无线综合室内分布系统及其系统维护的具体方案详解(驻马店铁通)

发布于:2021-10-26 18:16:34

无线综合室内分布系统 及其系统维护介绍

2008年2月

第一部分:综合室内系统介绍
一、为什么要建设室内覆盖系统? 二、什么地区需要室内覆盖? 三、什么是室内覆盖? 四、室内系统工作原理 五、室内系统组成 六、室内系统主要器件介绍 七、各器件实物图 八、室内系统PHS系统测试指标 九、室内系统PHS基站网管统计指标

一、为什么要建设室内覆盖系统? 随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多, 话务密度和覆盖要求也不断上升。这些建筑物规模大、质量好, 对移动电话信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的低层、地 下商场、地下停车场等环境下,移动通信信号弱,手机无法正 常使用,形成了移动通信的盲区和阴影区;在中间楼层,由于 来自周围不同基站信号的重叠,产生乒乓效应,手机频繁切换, 甚至掉话,严重影响了手机的正常使用;在建筑物的高层,由 于受基站天线的高度限制,无法正常覆盖,也是移动通信的盲 区。另外,在有些建筑物内,虽然手机能够正常通话,但是用 户密度大,基站信道拥挤,手机上线困难。 特别是移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞 争优势的关键因素。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上 体现了移动网络的服务水*,是所有移动网络优化工作的主题。 室内分布系统是目前能有效解决高楼及大型建筑内信号覆盖的 主要方法。

二、什么地区需要室内覆盖?

? 室内盲区 ◆ 新建大型建筑、停车场、高层建筑,如:办公楼、宾馆和 公寓等。 ? 话务量高的大型室内场所 ◆ 车站、机场、商场、体育馆、购物中心等。
? 发生频繁切换的室内场所

◆ 高层建筑的顶部,收到多个基站的功率*似的信号。

三、什么是室内覆盖? ?室内覆盖是针对室内用户群、用于改*ㄖ锬谝贫ㄐ呕肪车囊恢殖 功的方案,*几年在国内外移动通信运营商中得到了广泛应用。 ?室内覆盖系统为上述问题提供了较佳的解决方案。其原理是利用室内天 线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落,从而保证室内 区域拥有理想的信号覆盖。

?天线
?天线

?天线

基站
?天线 ?天线

四、室内系统工作原理 : 室内分布系统的工作原理与直放站基本一致,它是将基站信 号通过有线或无线的方式接收下来,通过放大器放大后用室内 天线把信号均匀分配到室内的所有盲区,从而解决了手机在室 内的使用问题。该系统特点是结构简单,安装和调试方便,成 本低,信号覆盖灵活。可用于覆盖大型办公场所、高层楼宇、 大型商业中心或地下车库、地下室、超市、地铁、隧道等场合。

五、室内系统组成:

室内无线综合分布系统主要包括:信号源、用于多系统合路 的多频段合路器、信号分布系统三个部分。室内无线综合分布 系统结构见下图,信号分布系统按布放位置分为干线部分和支 线部分。PHS室内覆盖部分为目前必须建设部分,包括PHS信 号源和分布系统。目前中国电信的标准是将WLAN合路器放在 第二级,并兼容第一级合路的其它系统的工作频段。

下图是三网合一室内系统组网示意图:

三网合一室内系统组网示意图

六、室内系统主要器件介绍: 1、信号源: 信号源为分布系统提供无线信号,信号源可以是无线通信系统的基站、直放 站、干线放大器或其它设备。室内无线综合分布系统的信号源包括PHS信号源、 3G信号源、WLAN信号源、GSM信号源、CDMA信号源等。 2、合路器: 合路器是将不同制式或不同频段的无线信号合成一路信号输出,同时实现输 入端口之间的相互隔离的无源器件。根据输入信号种类和数量的差异,可以选 用不同的合路器。在室内无线综合分布系统中,WLAN合路器用于将WLAN信 号与其它系统信号进行合路,多频合路器用于将PHS、3G、CDMA800、 GSM900、GSM1800等不同频段的无线通信系统进行合路。 3、分布系统 分布系统将信号源通过耦合器、功分器等无源器件进行分路,经由馈线将 信号尽可能*均地分配到每一分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上。分 布系统通常包括室内天线、射频同轴电缆、电缆接头、功分器、耦合器、3dB 电桥等无源器件以及干放等有源设备。包含有源设备的分布系统称为有源分布 系统,只包含无源器件的分布系统称为无源分布系统。

