维普资讯
室内分布系统的设计与研究
[杨丽孙冬梅陈和利]
随着对移动通信服务水平的要求不断升高，人们对室内覆盖的要求也越来越
高。本文主要概括了室内覆盖系统的基本概念，并详细介绍了室内覆盖系统的设
计方法及其系统组成，为进一步的网络优化提供了理论基础。
>
杨丽
女，硕士研究生，主要研究方向为无线空间定位和信亏处理。
于IJI冬梅
女，硕士研究生，主要研究方向为移动通信。
陈和利
男，工程师，深圳联通网络维护中心。
1 引言
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，虽然子机能够正常通话，但是用户密度大，基站信道
拥挤，子机上线困难。特别的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
平，是所有移动网络优化工作的主题。室内覆盖系统正是
在这种背景之下产生的。
2 实现室内覆盖的方法
室内覆盖是针对室内用户群、用于改善建筑物内移
动通信环境的-种成功的方案。近几年在全国各地的移动
通信运营商中得到了广泛应用。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问。实现室内覆盖的技
术方案可分为3种;宏蜂窝无线接入方式、微蜂窝有线接
入方式和直放站( Repeater) 。
宏蜂窝无线接入方式
[!!]
圈
~
B量
33
广东通信技术
移 动 通 信
荸嘉 》墨 々 ， !||
随着运营商对成本和网络资源利用率的注重，宏蜂
窝方式在最近一年出现升温的势头。宏蜂窝无线接入方式
是以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源，即无线接入
方式。适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区，在市
郊等偏远地区使用较多。
宏蜂窝方式的主要优势在于成本低、工程施工方
便，
是掉
宏蜂
窝频
2．2
并且占地面积小；其弱点在于对宏蜂窝无线指标尤其
话率的影响比较明显。目前，采用选频直放站并增加
窝的小区切换功能可以缓解这一矛盾，当对应的宏蜂
率发生变化时，直放站选频模块需要作相应调整。
微蜂窝有线接入方式
微蜂窝有线接入方式是以室内微蜂窝系统作为室内
覆盖系统的信号源，即有线接入方式。适用于覆盖范围较
大且话务量相对较高的建筑物内，在市区中心使用较多。
改善高话务量地区的室内信号覆盖，微蜂窝是最佳
解决方案。与宏蜂窝方式相比，微蜂窝方式是更好的室内
系统解决方案。微蜂窝方式的通话质量比宏蜂窝方式要高
出许多，对宏蜂窝无线指标的影响甚小，并且具有增加网
络容量的效果。但微蜂窝在室内使用时，受建筑物结构的
影响，使其覆盖受到很大限制。对于大型写字楼等，如何
将信号最大限度、最均匀地分布到室内每一个地方，是网
络优化所要考虑的关键。且微蜂窝方式的弱点在于成本较
为昂贵，需要进行频率规划，需要增建传输系统，网络优
化工作量大。因此，对宏蜂窝方式亦或微蜂窝方式的选
取，需要综合权衡移动网络和运营商的多方面因素才能定
夺。
2．3 直放站(Repeater)
直放站 (Repeater)就是在室外站存在富余容量的
情况下，通过直放站 (Repeater)将室外信号引入室内覆
盖盲区。直放站不需要基站设备和传输设备，安装简便灵
活，设备型号也丰富多样，在移动通信中正扮演越来越重
要的角色。直放站的应用场合主要有以下几种：扩大服务
范围，消除覆盖盲区；在郊区增强场强，扩大郊区站的覆
盖；沿高速公路架设，增强覆盖效率；解决室内覆盖；将
空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙。使
用微蜂窝和直放站的比较表1所示。
表1使用微蜂窝和直放站的对比
3 室内覆盖系统的组成
室内覆盖系统主要由信号源和信号分布系统两部分
组成。信号源的产生主要是通过直放站、增加微蜂窝(基
站)和增加微蜂窝(基站)加直放站3种方式产生的，如图1所
示。直放站做信号源时，信号源的提去主要通过直放站的
施主天线直接从附近基站提取信号；用耦合器从附近基站
≯
0、0～
，
～，
一移=动ll通=信一
维普资讯
国军
国E
国E
~
34
随着运营商对成本和网络资源利用率的注重，宏蜂
窝方式在最近-年出现升温的势头。宏蜂窝无线接入方式
