高层室内布线系统的设计与优化研究

1、 集团2007年度第一批无线优化专题研究项目高层室内布线系统的设计与优化研究 作者单位：中国移动通信集团上海有限公司网络优化中心完成时间：2008年1月摘要随着中国经济的飞速发展，一幢幢高楼大厦在神州大地上拔地而起。上海正在向国际化大都市迈进，有着亚洲第一、世界第三的金茂大厦。随着环球金融中心即将在2008年奥运会前的竣工，这一记录也将被刷新。高楼越建越多、越建越高，公司的室内覆盖建设也随之展开，然而由于高楼的无线环境有其特殊性，目前高楼的网络质量不尽如人意，距离精品网络仍有一定的距离，用户投诉也时有发生。因此非常有必要就高层室内布线系统的设计和优化这一课题展开研究工作。本文首先对高层室内覆盖

2、的问题进行了重点分析，针对目前普遍存在的高层楼宇窗口通话质量差的问题，对高层楼宇窗口无线环境进行了分析，在此基础上确定了高层楼宇窗口和室内封闭区域的边缘场强。同时，对电梯覆盖方式和高层楼宇采用的超高速电梯内切换和重选所需的最小重叠覆盖距离进行了讨论，并对切换点的设置提出了建议。然后，针对高层室内布线系统引入的干线放大器和光纤直放站对系统性能的影响进行了分析。接着，对高层室内覆盖的频率优化进行了简要的分析。最后，对高层室内覆盖优化中出现的案例进行了分析，并在本文的最后对高层室内外覆盖经验进行了总结。关键词：高层窗口优化、电梯覆盖、干线放大器、光纤直放站、频率优化目录1前言41.1.研究目的41.

3、2.内容安排42高层室内覆盖问题分析62.1高层窗口质量问题62.2电梯内弱覆盖72.3布线系统器件故障82.4室内信号泄漏82.5切换失败掉话92.6基站故障92.7频率干扰102.8小结103高层室内布线系统设计123.1高层楼宇窗口无线环境分析与边缘场强确定133.1.1高层楼宇窗口无线环境分析133.1.2高层楼宇窗口边缘场强确定193.2电梯覆盖方案分析203.2.1电梯覆盖方式比较203.2.2小区间最小重叠覆盖距离计算213.2.3超高速电梯切换点设置233.3干放、光放对系统性能的影响分析243.3.1干线放大器的影响分析243.3.2光纤直放站的影响分析253.4高层室内覆盖

4、的频率优化294高层室内覆盖优化研究304.1高层窗口优化304.1.1高层窗口接通率低（力宝广场）304.1.2高层窗口噪声、话音断续（科技京城）314.1.3高层窗口话音断续、掉话（新华联大厦）324.1.4高层窗口话音质量差（香港新世界）334.1.5高低层分区覆盖（明天广场）344.1.6酒店客房靠窗不能通话（金茂大厦）354.1.7室内信号差投诉处理 （裕景国际商务广场）374.2长寿路移动大楼优化384.3电梯厅覆盖改为电梯井覆盖394.4室内信号泄漏处理405总结421 前言随着移动通信系统的不断演进和发展，室内覆盖系统有着越来越重要的作用，根据对现有3G运营商业务的统计，70%

5、的业务量发生在室内。高层室内覆盖与一般室内覆盖相比有着更重要的作用，往往都是大型商场、高档写字楼、公司总部等，因此，一旦高层室内覆盖出现用户投诉，一方面处理起来非常被动，另一方面也给中国移动的企业形象带来负面影响。高层室内覆盖有其特殊性，如高层楼宇窗口无线环境的复杂性、超高速电梯的使用、干线放大器和光纤直放站在高层室内布线系统中的应用等，这些都给我们的GSM室内覆盖优化带来了挑战。GSM系统的话音和数据业务对频率干扰还不是特别敏感，TD-SCDMA和WCDMA系统邻区干扰的大小直接可以影响系统容量。因此，高层楼宇窗口室外宏站对室内信号的干扰是今后3G室内覆盖系统更需要解决的问题。本课题重点对高

6、层室内覆盖的相关问题进行重点研究和分析，并通过高层室内覆盖中出现的优化案例对各类解决方案进行了验证，为今后高层室内覆盖的优化积累了经验。1.1. 研究目的通过研究高层室内布线系统的设计与优化，对高层楼宇窗口的无线环境分析和边缘场强、电梯覆盖方案和有源器件对系统性能的影响进行分析，总结高层室内外覆盖优化经验。1.2. 内容安排本文第二章对高层室内覆盖问题进行了分析。本文第三章对高层楼宇窗口的无线环境和边缘场强确定进行了讨论，对电梯覆盖方案进行分析，对干线放大器和光纤直放站对系统性能的影响进行了分析，最后对高层室内覆盖的频率优化作了简要分析。本文第四章对高层室内覆盖优化中出现案例的情况、优化措施进