七、各器件实物图:

干线放大器(干放)

多频合路器

3dB电桥

耦合器

功分器

天线

同轴电缆

馈线连接器(电缆头)

八、室内系统PHS系统测试指标:
1、 信号覆盖电* 目标覆盖区域内95%以上的位置,接收信号电*≥36dBμV。 注:36dBμV为最低要求,对室外基站信号干扰严重的区域,设计边缘场强 值应根据室外信号情况和信号优先级要求适当调整。 2、 信号优先级 室内覆盖的设计范围内95%以上的面积由室内分布系统有效覆盖。 1) 室外基站信号在室内大于46dBμV且信号质量稳定,在保证通话质量的前提 下允许部分区域使用室外信号; 2) 当室外信号在室内电*较高,但没有稳定的主导信号时,要求保证室内信 号为第一场强。 3 、接通率 保证覆盖区域内信号强度基本均匀分布,目标覆盖区域内95%的位置、 95%的时间移动台可以接入网络。且进行拨打测试时MOS≥4级(含4级)测试 点的数量应占95%。

4 、掉话率 ?CQT要求: ?室内切换掉话率<2%; ?室外——室内切换掉话率<2%; ?电梯外——电梯内切换掉话率<2%。 ?忙时话务统计要求: ?掉话率<1.5%。 5、 同步 要求室内基站的同步率为100%。 6 、信号外泄 室内基站下行信号泄漏至室外10米处的场强应不高36dBμV。 7、系统线路驻波比<1.5

九、室内系统PHS基站网管统计指标:
1、LCCH再请求比(二次请求率)≤16%

2、LCCH频率阻塞率≤0.03%
3、寻呼响应摘机成功率≥ 51% (注:该指标由于短信接收的影响可适当降低) 4、掉话率≤1.75% 5、TCH干扰规避≤15 6、基站同步级别≥2级

第二部分:室内分布系统的维护系统的维护
室内分布系统的维护是为了保证系统的正常工作,当系统发生故障时进行及 时的查修。为了准确的判断故障位置和器件必须首先学会查看系统图纸,下面 就系统图纸进行简单介绍。 一、认识系统设计图纸 系统图纸主要分为两种: 一种是系统图:它主要又分为主干图和*层图,通过系统图我们可以方便的 查看各个器件在大楼中所处的大概位置,同时还可根据图纸查看每个器件所处 位置的信号电*估算值。 一般主干电缆安装于大楼内的弱电井内。弱电井是一条纵向连接各楼层的 通道。通过这个通道信号电缆可将各个楼层连接为一个整体。主干图即为这条 通道中的器件及缆线分布图。 下图所示的是主干图:

*层图是系统中每个楼层中器件和电缆的位置分布图,*层图中的器件主要安装于 各楼层天花板吊顶内。 下图所示的就是*层图:图中左侧信号来源标识与主干图中右侧标识是一一对应的。

另外一种是天线安装位置图,它所标示的是天线安装于各楼层顶部的大概位置。 下图所示为天线安装位置图:图中标示的位置可与各楼层安装的天线位置相对应。

还有一种是电梯天线安装位置图,它所标示的是电梯井道内天线所处的大概位 置。电梯井道中所安装的天线是与楼层中所使用的全线吸顶天线所不同的壁挂式定 向天线,它的特点是增益高、方向性和穿透性强。

