多系统共用室内分布系统可行性分析

2017-09-07王磊李树磊

中华建设科技 2017年7期

王磊+李树磊

【摘要】多系统共用室内分布系统是工信部共建共享指导思想的重要体现，本文对多系统共用室内分布系统的可行性进行理论分析，并讨论规避干扰的具体方案。

【关键词】室内分布系统；杂散干扰；互调干扰；阻塞干扰；隔离度

【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）室內覆盖是目前移动通信网络吸收话务量、解决深度覆盖、提升用户感知度的主要手段，根据DoCoMo的最新统计，室内场所吸收了将近70%的话务量，根据网络运营经验，60%的移动用户也分布在是室内，因此，室内覆盖对于移动通信网络起着至关重要的作用。

（2）另外为减少电信重复建设，提高电信基础设施利用率，工业和信息化产业部与国资委于2008年10月联合发布了“关于推进电信基础设施共建共享的紧急通知”，使得共建共享成为电信行业改革和发展的一项重要工作，也是建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措。

（3）在2011年的电信考核指标中要求室内分布系统共建率不低于15%，共享率不低于20%，并建议在地铁、机场、大型场馆等重点场所的室内覆盖需共建共享。2013年全国电信基础设施共建共享领导小组办公室工发布的七期《全国电信基础设施共建共享情况通报》，部分省市要求室内分布系统共建率不低于30%，共享率不低于40%。

（4）随着4G网络的建设及中国铁塔公司的挂牌成立，室内分布系统共建共享越来越紧迫和重要了，以往的室内分布系统往往是各运营商单独建设，导致网络重复建设。多系统室内分布共建共享是在同一个建筑物内采用多系统合路共用室内天馈分布系统方式实现信号覆盖，共建共享对于缓解站址短缺、节约组网成本、减小能耗、避免重复投资、加快网络建设速度起着重要的作用，因此分析系统间的干扰对工程策略具有很强的指导意义。

2. 室内分布系统的组网

（1）室内分布系统就是将宏蜂窝、微蜂窝或分布式基站作为信号源，通过耦合器、功分器等无源器件进行分路，经由馈线将信号均匀地分配到每一副分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上，从而实现室内信号的均匀分布，保证室内区域拥有理想的信号覆盖，可以比较全面地解决室内覆盖中存在的各种问题。

（2）室内分布系统可以分为无源分布系统、有源分布系统、光纤分布系统和泄漏电缆分布系统（无源分布系统见图1、有源分布系统见图2、光纤分布系统见图3、泄漏电缆分布系统见图4）。

3. 多系统共用室内分布系统的可行性

3.1 无线频谱使用情况。

不同无线系统间的干扰与其频谱相对位置密切相关，各无线系统的频谱占用情况如下表1所示。

3.3 系统间干扰类型。

在进行系统间的干扰分析时，主要应考虑邻频干扰、杂散干扰、阻塞干扰和互调干扰情况（系统间干扰类型见图5）。

3.4 杂散干扰分析。

（1）杂散干扰，就是一个系统的发射频段外的杂散发射落入到了另一个系统的工作频段中而可能造成的干扰，杂散干扰对系统最直接的一个影响就是降低了系统的接收灵敏度。

（2）由于发射机输出的信号通常为大功率信号，在产生大功率信号的过程中会在发射信号的频带之外产生较高的杂散，而且这些杂散分布在非常宽的频率范围内，如果杂散落入某个系统接收频段内的幅度较高，被干扰系统的前端滤波器无法有效滤出，会导致接收系统的输入信噪比降低，通信质量恶化。

3.5 阻塞干扰分析（系统阻塞干扰指标见表5、系统阻塞干扰隔离度要求见表6）。

（1）任何接收机都有一定的接收动态范围，在接收动率超过接收动态允许的最大功率电平时，会导致接收机饱和阻塞，阻塞会导致接收机无法正常工作，长时间的阻塞还可能造成接收机的永久性性能下降。

（2）当一个较大干扰信号进入接收机前端的低噪放大器时，由于低噪放大器的放大倍数是根据放大微弱信号所需要的整机增益来设定的，强干扰信号电平在超出放大器的输入动态范围后可能会将放大器推入到非线性区，导致放大器对有用的微弱信号的放大倍数降低，甚至完全抑制，从而严重影响接收机对弱信号的放大能力，影响系统的正常工作。

