室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)設計實現(xiàn)

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)設計實現(xiàn)范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

【摘要】隨著城市化發(fā)展的不斷推進，人口密度越來越大，人們對于室內網(wǎng)絡通信的需求量也在不斷增加。室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，有效地解決了室外基站信號覆蓋范圍局限的問題，通過室內無線通信技術對建筑內的無線網(wǎng)絡重新規(guī)劃，從而提升信號質量和覆蓋范圍。因此，本文對室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)的設計和應用進行研究，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

【關鍵詞】室內無線；通信網(wǎng)絡；分布；設計

網(wǎng)絡技術和通信技術的快速發(fā)展，使得人們對無線通信的需求不再局限于室外，更多情況下是處在室內場景中使用無線通信。在現(xiàn)代化智慧城市發(fā)展進程中，超高層建筑和大型綜合體建筑不斷涌現(xiàn)，對于室內無線通信網(wǎng)絡信號質量和覆蓋面積造成極大影響。如果單純依賴室外基站，將無法滿足這些高層建筑和大型建筑的室內無線通信網(wǎng)絡需求，影響人們工作和生活的質量。因此，研究室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)就成為大勢所趨。室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)可以較為全面的改善室內尤其是超高層和大型建筑物內部的網(wǎng)絡質量，提高無線網(wǎng)絡的接通率，開辟出高質量的室內無線通信網(wǎng)絡。通過對室內無線通信網(wǎng)絡進行重新布局和規(guī)劃，從整體上提高室內無線通信網(wǎng)絡的信號質量和覆蓋范圍。下文就對室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)進行深入分析。

1.室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的架構設計

1.1室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的需求

隨著無線通信網(wǎng)絡技術的發(fā)展，移動終端的普及率逐步擴大。人們日常工作和學習使用手機的頻率更大，尤其是在室內，使得建筑內部的網(wǎng)絡覆蓋質量越來越受到關注。以往無線通信網(wǎng)絡大都是室外基站提供的，基站發(fā)射的無線信號在室內覆蓋范圍方面，不可避免的要穿透建筑物，產(chǎn)生屏蔽和信號吸收的作用，而且不同頻率的無線信號，穿透建筑物所產(chǎn)生的衰減不一致，不同的建筑物外墻類型，穿透衰減也不盡相同，從而造成了無線通信網(wǎng)絡的強弱區(qū)域甚至盲區(qū)。另外，在無線通信網(wǎng)絡容量方面，一些超高層建筑和大型建筑，尤其是購物廣場和會議中心，這些地方的無線通信網(wǎng)絡需求量較大，局部的無線通信網(wǎng)絡容量無法滿足用戶需求，無線信道會發(fā)生擁塞現(xiàn)象，并且存在無線通信網(wǎng)絡無法覆蓋的位置，嚴重影響無線通信網(wǎng)絡服務質量。為了實現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡有效覆蓋室內的各個區(qū)域，提升室內無線通信網(wǎng)絡服務質量，就需要增加覆蓋室內無線通信網(wǎng)絡的設備。現(xiàn)階段，較為常見的是使用室內分布系統(tǒng)或者是小基站覆蓋。使用宏蜂窩或者微蜂窩作為室內覆蓋系統(tǒng)的信號源，提升室內無線通信網(wǎng)絡質量。

1.2室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)組成

室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)，主要由信號源和分布系統(tǒng)組成。其中信號源可以是宏蜂窩、微蜂窩、射頻拉遠模塊或者直放站。分布系統(tǒng)由功分器、耦合器、合路器等各種無源器件，以及有源器件和室內天線組成。室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)結構，如圖1所示。

1.2.1無源分布系統(tǒng)根據(jù)是否需要外加電源，可以將室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)分為無源分布系統(tǒng)和有源分布系統(tǒng)。無源分布系統(tǒng)主要由耦合器、分合路器、同軸電纜以及室內天線組成。無源室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)通過耦合器、功分器等無源器件，對接收到的信號進行分路，并經(jīng)由同軸電纜將信號盡可能均勻地分配到每個分散安裝于室內的小功率天線上，從而獲得均勻覆蓋的無線通信網(wǎng)絡。無源室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)的可靠性較高，無源器件的功率容量大，便于進行大容量室內分布系統(tǒng)組網(wǎng)，并且擴容方便，建設投資成本低。