7、行了简要分析，并在第五章对高层室内外覆盖优化经验进行了总结。2 高层室内覆盖问题分析据统计，截止2002年年底，上海已建成高层建筑4916幢，其中18层以上的高层建筑达2800多幢。而截止2007年6月底，上海公司已建成室内覆盖基站2558个，室内覆盖小区3080个。其中11层至30层的中高层楼宇的基站数为1060个，31层至60层的高层楼宇的基站数为155个，60层以上的超高层楼宇的基站数为2个，分别为金茂大厦和恒隆广场。楼层高度室内覆盖基站数室内覆盖小区数11层以下134115981130层106012363160层15524060层以上26合计25583080由于居民楼内一般不具备建设室

8、内布线系统的客观条件，目前主要以在小区内的路灯、草坪等处架设美化、伪装天线为主，因此本文研究的高层楼宇是指已建设有GSM室内分布系统且具有较高高度的楼宇，不包括未做室内覆盖的居民楼。下面本章对高层室内覆盖的问题逐一进行分析。2.1 高层窗口质量问题在对高层室内覆盖的用户投诉中，有关高层楼宇窗口的质量问题投诉比例是最高的。这一方面是由于重要人物的办公地点往往都靠近窗口，容易因网络质量问题引发用户投诉；另一方面也说明高层楼宇窗口的网络质量相对室内其他地点是较差的。高层楼宇窗口容易受室外宏站信号干扰造成通话质量不佳，一般可分为以下三种情况：1、 室内信号较弱，手机脱网后占用室外宏站信号，切换频繁、通

9、话断续和掉话；2、 室内信号强，但受到室外宏站信号的干扰，载干比低、话音质量差；3、 室内信号强，但室外宏站信号也非常强，造成手机在窗口附近区域来回移动时，会发生乒乓切换从而直接影响话音质量；高层空间的无线环境复杂，宏站信号非常杂乱和不稳定，高层楼宇窗口的开放性使得室内信号必然会受到室外宏站信号的干扰，造成各种各样的质量问题，因此如何处理好室内信号与室外宏站信号的关系、降低或避免相互间的干扰，是提高高层楼宇窗口网络质量的关键。2.2 电梯内弱覆盖使用高速电梯是高层楼宇与普通楼宇的一个区别。根据统计，低速电梯的运行速度为1米/秒至3米/秒，高速电梯的运行速度为10米/秒左右，在高速电梯内的小区间

10、切换要求室内信号电平较强且重叠覆盖距离足够。电梯类型电梯运行速度低速电梯1m/s至3m/s高速电梯10m/s左右金茂大厦（9m/s）环球金融中心（10m/s）世茂国际广场（10m/s）东方明珠（12m/s）电梯覆盖方式主要有两种，一是电梯厅覆盖方式，即在各楼层电梯门口安装1付全向或定向天线，这种方式由于各楼层的天线不能对电梯轿箱有效覆盖，再加上电梯门与电梯轿箱对室内信号的屏蔽较为严重，容易造成电梯轿箱内弱覆盖。另一种是电梯井覆盖方式，即在电梯井内每隔几层安装1付室内板状天线或者八木天线，由于其天线增益较大且主瓣方向沿着电梯轿箱的运行轨迹进行覆盖，在考虑了电梯轿箱的穿透损耗后的室内信号电平仍有较

11、多余量，整体覆盖效果较好。2.3 布线系统器件故障对于覆盖高层楼宇或者同时覆盖几幢楼的室内小区，由于距离较远馈线损耗过大，需要引入有源设备如干线放大器或光纤直放站增加信号电平，这些设备的引入往往会造成系统底噪的抬升，在现网也发现个别采用光纤直放站的室内站出现高掉话的案例。因此一方面要合理设置机房位置和室内布线系统的走线与功率分配，尽量避免使用有源设备；另一方面对有源设备需加强维护，避免其影响系统性能。馈线类型损耗1/2馈线7.3dB/100m(900M)11dB/100m(1800M)7/8馈线4.1dB/100m(900M)6.2dB/100m(1800M)同时也需加强维护，防止布线系统器件

12、老化或由于业主装修等原因受损而影响网络质量。对于上下行分路的室内布线系统，在日常维护时不仅应测试其下行电平是否正常，还要观察其上行链路是否有故障，手机是否进行上行功控。2.4 室内信号泄漏室内信号泄漏分为两种情况，一种是室内信号泄漏到地面道路上造成误占用和掉话，一种是室内信号泄漏到高架道路上造成误占用和掉话。上海公司在室内站建设原则中对室内信号泄漏有明确要求，在距离建筑物10米以外室内信号电平要在-85dBm以下，应该在竣工验收阶段就对泄漏情况进行确认，如果发现室内信号泄漏则需要对造成信号泄漏的天线进行定位并对室内布线系统进行整改。2.5 切换失败掉话切换失败掉话一般发生在室外进入室内时，由于

