多系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)可行性分析

王磊+李樹磊

【摘要】多系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)是工信部共建共享指導(dǎo)思想的重要體現(xiàn)，本文對(duì)多系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的可行性進(jìn)行理論分析，并討論規(guī)避干擾的具體方案。

【關(guān)鍵詞】室內(nèi)分布系統(tǒng)；雜散干擾；互調(diào)干擾；阻塞干擾；隔離度

【Abstract】Multi-system shared indoor distribution system is an important embodiment of the co-construction and sharing of the guiding ideology. This paper analyzes the feasibility of the multi-system shared indoor distribution system and discusses the specific scheme of avoiding interference.

【Key words】Indoor distribution system；Spurious interference；Intermodulation interference；Blocking interference；Isolation

1. 引言

（1）室內(nèi)覆蓋是目前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)吸收話務(wù)量、解決深度覆蓋、提升用戶感知度的主要手段，根據(jù)DoCoMo的最新統(tǒng)計(jì)，室內(nèi)場(chǎng)所吸收了將近70%的話務(wù)量，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，60%的移動(dòng)用戶也分布在是室內(nèi)，因此，室內(nèi)覆蓋對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)起著至關(guān)重要的作用。

（2）另外為減少電信重復(fù)建設(shè)，提高電信基礎(chǔ)設(shè)施利用率，工業(yè)和信息化產(chǎn)業(yè)部與國(guó)資委于2008年10月聯(lián)合發(fā)布了“關(guān)于推進(jìn)電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享的緊急通知”，使得共建共享成為電信行業(yè)改革和發(fā)展的一項(xiàng)重要工作，也是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的重要舉措。

（3）在2011年的電信考核指標(biāo)中要求室內(nèi)分布系統(tǒng)共建率不低于15%，共享率不低于20%，并建議在地鐵、機(jī)場(chǎng)、大型場(chǎng)館等重點(diǎn)場(chǎng)所的室內(nèi)覆蓋需共建共享。2013年全國(guó)電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室工發(fā)布的七期《全國(guó)電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享情況通報(bào)》，部分省市要求室內(nèi)分布系統(tǒng)共建率不低于30%，共享率不低于40%。

（4）隨著4G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)及中國(guó)鐵塔公司的掛牌成立，室內(nèi)分布系統(tǒng)共建共享越來(lái)越緊迫和重要了，以往的室內(nèi)分布系統(tǒng)往往是各運(yùn)營(yíng)商單獨(dú)建設(shè)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建設(shè)。多系統(tǒng)室內(nèi)分布共建共享是在同一個(gè)建筑物內(nèi)采用多系統(tǒng)合路共用室內(nèi)天饋分布系統(tǒng)方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋，共建共享對(duì)于緩解站址短缺、節(jié)約組網(wǎng)成本、減小能耗、避免重復(fù)投資、加快網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度起著重要的作用，因此分析系統(tǒng)間的干擾對(duì)工程策略具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

2. 室內(nèi)分布系統(tǒng)的組網(wǎng)

（1）室內(nèi)分布系統(tǒng)就是將宏蜂窩、微蜂窩或分布式基站作為信號(hào)源，通過(guò)耦合器、功分器等無(wú)源器件進(jìn)行分路，經(jīng)由饋線將信號(hào)均勻地分配到每一副分散安裝在建筑物各個(gè)區(qū)域的低功率天線上，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)信號(hào)的均勻分布，保證室內(nèi)區(qū)域擁有理想的信號(hào)覆蓋，可以比較全面地解決室內(nèi)覆蓋中存在的各種問(wèn)題。

（2）室內(nèi)分布系統(tǒng)可以分為無(wú)源分布系統(tǒng)、有源分布系統(tǒng)、光纖分布系統(tǒng)和泄漏電纜分布系統(tǒng)（無(wú)源分布系統(tǒng)見(jiàn)圖1、有源分布系統(tǒng)見(jiàn)圖2、光纖分布系統(tǒng)見(jiàn)圖3、泄漏電纜分布系統(tǒng)見(jiàn)圖4）。

3. 多系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的可行性

3.1 無(wú)線頻譜使用情況。

不同無(wú)線系統(tǒng)間的干擾與其頻譜相對(duì)位置密切相關(guān)，各無(wú)線系統(tǒng)的頻譜占用情況如下表1所示。

3.3 系統(tǒng)間干擾類型。

在進(jìn)行系統(tǒng)間的干擾分析時(shí)，主要應(yīng)考慮鄰頻干擾、雜散干擾、阻塞干擾和互調(diào)干擾情況（系統(tǒng)間干擾類型見(jiàn)圖5）。