1.2.2有源分布系統(tǒng)有源室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)，包括耦合器、分合路器、干線放大器、射頻同軸電纜以及天線。通過引入有源設備可以對無線通信玩兩個信號功率放大，通過干線放大器可以有效增加信號覆蓋范圍，有效解決了無源分布系統(tǒng)覆蓋范圍受到饋線損耗限制的問題?？蓴U展性也有一定程度提升，可對有源分布系統(tǒng)進行監(jiān)測。

1.2.3同軸電纜室內分布系統(tǒng)根據(jù)傳播媒介，可以將室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)分為同軸電纜室內分布系統(tǒng)和泄露電纜室內分布系統(tǒng)。同軸電纜室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)主要是由信號源、光近/遠端機、射頻電纜、功分器、耦合器、天線組成。該系統(tǒng)是將基站信號轉換成光信號，通過光纜線路將射頻信號傳輸?shù)浇ㄖ飪鹊倪h端單元，在遠端單元將其進行光電轉換，經(jīng)過放大器放大通過天線實現(xiàn)對室內區(qū)域的覆蓋。

1.2.4泄露電纜室內分布系統(tǒng)泄露電纜室內分布系統(tǒng)主要原理是依據(jù)電磁場理論，在電纜外導體的一系列周期性或者非周期性槽孔中產(chǎn)生表面電流，并形成電磁場。內部傳輸?shù)碾姶拍芰靠梢酝ㄟ^槽孔處以電磁波的形式輻射到外部環(huán)境。外部環(huán)境中的電磁能量也可以通過槽孔傳輸?shù)诫娎|內部，從而實現(xiàn)了電磁信號的傳輸。泄露電纜室內部分系統(tǒng)信號覆蓋均勻、信號波動范圍小，減少天線安裝，尤其對于地鐵、隧道、電梯井等信號屏蔽較為嚴重的場所，可以采用泄露電纜室內分布系統(tǒng)進行組網(wǎng)。

2.室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)設計

室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)的設計，需要考慮室內覆蓋范圍以及建筑物內環(huán)境等問題。建筑物內存在各種可能對信號產(chǎn)生屏蔽或者吸收的作用，再加上室內多隔斷的結構，這些都會給無線通信網(wǎng)絡造成不同程度的衰減。此外，室內無線通信網(wǎng)絡在密集空間的多徑效應要高于室外，引起信號反射、折射、散射的因素也更加復雜，還存在多徑信號矢量形成的雜散、交調、阻塞等干擾。為了有效解決室內無線通信網(wǎng)絡覆蓋的各種問題，科學合理的室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)設計規(guī)劃具有重要意義。

2.1設計原則

室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)設計原則，包括市場導向原則、統(tǒng)一性原則、質量保證原則、經(jīng)濟性原則以及工程施工原則。室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)的設計必須緊密結合市場需求，服務于用戶。室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)與室外基站分布進行統(tǒng)一規(guī)劃，與室外基站網(wǎng)絡相互結合。室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)建設完成后的系統(tǒng)指標、設備性能等應該符合技術規(guī)范要求，并且便于后期的維護管理。室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)建設，應該結合建筑物的實際使用需求，進行統(tǒng)籌規(guī)劃。室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)的設計應該符合施工需求，結構簡單同時不影響建筑物原有的結構和裝修。

2.2信號源選取

室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)在信號源的選取方面，需要與建筑物內部的需求量、網(wǎng)絡資源分布情況以及室內無線通信網(wǎng)絡覆蓋類型進行綜合判斷。常見的信號源特點和使用場景，如下表-1所示：選擇網(wǎng)絡通信的信號源，需要重點考慮的是無線通信網(wǎng)絡的容量和覆蓋范圍。容量方面主要是根據(jù)信號源可以支持的話務量和網(wǎng)絡資源來決定的。如果對話務量要求較低，可以選擇直放站或者從周邊小區(qū)耦合信號的方式作為信號源。但是對于一些話務量較高的情況，則需要安裝微基站或者宏基站作為信號源；在覆蓋范圍方面，對于低話務密度和小范圍覆蓋的場所，可以優(yōu)先選擇直放站。中等的話務密度和覆蓋范圍可以選擇微基站作為信號源。對于高話務密度和較大的覆蓋范圍，則可以射頻拉遠作為信號源。

