室内分布系统设计方案

室内分布系统设计方案
第一节概念
室内分布系统，也被称为室内覆盖系统（IDS）。

此方案用于改善建筑物内用户组的移动通信环境，已被广泛应用，近年来在移动通信运营商。

室内覆盖系统是利用移动基站信号通过室内分布系统均匀地分布在房间的每一个角落，从而确保室内面积有一个理想的信号覆盖范围，提高网络覆盖率，达到良好通话质量的目的的[1]。

室内分布系统主要由以下部分组成 : 信号源、分布系统两部分组成，如图 1.1 所示。

图 1.1 室内分布系统的组成
第二节室内分布系统简介
一、室内分布系统的分类
根据传输介质的不同，分布系统可分为电分布系统和光纤分布系统。

根据使用器件的不同，电分布系统又可分为无源分布系统、有源分布系统和泄漏电缆分布系统。

一）电分布系统
通过馈线和功率分配器的信号源发送到天线，该信号通过天线又被发送到室内每个地方，根据信号衰减的程度时，可以增加干线放大器。

室内分布系统主要由信号、干线放大器和无源器件，没有功率放大为无源分布系统，有功率放大的为有源分布。

无源电分布系统：无源电分布系统除信号源外，主要由耦合器、功率分配器、合路器、衰减器、负载、泄漏电缆、室内天线、馈线等无源器件组成。

无源室内分布系统由于信号功率不经过放大，信号源提供的功率有限，同时考虑到上行信号的传播，有效服务范围不可能无限大，一般可以覆盖十几层楼，建筑面积在8000〜10000m2 左右。

有源电分布系统：在服务区域较大的情况下，为了弥补分布系统中信号功率的衰减，保证末端天线口的功率，在必要的位置需进行功率放大，加装干线放大器或使用有源天线、变频器等有源器件增加功率。

干线放大器造成噪音，干线放大器的多级级联形成累积噪音影响系统的通信质量，所以在设计中一般不使用干线放大器的级联。

干线放大器的补偿功率损耗是有限的，该系统可以实现的覆盖范围但还是有限制功率和上行链路的信号损失。

泄漏电缆分布系统 : 泄漏电缆分布系统是电分布系统的一种特殊形式，它将所提取的信源信号通过耦合器、功分器等无源器件进行分路后，送入泄漏电缆中。

这种方式主要适用于地铁及隧道等狭长且有弯道的通道型室内区域。

泄漏电缆室内分布系统安装方便，但造价高，对电缆的性能要求高，使用较少。

（二）光纤分布系统
由于电分布系统受到上行信号和功率损耗的限制，导致了服务区域的有限，在服务区域间隔距离远、需要大面积覆盖的情况下，使用光纤室内分布系统更为为有利。