是以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源，即无线接入
方式。适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区，在市
郊等偏远地区使用较多。
宏蜂窝方式的主要优势在于戚本低、工程施工方
便，并且占地面积小;其弱点在于对宏蜂窝无线指标尤其
是掉话率的影响比较明显。目前，采用选频直放站并增加
宏蜂窝的小区切换功能可以缓解这一矛盾，当对应的宏蜂
窝频率发生变化肘，直放站选频模块需要作相应调整。
微蜂窝有线接入方式
微蜂窝有线接入方式是以室内微蜂窝系统作为室内
覆盖系统的信号源，即有线接入方式。适用于覆盖范围较
大且话务量相对较高的建筑物内，在市区中心使用较多。
改善高话务量地区的室内信号覆盖，微蜂窝是最佳
解决方案。与宏蜂窝方式相比，微蜂窝方式是更好的室内
系统解决方案。微蜂窝方式的通话质量比宏蜂窝方式要高
出许多，对宏蜂窝无线指标的影响甚小，并且具有增加网
络容量的效果。但微蜂窝在室内使用肘，受建筑物结构的
影响，使其覆盖受到很大限制。对于大型写字楼等，如何
将信号最大限度、最均匀地分布到室内每-个地方，是网
络优化所要考虑的关键。且微蜂窝方式的弱点在于成本较
为昂贵，需要进行频率规划，需要增建传输系统，网络优
化工作量大。因此，对宏蜂窝方式亦或微蜂窝方式的选
取，需要综合权衡移动网络和运营商的多方面因素才能定
夺。
直放站( Repeater)
直放站( Repeater) 就是在室外站存在富余容量的
情况下，通过直放站( Repeater) 将室外信号召|入室内覆
盖盲区。直放站不需要基站设备和传输设备，安装简便灵
活，设备型号也丰富多样，在移动通信中正扮演越来越重
要的角色。直放站的应用场合主要有以下几种:扩大服务
范围，消除覆盖盲区;在郊区增强场强，扩大郊区站的覆
盖;沿高速公路架设，增强覆盖效率;解决室内覆盖;将
空闲基站的信号召|到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙。使
用微蜂窝和直放站的比较表1所示。
表1 使用微蜂窝和直放站的对比
使用微蜂窝 使用自放站
;主否增加1手写 根据需要增加容虽 不能增加i容量
信号质量 虫子 一般
设置优先级 口j 以 不口J以
对网络的影响 控制不好影响很大
){杳市要传输设备 而发: 不币.~
足手ií市要重新频水规划 币'Jl1 不而爱一
是;117;苟安调在主参数 i百发: 支持
是何支持容f主动态分配 +支捋(容最烦分配) 支持
是二ilì'文持多运营商、多频、多系
统环境
安装时间
投资
3 室内覆盖系统的组成
室内覆盖系统主要由信号源和信号分布系统两部分
组成。信号源的产生主要是通过直放站、增加微蜂窝(基
不支持 支持
较长 较短
较多 较少
站)和增加微蜂窝(基站)加直放站3种方式产生的，如图1所
示。直放站做信号源肘，信号源的提去主要通过直放站的
施主天线直接从附近基站提取信号;用捐合器从附近基站
室内分布系统的设计与研究
耦合部分信号通过光纤传送到盲区内的直放站。用耦合器
从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到盲区内的直放站
信号劳布累
图1 室内覆盖系统框图
信号分布的基本方式主要是无源天馈分布方式、有
源分布方式、光纤分布方式和泄漏电缆分布方式。无源天
馈分布方式通过无源器件和天线 、馈线，将信号传送和分
配到室内所需环境，以得到 良好的信号覆盖。有源分布方
式通过有源器件和天馈线进行信号放大和分配。光纤分布
方式主要利用光纤来进行信号分布。适合于大型和分散型
室内环境的主路信号的传输。泄漏电缆分布方式信号源通
过泄漏电缆传输信号，并通过电缆外导体的一系列开口，
在外导体上产生表面电流，从而在电缆开口处横截面上形
成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发
射和接收作用。它适用于隧道 、地铁、长廊等地形。
总的来说，信号分布 系统根据覆盖区域的具体情
况，组合无源、有源、光纤、泄漏等方式，进行综合性的
分析。在实际使用中，室内分布系统可使每个微蜂窝覆盖
范围增至几十层楼左右；如果加装干线放大器，覆盖范围