13、室外宏站漏做室内小区的邻区关系造成掉话。在密集城区由于室内站的数量非常多，再加上双频网小区间需互设邻区关系，宏站小区的邻区关系数量已达到32个，经常会出现宏站小区无法增加新开通的室内站邻区关系的情况，这要求在日常网络优化时对现网宏站小区的邻区关系定期进行梳理，对切换量少、切换成功率低的邻区关系予以删除，同时控制宏站小区的覆盖范围避免过覆盖，对距离很远的小区间的邻区关系可以考虑删除。两个室内站的同BCCH同BSIC也会造成切换失败掉话，宏站小区已对室内站A设置邻区关系，当手机进入室内站B时，由于室内站A与B同BCCH同BSIC，系统会发起让手机从宏站小区切换到室内站A的切换命令，并在多次切换失败

14、后掉话，从话务统计上可以观察到宏站小区对室内站A的切换成功率非常低，这种问题可以通过修改室内站B的BSIC，并增加宏站小区对室内站B的切换关系来解决。2.6 基站故障基站故障也会影响高层室内覆盖的网络质量，如某个载频或者合路器出现隐性故障，使得室内小区的话音分配失败次上升，上下行质量变差等，需加强对话务指标的监控和隐性故障的排查。2.7 频率干扰现网900M频段共有21个BCCH频点，6个室内站保留频点，2个优化保留频点，90个TCH频点（其中PGSM 66个，EGSM 24个）。现网室内小区使用6、9、36、49、64、81这6个室内站保留频点，当室内站有多个小区且载频配置较高时，室内小区需

15、使用宏站的TCH频点。因此对于高层楼宇，室内站保留频点不足成为影响网络质量的一个因素，需谨慎选择宏站的TCH频点。另外控制室外宏站的信号，加强室内小区的电平，也是提高高层楼宇窗口载干比的手段。2.8 小结高层室内覆盖的特殊性总结如下：1. 高层楼宇窗口室内小区的信号易受室外宏站信号干扰，需保证室内小区的信号强度，通过压制室外宏站的干扰信号来保证通话质量；2. 高层楼宇一般都配备有高速电梯，需确保小区间切换和重选有足够的重叠覆盖距离；3. 高层楼宇需覆盖的区域较大，在使用干线放大器或光纤直放站时，需注意系统底噪的抬升和掉话率的上升；4. 高层楼宇由于室内小区数较多、载频配置较高，当室内站保留频点

16、不足时，需谨慎选择共用的宏站TCH频点；室内站信号泄漏、切换失败掉话和基站故障是高层室内覆盖与普通室内布线系统共有的问题，因此本文主要针对高层室内覆盖的特殊性进行分析、测试验证与研究。3 高层室内布线系统设计高层室内覆盖是由室内小区和室内布线系统组成的，其中室内小区提供信号源，由室内布线系统将室内小区信号均匀地分配到高层楼宇的各个楼层和区域。室内布线系统是高层室内覆盖的主要部分，其设计、施工、验收和维护优化的四个阶段构成了室内布线系统的生命周期。在室内布线系统的整个生命周期中，设计、施工、验收与维护优化是紧密相关的，任何环节出现问题都会影响高层室内覆盖的网络质量。目前上海公司的室内布线系统的设

17、计和施工都由集成商进行，设计方案会审由工程部门牵头完成，高层室内覆盖的验收和维护由代维厂家和基站维护部门进行，高层室内覆盖的优化由优化部门进行。在高层室内覆盖的设计、施工和验收中各部门需严把质量关，防止不合格的高层室内布线系统开通运行。在高层室内布线系统运行一段时间后，原先在验收时未发现的设计、施工上的缺陷将以维护人员主动发现或用户投诉这两种形式呈现出来，同时业主也可能会对室内进行重新装修和隔断从而影响覆盖效果，在后期的维护、优化中需及时发现问题，必要时对高层室内布线系统进行重新设计和整改，达到改善高层室内通话质量、减少用户投诉的目的。下面本文就高层室内布线系统设计方面的问题逐一进行分析。3.