光纤室内分布系统由光电转换器和光纤组成，信号先由电光转换器转换成光信号在光纤中传输到覆盖端，再通过光电转换器转换成电信号，经过放大后送进天线。

光纤的传输损耗小，不受电磁干扰，布线电缆方便，适合用于长距离的信号传输以及大型建筑物的室内覆盖，可是价格昂贵，维护难度比较大。

在实际应用中，为节省成本，通常情况下以电分布系统为主，在距离远，覆盖面积大的情况下使用光纤系统组成混合室内分布系统使服务
范围的扩大。

室内分布系统信号源的分类
室内分布系统可选用宏蜂窝基站、微蜂窝基站、直放站作为信号源，通过一个特定的接口取得信号，即需要信源接入。

信号源接入主要有 3 种方式：宏蜂窝基站直接耦合、微蜂窝基站直接接入、无线或光纤直放站提供信号源。

（一）宏蜂窝基站直接耦合
由于耦合器或分离器以获得一定比例的信号从附近的宏蜂窝基站，导致室内分布系统得以接入。

此种方法是用于从基站到覆盖系统接近的。

信号不会泄漏到外部空间是耦合的特性，以避免干扰，成本低，易于施工，占地面积小为准则。

直接耦合系统限制的源位置，室内话务空闲时流量利用率低，影响明显的是无线指标特别是掉话率。

（二）微蜂窝基站直接接入
直接从微蜂窝信号接入室内覆盖系统。

微蜂窝基站覆盖范围小，低功耗，机架也较小。

完善的高流量区域的室内信号覆盖，微蜂窝是最好的解决方案。

微蜂窝方式的通话质量比宏蜂窝方式要高得多，在宏蜂窝无线指标的影响是非常小的，并具有提高网络容量的效果。

（三）无线或光纤直放站
在有富余容量的室外站，通过直放站将室外信号引入室内的覆盖盲区。

直放站提取信号源信号主要有 3 种方法：
耦合器直接从基站耦合部分信号通过光纤传送到盲区内的直放站；
耦合器直接从基站耦合部分信号通过电缆传送到盲区内的直放站；
通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号。

选择源的室内分布系统，应根据无线环境，交通条件和服务区确定所选的室内分布系统类型。

对较小的室内分布系统，在话务量较低时可选用直放站从周边小区耦合信号；对较大的室内分布系统，根据其可能达到的话务情况及安装条件选用微蜂窝或宏蜂窝基站作为信号源。

三、室内分布系统的目的
①解决建筑物内的信号盲点；
②改善建筑物内的移动通信网络的质量；
③提升话务及网络容量；
④提高频率复用度，解决高话务密度情况
第三节室内分布的发展趋势
现代建筑多钢筋混凝土骨架，加上一个完全封闭的外装饰，屏蔽的无线电信号衰减特别严重的，所以通信质量严重下降。

详述如下，在大规模建设的低层，地下停车场的环境，地下商场，基站接收信号非常微弱，导致手机无法正常工作，信号覆盖的盲区就此形成 ; 高层建筑的中间楼层，手机可以接收围绕不同基站信号，由于基站信号过多重叠而出现乒乓效应，严重影响了正常使用手机；在大多数大型建筑的顶端部分，进入室内的无线信号是非常凌乱，周围近的几个基站信号，远处的基站信号，通过直接，折射，反射，衍射，等进入室内，在室内接收信号忽强忽弱极不稳定，同样的频率，相邻信道干扰是非常严重的。

在这样的环境中，移动电话，在空闲状态下的小区重选频繁经常在通话过程中进行切换，语音质量的很大的影响，容易产生掉话。

此外，在一些建筑物，虽然手机正常通话，但是用户密度过大时，该通道是非常拥挤，电话难以上线工作[2]。

因此，为了满足客户的需求，解决室内信号覆盖问题，也已然成为一个重点的网络优化，提高网络质量已变得越来越重要。

为了解决上述提到的问题，最有效的解决方案是安装在建筑物内的室内覆盖分布系统。

信号从基站发出通过有线直接引入到每一个区域的内部，然后通过基站发出的信号被天线发送，从而达到的目的，以消除室内覆盖盲干扰抑制，建设一个移动通信用户提供稳定，可靠的室内信号，不但使用户可以在房间里享受高品质的移动通信服务，而且优质的网络服务不但提升企业品牌形象，也促进经济的发展，这样对用户对企业都双赢的，所以室内覆盖已是一种必然的趋势。

第一章室内分布系统施工设计
第一节工程设计步骤
室外移动通信网络建设的关键是频率规划和覆盖范围的设计，而对于室内覆盖系统更主要的是如何选择合适的分布系统及天线安装位置，以求达到覆盖效果的同时，不会对周边网络造成影响。

如何设计一个完整的室内覆盖系统呢？图 2.1 给出了进行室内覆盖设计的流程框图。

详细步骤如下：
图2.1 室内覆盖设计流程框图
一、确定建设目标
首先应确定建筑物，在进行室内信号覆盖（如机场、购物中心、办公写字楼、展览中心、宾馆酒店等），同时根据建筑物内的人员职业分布情况估算其中潜在的移动用户数量，从而进一步估算出该场所潜在的话务量。

二、初始规划
详细了解建筑物周边基站的情况和分布位置地点，向用户、业主方获取建筑的平面图、结构资料，如无法提供，勘测人员必须绘制详细平面图和用相机实拍建筑物楼层结构。

