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4G室内分布系统建设难点解决方案

  【摘要】:随着经济和科技的迅猛发展,4G网络也在不断发展,其智能终端将广泛应用于人们的生活和工作中。本文以传统室内分布系统建设的挑战入手,重点对三种新型4G室内分布应用进行阐述,并结合了案例分析,为4G室内分布系统建设难点提出了一系列解决方案,以供同行参考。

  【关键词】:4G;室内分布;建设

  1.引言

  就当前移动通信发展而言,如何做好室内覆盖已然成为4G时代,各大运营商进行网络建设所面临的困难和挑战。与3G网络相比,4G的室内分布系统更专注于室内覆盖,具体则体现在场强覆盖值、信号质量、频率、干扰以及维护成本等各方面内容。

  2.传统室内网络分布系统建设所面临的挑战

  随着4G网络的普及应用,各大运营商关注的焦点范围也逐步扩展到室内繁华地段写字楼、居住区以及城中村等室内深度覆盖场景中。而作为有效解决室内深度的重要方式,室内分布系统在深度覆盖建设过程中面临着选址、维护以及话务吸收不足等众多困难,具体在下面几个方面中有所表现:

  (1)传统室内分布整体质量不高,有着诸多缺陷。

  (2) 就覆盖问题而言,信号外泄、深度覆盖不足、室内外2G/3G协同性较差等都是传统室内网络分布的不足。

  (3)就系统升级而言,多网合路设计在室内分布中的可操作性不强。

  (4)随着城市规模及密度的不断增加,对城市密集建筑群的室内覆盖需氧量也越来越大,然而其选址及美化程度仍旧是阻碍其发展的重要因素。

  3.三种新型4G室内分布应用

  在4G时期,随着移动宽带网络的不断发展,室内分布系统的建设也出现了一系列变化,室内覆盖逐步从只对信号强度的单一需求转化成对用户业务需求性覆盖。假如在城市的某个比较繁华的区域,聚集着很多用户,此时即使用户终端能够显示出非常强的用户信号,那么其也不能随意使用自己需要的某项业务,即便可以使用,那么其用户体验也不佳。为此,面对这样一个现实,就要求4G的室内分布系统建设更需要对精细化方面更加注重。为此,在实际操作过程中,我们需要依据室内场景的不同,选用一些技术含量高的4G室内覆盖的有效措施。

  3.1 大量使用微功率信号增强器

  说起微功率增强器,我们可能还不太熟悉,但是一提起手机伴侣,人们便恍然大悟,其实际上是一种能够在微小范围内用于扩大并填充基站的覆盖范围的有效设施。该设施有着造价低、便于安装,对网络性能的影响程度较小以及微功率、小增益等优势,成为有效解决室内网络分布系统覆盖深度不够的有效解决手段。如果在实际应用过程中,运用40dB甚至更低增益的微功率信号就可以很好的解决室内“点覆盖”的高端需求,从而大大提升用户的业务体验。

  3.2普及应用室内均匀场天线覆盖技术

  众所周知,室内均匀场覆盖技术应用的是电磁场的耦合技术,其实在一般同轴电缆基础上小孔直接耦合形成的一种室内型微天线,并经由天线的辐射功能,有效实现通信信号在室内的覆盖。该项技术能够有效节省了传统室内天线布线时所需要的众多的信号耦合器和功率分支器,并且在应用室内均匀场覆盖技术时不需要另外制作电缆接头,大大简化了制作工艺和安装流程,同时也降低了工程造价和缩短了施工周期。最为重要的是,由于省去了耦合器、电缆接头以及分支器等元件,也就相应的节省了大约一半功率的电波耗损,这就大大提升了无线网络功率的有效利用率,从而得到事半功倍的效果。在这里值得一提的是,应用室内均匀场天线覆盖技术还能够达到泄露感应电缆的覆盖效果。

  3.3室内Femto的应用

  Femto是家庭基站的英文名称,其实质上是一种覆盖范围小、发射功率低、将固定宽带接入网络作为回程、以面向家庭用户为主的家庭基站设备。作为4G宏蜂窝的一种补充技术,Femto能够使得各个运营商以较低的价格为家庭用户提供更好的服务体验。Femto具有安装简单、造价较低、部署快速等优点,尤其对于孤岛型、分散型的室内覆盖特别适用。随着4G网络的进一步发展,其相关的智能终端设备也将随之广泛应用,因此对移动通信网络覆盖的要求也越来越高。而在4G业务中,各大运营商广泛关注的热点则是室内网络分布系统的建设,如何将室内覆盖设计的更加精细化、如何不断提升用户体验,则成为将来4G室内分布系统建设的难点和重点。