（3）通常也把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点。为了防止接收机过载，从干扰基站接收到的总载波功率电平需要低于它的1dB压缩点。

（4）在多系统设计时只要保证到达接收机输入端的强干扰功率不超过系统指标要求的阻塞电平，系统就可以正常的工作。

3.6 互调干扰分析。

互调干扰是指当有两个以上不同的频率作用于同一非线性电路或器件时，将由这两个频率相互调制而产生新的频率，若这个新的频率正好落于某一个信道而为工作与该信道的接收机所接收，即构成对该接收机的干扰，成为互调干扰。

3.6.3 减少互调干扰可以采取以下几种方法：

（1）合理的频率分配方案--采用无互调的信道组；

（2）合理调整干扰系统发射机的输出信号功率；

（3）增加干扰系统发射机和被干扰系统接收机之间的隔离度--采用收发分开的天馈系统，通过信号的空间链路衰减增加隔离度；

（4）带内互调干扰在发射端增加滤波器解决，带外互调干扰在接收端增加滤波器解决。

3.7 系统隔离度分析。

系统间的最终干扰隔离度取杂散干扰、阻塞干扰中的最大值，综合考虑杂散和阻塞后的系统隔离度要求如表8。

3.8 各系统干扰分析。

（1）各系统间的干扰消除要依靠合路器和滤波器来完成，从合路器和滤波器隔离度指标来看，隔离度与不同端口频率间隔有关，目前业界宽带合路器隔离度指标如表9：

（2）不同系统间的合路器隔离度指标和需求指标如下表10所示：由表可10以看出，系统间的隔离度可以通过頻率间隔来规避，系统间的干扰主要考虑规避互调干扰。

4. 干扰规避

4.1 干扰消除手段。

（1）外接滤波器提高系统隔离度；

（2）通过合理的频点规划提高系统隔离度；

（3）提高设备的射频性能，提高杂散、互调、阻塞干扰指标可有效降低系统间干扰；

（4）天馈系统进行上下行分路建设。

4.2 POI合路器。

（1）3个网络制式以内（含3个）可以采用普通简单合路器完成合路，大于3个网络制式需采用POI合路平台来完成合路。

（2）POI（Point of Interface，简称POI）多系统接入平台，指位于多系统基站信源与室内分布系统天馈之间的特定设备，它相当于性能指标更高的合路器，具有将多系统基站信源进行合路并输出给室内分布系统的天馈设备，同时反方向将来自天馈设备的信号分路输出给各系统信源的作用。 POI主要用于会展中心、展览馆、机场、地铁等大型建筑室内覆盖。

（3）通常POI的应用有收发合缆和收发分缆两种方案（收发合缆方式见图6、收发分缆方式见图7）。

（4）两种方案的具体对比如表11所示。

4.3 MIMO+收发分缆。

当LTE网络采用双通道方式实现MIMO功能时，各系统可采用如下方式接入：

（1）FDD双工方式的网络制式可以采用上下行分缆提高隔离度，例如GSM、CDMA、WCDMA。

（2）TDD双工方式的网络制式采用单通道方式，合路于FDD网络上行通道上，减少下行信号对上行信号的干扰，例如TD-SCDMA。

（3）LTE网络采用双通道实现MIMO，包括FDD-LTE和TDD-LTE（MIMO+收发分缆方式见图8）。

5. 总结

本文针对多系统共用室内分布系统中存在的三种干扰类型进行分析，计算出各系统间的隔离度需求，结合业界合路器的端口隔离指标，从理论上分析了多系统共用室内分布系统的可行性。多系统共用室内分布系统重点考虑杂散和互调的影响，当系统较少时，可只考虑杂散指标的要求，系统间存在的干扰可以通过外接滤波器、频点规划、提高设备的射频指标、天馈系统分路建设等方式来规避，对于合路系统较少的中小规模场景来说，可以采取普通宽带合路器构建的收发同缆室内分布系统，对于合路系统较多的复杂场景，建议采用POI构建的收发分缆室内分布系统。

参考文献

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