在勘测之前认真研究图纸，以便于在现场查勘。

三、现场查勘
首先是对建筑物地理位置、环境、高度、层数、建筑面积、电梯数量和运行区间结合图纸进行勘测。

然后对建筑物内部环境进行勘测，初步确定天线安装位置和覆盖半径；对天花板进行勘测，是否能布线，以便确定路由；对弱电井、电梯间、的位置和数量，电梯共井情况、停靠区间等进行勘测。

最后基本确定机房位置和覆盖系统的用电情况[3]。

四、系统方案设计
设计方案是根据现场勘测基础上确定的，设计方案中具体体现系统框架图、信号源和分布系统的选择、天线位置分布图和型号、所使用的耦合器和功分器等器件的型号、所使用的馈线、选择基站主控和分布单元的型号等。

五、频率和参数规划
频率设置是参考现场查勘时的扫频结果。

如果开通前周围网络频率规划变化过大，建议重新进行扫频测试工作。

从长远考虑来说，室内分布系统将会越来越多，配置也会越来越大建立专门的频点分配是非常重要，专门指定的频点不但有利于频率规划，而且对节约室内设计的投资也很有帮助。

参数设置的目的是使手机用户进入建筑物内部以后，保证其在大部分时间内占用室内分布系统的信号，提高其通话质量，手机上线容易，因此参数设置必须结合周围的无线环境和周边基站的性能进行。

避免设置参数对周边的网络造成相互干扰。

六、室内分布系统的安装布线
分布端的主馈线应由基站引出，通过线井分别铺设至各层，各层分布馈线走吊顶上方线槽。

竖井和平面所使用的馈线应用扎带扎紧，防止电缆自重拖动接头。

馈线弯曲应严格符合
最小弯曲半径要求，馈线布放应严格按照弱电桥架走线。

所有器件均要良好固定，做到美观整洁，不影
响大楼整体美观。

七、验收工程
提交竣工文件 ,向建设单位申请验收 ,待建设单位通知后准备车辆、验收工具 , 依据《国家现行的施工及验收技术规范》、《原邮电部、原信息产业部以及工业和信息化部的有关文件》、《中国移动网络建设工程技术规范书》进行验收。

第二节室内覆盖设计要求
一、室内覆盖规划原则
第一是统一的原则。

包括室内和室外场地规划，统一设计，建设室内覆盖要考虑室外信号的影响，同时也考虑到室内覆盖信号增强导致室外信号干扰程度。

第二是差异性的原则。

网络建设是有投资限制的，是不可能盲目地加大室内覆盖达到客户满意度作为衡量，根据不同要求及投资额度制定不同的质量目标。

在一些地方能够接受的情况下存在一定的覆盖盲点，是可以调整建设战略和建设阶段的。

第三是经济性原则。

相对于特定的建筑物，室内覆盖解决方案可能有多种选择，而不是简单地盲目扩张投资去追求技术的完美，同时不能为了节省投资，而选择不适合的室内覆盖解决方案。

综上所述，要完全达到室内覆盖原则是相当困难的，在实际的施工过程会遇到各种预料之外的困难，不能及时有效的解决，只能综合各类问题进行一定取舍以求达到最好的效果[4]
二、天线、馈线的选址及安装位置
（一）天线的选择：
天线、馈线的选择和安装时室内覆盖的重点之一，型号不但直接影响室内覆盖的效果，还影响到室内整体的环境，不能因为天线、馈线的安装而导致室内的美观。

所以天线的选择应该以小巧、美观、易安装，与周围环境相衬为好。

馈线选择时应以易施工为原则，对于主干部分，由于可以在管井中布放或沿直线布放，采用较粗馈线，对于转弯较多的支线部分采用较细馈线，并且馈线布放时应尽量葬在天花中或藏在看不见的地方。