3.4 雜散干擾分析。

（1）雜散干擾，就是一個(gè)系統(tǒng)的發(fā)射頻段外的雜散發(fā)射落入到了另一個(gè)系統(tǒng)的工作頻段中而可能造成的干擾，雜散干擾對(duì)系統(tǒng)最直接的一個(gè)影響就是降低了系統(tǒng)的接收靈敏度。

（2）由于發(fā)射機(jī)輸出的信號(hào)通常為大功率信號(hào)，在產(chǎn)生大功率信號(hào)的過(guò)程中會(huì)在發(fā)射信號(hào)的頻帶之外產(chǎn)生較高的雜散，而且這些雜散分布在非常寬的頻率范圍內(nèi)，如果雜散落入某個(gè)系統(tǒng)接收頻段內(nèi)的幅度較高，被干擾系統(tǒng)的前端濾波器無(wú)法有效濾出，會(huì)導(dǎo)致接收系統(tǒng)的輸入信噪比降低，通信質(zhì)量惡化。

3.5 阻塞干擾分析（系統(tǒng)阻塞干擾指標(biāo)見(jiàn)表5、系統(tǒng)阻塞干擾隔離度要求見(jiàn)表6）。

（1）任何接收機(jī)都有一定的接收動(dòng)態(tài)范圍，在接收動(dòng)率超過(guò)接收動(dòng)態(tài)允許的最大功率電平時(shí)，會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)飽和阻塞，阻塞會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)無(wú)法正常工作，長(zhǎng)時(shí)間的阻塞還可能造成接收機(jī)的永久性性能下降。

（2）當(dāng)一個(gè)較大干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)前端的低噪放大器時(shí)，由于低噪放大器的放大倍數(shù)是根據(jù)放大微弱信號(hào)所需要的整機(jī)增益來(lái)設(shè)定的，強(qiáng)干擾信號(hào)電平在超出放大器的輸入動(dòng)態(tài)范圍后可能會(huì)將放大器推入到非線性區(qū)，導(dǎo)致放大器對(duì)有用的微弱信號(hào)的放大倍數(shù)降低，甚至完全抑制，從而嚴(yán)重影響接收機(jī)對(duì)弱信號(hào)的放大能力，影響系統(tǒng)的正常工作。

（3）通常也把增益下降到比線性增益低1dB時(shí)的輸出功率值定義為輸出功率的1dB壓縮點(diǎn)。為了防止接收機(jī)過(guò)載，從干擾基站接收到的總載波功率電平需要低于它的1dB壓縮點(diǎn)。

（4）在多系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)只要保證到達(dá)接收機(jī)輸入端的強(qiáng)干擾功率不超過(guò)系統(tǒng)指標(biāo)要求的阻塞電平，系統(tǒng)就可以正常的工作。

3.6 互調(diào)干擾分析。

互調(diào)干擾是指當(dāng)有兩個(gè)以上不同的頻率作用于同一非線性電路或器件時(shí)，將由這兩個(gè)頻率相互調(diào)制而產(chǎn)生新的頻率，若這個(gè)新的頻率正好落于某一個(gè)信道而為工作與該信道的接收機(jī)所接收，即構(gòu)成對(duì)該接收機(jī)的干擾，成為互調(diào)干擾。

3.6.3 減少互調(diào)干擾可以采取以下幾種方法：

（1）合理的頻率分配方案--采用無(wú)互調(diào)的信道組；

（2）合理調(diào)整干擾系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào)功率；

（3）增加干擾系統(tǒng)發(fā)射機(jī)和被干擾系統(tǒng)接收機(jī)之間的隔離度--采用收發(fā)分開的天饋系統(tǒng)，通過(guò)信號(hào)的空間鏈路衰減增加隔離度；

（4）帶內(nèi)互調(diào)干擾在發(fā)射端增加濾波器解決，帶外互調(diào)干擾在接收端增加濾波器解決。

3.7 系統(tǒng)隔離度分析。

系統(tǒng)間的最終干擾隔離度取雜散干擾、阻塞干擾中的最大值，綜合考慮雜散和阻塞后的系統(tǒng)隔離度要求如表8。

3.8 各系統(tǒng)干擾分析。

（1）各系統(tǒng)間的干擾消除要依靠合路器和濾波器來(lái)完成，從合路器和濾波器隔離度指標(biāo)來(lái)看，隔離度與不同端口頻率間隔有關(guān)，目前業(yè)界寬帶合路器隔離度指標(biāo)如表9：

