摘 要：本文首先对室内覆盖系统现状进行了简要论述，然后对多制式室内覆盖系统需要具备的条件做了详细分析，对其工作原理及解决方案进行了深入研究，最后结合洛阳联通室内覆盖现状，提出多制式室内覆盖系统多网共享的建设思路，经实践证明，可满足业务发展需求，具有一定的参考指导意义。
关键词：室内覆盖；多网共享；PHS；GSM；WCDMA；合路
1 室内覆盖系统概述
近年来城市高层建筑日益增多，这些建筑对无线信号有很强的屏蔽作用，在大楼内大部分区域无法正常通话。为解决这个问题，无线信号室内覆盖系统应运而生。
1.1 室内覆盖系统现状
室内覆盖是移动通信网络在建筑物内的延伸，是加强网络覆盖、吸收室内话务、提高通话质量、提升网络容量的有效手段，成为各运营商网优工作中的重要组成部分。
随着我国移动通信技术的发展及行业竞争的需要，在不同时期，出现了不同网络的室内覆盖系统：有中国移动的GSM室内覆盖、中国联通的GSM室内覆盖、中国电信的CDMA覆盖以及中国联通（或中国电信）的PHS室内覆盖。在同一个建筑物里，经常出现多套无源天馈分布系统。
1.2 室内覆盖系统新需求
对新联通，室内覆盖的建设不再是单一的GSM覆盖，需求更为复杂，具体如下：
(1)PHS、GSM双重室内覆盖的需求。
(2)随着3G业务的发展，3G室内覆盖的建设也将逐步展开。
(3)一些高档商务楼和酒店存在WLAN无线覆盖的需求。
面对众多的室内覆盖系统，重复性的投资将造成极大的资源浪费，同时频繁的施工给大楼物业带来了很大麻烦，易引起用户反感。为充分利用室内覆盖的现有资源，降低网络建设成本，缩短建设周期，用一套室内覆盖系统同时兼容PHS、GSM、WCDMA、WLAN，实现多网共享，成为一项重要课题。
2 多制式室内覆盖系统工作模式研究
2.1 多制式室内覆盖系统
多制式室内覆盖系统的主要原理是：根据建筑物室内覆盖的需求，通过增加与更换相应的专用合路器以及天馈调整来达到多网共享。多网共享的基础是系统的无源器件为800-2500MHZ的宽频器件。改造后的系统基本上不会因增加了新的信号源而影响原有覆盖系统的性能，新引入的信号覆盖也能达到预期效果。
2.2 多制式室内覆盖系统原理及组成
2.2.1 系统原理
多制式室内覆盖系统的核心是多网共享一套分布系统。通过规划各制式系统使用的频段，避免系统间产生同邻频干扰，将所有系统的上下行信号合路并在一套天馈系统中进行传送。在天馈系统无源器件无法满足合路频段要求，或由于天线安装位置不合理导致无法达到预定信号覆盖强度等情况下，可对原有天馈系统进行扩频或结构改造，以实现多网合路。
2.2.2 系统结构及组成
系统主要由信号源、合路器、分布系统三部分组成：
（1）信号源
信号源为分布系统提供无线信号。信号源一般包括：宏蜂窝、射频拉远(RRU)、微蜂窝和直放站。
（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。它对电磁波信号进行过滤，让需要的信号通过，抑制不需要的信号，再将信号合成一路或将宽带信号分离成多路。
在多制式室内覆盖系统中，合路器是解决多系统相互干扰问题中除基站外最为重要的设备，合路器的技术指标直接影响多网共享的覆盖效果，因此合路器的选择必须严格遵循各系统的隔离要求。
在实际应用中，设备的噪底将比理论热噪声高4～5DB。因此，在工程中的实际隔离度需求将比理论分析值（上表中数值）低5DB。
（3） 分布系统
分布系统是将信号通过耦合器、功分器等无源器件进行分路，经由天馈线将信号尽可能平均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、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。
2.3 多制式室内覆盖系统关键问题分析
多制式室内覆盖系统主要考虑以下几个关键问题，也是系统实现的技术要点：
2.3.1 无源器件的工作频率问题
在多制式共享室内覆盖系统中，无源器件工作频率必须要涵盖所有系统的工作频段。
解决办法：2009年以后建设的室内覆盖因考虑了与3G、WLAN的兼容，大部分无源器件符合宽频要求。对于已有室内覆盖系统的无源器件如果不支持多系统的工作频带，需要给予更换,且注意与更换前技术参数保持一致。
2.3.2 有源器件不能共用的问题
由于不同制式系统工作方式不同，且存在相互干扰的可能，因此有源器件不能共用。
解决办法：不论是已有系统改造，还是新建一套多制式室内覆盖，有源设备均需单独安装于天馈系统的前端，对各自的无线信号进行放大处理。
2.3.3 功率损耗差异问题
由于工作频段不同，无论是在天馈线还是在自由空间传输时都存在功率传输损耗差异，频率越高，传输时衰减越大，必须在系统设计中充分考虑。
解决办法：如基于PHS室内覆盖系统，由于PHS信号穿透力差，天线布置较密，后续改造中基本不需要做大的调整即可满足其他系统的覆盖需求。如基于GSM室内覆盖系统，可通过对信号源与干放的功率调整，以及精心选择共享接入点，保证各系统的边缘场强要求。
2.3.4 合路器插损问题
在多制式共享室内覆盖系统中，由于系统合路时必须在天馈系统中插入双频或多频合路器，将造成一定的损耗。
解决办法：原有PHS或GSM室内覆盖的设计一般对天线出口功率的设计都有一定盈余。对于少数加装合路器后场强不能满足需求的可以与功率设计问题联合考虑，一般通过调整天馈系统的输入信号电平弥补。