还可大幅度增加。一个完备的室内分布系统应能够通过一
个特定的接 口，取得基站的下行信号，均匀地分布到指定
场所的每一处。同时，又将这场所的每一处的基站上行信
号收集到后，均匀地送达特定的接口。
4 室内覆盖系统的设计
构成室内分布系统的主要设备是：馈线 、天线、干
线放大器 、延长放大器以及耦合、功分等无源器件。在系
统设计上主要考虑的是能量分配的问题。室内覆盖系统的
设计，包括微蜂窝系统、传输系统、室内分布系统 、电源
系统共4部分内容。设计考虑的主要因素：信号源、场强
分布、上行信噪比、互调干扰、上下行平衡、传输和分配
损耗、施工难度、造价 】。场强分布的一般设计标准如表
2所示 。
表2 场强分布参数
场强分 布(室 内空 间传输 损耗模 型)：L= PL+
10 N Lgd(米)+FAF
式 中，P L为距 天线 1米 处 的路径衰 渐典 型值 为
30dB。N为同层衰减指数：办公楼中，N=3．25；一般建
筑中，N=2．76；商场中，N=2．18。FAF为路径损耗附加
值：玻璃的FAF为8dB；隔墙的FAF为10 15dB；预制板
的FAF为20—30dB。
在 上 行信 噪 比 的 设 计 中 ， 如 果 基 站 的 白噪 声
为·1 20dBm，为了保证接收机的灵敏度，需要设置上行增
益，使上行链路的总输入噪声小于-120dBm。如基站输出
P=43dBm，输入到直放站为·40dBm，即有效路径损耗
为83dB，那么直放站的上行增益设置一定要小于83dB；
如只有直放站是有源器件，噪声系数为5dB，增益应设为
小于78dB。如增益设为80 dB，直放站总的噪声一115dBm
(白噪声+噪声系数 )，在输出 口变 为-35dBm，经过
83dB的有效路径损耗输入到基站为-118dBm，大于源噪
声一120dBm，使基站接收机灵敏度降,f~2dB。室内覆盖所
需设备及其参数如表3所示。
2008．03广东通信技术
圈
团
圆
圆
35
维普资讯
搞合部分信号通过光纤传送到盲区内的直放站。用捐合器
从附近基站搞合部分信号通过电缆传送到盲区内的直放站
[3[
|擞且站-)1
信号源
无i厘天愤纣布方式
有i厘纣布方式
光纤分布方式
泄i犀电绕纣布方式
信号封布系统
图1 室内覆盖系统框图
信号分布的基本方式主要是无源天馈分布方式、有
源分布方式、光纤分布方式和泄漏电缆分布方式。无源天
馈分布方式通过无源器件和天线、馈线，将信号传送和分
配到室内所需环境，以得到良好的信号覆盖。有源分布方
式通过有源器件和天馈线进行信号放大和分配。光纤分布
方式主要利用光纤来进行信号分布。适合于大型和分散型
室内环境的主路信号的传输。泄漏电缆分布方式信号源通
过泄漏电缆传输信号，并通过电缆外导体的一系列开口，
在外导体上产生表面电流，从而在电缆开口处横截面上形
成电磁场，这些开口就相当于 系列的天结起到信号的发
室内分布系统的设计与研究
射和接收作用。它适用于隧道、地铁、长廊等地形。
总的来说，信号分布系统根据覆盖区域的具体情
况，组合无源、有源、光纤、泄漏等方式吨进行综合性的
分析。在实际使用中，室内分布系统可使每个微蜂窝覆盖
范围增至几十层楼左右;如果加装干线放大器，覆盖范围
还可大幅度增加。 个完备的室内分布系统应能够通过
个特定的接口，取得基站的下行信号，均匀地分布到指定
场所的每处。同时，又将这场所的每处的基站上行信
号收集到后，均匀地送达特定的接口。
4 室内覆盖系统的设计
构成室内分布系统的主要设备是:馈线、天线、干
线放大器、延长放大器以及锅台、功分等无源器件。在系
统设计上主要考虑的是能量分配的问题。室内覆盖系统的
设计，包括微蜂窝系统、传输系统、室内分布系统、电源
系统共4部分内容。设计考虑的主要因素:信号源、场强
分布、上行信噪比、互调干扰、上下行平衡、传输和分配
损耗、施工难度、造价[4[。场强分布的 般设计标准如表
2所示。
表2 场强分布参数
;参数 标准
Wi，~二丰， < 1%
民l来 J牛二: > 99%
Jd'戈 I 1J)J't~: 5• 15dbm
J主j道二字及切t负成功二和 > 95%
场强分布(室内空间传输损耗模型): L PL +
10呐*Lgd (米) + FAF
式中， PL 为距天线 1 米处的路径衰渐典型值为
30dB o N为同层衰减指数:办公楼中， N =; 般建
筑中， N=; 商场中， N = 0 FAF为路径损耗附加