2.3天線的選取

室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)天線的選擇應該以小功率、多數(shù)量為主，天線布置在公共區(qū)域。對于寫字樓、購物廣場、酒店等場所，天線應沿著走道進行安裝和敷設。根據(jù)業(yè)主的要求確定天線埋藏安裝或者裸露安裝。如果進行埋藏安裝的方式，需要適當提高天線口功率以滿足覆蓋要求。天線的布置需要控制外泄，通常情況下1~5層靠近窗邊的天線，需要經(jīng)過詳細鏈路計算和測量，確保外泄場強度符合標準要求。

3.室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)的應用

隨著城市化進程的快速推進，無線通信網(wǎng)絡用戶的飛速發(fā)展，人們生產(chǎn)、交流和工作等活動逐步轉移到室內環(huán)境中進行，因此，對于室內無線通信網(wǎng)絡的依賴程度更高，早期建設的室內分布系統(tǒng)，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在網(wǎng)絡質量的要求，無法承載大量的數(shù)據(jù)傳輸，并且，現(xiàn)代建筑的鋼筋混凝土結構和玻璃幕墻對室外基站信號造成了不同程度的阻礙，導致室內無線通信傳播的衰減。未來的室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)是電信運營商增強信號覆蓋，提升用戶體驗、優(yōu)化室內無線通信網(wǎng)絡質量的有效手段。室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)在具體應用過程中，應該緊密結合建筑物信號覆蓋的設計流程，對原有的網(wǎng)絡進行有效利用，并且通過技術手段和參數(shù)調整進行資源的合理化配置。室內無線通信網(wǎng)絡分布系統(tǒng)應用過程中需要關注鄰區(qū)優(yōu)化和信號源優(yōu)化問題，避免優(yōu)先級設置不合理，影響用戶體驗。此外，當前電信運營商以及相關專業(yè)的研究人員，已經(jīng)對室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)進行深入研究，為更好的適應我國室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的需求以及未來5G通信技術的室內覆蓋，需要充分考慮當前無線通信網(wǎng)絡與5G網(wǎng)絡的架構、技術以及運行特點的相互融合?，F(xiàn)有的室內覆蓋系統(tǒng)，由于受到室外基站信號滲入的影響，大部分室內業(yè)務無法有效吸收，仍然需要依靠室外基站，導致所建設的室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)利用率不高，并且引發(fā)室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)建設周期長、投入產(chǎn)出比低等一系列問題。另外，考慮到多網(wǎng)絡制式兼容問題，共享資源和多網(wǎng)融合的室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，也將是未來發(fā)展的主要方向。

4.總結

綜上所述，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術以及計算機技術的快速發(fā)展，人們的生活和工作對于通信網(wǎng)絡的依賴程度越來越高。通信網(wǎng)絡的建設不僅需要滿足不斷增長的用戶量和業(yè)務需求，同時，還要確保用戶接入無線通信網(wǎng)絡后的服務質量?，F(xiàn)階段，移動終端的普及促使人們行為習慣的改變，在室內人們使用移動互聯(lián)設備的頻率增加，使得室內無線網(wǎng)絡覆蓋成為人們關注的焦點問題。室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)可以有效解決室外基站的信號盲區(qū)以及干擾區(qū)域，通過引入宏蜂窩或者微蜂窩作為室內覆蓋系統(tǒng)的信號源，可以有效提升無線通信網(wǎng)絡的服務質量。相信隨著室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的相關研究不斷深入，一些新技術、新設備、新方法的涌現(xiàn)，將會對現(xiàn)有的技術進行有效升級和改進，室內無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計將更加完善，應用范圍也會更加廣泛。

參考文獻：

[1]呂湉,徐京,周威.淺談無線通信技術的應用及發(fā)展[J].中國新通信.2019(22)

[2]包宇,李亮,薛丹,李一,汪慶濤.5G無線通信技術的應用前景分析[J].中國新通信.2019(24)

[3]倪漸長.關于5G無線通信技術概念及相關應用探討[J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體.2019(24)

[4]李維.新時期5G無線通信技術發(fā)展跟蹤與應用研究[J].通信電源技術.2020(01)

[5]丁寧.淺談無線通信技術在電力通信中的應用[J].通訊世界.2020(01)

[6]馮慶亮.LTE室內分布系統(tǒng)規(guī)劃及建設方案探討[J].大眾科技.2017(02)

[7]黃海暉,劉大洋.LTE室內分布系統(tǒng)流量研究[J].何明,葛慧明,曾昭才,馬晨.移動通信.2017(09)

作者：楊洪基 單位：山東省郵電規(guī)劃設計院有限公司