二、室内分布系统的维护 室内系统的通常维护分为日常巡检和系统检查两种方式
1、日常巡检 周期:对每个分布系统每月进行巡检一次。 ? 巡检工具:测试手机(最好可进入测试模式)。 ? 巡检项目包括: (1)所有天线正下方的场强测试。 (2)拨打测试,内容包括:异常通话统计(未接通、掉话、话音不清晰断续、 单方通话回声等)、误码率等。 (3)分布系统设备的完整性,比如馈线、天线、功分器、耦合器等元器件是 否完整。 巡检完成后要详细填写巡检、故障处理记录(包括:巡检进出时间、巡 检测记录,相*档恪⑿藕徘慷取⒒綜SID 等)。在测试中发现测试参数异常或 拨打异常,应及时报告相关人员进行处理、排障。巡检、故障处理记录要整理归 档,以便于查询。

2、系统检查: ? 周期:可按每年为周期进行检查。 ? 系统检查工具:安装工具、测试手机、驻波比测试仪表、功率计等。 ? 系统检查项目包括: (1)拨打测试:选取具有代表性的楼层进行拨打测试,以发现其通话质 量、切换、干扰等情况。 (2)驻波比测试,测试点包括系统馈入点、主干线、各楼层层面接入点。 (3)干放输出电*测试。 (4)电缆、电源线路及馈线电缆接头紧固检查。 (5)在保证运行安全的前提下,进行主机设备、配电箱及传输设备清洁。 (6)测量供电电压,并记录设备主机用电情况。 在系统检查完成后要仔细填写相应的测试及记录表格。

三、室内覆盖系统的巡检测试 由于室内覆盖系统的元器件数量多,且目前不具备监控条件,难以实现 实时的故障监控,因此为了确保室内覆盖系统的正常运行,必须定期对室内 分布系统进行巡检测试,以便及时发现问题和解决问题。 在PAS系统中,当手机接收信号强度低于32dBμV(-75dBm),则开始 进行其它信号的搜索,当强度低于26dBμV(-81dBm),开始产生切换,这 种切换在同CS间的切换时间较短(10ms),但在不同CS间的切换时间较长 (1.2s),因此,要保证不产生切换或切换掉话,则必须保证信号大于32dBμV, 这就需要做拨打测试和信号覆盖测试。 注:dBuV和dBm换算关系为:27dBμV-107=-80dBm , -80dBm+107=27dBμV 。

测试分为以下四种:

1、拨打测试: 保证话音质量良好,无频繁切换和掉话。 2、室内信号覆盖测试: 保证95%的以上的覆盖区域的信号强度不低于40dBμV,边缘场强应大于 45dBμV。 3、切换测试: 在占用覆盖楼层基站下通话,同一楼层移动不切换;室内外基站切换正常,电 梯内外切换正常,切换成功率大于95%。 (500mw基站切换机制:基站和终端通过检测通信时隙的误帧率(误码)来发 现干扰,一旦误帧率超过门限,PS和CS便认为有干扰 ,将执行下列动作:更换时 隙 更换频点 切换到其他CS 重新呼叫 如4S 内出现连续误帧 ,PS停止发射,直到 误帧率低于门限值,如果60S内持续误帧,通话自然中断,通道被释放)。 4、同步测试: 与大楼周围室外基站同步,同步级别在二级以上。 假如用PAS手机测得CSID为:9E015170D01(11位)则PHS 35L或LF970测得CSID 为:9E015170D4(10位)两者同步位(红色字体)对应关系为: GPS同步00——0 、一级同步01——4、二级同步02——8、三级同步03——C 。

四:室内系统容易出现的问题 1、上下行链路不*衡 因为系统中室外基站的稳定性和吸收话务的能力都要比室内基站高得多; 这是因为室外基站凭借使用分集接收技术,即1至8口每口各接一根天线的天 线阵,这样可极大地提高了基站的接收灵敏度,从而实现上下行链路的*衡; 但是由于室内分布系统采用的是与板状天线同样的天线接法,即只接基站的1 口和5口,这样就完全没有了室外基站强大的分集接收功能,由此也带来了上 下行链路不*衡的问题。一般在位置高度相同的情况下,带分集接受功能的 基站要比不带分集功能的基站信号电*强6 — 8dBμV。 2、TCH干扰 虽然通过控制边缘场强可使室内分布系统信号的泄漏减小,但却很难控 制室外基站信号向室内渗透(尤其是在闹市区)。这样就导致一个问题:当 室内分布系统正在使用某个信道时,其附*基站因检测不到这个信道正在使 用,从而认为该信道为空闲信道,将之分配给另一个用户使用。此时就产生 了同频干扰,一般会引起室内分布系统的TCH切换。