18、1 高层楼宇窗口无线环境分析与边缘场强确定高层空间的无线环境复杂，在高层楼宇窗口附近室内信号受到宏站信号干扰造成各种各样的质量问题。下面本文就高层楼宇窗口的无线环境进行分析，并在此基础上确定高层楼宇窗口的边缘场强。3.1.1 高层楼宇窗口无线环境分析目前，在高楼林立的市中心繁华地段，宏基站非常密集，站间距为300500米。同时，高层楼宇的分布也很集中，且大多已建有高层室内覆盖，由于玻璃幕墙对宏站信号的反射也较为严重，无线环境极为复杂。以上海陆家嘴金融区为例，在陆家嘴中央绿地周围紧邻共有11幢高层楼宇，按逆时针方向依次是金茂大厦（88层）、在建的上海环球金融中心（101层）、中国保险大厦(38层

19、)、上海招商局大厦（39层）、世界金融大厦（42层）、华能联合大厦（33层）、汇丰大厦（46层）、黄金置业大厦（43层）、上海银行大厦（46层）、交银金融大厦（50层）、中银大厦（53层）。该区域高层楼宇情况如下图所示：中国保险大厦上海银行大厦金茂大厦G/D陆银基站 G/D陆银基站位于陆家嘴中央绿地东侧，如下图所示：中国保险大厦陆银基站天线G/D陆银基站小区基础数据如下：站号站名站高(米)天线型号方位角机械倾角电子倾角G404041G陆银_130K742264290012G404042G陆银_230K74226470012G404043G陆银_330K742264190012D505011D陆

20、银_130K74226429008D505012D陆银_230K7422647008D505013D陆银_330K74226419008该基站采用K742264双频双极化天线，其天线性能参数如下：Antenna NameHPW(H)HPW(V)Gain_DL(dBi)El_TiltBandPolarityK7422646514.5140-14900Mdual PolarizationK74226465716.80-81800Mdual PolarizationK742264的天线方向图如下：左上图是K742264在工作频率为902MHZ、下倾角为12度时的天线方向图，右上图是K742264在工

21、作频率为1750MHZ、下倾角为8度时的天线方向图，蓝色为水平方向图，红色为垂直方向图。下面是G/D陆银基站的天线主瓣覆盖距离预测：G陆银的天线主瓣方向覆盖距离为463米，上3dB半功率角覆盖距离为1152米，下3dB半功率角覆盖距离为284米。D陆银的天线主瓣方向覆盖距离为700米，上3dB半功率角覆盖距离为1279米，下3dB半功率角覆盖距离为479米。G/D陆银基站站高30米，分别设置了12度和8度的电子倾角，其天线主瓣方向覆盖不会对高层空间无线环境造成影响。从K742264的天线方向图可以看到，该天线对第一上旁瓣进行了抑制，满足上旁瓣抑制大于15dB的要求，对于高层空间无线环境的影响不

22、大。但是其第二上旁瓣抑制约为12dB，特别是在工作频率为1750MHZ时具有明显的第三、第四上旁瓣，当下倾角为12度、8度时，其第二、第三上旁瓣的上倾角约为30度和60度，对高层空间的无线环境造成了一定的影响。下图是G/D陆银基站对金茂大厦室内信号干扰的示意图：G/D陆银1方位角为290度，G/D陆银3方位角为190度，金茂大厦位于G/D陆银基站的240度方向上，即G/D陆银1、3小区的旁瓣覆盖方向。下面计算K742264在上倾角30度方向上的第二上旁瓣对高层楼宇的影响。我们假设天线的工作频率为1800M，基站的机顶功率为39dBm，天馈线损耗取3dB，天线增益为16.8dBi，第二上旁瓣相对

23、主瓣的电平损耗为12dB，水平方向图上的旁瓣相对主瓣的电平损耗为6dB，玻璃窗穿透损耗取10dB（不同类型玻璃的穿透损耗不同）。根据三角函数可得，基站天线至高层楼宇的距离D=水平距离d/cos30=340/cos30393米自由空间的传播损耗Lbs=32.45+20lgd(km)+20logf(MHZ)=32.45+20log0.393+20log1800=32.45-8+6590dB高层窗口的接收电平Rxlev=基站的机顶功率-天馈线损耗+天线增益-上旁瓣电平损耗-水平旁瓣电平损耗-自由空间的传播损耗-玻璃窗穿透损耗 =39-3+16.8-12-6-90-10-65dBm因此，由天线上旁瓣辐

24、射的宏站小区信号电平是比较强的，和室内信号电平在同一数量级上，在进行高层室内覆盖优化时必须考虑宏站信号对室内信号干扰的影响。无线信号的传播有直射、反射、衍射、散射这几种方式，在高层楼宇窗口收到的无线信号主要由直射、反射、散射波组成。由于不是天线主瓣方向的主力覆盖，而且可同时收到的宏站信号非常多，因此宏站信号在高层楼宇窗口处的信号电平很不稳定，载干比很差，一旦占用该信号通话就会造成通话质量差、切换频繁和掉话等问题。下面是在金茂大厦74楼的测试图：G陆银1信号电平为-73dBm，质量7级，其他周围宏站信号电平在-73dBm-78dBm，室内信号电平-63dBm，由于通话质量很差，无法切换到室内信号

