移动通信信号室内覆盖原理及工程设计 第3章

室内覆盖系统是指通过室内天馈线分布系统将移动通信 的无线信号较均匀地分布于建筑物室内，用于改善建筑物室 内无线网络覆盖和网络质量的系统。室内覆盖系统主要针对 重点楼宇、各种场馆、隧道、地铁等多种公共场所，是吸收 室内话务的有效方式，也是提高无线网络质量和网络优化的
室内覆盖系统的覆盖方式相对于利用室外基站对室内进 行覆盖的方式具有更多优点，具体比较见表3.1。
在LTE和4G的网络中，除了有BBU+RRU架构的分布式基站 和直放站外，还增加了像家庭基站等解决热点深度覆盖的基
1. 宏蜂窝基站作为信号源，具有容量大、功率大、覆盖范 围广、信号质量好、容易实现无源分布、网络优化简单等优 点，是室内分布系统最好的接入方式。但宏蜂窝基站的成本 较为昂贵，安装不便，对机房条件要求高，需要的配套设施 多，并且建设周期长。
4.BBU+RRU BBU+RRU分布式基站是相对于传统的集中式宏基站而言 的，它把传统基站的基带部分和射频部分从物理上独立开， 中间通过标准的基带射频接口（CPRI/OBSAI）进行连接，传 统基站的基带部分和射频部分分别被独立成全新的功能模块 BBU(basebandunit)和RRU(radioremoteunit)，RRU与BBU分 别作为基站的射频处理部分和基带处理部分，各自独立安装， 分开放置，通过电接口或光接口相连接，形成分布式基站形 态。
表3.1 室内覆盖方式与室外基站覆盖方式的比较
(1) (2) (3) (4) (5)综合性价比较高。
3.2
室内覆盖系统主要包括信号源和分布系统两大部分，见 图3.1。信号源为分布系统提供无线信号，有宏蜂窝基站、 微蜂窝基站、直放站、BBU+RRU等基本类型。分布系统通常 包括室内天线、射频同轴电缆、功分器和耦合器等无源器件 以及干线放大器等有源设备，主要作用是将信号尽可能平均 地分配到每一个分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上。 包含有源设备的分布系统称为有源分布系统，只含无源器件 的分布系统称为无源分布系统。
与此相反的是，随着移动通信的迅猛发展，特别是移动 数据业务的快速发展，室内移动通信业务量占比越来越大， 移动通信室内信号的优劣关乎着移动通信用户的体验，进而
为解决以上问题，目前最有效的方法就是建设移动通信 信号室内覆盖系统，从而达到消除室内覆盖盲区，抑制干扰， 为室内的移动通信用户提供稳定、可靠的信号，使用户在室 内也能享受高质量的个人通信服务的目的。
2. 微蜂窝基站本身容量小，功率也小，只适用于较小面积 的室内覆盖，若要实现较大区域的覆盖，就必须增加干线功 率放大器（功率放大器的串入将迫使基站底噪抬升，会影响 网络性能）。与宏蜂窝基站相比，微蜂窝基站具有成本较低、 对环境要求不高、施工方便等优点，所以微蜂窝基站作为信 号源在2G时代使用较为广泛。
图3.1 室内覆盖系统的组成
3.3 信 号
在2G时代，室内分布系统的信号源主要有宏蜂窝基站、 微蜂窝基站和直放站三种。在实际的建设中，微蜂窝基站和 直放站做室内分布系统信号源更为常见，只有在容量需求特 别大且具备机房条件的场景，才用宏蜂窝基站做室内分布系
在3G时代，室内分布系统的信号源主要有BBU+RRU架构 的分布式基站和直放站两种。技术的发展使得在3G时代新型 的BBU+RRU架构的分布式基站很快替代了传统的宏蜂窝基站， 新型基站设备体积小，部署灵活，因此更多地采用BBU+RRU 的方式作为室内分布系统的信号源。只有在某些容量需求不 高的场景，才采用直放站做信号源，如100~200米长的公路 隧道等。
BBU+RRU基站是3G时代和后3G时代的主流基站形式，通 常BBU放置在机房（见图3.3和图3.4），而RRU（见图3.5） 紧挨着天线放置。BBU+RRU基站做室内覆盖系统信号源既具 有宏蜂窝基站容量大、覆盖范围广、信号质量好、容易实现 无源分布、网络优化简单的优点，又具有直放站轻巧、灵活 简易的优点，同时多个RRU还能串接，进一步扩展了覆盖范 围，因此3G基站BBU+RRU形式一经出现，便成为3G网络室内 覆盖信号源的新宠和主宰。
图3.3 室内机架安装的BBU
图3.4 室内壁挂安装的BBU
图3.5 RRU
5. 家庭基站（homeeNodeB）也称毫微微蜂窝基站 （Femtocell），最初叫接入点基站（access pointbasestation），它是一个小型的蜂窝基站，通过宽带 接入（如DSL、有线电缆、光纤）连接到运营商的网络。家 庭基站的空中接口使用标准的无线协议与手机或其他移动终 端进行通信。标准的无线协议包括GSM、CDMA、WCDMA、EVDO、 LTE、WiMAX和其他由3GPP、3GPP2、WiMAX论坛制定的协议标 准。使用标准的无线协议可以使手机等移动终端无需任何改 动就可以接入家庭基站，并且可以实现从宏蜂窝自由地切入 /切出家庭基站。
3. 直放站利用施主天线空间耦合或利用耦合器件直接耦合 存在富余容量的基站信号，再利用直放站设备对接收到的信 号进行放大，从而为信号分布系统提供信号源（见图3.2）。 直放站以其灵活简易的特点成为解决小容量室内分布系统的 主要方式。
图3.2 直放站做信号源wenku.baidu.com室内分布系统
直放站不需要基站设备和传输设备，安装简便灵活，设 备型号丰富多样，在2G时代解决深度覆盖和延伸覆盖方面扮 演着重要的角色。尽管直放站作为有源放大设备，它的串入 将使施主基站的底噪抬升，影响网络性能(相关直放站的分 析详见第7章)，但在3G时代，直放站依然是解决小容量室内 覆盖系统的主要方式。
第3章 信号室内覆盖的基本原理
3.1 信号室内覆盖技术简介 3.2 室内信号分布系统的组成 3.3 信号源 3.4 信号分布方式 3.5 室内信号覆盖常用器件
3.1
在移动通信发展的早期，移动通信信号对建筑物内部的 覆盖主要是通过室外宏蜂窝基站发出的无线电波穿透墙体来 实现的。但是随着人类社会的进一步发展，城市土地资源日 趋紧张，建筑物越盖越高，单体越修越大，楼群越建越密集， 加之城市地下空间的开发利用，造成了巨大的穿透损耗，使 得通过室外基站覆盖室内的方式变得越来越不可能，因为这 不仅仅是信号衰减严重的问题，而且还会引起建筑物高层信 号的严重干扰。同时由于人们对电磁辐射的担忧，也使得城 市宏蜂窝基站站址资源的获取变得越来越困难。