移动通信网络室内分布系统设计与实践

陈永霖

摘要：文章总结室分系统的设计方案，对移动通信网络进行深入研究。研究以项目背景为出发点，分析室分系统构成，通过做好馈线、天线、信号源等关键环节设计，使室分系统设计更加合理。在系统设计过程中，对设计原则进行说明，在做好场强分析、前期准备的基础上，对覆盖范围加以确认。通过对上述设计方案的应用，能够发挥室分系统的设计价值，确保移动通信网络更加稳定，满足用户最新需求。

关键词：室内分布系统；移动通信网络；布放天线；覆盖干扰

中图分类号：TP31  文献标志码：A

0 引言

现阶段，城市建设进度不断深入，用户对移动通信网络需求扩大，对网络信号质量提出了更高要求。在此背景下，对室内分布系统进行设计与优化十分重要，做好系统设计能够提升移动通信质量，使得网络覆盖面积更广。对天线、信号源与无源器件的应用，可拓宽通信网络信号传输途径，合理运用上述设计方案，提升系统安全性与稳定性，为移动通信设备的高效使用提供支持。

1 项目背景

室分系统强调以天馈分布系统为依托，对基站信号进行均匀分布，在解决深度覆盖相关问题的前提下，使室内通话质量得到显著改善。新时期，移动电话持有量不断增多，用户对手机信号提出了更加严格要求。要想保证电话接通率达到或接近100％，关键是要建设室分网络。本文便以此为背景，围绕设计、安装系统期间需要关注的重点展开讨论，供相关人员参考。

2 室分系统构成

2.1 馈线

室分系统搭载射频同轴电缆的规格，主要分为3种，其中，1/2"具有直径小、损耗大的特点，多用于水平布线；13/8"以及7/8"的特点为直径大、损耗相对较小，由于二者材质以铜为主，建设成本明显高于1/2"馈线，更符合垂直布线的需求［2］。

2.2 天线

不同天线的性能参数存在明显区别，可用于室分系统的天线种类较多，包括但不限于美化天线、全向吸顶天线等。有关人员应以现场情况为依据，对天线进行选择并布设。

2.3 信号源

系统信号源包括RRU、直放站、宏蜂窝和微蜂窝4类。RRU具有容量理想、便于安装等优点，现已得到大范围推广；直放站的本质为信号中继器，核心功能是放大射频信号，对话务量相对较少且超出基站覆盖范围的区域进行覆盖；宏蜂窝往往配有相应的机架，其优势及不足均十分突出，优势在于便于维护、容量大且可靠性理想，不足则体现在施工难度大、无法灵活搬迁等方面；微蜂窝的功能与微型基站基本一致，在市区建筑内部较为常见，可使容量、覆盖问题得到解决。

2.4 无源器件

该系统所搭载无源器件包括耦合器、功分器两类。腔体耦合器与微带耦合器的区别，主要是前者内部装有两条金属杆、后者为两条微带线［3］。功分器负责将信号分成2～4路并输出，使用期间需要酌情引入负载，避免输出口出现空载情况。

3 系统设计说明

3.1 设计原则

对该系统进行设计时，应坚持以网络发展、业务拓展为导向，了解系统应当具备的功能，从兼容性和经济性等方面出发，确定最终方案。现将系统设计需要遵守的原则归纳如下：一是经济性。需以建筑重要性为依据，对室分系统进行统筹安排。二是统一性。确保室外網络、室内系统高度契合，使二者优势得到充分发挥。三是保证质量。系统建设指标及设备性能满足行业最新要求，为日后维护等工作的开展提供便利。四是以市场为导向。准确把握市场发展趋势，确保客户所提出的需求可得到最大限度满足。五是尽量降低施工难度。简化系统结构，避免给建筑装修、整体结构造成不良影响。

3.2 场强分析

室分系统设计期间，应对下行链路场强引起重视，保证最终呈现出的覆盖效果能够达到预期。预测场强的方法如下：第一步，根据设备输出功率、接头/器件/长度损耗，对出入功率加以确定；第二步，对指定点场强进行计算［4］。在此过程中，需要用到下列公式：

Ls=（4πd/λ）2=（4πdf/c）2

Ls（dBm）=101g（4πdf/c）2

其中，Ls代表电磁波传输损耗。d代表实际传播距离。f代表电波频率。c代表光速。考虑到信号传播极易被墙体材质等因素所影响，按照理论进行计算所得结果通常存在一定误差，除特殊情况外，均应引入模拟测试，通过理论计算+模拟测试的方式，确定电平值、现场所需天线总数和具体位置。

3.3 前期准备

室分系统设计往往会给网络服务质量、信号覆盖效果产生直接影响。运营商要想增强自身对潜在客户群体的吸引力、大力开发新客户，关键是要从全局出发，确定覆盖范围并计算网络容量，充分考虑可能影响通信质量的因素、系统损耗等要素，对建设成本、信号源加以确定。