光纤应使用抗拉抗折光纤，因为布放过程中会有穿墙穿天花的情况。

根据ICE 标准，室内覆盖电缆须采用防火电缆, 处于成本考虑，一般采用阻燃电缆。

天线、馈线的安装，具体的情况详见第四章第三节室内分布系统施工技术规范。

三、信号源的选择
室内分布系统的信号源来源于基站（宏蜂窝、微蜂窝）或直放站。

设计时信号源的选取主要从以下几方面考虑：话务量、要求覆盖面积、所处位置及对网络的影响、成本等。

（一）直放站
自身没有增加信道资源，只是信号的延伸的直放站，一般用于低话务量的地方，覆盖面积也较小，作为补盲点使用。

如小型会所、酒店、停车场等。

直放站是采用无线接收方式，对存在频率复用的市区中，上行信号有可能被多个远近不同基站影响的而自动调节发射功率，但直放站没有该功能，此时直放站造成同频干扰， C/I 比下降，掉话率增加，影响系统质量同时，直放站的上行增加及噪声电平过高会影响基站正常工作；在话务量繁忙的市区，直放站的引入，加剧了基站的负荷，恶化了网络指标。

在年内的网络优化提升的规划中，我们不采用直放站作为信号源，并且尽可能取缔原有的非法直放站，改为新建微蜂窝基站。

（二）基站
宏蜂窝作为信号源容量大、覆盖范围广、信号质量好、容易实现无缘分布、网络优化简单，是室内分布最好的接入方式。

但宏蜂窝成本较为昂贵，且需有光纤传输通路，建设周期长。

微蜂窝作为信号源，微蜂窝本身功率较小，只适用于较小面积的室内覆盖，若要实现较大区域的覆盖，就必须增加微蜂窝功放。

与宏蜂窝相比微蜂窝的成本较低、对环境要求不高、施工方便等，所以微蜂窝作信源使用较为广泛。

（三）直放站与基站的对比
不同类型的室内覆盖系统对通信网络的影响程度不同：
1.基站为信源的室内覆盖系统
对于是否使用干线放大器的无源信号分布系统，前者噪声干扰小，所以几乎不会对信号
源基站和室外通信网络造成影响。

后者必然产生必将产生噪声对信号进行干扰，但基于室内墙面的衰减作用可以确定不会对室外造成影响
对于光纤信号分布系统，因为使用了光端机，和使用干线放大器一样噪声都比较大，所以对信号源基站发出的信号造成不良影响。

2.直放站为信号源的室内覆盖
在前面的论述中已阐明了室内直放站必将引入噪声和干扰，不仅可能会对施主基站及其用户区造成影响，还可能会对临近基站造成不良影响。

由此可见，若采用室内直放站为信号源，室内覆盖系统最好选用引入噪声较少的无源信号分布系统[5]。

四、室内覆盖设计技术要求
移动用户忙时话务量为0.015Erl。

考虑到与将来的GSM180共用系统，要设计一定的功率分配余量。

无线信道的呼损率：话音信道（TCH呼损低于2%控制信道（SDCC）呼损低于 0.1%；无线信道的接通率高于 98%。

室内微蜂窝下行信号对室外的溢出量在建筑物周围10 米内测量，在90%以上的位置应低于-85dBm。

无线覆盖区内可接通率要求在该区 95%勺位置、 99%的时间移动台可接入网络。

室内消防通道、避难层地区能保证接通即可。

无线覆盖边缘场强要求室内覆盖信号高于室外 10 dB，对于宾馆、公寓等特殊场所可不作要求，但室内覆盖系统边缘场强应不小于-75dBm，在基站接收端位置收到的上行噪声电平应小于- 120dBm根
据国家环境电磁波卫生标准，室内天线的输入功率应小于+15dBm室内覆盖区误码率（RxQual）等级优于3级的地方应占 95%以上，信号源兼作室外覆盖时则同时要求室外为 90%以上。

建筑物内的电梯，要求对客梯及员工梯进行覆盖，并保证电梯运行中不掉话；货梯不做覆盖。

覆盖系统的设计应考虑信号源为 6 载波时，每载波的覆盖效果。

第二章室内分布系统优化
第一节室内分布系统优化日标和难点
一、室内覆盖优化工作目标、内容与要求
（一）优化工作目标
提高室内网络服务质量，减少用户投诉，及时排查与分析影响室内覆盖的网络问题和隐性故障，逐渐提升移动通信网络室内服务质量。