2.3.5 系统间相互干扰问题
多系统共存时的干扰可以分为加性噪声干扰、互调干扰、阻塞干扰三种：
在多网合一的室内覆盖系统中，互干扰分析项目主要有如下图所示的几对，其中，尤其以1，6，7三对干扰需要注意，因为它们频谱比较接近，交调干扰较大。
问题分析：
（1）PHS 与WCDMA 系统的干扰分析
* PHS 支路要求
PHS 系统在WCDMA 系统带内的杂散辐射抑制为80dBc，如果PHS系统辐射的峰值功率为36dBm，则在WCDMA系统带内的干扰为- 3 3 d B m / 3 . 8 4 M H z ，WCDMA 系统的本底噪声为-105dBm。
在微微蜂窝情况下WCDMA 系统的灵敏度可下降14dB，即干扰信号需小于-92dBm，因此要求合路滤波器对PHS 系统在WCDMA 带内的抑制大于59dB。如果要求对WCDMA 系统的灵敏度影响小于3dB，则要求合路滤波器的隔离度为72dB。
* WCDMA 支路要求
根据WCDMA协议，在PHS带内WCDMA容许的阻塞信号为-40dBm，因此合路滤波器WCDMA 系统的滤波器对PHS 带内的抑制度要求为：36dBm-(-40dBm)=76dB。
WCDMA系统在PHS带内的杂散辐射协议要求是-41dBm/300kHz，要求的WCDAM 支路对PHS 频带的抑制度大于73dB。
* 对合路滤波器的特性要求
PHS 的频率为1900～1915MHz，WCDMA 系统的接收频率范围为1920~1980MHz，要求滤波器在5M带宽内达到70dB 以上的隔离度是不现实的，因此WCDMA 系统的频率避开1920MHz ，向上移动，建议WCDMA系统的开始频段为1935MHz。这样，两支路滤波器抑制信号频带的抑制度才可做到75dB（留了一定的余量）。
（2 ）WCDMA系统与WLAN 系统的干扰分析
由于WCDMA 系统下行频段与WLAN 工作段最近的间隔有203MHz，因此两个系统落入对方工作频段内的干扰信号已非常弱，影响较小，并且由于两个系统频段间隔较大， 因此采用双频合路器进行两个系统的合路不存在问题。
（3）PHS 系统与WLAN 系统的干扰分析
PHS 频段与WLAN 频段间隔近500MHz，因此实现两个系统的合路及隔离，技术上不存在问题。一般情况下，在三频合路器中PHS 与WLAN 系统间的隔离也可达75dB以上，完全可以满足两个系统不串扰的条件。
（4）GSM 系统与其他系统的干扰分析
GSM频段与其他几种制式的频段间隔最大，因此实现GSM与其他系统的合路及隔离，技术上不存在问题。
解决办法：
综上所述，解决干扰的办法主要有以下几种方法：
(1)增加滤波器
(2)减小射频非线性（发射机、接收机）
(3)合理设置合路器隔离度
（4）合理规划频段
3 多制式室内覆盖技术应用
3.1 项目信息
项目名称：联通办公楼室内覆盖系统两网合一改造工程
项目内容：通过对原有PHS室内覆盖改造达到PHS、GSM共网覆盖，形成多制式室内覆盖系统。
3.2 原有PHS设计方案概述
1、原有PHS室内覆盖方案解决整个办公大楼的覆盖，楼内95%以上话务量由PHS基站所承担，95%以上的面积可以由分布系统覆盖。
2、工程布线使用1/2”电缆。
3、信号源选用3套用500Mw(1C15T)组控基站，对大楼的覆盖分三部分来做。
4、室内天线的分布和配置根据大楼不同区域的结构情况、天线口处信号强度的计算、天线增益特性和覆盖区域的通话要求进行设计放置在合适的位置。
4、共用3台2W干放，分别安装在5楼的弱电设备间和24楼的电梯机房内。
3.3 合路改造方案
3.3.1 方案概述
1、选用微蜂窝基站作为大楼GSM覆盖的信号源设备。
2、选用2台2W干放，对19-21层以及四部电梯进行覆盖。
3、GSM信号从5楼处耦合一路信号与5楼原有PHS干放信号进行合路，对2-8层进行覆盖。
4、5楼微蜂窝的GSM信号通过1/2馈线和耦合器分别在13楼、16楼与这些楼层的PHS基站信号进行合路。
5、从GSM干放出来的GSM信号与相应位置的PHS信号进行合路。
6、对GSM干放的可调参数做相应调整。
3.3.2 工程图纸
3.3.3 测试结果
经合路改造前后对比测试，PHS网覆盖效果不变，GSM信号覆盖效果达到了预期要求。
3.3.4 结 论
PHS/GSM多制式室内覆盖系统可分别满足PHS和GSM的覆盖要求；多制式室内覆盖系统要求无源器件必须为800-2500MHZ的宽频器件，大楼PHS系统分期进行覆盖，首批小部分器件为1700-2500MHZ器件，对GSM信号不能很好支持，通话效果受影响。改造过程中已更换。
4 总结
作为全业务通信运营商，面对如此之多的无线信号室内覆盖系统，多次重复性的投资将造成极大的资源浪费，同时频繁的通信工程施工给大楼物业带来了较大的麻烦，引起用户反感。因此，建设多制式室内覆盖系统必将成为一个趋势。
同时，多制式室内覆盖系统具备成本低、投资效益大、可避免重复建设，建设周期短等特点，对3G业务的发展有积极的推动作用， 对于优化网络覆盖及提高用户满意度有着重要的意义，因此必将得到广泛的应用。
参考文献：
陈高瞻.WLAN与GSM室内覆盖合路原理和干扰分析.2006,10
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