3.4 确定覆盖范围

事实证明，只有参考实际情况制定设计方案，才具备理想的可行性。对本项目而言，确保所设计系统能够发挥出应有作用的前提，便是前往现场进行仔细勘测，了解覆盖弱区及盲区，对覆盖站点加以确定，在此基础上，对各站点附近环境、电磁环境加以了解。开展该项工作期间，应重点关注以下内容：其一，通过路测结合拨打测试的方式，对室内信号强度加以明确。其二，估算话务量，判断站点覆盖情况是否能够满足行业最新标准。对某区域话务量进行估算时，可先基于话务模型对用户数量加以判断，再结合市场数据对数据进行调整，确保所得出结果与实际情况相符。

3.5 布放天线

3.5.1 选择天线

目前，市面上常见的天线主要分为以下几类：第一类，室分系统常用的全向吸顶天线，该天线布放间距应控制在15 m左右，地下空间布放间距可酌情调整为25 m［5］。第二类，一侧是室外一侧是房间的走廊常用的定向吸顶天线。第三类，住宅小区常用的灯杆美化天线。第四类，室外或电梯内常用的对数周期天线，该天线布放间隔以4～5层为最佳。

3.5.2 布放天线

对天线进行布放期间，应严格遵守下列原则：坚持以多天线、小功率为导向，优先在公共区域对天线进行布放。商场、写字楼等建筑，需沿走廊布设天线，结合客户要求确定布放方式，如果需要将天线布放在天花板内，则要对天线口功率加以调整，以免出现覆盖不理想的问题。时刻关注外泄情况，在1～5F窗边布设天线前，先要进行链路计算，通过降低功率、定向壁挂天线等手段调整外泄，保证外泄场强能够达到行业标准。VIP等特殊区域应引入专用天线进行覆盖。根据楼层切换和室内外切换特点，调整布放方案。

3.6 其他注意事项

3.6.1 控制频率干扰

室分系统的本质为信号源，该系统需要依托频率资源运行，考虑到既有频率资源有限，对其进行复用期间，极易与远处信号或是外部信号重合，进而产生可能给通话质量造成不利影响的同邻频干扰。针对该情况，有关人员建议对频率进行优化的。这是因为干扰因素以外界干扰、直放站干扰为主，要想使频率干扰得到有效控制，不仅要对直放站既有上行增益进行降低，还要对现场频点位置进行调整，保证频点、高频设备距离符合行业现行规定。

3.6.2 控制覆盖干扰

高层建筑极易遇到覆盖干扰问题，结合实践所积累经验可知，导致该问题出现的原因有4个。首先是建筑用途并不固定，需要频繁装修，装修较易造成天线位置被移动或损坏，与此同时，信号也会在装修材料的影响下大幅衰减。其次是覆盖建筑数量较多，天线分配功率难以满足要求。再次是客户群体规模不确定，极易出现设计估计不足的情况。最后是室内信号较易被室外信号干扰，造成导频污染或类似问题。要想解决以上问题，关键是要优化设计方案。在此过程中，应当做到以下3点：（1）先设计室分系统再进行装修，尽量提高天馈系统安装高度，将装修给其所带来影响降至最低。（2）优先在窗边布设天线，如果条件允许，可用定向天线代替原天线。（3）对室内信号进行调整，以分层理念为导向，设计直放站远端，根据建筑情况设置直放站。

3.6.3 协调泄漏与覆盖

要想对室外网络、室内系统进行互补，关键要保证泄露与覆盖相协调。具体内容如下：（1）互不干扰。各站点互相干扰将影响服务导频Ec/lo参数，致使通信质量、覆盖范围无法达到预期。（2）顺利切换。将切换边界布设在入口附近，既要避免切换边界和室外距离过远，造成路过用户切入问题，又要避免边界过深，导致网络无法覆盖室外，进而引起掉话或其他问题［6］。在设计室分系统期间，有关人员应沿建筑边缘确定天线位置，对功率分配进行调整。若建筑外墙所用材料为钢筋砼，则要保证天线和外墙距离达到15 m，将天线口功率控制在5 dBm左右，基于墙体耗损对泄露进行有效控制。

4 系统建设方案

4.1 工程概况

项目为某小区移动通信网络室分系统设计与安装，该小区包含3栋高层住宅楼，每栋住宅均配有电梯，入住户数为144户，入住率达到100％。

4.2 前期准备

确定设计方案前，技术人员率先到达现场并进行测试，全面掌握现场发射功率、网络信号及通话质量。

第一步，基于Ec/lo判断信号质量，测试路径如图1所示。通过测试能够发现，小區信号质量不理想，参数平均值约为-7。

第二步，对RxAGC进行测试。根据测试结果，确定现场信号强弱，由此判断信号质量及通信质量。测试所得参数平均值为-82，这表示现场弱覆盖情况严重，应对室内分布资源进行调整，达到加强覆盖的目的。

