，利用多制式光纖分布式覆蓋系統(tǒng)進行拉遠室外覆蓋。

2）城中村的綜合覆蓋。由于城中村建筑物一般低矮、密集，信號阻擋嚴重，宏站很難形成有效的全覆蓋，在加上物業(yè)協(xié)調(diào)極為困難，因此采用多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)可以進行定點式無縫隙覆蓋。

3）狹長街道及低層商鋪。由于街道及商鋪縱身較大，受周圍建筑物的阻擋，容易形成盲區(qū)及弱覆蓋區(qū)域，且此類場景可以利用街道的電線桿、監(jiān)控桿等進行設(shè)備安裝及取電，不易影響美觀，狹長街道更適合光纖拉遠的組網(wǎng)方式。

綜合來講，多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)適合于容量需求較低的覆蓋類場景，對于辦公樓、大型商場、酒店等對網(wǎng)絡(luò)容量、質(zhì)量、覆蓋需求都較高的場景、不建議單獨使用多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)進行覆蓋，應(yīng)該根據(jù)場景內(nèi)不同需求及特點采用室內(nèi)外綜合協(xié)調(diào)覆蓋，不同覆蓋手段取長補短。

參 考 文 獻

[1]張威，GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化—原理與工程.北京：人民郵電出版社，2010.

[2]李薔薇，移動通信技術(shù).北京：北京郵電大學出版社，2005.