多系統共用室內分布系統可行性分析

王磊+李樹磊

【摘要】多系統共用室內分布系統是工信部共建共享指導思想的重要體現，本文對多系統共用室內分布系統的可行性進行理論分析，并討論規避干擾的具體方案。

【關鍵詞】室內分布系統；雜散干擾；互調干擾；阻塞干擾；隔離度

【Abstract】Multi-system shared indoor distribution system is an important embodiment of the co-construction and sharing of the guiding ideology. This paper analyzes the feasibility of the multi-system shared indoor distribution system and discusses the specific scheme of avoiding interference.

【Key words】Indoor distribution system；Spurious interference；Intermodulation interference；Blocking interference；Isolation

1. 引言

（1）室內覆蓋是目前移動通信網絡吸收話務量、解決深度覆蓋、提升用戶感知度的主要手段，根據DoCoMo的最新統計，室內場所吸收了將近70%的話務量，根據網絡運營經驗，60%的移動用戶也分布在是室內，因此，室內覆蓋對于移動通信網絡起著至關重要的作用。

（2）另外為減少電信重復建設，提高電信基礎設施利用率，工業和信息化產業部與國資委于2008年10月聯合發布了“關于推進電信基礎設施共建共享的緊急通知”，使得共建共享成為電信行業改革和發展的一項重要工作，也是建設資源節約型、環境友好型社會的重要舉措。

（3）在2011年的電信考核指標中要求室內分布系統共建率不低于15%，共享率不低于20%，并建議在地鐵、機場、大型場館等重點場所的室內覆蓋需共建共享。2013年全國電信基礎設施共建共享領導小組辦公室工發布的七期《全國電信基礎設施共建共享情況通報》，部分省市要求室內分布系統共建率不低于30%，共享率不低于40%。

（4）隨著4G網絡的建設及中國鐵塔公司的掛牌成立，室內分布系統共建共享越來越緊迫和重要了，以往的室內分布系統往往是各運營商單獨建設，導致網絡重復建設。多系統室內分布共建共享是在同一個建筑物內采用多系統合路共用室內天饋分布系統方式實現信號覆蓋，共建共享對于緩解站址短缺、節約組網成本、減小能耗、避免重復投資、加快網絡建設速度起著重要的作用，因此分析系統間的干擾對工程策略具有很強的指導意義。

2. 室內分布系統的組網

（1）室內分布系統就是將宏蜂窩、微蜂窩或分布式基站作為信號源，通過耦合器、功分器等無源器件進行分路，經由饋線將信號均勻地分配到每一副分散安裝在建筑物各個區域的低功率天線上，從而實現室內信號的均勻分布，保證室內區域擁有理想的信號覆蓋，可以比較全面地解決室內覆蓋中存在的各種問題。

（2）室內分布系統可以分為無源分布系統、有源分布系統、光纖分布系統和泄漏電纜分布系統（無源分布系統見圖1、有源分布系統見圖2、光纖分布系統見圖3、泄漏電纜分布系統見圖4）。

3. 多系統共用室內分布系統的可行性

3.1 無線頻譜使用情況。

不同無線系統間的干擾與其頻譜相對位置密切相關，各無線系統的頻譜占用情況如下表1所示。

3.3 系統間干擾類型。

在進行系統間的干擾分析時，主要應考慮鄰頻干擾、雜散干擾、阻塞干擾和互調干擾情況（系統間干擾類型見圖5）。

3.4 雜散干擾分析。

（1）雜散干擾，就是一個系統的發射頻段外的雜散發射落入到了另一個系統的工作頻段中而可能造成的干擾，雜散干擾對系統最直接的一個影響就是降低了系統的接收靈敏度。

（2）由于發射機輸出的信號通常為大功率信號，在產生大功率信號的過程中會在發射信號的頻帶之外產生較高的雜散，而且這些雜散分布在非常寬的頻率范圍內，如果雜散落入某個系統接收頻段內的幅度較高，被干擾系統的前端濾波器無法有效濾出，會導致接收系統的輸入信噪比降低，通信質量惡化。