  4.4G室内覆盖建设解决案例

  4.1窄巷子的深度覆盖

  高层住宅、窄巷子、棚户区、别墅区、城中村等的建筑物相对密集且业务量比较低,因此其室内外网络的覆盖率也严重不足,通话质量差、接通率低、脱网等情况时有发生,无覆盖或者覆盖较差在网络覆盖中体现的较为明显,针对这种现象,各个运行商一般是通过增加基站数量或者基站天线来解决。然而如果依据以往方式对室内分布系统进行加装时,会造成较大的经济负担,且各方协调起来也较为困难。

  新的解决措施:就窄巷子而言,可运用光纤分布系统加美化板的方式进行定向天线覆盖;就棚户区、住宅区而言,可运用信号反射、绕射传播路径等方式进行覆盖,这样一来施工就相对简单,协调起来也会容易许多。

  4.2棚户区改造

  以某棚户区为例,其覆盖区的总面积为1.5km2,该区域内有八百大多栋居民楼,超过两千多个商铺,常住人口大约在三十万。依据该棚户区住宅规模及人口分布的实际情况,可以将整个棚户区分为六个小区,在每个小区内接入一套光纤分布系统和信源设备,另外可在小区的室内或者室外加装一套远端单元和扩展单元设备,并通过光电复合缆与之对接,以此来有效解决棚户区室内分布系统覆盖不足的缺陷。

  4.3高层住宅小区

  以某新小区为例,其二期工程主要有十二栋三十三层居民楼组成,建筑规模比较大,电梯厅和地下停车场分布在其中,楼间距为五十米,建筑物室内户型比较简单。针对该小区的这种情况,可运用室内外协同覆盖的模式,十楼以下,可在小区公共绿地内运用室内天线和室外美化射灯天线组合的方式对电梯厅及地下室进行覆盖;十层到二十层可以运用壁挂美化天线的方式来对中层加以覆盖;二十层以上则可以运用射灯型定向天线向下倾斜的形式对中高层进行覆盖。

  4.4网络性能提升

  经过对上述案例的分析得出,我们可以从不同角度对光纤分布系统和传统分布系统加以对比,具体来说主要表现在下面几个方面:

  (1)健壮性和扩展性。除了能够对2G/3G/WLAN进行融合之外,光纤分布系统在4G引入之后还对其部分硬件进行了升级,这样一来就可以有效实现其扩展性;相对传统系统的无源器件来说,光纤分布系统在多数情况下运用的是有源设备,极易出现异常情况,这就大大增加了其不稳定性。

  (2)设备尚不成熟。由于各个厂家实现光纤分布系统技术的方式不同,因此其组网能力、设备的性能以及稳定性尚不成熟。

  (3)设计方案和施工难度。就传统分布的设计而言,其有着特别复杂的链路预算,加上每个器件个体存在着一定的差异性,极易导致天线口功率存在一定的变差;就施工而言,因其同轴电缆质量较大,导致其布线、弯曲、穿线等极为不便,馈线传输功率损耗严重。而光纤分布系统则不同,无论是设计还是施工都相对简单,且功率损耗较小。

  (4)系统的维护和优化。就传统分布系统而言,一旦设备安装成功,则几乎没有调试、完善、优化的余地,加上大量使用馈线和无源器件,其互调问题严重,更为重要的是天线、馈线以及器件等均处于无法监控的状态。而光纤分布系统则不同,其远端功率有着较大的可调余地,完善优化极为便利,整个系统中对于馈线和无源器件的使用量小,互调的影响也较小,最关键的是系统中各个节点均处于可实时监控的状态。

  5.结语

  总而言之,引入4G技术能够较大幅度的提高各大运营商的网络容量和用户体验,然而也给室内分布系统的建设带来巨大的困难和挑战,因此,需要我们相关的技术人员积极进取,开发出更适合解决4G室内分布系统的有效措施,从而为4G网络的发展贡献自己的力量。

  【参考文献】:

  [1]汪颖,程日涛,张海涛.TD-LTE室内分布系统规划设计思路和方法解析[J].电信工程技术与标准化.2010(11)

  [2]赵龙,余丹娟.多网络室内分布系统的设计[A].2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C].2011

  [3]周双阳. 4G开启新型精细化室内网络覆盖时代[J].通信世界.2014(09)


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