25、而掉话。D陆银1信号电平为-77dBm，质量6级，其他周围宏站信号电平在-75dBm-80dBm，室内信号电平-77dBm，由于通话质量很差，无法切换到室内信号而掉话。3.1.2 高层楼宇窗口边缘场强确定在高层室内布线系统的设计中，边缘场强要求高于-75dBm，该电平值可满足室内封闭环境如电梯、过道等的覆盖要求。在高层楼宇窗口等开放性区域，由于室外宏站的干扰电平达到-70dBm左右，室内信号电平必须高于室外宏站信号10dB左右，以满足同频干扰保护比C/I12dB的要求。因此，建议对高层室内布线系统边缘场强的设置进行修改，高层楼宇窗口的边缘场强要求高于-60dBm，室内封闭环境的边缘场强要求高于

26、-75dBm。根据该覆盖要求，我们对现网部分用户投诉严重的室内站进行了整改，通过加装室内定向天线在加强覆盖的同时防止室内信号泄漏，我们验证了室内信号电平达到-60dBm时，一般可起到压制室外宏站信号的干扰、改善通话质量的目的。同时，市区高层楼宇密集，楼宇的间距非常小，在加强高层楼宇窗口附近室内信号边缘场强时，必须防止室内信号泄漏和室内小区间的相互干扰。3.2 电梯覆盖方案分析经查，国家对电梯的全程运行时间有要低于60秒的要求。因此高层楼宇的高区电梯一般都采用超高速电梯，如上海东方明珠的超高速电梯的运行速度为12米/秒，金茂大厦的超高速电梯的运行速度为9米/秒，据了解上海三菱的超高速电梯运行速度

27、可以达到1618米/秒。因此，在高层室内布线系统设计时，对超高速电梯的覆盖方式和小区间的重叠覆盖距离需予以特殊考虑。3.2.1 电梯覆盖方式比较电梯覆盖方式主要有电梯厅覆盖与电梯井覆盖2种方式，电梯厅覆盖方式即在高层楼宇的每个楼面的电梯厅处安装全向天线，靠各楼面泄漏到电梯轿箱内的信号进行覆盖，由于其覆盖效果较差，目前只在不能实施电梯井覆盖方式时采用。电梯井覆盖方式即在电梯井道内安装定向天线来进行覆盖，这种方式施工时相对复杂，但覆盖效果较好，目前采用较多。采用电梯厅覆盖方式时的接收电平Rxlev1=天线口发射功率P+全向天线增益G1-自由空间路径传播损耗Lbs1-每个楼面的电梯门穿透损耗L1-电

28、梯轿箱的穿透损耗L2。采用电梯井覆盖方式时的接收电平Rxlev2=天线口发射功率P+定向天线增益G2-自由空间路径传播损耗Lbs2-电梯轿箱的穿透损耗L2。采用电梯厅覆盖方式时，全向天线的增益低于定向天线，每个楼面的电梯门穿透损耗是电梯井覆盖方式所没有的，并且随着电梯的运行，经电梯门屏蔽后的室内信号覆盖效果明显低于电梯井覆盖方式的定向天线主瓣方向直接覆盖，自由空间路径传播损耗Lbs1远大于Lbs2。因此，电梯井覆盖效果明显优于电梯厅覆盖，在客观条件许可的情况下，建议采用电梯井覆盖方式进行覆盖。对于电梯覆盖的解决方案目前有一种较新的思路，即采用光纤分布系统，将室内天线和远端接入单元放置在电梯轿箱

29、顶部，柔软的线缆与电梯随梯电缆捆绑在一起，天线随电梯移动，保障轿箱内信号均匀，使信号强度不随电梯轿箱的升降而变化。如果这种方案比较成熟的话，对电梯覆盖也是一种比较好的解决方案。3.2.2 小区间最小重叠覆盖距离计算在GSM通信事件中，小区重选与小区切换需要一定的时间来完成接续工作。其中小区重选规则中，当手机测量到邻小区C2高于服务小区C2值且维持5秒钟，手机将发起小区重选，若在跨位置区处，则邻小区C2必须高于服务小区C2与CRH设置值的和且维持5秒钟，手机发起小区重选和位置更新。而在小区切换过程中，通常测量报告在经过设定的SACCH窗口值平滑后，经BSC判断，将发起小区切换，而整个切换的时间取

30、决于SACCH的设置值，该值通常设为8。通信事件满足条件估算时长小区重选C2（邻）C2（服务）且时间达到5秒5秒位置更新C2（邻）C2（服务）CRH（服务）且时间达到5秒5秒小区切换rxlev(邻）rxlev(服务）且时间达到给定的SACCH设定值小于5秒在上面的示意图中，点A、C和点B、D分别是两个小区的边界（该处的RxLev等于最小覆盖电平，电梯覆盖取-85dBm较为合理），E点为两小区RxLev等值点。BC段为两小区的重叠覆盖距离。取小区重选与小区切换较长的时间（5秒钟）作为计算基础，若电梯由小区1运行至小区2，则手机必须在EC段内完成小区重选或切换。因此，小区1、2的最小重叠覆盖距离D