（2）不同系統(tǒng)間的合路器隔離度指標(biāo)和需求指標(biāo)如下表10所示：由表可10以看出，系統(tǒng)間的隔離度可以通過(guò)頻率間隔來(lái)規(guī)避，系統(tǒng)間的干擾主要考慮規(guī)避互調(diào)干擾。

4. 干擾規(guī)避

4.1 干擾消除手段。

（1）外接濾波器提高系統(tǒng)隔離度；

（2）通過(guò)合理的頻點(diǎn)規(guī)劃提高系統(tǒng)隔離度；

（3）提高設(shè)備的射頻性能，提高雜散、互調(diào)、阻塞干擾指標(biāo)可有效降低系統(tǒng)間干擾；

（4）天饋系統(tǒng)進(jìn)行上下行分路建設(shè)。

4.2 POI合路器。

（1）3個(gè)網(wǎng)絡(luò)制式以內(nèi)（含3個(gè)）可以采用普通簡(jiǎn)單合路器完成合路，大于3個(gè)網(wǎng)絡(luò)制式需采用POI合路平臺(tái)來(lái)完成合路。

（2）POI（Point of Interface，簡(jiǎn)稱POI）多系統(tǒng)接入平臺(tái)，指位于多系統(tǒng)基站信源與室內(nèi)分布系統(tǒng)天饋之間的特定設(shè)備，它相當(dāng)于性能指標(biāo)更高的合路器，具有將多系統(tǒng)基站信源進(jìn)行合路并輸出給室內(nèi)分布系統(tǒng)的天饋設(shè)備，同時(shí)反方向?qū)?lái)自天饋設(shè)備的信號(hào)分路輸出給各系統(tǒng)信源的作用。 POI主要用于會(huì)展中心、展覽館、機(jī)場(chǎng)、地鐵等大型建筑室內(nèi)覆蓋。

（3）通常POI的應(yīng)用有收發(fā)合纜和收發(fā)分纜兩種方案（收發(fā)合纜方式見(jiàn)圖6、收發(fā)分纜方式見(jiàn)圖7）。

（4）兩種方案的具體對(duì)比如表11所示。

4.3 MIMO+收發(fā)分纜。

當(dāng)LTE網(wǎng)絡(luò)采用雙通道方式實(shí)現(xiàn)MIMO功能時(shí)，各系統(tǒng)可采用如下方式接入：

（1）FDD雙工方式的網(wǎng)絡(luò)制式可以采用上下行分纜提高隔離度，例如GSM、CDMA、WCDMA。

（2）TDD雙工方式的網(wǎng)絡(luò)制式采用單通道方式，合路于FDD網(wǎng)絡(luò)上行通道上，減少下行信號(hào)對(duì)上行信號(hào)的干擾，例如TD-SCDMA。

（3）LTE網(wǎng)絡(luò)采用雙通道實(shí)現(xiàn)MIMO，包括FDD-LTE和TDD-LTE（MIMO+收發(fā)分纜方式見(jiàn)圖8）。

5. 總結(jié)

本文針對(duì)多系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)中存在的三種干擾類型進(jìn)行分析，計(jì)算出各系統(tǒng)間的隔離度需求，結(jié)合業(yè)界合路器的端口隔離指標(biāo)，從理論上分析了多系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的可行性。多系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)重點(diǎn)考慮雜散和互調(diào)的影響，當(dāng)系統(tǒng)較少時(shí)，可只考慮雜散指標(biāo)的要求，系統(tǒng)間存在的干擾可以通過(guò)外接濾波器、頻點(diǎn)規(guī)劃、提高設(shè)備的射頻指標(biāo)、天饋系統(tǒng)分路建設(shè)等方式來(lái)規(guī)避，對(duì)于合路系統(tǒng)較少的中小規(guī)模場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，可以采取普通寬帶合路器構(gòu)建的收發(fā)同纜室內(nèi)分布系統(tǒng)，對(duì)于合路系統(tǒng)較多的復(fù)雜場(chǎng)景，建議采用POI構(gòu)建的收發(fā)分纜室內(nèi)分布系統(tǒng)。

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[文章編號(hào)]1619-2737（2017）07-20-655