（二）室内覆盖优化内容
通过规划分布系统，提升室内覆盖，做好室内外切换关系优化，保证移动性质量；优化室内天线布放位置，提升功率分配的合理性，避免信号外泄影响室外通话质量；通过参数优化与相关大站建设，室内与室外信号占用均衡；对分布系统及直放站设备增益进行优化调整, 减少上行干扰与上下行不平衡问题发生；对室内覆盖系统隐性故障进行分析，提升室内覆盖质量。

（三）优化工作要求
采用各种综合优化手段，尽量保证无线信号稳定的分布到室内，从而保证室内的信号覆盖。

部分重点核心区域进行室内分布系统建设合理分担宏蜂窝的话务，分散过密地区的网络压力，甚至可以动态地调配业务资源，达到最佳网络优化，从整体上提高移动网络的服务水平。

二、室内覆盖优化工作中的难点问题
①高层住宅信号杂乱，高层楼层及窗口边通话质量较差，切换频繁，常规参数优化处理手段相对
较少，高层覆盖优化工作是难点，建议在室内覆盖方案规划阶段做好室内分布系统模测，合理布放天线，在工程建设时候及时跟进，按照规范做好验收工作，发现问题及时整改。

室内低层与外面大站的功率衔接，一个方面要避免室内信号外泄，另外确保室内信号不出现盲区，室内外信号做好优化联动，两个方面都要做好信号控制，对切换与小区重选参数的进行精细优化。

②对于室内覆盖系统存在干扰或上下行不平衡等问题而影响到通话质量与客户感知的，应该从及时调整主机、干放等有源设备的增益设置；检查信源小区频点是否存在干扰，功率控制参数设置是否合理等方向来解决问题。

③城中村的私装直放站干扰愈演愈烈，部分村民对覆盖既有需求又反对在村内建宏基站，导致了私装现象相当普遍，严重影响部分区域的通话质量。

一方面需要联合当地政府做好村民的协调工作，通过宣传、普及无线电知识，让他们明白，拆除私装设备可以提升城中村的通话质量；另外，可以将受干扰的900M小区直接耦合于城中村室外分布系统中作为信源使用，不但可以提高城中村的整体信号覆盖，而且会大大减少上行干扰的影响，再由1800M大站（或 1800M加基站放大器）作室外覆盖；也可以将900M小区与1800M小区共同耦合于城中村分布系统作分层立体覆盖。

④室内覆盖资金短缺的情况下，部分站点建设投资回报较低，应该充分利用大网站点资源，兼顾室内与室外覆盖需求，利用天馈耦合及上层站点建设，平衡资源与覆盖质量的矛盾；对于提高资金使用效率方面，建议结合用户投诉等级、站点重要程度等方面建立一套综合评估体系，对室内分布系统建设等级进行划分。

⑤室内分布系统与直放站隐性故障排查困难，建立易损器件与设备运作全生命周期评估库，梳理性能诊断分析模型，对有隐性故障的站点进行详细的排查，部分站点室内分布系统已经开通多年，功分、耦合等器件可能已经老化的，应加强检查力度。

⑥为了提高室内覆盖的整体质量，应该对某些厂家的某些故障率特别高、性能特别不稳定的直放站设备和室内覆盖器件进行定期通报，并要求厂家对通报设备进行限期质量提升，在质量没达标前，可以限制使用该厂家有问题型号的设备[6]
第二节室内分布系统优化方法
一、室内分布系统优化
室内分布系统是无线网络的重要组成部分，提高室内分布系统的网络质量和稳定性是提升客户满意度、保持网络领先的重要措施，与室外覆盖小区一样，对室内分布系统应从覆盖、容量和质量（包括频率、邻区和参数三个小项）三个维度进行评估，从而定位室内分布系统存在的问题点，分别制定出优化方案，室内分布系统优化的主要内容包括：
（一）覆盖分析及优化
室内外覆盖是紧密联系的整体，需要系统化、合理化制定网络覆盖结构。