31、=电梯运行速度*5秒*2 以超高速电梯的运行速度为10米/秒为例，D=10米/秒*5秒*2=100米，即小区1的信号电平在E点右侧50米以内必须高于-85dBm，小区2也是如此。需要说明的是，最小重叠覆盖距离D是针对电梯高速运行的情况计算得到的，对于E点两侧实际高度不足50米的情况，考虑到电梯轿箱的减速和静止后开门的时间，小区间的重选和切换必然可及时完成。3.2.3 超高速电梯切换点设置随着电梯运行速度的加快，最小重叠覆盖距离D也相应要增加，因此如果在高层室内布线系统的设计时，将小区间的切换点设置在电梯运行速度最快的区域，那么对小区间的最小重叠覆盖距离D的要求就会更加严格。因此在实际工程中，我

32、们将小区间的切换点设置在1F，并通过安装切换引导天线来增加小区间的重叠覆盖距离。 如上图所示，在金茂大厦高速电梯内的切换点设置时，对于P10等中区电梯，切换点设置在1F，在1F电梯井道内增加1付Cell C小区的定向天线向上覆盖，在1F电梯厅增加Cell B的全向天线，可以保证小区间及时重选和切换。对于P32等高区电梯，也可采用同样的方法设置切换点和安装切换引导天线。3.3 干放、光放对系统性能的影响分析室内分布系统主要分为无源分布系统、有源分布系统。无源分布系统适合覆盖中小型建筑。对于较大型的建筑，需增加干线放大器以补偿信号在馈线中的传播损耗。光纤分布系统适用于对大型楼宇的覆盖。在室内布线系

33、统的设计时，应尽量避免使用有源器件，可采用宏峰窝基站作为信号源、规划多个小区、合理分配室内天线发射功率等方法来解决。3.3.1 干线放大器的影响分析干线放大器主要用于在室内布线系统的干线上对室内信号进行双向放大，小功率干放有1W、2W干放，中、大功率干放有5W、10W、20W干放等。干放的性能指标除功率P外，主要还有噪声系数NF和上下行增益G。噪声系数NF=输入端信噪比/输出端信噪比=SNR入/SNR出上下行增益G=10lg（P/N）,其中N为信源载频数室内布线系统在引入干放后，整个系统的噪声电平将有所抬升，对系统性能是否有严重影响的关键在于其上下行增益的调节。上行增益设置过低，会使得干放覆盖

34、区域内手机的上行电平偏低，手机不能正常进行功控，必须满功率发射，严重时影响通话质量甚至无法通话。上行增益设置过高，会使得整个系统的上行噪声电平大幅度抬升，对基站形成干扰，严重影响通话质量，甚至导致整个基站的覆盖区全部受到影响。而干放的输入功率过小或下行增益设置过小，可能导致干放覆盖区下行电平不足。如果干放的输入功率过大，则可能导致干放工作过饱和，很容易导致干放损坏，所以干放的输入功率一般保证在0dBm左右为最佳。在调整上下行增益时，须保证上下行链路的平衡，一般下行增益比上行增益大12dB。在使用干放时，需注意载频数量对干放增益的影响，干放的增益G=10lg(P/N)，其中P为干放的功率，N为信

35、源的载频数。以20W的干放为例，在室内信号为2载频时，其增益G=10lg(20*103/2)=40dB，在室内信号为4载频时，其增益G=10lg(20*103/4)=37dB，在室内信号为8载频时，其增益G=10lg(20*103/8)=34dB。因此，在干放的输入端需布放1个可调的衰减器，为今后室内站扩容预留信号电平余量。3.3.2 光纤直放站的影响分析同轴电缆对室内信号的传输损耗较大，布线困难，不适用于长距离传输信号，1/2馈线超过10米时应采用7/8馈线，7/8馈线超过100米时应采用5/4馈线。光纤的传输损耗较小，布线方便，适合远距离信号传输。因此光纤分布系统适用于高层楼宇、大型场馆、

36、隧道和分散楼宇的覆盖。需要注意的是，通常在室内布线系统设计中所采用的GSM光放并非光纤放大器，而是光纤直放站。其区别在于，光纤放大器是用来提高光信号强度的器件，其原理图如下所示：目前，实用化的光纤放大器有掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼光纤放大器（Raman Fiber Amplifier），主要用作光网络中的功放、前放和线放对光信号进行放大。而光纤直放站主要由近端机和远端机组成，在近端机和远端机之间采用光纤传输光信号，并不对光信号进行放大，在近端机和远端机内仅对射频信号进行放大。下面是光纤信号分布系统原理图：在光纤信号分布系统中，BTS的弱信号作为主机的输入信号，由主单元经过射频放大、频率变

