多制式光纤分布式室内覆盖系统应用技术探讨

随着人们环保意识逐渐增强，传统的室内覆盖由于设备美观性较差，组网复杂，施工难度较大，物业协调变得越来越难，但随着经济的发展，又使人们对信号网络越来越依赖，需求越来越高，解决两者的矛盾就要研究一种既能让人们接受的网络覆盖方式，又能满足覆盖和容量的需求，多制式光纤分布式室内覆盖系统应运而生，它不仅实现了多种网络制式的物理融合，又打破了传统的馈缆组网模式，一种全新的室内覆盖系统让人眼前一亮，给我们提供了一种新的覆盖方式选择。本文将通过研究分析多制式光纤分布式室内覆盖系统的设备特性、组网方式、规划难点以及经济效益分析给出相应的使用建议。
　　一、产品类型及组网特点
　　多制式光纤分布式室内覆盖系统是指由接入控制单元、近端扩展单元、远端射频单元三部分组成的多业务新型分布系统，用于2G/3G/4G无线通信信号的深度覆盖，目前主要产品有MRRU、MDAS、超宽带分布系统、TBS多载波基站等几种，综合来看，主要表现为2个新型特点：
　　1）多制式系统接入
　　2）以光缆、网线为传输介质的组网模式
　　多制式光纤分布式室内覆盖系统原理图如下：
　　二、规划难点
　　2.1时间色散效应
　　多制式光纤分布式室内覆盖系统引入了大量的有源光纤拉远设备，如果在同一覆盖区域或者连续覆盖的区域内出现来自同一基站的两台甚至多台拉远设备覆盖的情况，对于采用时分多址技术的GSM系统，由于传播路径的不同，造成信号到达接收端的时间延时不同，因此接收信号中的一个码元的波形会延时扩展到后续码元周期中，这样，带有同一信息先后到达的两路或两路以上信号，在接收端就会产生码间干扰，严重时导致大面积掉话现象，影响网络质量。
　　时间色散主要产生在基站与光纤拉远设备的重叠及连续覆盖区域、光纤拉远设备之间的重叠及连续覆盖区域。光纤直放站对信号的时延主要来自光纤直放站本身进行的光电转换带来的时延，这部分时延<5us；另一方面是信号在光纤介质中传播带来的时延，信号在光纤介质中传播速度为200m/us，光路越长，延迟时间越长。  
　　a：基站与光纤拉远设备之间的时间色散（上图阴影B区）
　　假设基站的空间时延为T1，直放站设备时延为t，光缆传输时延为T2，直放站空间时延为T3，对于不满足同频干扰保护比的覆盖情况，可以等效看成T1=T3，因此
　　L<（14.8-5）us*200m/us=1960m（L为光缆传输长度）
　　b：光纤拉远设备之间的时间色散（上图阴影A区）
　　对于同一基站下挂的一托多类型的光纤直放站，设备时延可以相抵，因此时间色散延迟主要来自于光纤传输的延迟，因此，L<14.8us*200m/s=2960m。
　　对于多制式光纤分布式室内覆盖系统来说，其有不同的组网形式，由于光纤设备的使用，往往出现多级串联，这样设备的延迟时间会大幅增加，因此为避免重叠覆盖区域的时间色散，选择的施主信源要尽可能避开与拉远设备有重叠覆盖区域；以及拉远设备之间尽可能避免有重叠及连续覆盖区域，尤其是设备之间有较远光纤传输的情况。
　　2.2容量受限
　　多制式光纤分布式室内覆盖系统的优势在于多制式合路以及大量拉远设备的使用，使组网简单、灵活，与此同时，也带来了信源使用量减少的问题，对于一些容量需求较高的覆盖场景，光纤分布式室内覆盖系统的使用必然使容量受限，如果单纯的增加信源的数量，会破坏原本的组网模式，使其失去本身的组网优势，那么另外一个办法就是升级载波。
　　2.3底噪抬升影响
　　在室内分布系统设计时，由于有源设备的引入，会带来底噪的抬升，特别是多制式光纤分布式室内覆盖系统主要以大量有源设备组网，那么对于底噪的控制就尤其重要，特别是对于WCDMA系统，底噪的抬升会导致上行速率下降，严重影响网络质量。