尤其是一些高话务区域，网络整体底噪较强。

一味的提升室内覆盖的覆盖强度，投资大且效果难以保证。

同时，由于室内覆盖建设投资大，难以整改。

所以在分布系统建设中要有一定的前瞻性。

所以在确定室内分布系统需求边缘场强前，应区域性优化宏站覆盖范围避免覆盖不合理，载波配置不合理等问题。

（二）参数分析和优化
下面介绍几种通过参数调整来对室内站进行优化的方法：
1.适当调整微蜂窝的C2值，使手机的空闲时尽可能占用室内信号。

C2是基于参数C1并
加入一些人为的偏置参数而形成的。

2.调整微蜂窝的切换电平，使手机在使用时切入容易，切出难。

我们主要调整功率预算的切换边界，提高功率预算的值，其目的是阻止相邻小区之间的乒乓切换。

3.提高室内微蜂窝的接入电平门限值，保证通话质量。

我们对室内分布的场强要求是建筑面积的95%必须是在-85dBm以上，所以我们对于微蜂窝的接入电平门限的定义和室外大站是不一样的，微蜂窝的接入电平门限值定义的比较高[7]
4.实际案例：金阳世纪金源财富中心 D栋，共有25层，地下停车场两层，地上23层办公楼，每层
建筑面积大约为 900平方米，大楼内有 4部电梯，每层都都是一个小型企业单位，每天进出的人流量较大约为 2000 余人。

室外信号在大厦高、低层内部分布很不均匀，邻区多个基站信号同时进入大楼，导致信号非常杂乱，相互干扰、重叠，手机在大楼房间内频繁进行小区重选，通话过程中时常切换，产生乒乓效应致使通话质量较差，容易产生掉话。

根据实际情况，我们提出以改善信号源和吸收话务量为主要目的，针对本座办公楼进行全面覆盖设计建设方案。

设计方案对大楼内的 23个楼层采用 2个对角奇偶层错开的方式摆放全向天线进行覆盖，设计边沿区域场强为-65dBm至-80dBm之间。

4部电梯依靠23层电梯间的定向天线覆盖，设计电梯内信号可达到-55dBm至-80dBm本方案除主电缆采用1/2馈线，其余均采用10D电缆。

室内天线的输出功率在 7dBm-13dBm左右。

在30cm处的电磁强度为 0.04-0.05w/m*m，远低于国家卫生部0.4w/m*m的安全标准。

室内分布天线系统的信号源由楼内（20层弱电井机房）新建微蜂窝系统提供，站型配置为 2个载频。

为了让手机无论在空闲还是通话状态下都尽量占用室内基站的信号，我们通过修改参数的方式进行优化。

除了定义必需的相邻小区以外，我们将参数C2（小区重选参数）设为10dB, 小区切出LEVEL（信号电平）设为-85dBm 小区切入 POWERBUDG功率预算）设为-6dB。

经过以上设置，我们较好地保证了手机用户在室内正常的通信服务。

（三）频率分析及优化
对于许多大型酒店和购物中心采用多个微蜂窝小区分片覆盖，分担话务的情况，我们都建议尽量通过调整载频分布，将多个小区合并为一个小区，因为那样往往会出现话务量不均衡甚至相差悬殊以及各小区间的切换成功率较低的问题。

将多个小区覆盖优化调整为一个小区覆盖，用户可以无切换通话，消灭了潜在的不稳定因素。

频率优化总体目标是覆盖目标内95%勺区域话音质量等级w 3。

针对高层室内分布系统，对邻区的BCCH配置情况，结合扫频结果进行检查，杜绝邻区中的 BCCH与可能覆盖到高层的小区BCCH同频现象。

分析现网使用的频率是否受到干扰，并分析干扰的来源，是内部干扰还是外部干扰，是同频干扰还是邻频干扰。

另外分布系统的工艺质量也会影响微蜂窝信号，例如上下行功率不匹配导致上行干扰或信号弱，引起话音断续或掉话。

这些则要在分布系统厂家的配合下进行优化工作。

四）邻区分析及优化
1.邻区关系分析及优化的内容。