第三步，按照规定完成CQT测试。结果表明，该小区接收电平的情况并不理想，3栋住宅10F以上空间均存在导频污染，加之建筑高度相对较高，在楼内封闭、附近遮挡物的双重影响下，极易出现信号快速衰减的情况。要想使住户感知度得到提高，关键是要引入室分系统，对网络覆盖面积、效果进行优化，从而解决弱覆盖所造成的一系列问题。

4.3 设计方案

结合住宅户型、现场勘测以及模拟测试相关资料可知，该小区主要有两种情形：一是接收点、发射点之间不存在间隔墙体，区域相对开阔；二是接收点、发射点间存在少量间隔墙体。对电磁波室内传输的损耗进行计算时，通常要用到天线增益、遮挡损耗等参数。本项目中，有关人员将天线口功率设定为-0.5 dB，在此基础上，对天线接收场强进行了计算，结果如表1所示。

计算结果表明，该分布系统可达到项目覆盖需求。考虑到建筑楼道口、窗口较易发生泄漏问题，施工方对天线位置进行了调整，确保天线与楼体相对。测试结果表明，系统场强能够达到-80 dBm，缓冲区信号强度支持信号切换，加之现场仅设置一个RRU信号源，3栋住宅的电梯均被划入同一区域，无需考虑信号切换等问题。

4.4 优化要点

无线网络优化指的是采集、分析网络参数，确定致使网络运行质量无法达到预期的因素，通过调整参数等方式，对既有资源进行科学配置，在保证网络资源得到充分利用的前提下，优化网络运行状态，由此获得更符合预期的效益。

针对室分系统所开展优化工作，其侧重点有两个：切换区域和覆盖面积。要求有关人员将室外网络、室内系统视为一个整体，根据现场情况提出切实可行的优化建议。首先，优化覆盖问题。优化宏站覆盖期间，通常需要用到方向角、发射功率和下倾角等参数。直放站覆盖范围内的建筑，则要先对下行所输入/输入欠功率进行查询，再对天馈线系统进行分析。微蜂窝附近建筑，应重点核实干放告警、驻波告警及其他相关信息。其次，邻区优化。该项工作需要解决的问题，主要是优先级设置不符合规定、邻区漏配。如果路测期间出现同频无法顺利切换的情况，先要对失败点附近邻区进行检查；再视情况对邻区配置加以调整。最后，解决导频污染。导频污染解决原则可被概括为扶强除弱，实证有效的方法包括调整室外扇区、优化现网宏站和实施室内覆盖等。

5 結语

综上，分析移动通信网络的设计方案，对室分系统设计与应用进行重点研究。在设计与研究中，明确室分系统概念，说明系统组成和设计要点，确保室分系统的应用价值得到充分实现。通过合理设计馈线、布放天线，控制频率干扰，使得信号资源传输更加稳定，为提升网络信号传输稳定性助力。事实证明，本研究对行业发展产生深远影响，能够为通信网络设计人员提供参考。

参考文献

［1］韦子龙.移动通信4G网络室内分布系统的优化分析［J］.通信电源技术，2020（1）：222-223.

［2］彭荫辉.移动通信无线室内分布系统的应用与优化策略探究［J］.信息技术与信息化，2019（11）：115-117.

［3］杨营.移动通信室内分布天线位置选择对其覆盖性能的影响分析［J］.卫星电视与宽带多媒体，2019（22）：37-38.

［4］李攀，周群峰，陈松，等.关于移动通信网络室内分布系统建设的探讨［J］.数字通信世界，2019（9）：127-128.

［5］山笑磊.移动通信网络室内分布系统的规划与建设方法研究［J］.中国新通信，2019（15）：38.

［6］王宇，卢高燕.移动通信室内分布模型的研究及设备监控网络建设讨论［J］.信息系统工程，2019（6）：38.

（编辑 姚 鑫）

Design and practice of indoor distribution system of mobile communication network

Chen  Yonglin

（Hainan Telecom Planning and Design Institute Co.， Ltd.， Haikou 570203，China）

Abstract： The paper summarizes the design of the subsystem and studies the mobile communication network. In the research， the project background is taken as the starting point， the concept and composition of the subsystem subsystem are analyzed， and through the design of feeder， antenna， signal source and other key links， the subsystem design is more reasonable. In the process of system design， the design principles are explained， and the coverage is confirmed on the basis of good field strength analysis and preliminary preparation. Through the application of the above design scheme， the design value of the room subsystem can be given full play to ensure that the mobile communication network is more stable and meet the latest needs of users.

Key words： indoor distribution system; mobile communication network; layout antenna; cover interference