　　干放在微蜂窝基站接收机处产生的等效噪声电平Irep可表示为：
　　Irep=10^（Ni /10）
　　下图是多制式光纤分布式室内覆盖系统的组网模式：
　　通过对现有系统结构的分析，MDAS组网主要分为三级：MAU、MEU、MRU，要分别计算各级传导至RRU的底噪值，从而计算出所有有源设备的接入对系统底噪抬升的影响。
　　对于WCDMA系统，RRU的输出功率为P_bts=33dBm，MAU的标称输入功率为（-15dB-0dB）
　　这里我们取-10dB，MAU与MEU之间光模块及光缆传输损耗取3dB，MRU的输出功率为P_rep=17dBm（室内放装型），所有有源设备的噪声系统5dB，根据链路平衡的需要以及MDAS产品的标称值，MRU的上下行增益差为3dB。
　　在使用多制式光纤分布式室内覆盖系统进行室内分布系统设计时，要充分考虑有源设备的引入对基站底噪的影响，根据不同配置单元数量以及功率等合理计算，并考虑一定的系统冗余，建议采用MDAS组网时，单小区下挂MRU单元不超过56个，如果采用更大功率的MRU单元，下挂的个数要相应的减少。
　　2.4上下行链路平衡控制
　　通过底噪的计算公式可以得出，RTWP抬升直接影响因素为有源设备的上下行增益差，当下行增益一定时，减小上行增益，能够有效的降低有源设备对基站底噪抬升影响，然而如果上行增益设置过小，就会使上下行增益差过大，从而导致基站上下行链路不平衡。
　　通过上下行链路计算，上行链路可直接理解为：
　　手机发射功率=基站接收灵敏度-手机接收功率+基站发射功率+上下行增益差
　　以语音为例，接收功率为-80dBm时，手机发射功率=-123-（-80）+33+上下行增益差=-10+上下行增益差。
　　当上下行增益差设置过大时，直接影响手机发射功率。极限情况下，当手机接收功率较弱时，当手机以最大发射功率（23dBm）发射仍不能满足解调门限时则直接导致呼叫失败。
　　因此，在使用多制式光纤分布式室内覆盖系统的基站进行设备调测，要合理设置上下行增益差，保证系统上下行链路平衡，根据链路计算和工程经验，建议干放的上下行增益差控制在5dB以内。
　　三、应用建议
　　根据多制式光纤分布式室内覆盖系统的设备特性及组网特点，建议主要应用在以下一些场景：
　　1）低层住宅、别墅等区域。此种区域一般具有一定的覆盖需求，且容量需求不高，传统的室内覆盖方式无法较好的解决覆盖问题，建议在此种区域采用室分外引，利用 多制式光纤分布式覆盖系统进行拉远室外覆盖。
　　2）城中村的综合覆盖。由于城中村建筑物一般低矮、密集，信号阻挡严重，宏站很难形成有效的全覆盖，在加上物业协调极为困难，因此采用多制式光纤分布式室内覆盖系统可以进行定点式无缝隙覆盖。
　　3）狭长街道及低层商铺。由于街道及商铺纵身较大，受周围建筑物的阻挡，容易形成盲区及弱覆盖区域，且此类场景可以利用街道的电线杆、监控杆等进行设备安装及取电，不易影响美观，狭长街道更适合光纤拉远的组网方式。
　　综合来讲，多制式光纤分布式室内覆盖系统适合于容量需求较低的覆盖类场景，对于办公楼、大型商场、酒店等对网络容量、质量、覆盖需求都较高的场景、不建议单独使用多制式光纤分布式室内覆盖系统进行覆盖，应该根据场景内不同需求及特点采用室内外综合协调覆盖，不同覆盖手段取长补短。
　　参 考 文 献  
　　[1]张威，GSM网络优化—原理与工程.北京：人民邮电出版社，2010.
　　[2]李蔷薇，移动通信技术.北京：北京邮电大学出版社，2005.