37、换、电-光转换后通过接口单元和光纤后传输到远端单元，远端单元完成光-电转换、频率变换和射频放大后连接天馈线和室内天线。下面是光纤直放站的原理图：光纤直放站的近端机通过施主天线接收基站信号或通过馈线、耦合器直接耦合基站信号，放大后送到光端机内进行电光转换，发射1.55波长的光信号，再送到光波复用器，同原传输链路的光信号(波长1.31m)合在一起经光缆传到远端；远端光波波分器将1.31m和1.55m波长的光信号分开后，让1.55m波长的光信号输入光端机进行光电转换，还原成下行信号(935MHz-960MHz)，再经远端主机内部功放放大，由天线发射出去送给移动台。移动台的上行信号(890MHz-91

38、5MHz)逆向送到基站。室内布线系统引入光纤直放站需考虑信号时延和上下行增益对系统性能的影响。光纤直放站采用光纤进行传输，光信号在光纤中传输的损耗非常小，光纤直放站信号传输的距离主要是受信号时延的限制。 GSM系统的时间提前量TA的取值范围是0233S，对应的小区半径为35km。当引入光纤直放站延伸信号传播距离时，信号的传播时延包括了在光纤直放站上的时延和在空中传播的时延。光信号在光纤的介质中传播时，速度是无线信号在空气中传播的2/3，加上直放站的时延（大约1.5S）和无线信号在空中传播时延，因此，光纤直放站距离基站最远不应该大于20km。 引入光纤直放站后，给手机和基站之间的信号增加了热噪声

39、，增加热噪声的直接后果是降低了基站的接收灵敏度、缩小基站的覆盖范围。因此在设置直放站的上行增益时，必须减小对基站底噪的影响。根据相关理论计算，直放站造成的噪声增量为Nbts=10lg（1+10N/10），其中N=NFreq-NFbts+Grep-LpNFreq为直放站噪声指数，NFbts为基站噪声指数，Grep为直放站上行增益，Lp为基站发射端到直放站输入端的路径损耗。当N=0时，Nbts=3dB，对基站接收灵敏度影响较为明显。当N=-6时，Nbts=0.97dB，可认为基本对基站接收灵敏度无影响。在基站和光纤直放站选定后，NFreq、NFbts、Lp已确定，因此，光纤直放站的上行增益Grep

40、决定了噪声增量Nbts，一般直放站噪声指数NFreq为4dB，基站噪声指数为2dB，因此在光纤直放站的上行增益Grep要比路径损耗低810dB时，基站的接收灵敏度基本不受影响。考虑上下行平衡，光纤直放站的下行增益比下行增益高12dB。目前，光纤直放站在对大学校区等分散楼宇的覆盖中应用较多，相关的问题也在逐步增加，如上师大奉贤小区3由于光纤直放站近端机设置的上行增益过小，造成该小区在晚忙时持续高掉话，在调整近端机上行增益和更换1个已进水的远端机后，高掉话问题即解决。3.4 高层室内覆盖的频率优化由于在高层楼宇窗口可以收到的室外宏站信号非常多，容易对室内信号造成频率干扰，因此我们在频率规划分频时专

41、门预留了6个室内站专用频率。一般室内覆盖的小区数较少、载频配置较低，频率规划的难度不大。对于高层楼宇来说，小区数较多、载频配置较高，在规划室内小区的TCH频点时，不可避免地要偷用宏站的TCH频点， 因此，须谨慎选择频点，并通过现场扫频找出信号电平最弱的频点作为TCH使用。高层楼宇的室内小区数较多，一般采用垂直分层，为降低频率干扰，可以采用覆盖低区的小区与覆盖高区的小区复用TCH频点的规划方法。同时，电梯由覆盖中区的小区进行覆盖，并将小区间的切换点设置在1F，以解决高速电梯内不能及时切换和重选的问题。因此，对于话务量需求较高的高层楼宇，可以适当多规划几个室内小区，从而降低每个小区的载频配置，并在

42、相隔离的小区内复用TCH频点。 另外，由于1800M的馈线损耗、传播损耗高于900M，现网室内覆盖主要采用900M基站作为信号源，在容量受到900M频率资源限制时，可以新增1800M基站作为信号源，充分利用1800M频率资源。由于900M室内小区可以满足覆盖要求，1800M室内小区主要起分担话务量的作用，并通过调整小区重选和切换参数来进行双频话务平衡。4 高层室内覆盖优化研究4.1 高层窗口优化4.1.1 高层窗口接通率低（力宝广场）力宝广场共39层，在32、33层窗边以及里侧的办公室的51次拨打中出现了1次主叫未接通以及3次被叫未接通， 接通率为92.17%。力宝广场与香港广场相距仅60米，