值玻璃的FAF为8dB; 隔墙的FAF为 10-15dB; 预制板
的FAF为20 - 30dB 。
在上行信噪比的设计中，如果基站的自噪声
为-120dBm，为了保证接收机的灵敏度，需要设置上行增
参数 和J\准
边缘场51I't: 〉咽85dbm
C/l > 12db
在外j益出 {~lι}: < -85dbm
t:hU~jl'i r扛 'r^; < -120dbm
益，使上行链路的总输入噪声小于-120dBm。如基站输出
P=43dBm，输入到直放站为-40dBm，即有效路径损耗
为83dB，那么直放站的上行增益设置 定要小于83dB;
如只有直放站是有源器件，噪声系数为5dB，增益应设为
小于78dB。如增益设为80 dB，直放站总的噪声-115dBm
(白噪声+噪声系数) ，在输出口变为-35dBm，经过
83dB的有效路径损耗输入到基站为-118dBm，大于源噪
声-120dBm，使基站接收机灵敏度降低2dB。室内覆盖所
需设备及其参数如表3所示。
35
广东通信技术
围
团
国
囤
囊 嚣簿
表3室内覆盖所需设备及其数
馈线接头 波纹管屯缆：7／8(．4db／lOOm)：1／2(-7db／lOOm)；1／4 f．1 1db／l00m)
屏蔽网电缆：9D-FB(-12db／lOOm)~12D-FB(-9db／lOOm)
泄漏电缆 7／8(-6db／lOOm)：1-I／8(．4db／lOOm)
通过理论分析，完成室内覆盖系统的设计，如图2所
一 个好的室内覆盖系统应该以最少的设备满足设计
要求；不会因增加室内覆盖系统而影响整个网络的性能；
应该兼容所有移动通信体制；使用寿命长，具有远程监控
能力，管理维护方便。
： ：
!
图2室内覆盖系统设计图
5 结论 1 陈永欣，谭立强．浅谈室内覆盖系统的测试．无线电技术与信
目前，从移动通信运营商的战略眼光来看，室内覆
2 统设计．电信工程技术与标准化，2。。6年27
盖系统对于运营商提高服务水平、增强竞争实力、树立企 ．
业形象，具有不可低估的作用。随着移动通信网络优化工 3 张毅_室内无线覆盖系统浅析
．山西通信科技．2006年27卷1期
作的深入展开，室内覆盖系统已经成为一种重要的优化手 4 费国臻
．移动网络的室内覆盖．移动通信，2001年25卷1期
段运用于网络优化工作中。
参考文献 (收稿日期：2008-3-7)
维普资讯
表3 室内覆盖所需设备及其数
参数叫一…「-E阳市一击 增直在 70-90db. 20-33dbm 输出增益 30-50db. 20-30dbm 输出
4Odb(). 30db(). 20db(-0 .5). 10db(). 7db(- 1. 1). 5db(-1 .3)
4 功分器(); 3 功分器(-匀. 2 功分器(-3 .3)
走向(60-120 度. 5-10dbi). 寸寸d吸顶(2-5dbi)
波纹管电缆 7/8(-4dbI1 00m)õ 112 (-7db/100m); 1/4 (-lldbI1 00m)
屏敝网电缆 9D-FB(-12db/100m); 12D-FB(-9db/100m)
7/8 (-6db/1 OOm): 1-1/8(-4dbl1 OOm)
水于被束ifj<35 度:用益 15-18dbi
点对点、点刘多点
..纤、[(1-纤
泄漏电缆
施主基站
光端机
光纤
通过理论分析，完成室内覆盖系统的设计，如图2所
刁言。
白雪
一个好的室内覆盖系统应该以最少的设备满足设计
要求;不会因增加室内覆盖系统而影响整个网络的性能;
应该兼容所有移动通信体制;使用寿命长，具有远程监控
能力，管理维护方便。
直直直站
或平直直
微蜂窝2 光端机
5 结论
图2 室内覆盖系统设计图
陈永欣，谭立强浅谈室内覆盖系统的测试.元线电技术与信
目前，从移动通信运营商的战略眼光来看，室内覆
盖系统对于运营商提高服务水平、增强竞争实力、树立企
业形象，具有不可低估的作用。随着移动通信网络优化工
作的深入展开，室内覆盖系统已经成为一种重要的优化手
段运用于网络优化工作中。
参考文献
36
息 2007年10期
2 梁鹏.室内分布系统设计电信工程技术与标准化.2006年27
卷1期
3 张毅.室内元线覆盖系统浅析.山西通信科技.2006年27卷1期
4 费国臻.移动网络的室内覆盖.移动通信.2001年25卷1期
(收稿日期 2008-3-7)