3、多径效应明显 多数建筑物室内墙体分隔较多,墙面、天花板和地面形成的信号反射在一 定程度产生了多径干扰。另外室内分布系统中的终端通常只能收到1~2个室内 天线发出的信号,相对室外的终端能同时收到基站4根甚至更多天线发出的信号 而言,多径效应要明显得多。具体表现为:终端在移动过程中,上下行信号均 会发生突然衰落,容易引起TCH切换、Handover切换和掉话。

4、同步相对困难 有的建筑物外墙屏蔽性较强,信号穿透损耗很大,或者建筑物周围基站较 少且距离较远,在这种情况下,室内分布系统的基站就会因难以捕获室外基站 信号作为同步基准而出现同步困难。

由于PHS系统的是一个TDMA/TDD(时分多址/时分双工)系统,空中 接口采用的是TDD工作方式,所以系统内基站间否同步与否至关重要,基 站不同步就会带来干扰,干扰主要有两种方式:一类是不同基站间的下行 链路同频干扰,另一类是基站下行链路与其他基站终端上行信号干扰。如 果时隙不同步,很容易导致上下行链路受到干扰,C/I(载干比)恶化。基 站失去帧同步后,容易发生以下几种问题: 1)、手机有信号,但主叫或被叫困难; 2)、基站控制信道丢失; 3)、切换频繁甚至造成断话和掉话。

5、因室内装修造成信号损耗
众所周知电波的频率越高其穿透性和绕射能力就越差,不同的建筑材料对电*的损耗 也有所不同。在建筑内部墙体材料对信号电*的衰耗影响很大,墙体越厚层数越多衰耗越 严重;一般室内信号在穿过两到三层以上墙体时已无法保证信号的正常使用。如在室内天 线位置不变的情况下,因室内装修增加了隔断墙体将造成信号的损耗。

PHS频段电波传播损耗的一些典型值: *

损耗(*似值)

砖(12mm)
混凝土(200mm) 木板(30mm) 石灰板(14mm) 玻璃 普通墙壁反射

6-12dB
20-30dB 6-10dB 2-8dB 7dB左右

6、边缘区域切换频繁 一般室外基站信号一般只能有效覆盖到约10层楼的高度,也就是说在 这个高度以下,用户终端在建筑物边缘区域使用时即使切换出去也能保持 正常通话。而到了10层楼以上高度,室外信号的电*值抖动就明显增大, 而且可收到信号层数明显增多,底噪急剧升高,信号可用性很差。这些信 号多是由室外基站天线的副瓣构成,本身的功率虽然较主瓣信号弱得多, 但由于高空阻挡少,通常能够传播得很远。这些信号在高层建筑物的边缘 区相互干扰,并且有较为严重的上下行不*衡的问题。室内终端一旦占用 了这些信号,绝大多数情况下无法正常通话,极易导致乒乓切换和掉话。 同时由于前面提到的分集、同步以及TCH干扰等原因造成信号强度相同的 情况下室内信号质量要比室外信号差。因此只有尽量将室内信号边缘场强 提高,尽量避免室内终端向室外基站的信号切换。但是由于需要控制室内 信号外泄 ,同时还有天线安装位置的限制等原因使得某些室外站距离较*、 信号较复杂的边缘切换无法完全避免。