43、BCCH频点完全一致，可能造成频率干扰。在高层窗口占用力宝广场2 信号电平弱、不稳定，DSC减为零或随机接入失败后小区重选到室外宏站。 将已有的3付全向吸顶天线移位，增加4副定向板状天线和一副全向吸顶天线以加强室内信号的覆盖。修改力宝广场1、2的BCCH频点。4.1.2 高层窗口噪声、话音断续（科技京城） 科技京城东楼共32层，由科技京城1小区覆盖，用户投诉10楼以上部分办公靠窗区域存在明显噪音、话音断续现象。 对14、20、27、28和29层的实地测试得到:各楼层通道等公共区域室内信号电平在-50dBm左右，在办公室靠窗区域室内信号电平在-60dBm左右,但室外信号电平比室内强3dBm5dB

44、m，造成手机在窗口附近区域来回移动时，会发生乒乓切换从而直接影响话音质量。由于该楼宇窗口的宏站信号很强，再提高室内信号强度容易造成信号泄漏，因此将科技京城1小区对室外主覆盖小区的切出门限值从72提高到75（12dB），防止乒乓切换影响通话质量。4.1.3 高层窗口话音断续、掉话（新华联大厦） 新华联大厦1覆盖新华联商场及东西两栋大楼的1-6层，新华联大厦2小区覆盖新华联大厦东楼7-23层 ，新华联大厦3小区覆盖新华联大厦西楼7-19层。用户投诉在新华联大厦东楼高层靠窗区域出现话音断续及掉话，同时路测发现新华联大厦1有室内信号泄漏现象。在新华联大厦东楼21层区域进行实地拨测 ：在电梯入口及公共走

45、廊区域室内信号电平为-50dBm-60dBm，在21层办公室靠窗区域，室内信号电平为-75dbm，宏站信号为-65dBm左右，且较为杂乱。在该区域开机会占用宏站信号，由于室外小区对新华联大厦2不做切换和重选关系，在室外小区间频繁切换和重选。为防止开机后占用宏站信号，将新华联大厦2 的CRO从0改为3，并增加室外主覆盖小区对新华联大厦2的单向重选和切换关系，保证占用宏站信号后可以切换和重选到室内小区。同时，将新华联大厦1 的发射功率衰减4dB，经过CQT测试未发现室内弱覆盖现象。4.1.4 高层窗口话音质量差（香港新世界） 香港新世界共60层，高层靠窗处室外宏站信号平均-70dBm，干扰严重，隔

46、断式装修后室内信号变弱，在窗边低于-85dBm，30层以上用户投诉严重。 在各楼面对顶角和中间安装6副平板定向天线，并根据隔断情况安装部分吸顶式全向天线，并在干路上增加1台干放，使得高层窗口处的室内信号电平达到-60dBm，有效压制室外宏站信号。同时，采用部分EGSM频点降低干扰。4.1.5 高低层分区覆盖（明天广场）明天广场共60层，明天广场1小区覆盖60层高的主楼，明天广场2覆盖6层高的裙楼。高层窗口附近明天广场1的信号在-70dBm左右，但受室外宏站信号干扰严重，各个频点的载干比都在10以下。由于明天广场1与室外小区存在切换关系，在高层窗口室内外信号频繁切换，通话可明显感受到短暂停顿，此

47、现象从7F到60F很普遍。电梯采用电梯厅覆盖方式，使得电梯内室内信号没有连续性，有时信号在-100dBm以下，严重影响通话。因此，我们对明天广场室内布线系统进行了整改，增加1个室内小区，1小区覆盖地下室、主楼1-6F和裙楼1-6F，2小区覆盖主楼7-37F，3小区覆盖主楼38-60F。切换关系设置上，明天广场1与室外宏站设置邻区关系，明天广场1、2、3之间设置邻区关系。同时，采用电梯井覆盖方式，加强电梯内的覆盖，并采用部分EGSM频点降低干扰。4.1.6 酒店客房靠窗不能通话（金茂大厦）金茂大厦共88层，用户投诉金茂大厦74楼部分客房靠窗位置不能正常通话。实测发现，7417房间室内信号达到-59dBm，载干比在17以上，通话质量较好，7418室内信号电平-63dBm，但频点受到干扰，7416、7419电平在-70dBm左右，3个房间内载干比都很差。因此，根据扫频结果修改部分受干扰频点，并增加室内定向天线，主瓣方向对准2套相邻套间的房门。4.1.7 室内信号差投诉处理 （裕景国际商务广场）裕景国际商务广场共40层，裕景国际商务广场1覆盖写字楼高层，裕景国际商务广场2覆盖1-5F，裕景国际商务广场3覆盖酒店高层及电梯。 用户投诉室内站信号差，经检查发现，裙房3F-5F布线系统损坏，其中5F馈线未与信源连