三、室内系统巡检测试的方法总结:
1、按照其*面施工图上所绘天线位置,以楼层及天线序号所测试得到的天线输 出电*值并做好记录。 因为基站的输出功率在-27dBm左右(-27dBm+107=80dBμV),信号在 传输中会衰减,但经过干放可放大再传至天线(天线有一定增益作用);正常 情况下在天线下一米用PHS 35C/L所测得天线输出电*值正常状态因在75~ 80dBμV、LF970在80~85dBμV(天线内装时稍低)。此外电*波动值因在 10dBμV左右,波动越小越好。不同PAS手机所测得电*值略有不同UT700U在 80~85dBuV 间、UT618及UT718在70~74dBμV间;如果低于50 dBμV则说明 天线接头或馈线接头有松动造成接触不良。这种情况会使驻波比变大从而引起 误码率增加和天线输出电*较大波动。

我们通过看天线输出电*值与电*波动值可大致判断天线及干线放大器是 否故障;一般情况下:
1)、 如果同一楼层只有某一个或几个天线输出电*值明显低于其它天线的情 况,则可判断天为这些天线或连接天线的耦合器、功分器、电缆接头有接触不 良的问题,或者耦合器、功分器损坏。 2)、 如果同一干线放大器所带楼层均比其它楼层输出电*值有明显下降或电 *波动时则可判断为此干线放大器故障。 3)、电缆断路、短路及接头接触不良会使驻波比变大、干放故障将使系统误码 率、掉话率、频率阻塞率、信道阻塞率、干扰规避不同程度增加,影响通话质 量。

还有一种比较特殊的故障;在天线下手机接收场强正常,但无法通话。此时可 检查和比较不同干放所带楼层情况。如其它干放所带楼层通话正常,则说明此干放 发生上、下行链路电*不*衡故障。 此外如果发现整个系统各楼层均不正常(电*下降或者有足够的信号功率但无 法正常通话、甚至无信号)这时应按以下步骤处理: 1、检查系统供电是否正常,基站、干放、AP有无掉电,如有断电(指系统) 和掉电(指器件)要及时处理恢复供电。 2、如果整个系统在供电正常的情况下还是不正常则可断开基站与分布系统的 连接电缆(要作好标记防止恢复时接错),在基站旁进行信号强度和拨打测试,如 不正常可判定基站故障需更换。如正常说明是系统有故障,此时应先将连接电缆恢 复再逐级查找故障点。 3、按照先主干(竖)后支线(横)、先有源器件(干放、AP)后无源器件 (电缆接头、耦合器、功分器)的原则逐级查找故障点。 在日常的巡检的维护中以及用户投诉的处理中还可通过网管系统某个室内分布 系统的基站指标来发现问题,如干扰规避、掉话率、频率阻塞率、信道阻塞率、二 次请求率在一段时间内快速上升则说明此室内分布系统有故障。

室 内 分 布 系 统 巡 检 表
巡检地点: 巡检时间: XXX地点 201X年XX月XX日

基站 CSID:
巡检人 员:

XXXXXXX

xxxx、xxxx
巡检标准说明 查看楼层有无大的装修改 造施工,特别是对吊顶的 改造,如有改动应查看系 统器件缆线有无损坏;如 有损坏因及时联系业主了 解情况后将详细情况上报。

巡检结果
作业项目 巡检周期 1季度 检测 正常 不正常 情况


检查 情况

2季度
系统完整 性检查 3季度 4季度 作业项 目 巡检周 期 1季度 测试 测试场 地点 强

电梯 70至 口天 85dBu 测试 线 V

用LF970对每台干放所带 楼层天线进行抽测,天线

作业项 目 楼层通话 拨打检测 检 测 情 况

测试 地点 2楼 102 门口

测试 情况

1季度
2季度 3季度 4季度 作业项 目

通话 正常

用测试手机对每台干放所 带的任一楼层进行抽测, 天线下方应通话正常无异 常切换,通话效果良好。 如拨打异常则因查看干放 工作情况,并与其它楼层 通话情况进行对比。 检查基站、干放等有源设 备的供电、接地及设备完 整性情况。

正常 是 否 正 常

不正 常

有源设备 检查

1季度 2季度 3季度 4季度 *肽



系统驻波

测 试 值

1.38

测试系统驻波值,该值因

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