3.5 阻塞干擾分析（系統阻塞干擾指標見表5、系統阻塞干擾隔離度要求見表6）。

（1）任何接收機都有一定的接收動態范圍，在接收動率超過接收動態允許的最大功率電平時，會導致接收機飽和阻塞，阻塞會導致接收機無法正常工作，長時間的阻塞還可能造成接收機的永久性性能下降。

（2）當一個較大干擾信號進入接收機前端的低噪放大器時，由于低噪放大器的放大倍數是根據放大微弱信號所需要的整機增益來設定的，強干擾信號電平在超出放大器的輸入動態范圍后可能會將放大器推入到非線性區，導致放大器對有用的微弱信號的放大倍數降低，甚至完全抑制，從而嚴重影響接收機對弱信號的放大能力，影響系統的正常工作。

（3）通常也把增益下降到比線性增益低1dB時的輸出功率值定義為輸出功率的1dB壓縮點。為了防止接收機過載，從干擾基站接收到的總載波功率電平需要低于它的1dB壓縮點。

（4）在多系統設計時只要保證到達接收機輸入端的強干擾功率不超過系統指標要求的阻塞電平，系統就可以正常的工作。

3.6 互調干擾分析。

互調干擾是指當有兩個以上不同的頻率作用于同一非線性電路或器件時，將由這兩個頻率相互調制而產生新的頻率，若這個新的頻率正好落于某一個信道而為工作與該信道的接收機所接收，即構成對該接收機的干擾，成為互調干擾。

3.6.3 減少互調干擾可以采取以下幾種方法：

（1）合理的頻率分配方案--采用無互調的信道組；

（2）合理調整干擾系統發射機的輸出信號功率；

（3）增加干擾系統發射機和被干擾系統接收機之間的隔離度--采用收發分開的天饋系統，通過信號的空間鏈路衰減增加隔離度；

（4）帶內互調干擾在發射端增加濾波器解決，帶外互調干擾在接收端增加濾波器解決。

3.7 系統隔離度分析。

系統間的最終干擾隔離度取雜散干擾、阻塞干擾中的最大值，綜合考慮雜散和阻塞后的系統隔離度要求如表8。

3.8 各系統干擾分析。

（1）各系統間的干擾消除要依靠合路器和濾波器來完成，從合路器和濾波器隔離度指標來看，隔離度與不同端口頻率間隔有關，目前業界寬帶合路器隔離度指標如表9：

（2）不同系統間的合路器隔離度指標和需求指標如下表10所示：由表可10以看出，系統間的隔離度可以通過頻率間隔來規避，系統間的干擾主要考慮規避互調干擾。

4. 干擾規避

4.1 干擾消除手段。

（1）外接濾波器提高系統隔離度；

（2）通過合理的頻點規劃提高系統隔離度；

（3）提高設備的射頻性能，提高雜散、互調、阻塞干擾指標可有效降低系統間干擾；

（4）天饋系統進行上下行分路建設。

4.2 POI合路器。

（1）3個網絡制式以內（含3個）可以采用普通簡單合路器完成合路，大于3個網絡制式需采用POI合路平臺來完成合路。

（2）POI（Point of Interface，簡稱POI）多系統接入平臺，指位于多系統基站信源與室內分布系統天饋之間的特定設備，它相當于性能指標更高的合路器，具有將多系統基站信源進行合路并輸出給室內分布系統的天饋設備，同時反方向將來自天饋設備的信號分路輸出給各系統信源的作用。 POI主要用于會展中心、展覽館、機場、地鐵等大型建筑室內覆蓋。

（3）通常POI的應用有收發合纜和收發分纜兩種方案（收發合纜方式見圖6、收發分纜方式見圖7）。

（4）兩種方案的具體對比如表11所示。

4.3 MIMO+收發分纜。

當LTE網絡采用雙通道方式實現MIMO功能時，各系統可采用如下方式接入：

（1）FDD雙工方式的網絡制式可以采用上下行分纜提高隔離度，例如GSM、CDMA、WCDMA。

（2）TDD雙工方式的網絡制式采用單通道方式，合路于FDD網絡上行通道上，減少下行信號對上行信號的干擾，例如TD-SCDMA。

（3）LTE網絡采用雙通道實現MIMO，包括FDD-LTE和TDD-LTE（MIMO+收發分纜方式見圖8）。

5. 總結

本文針對多系統共用室內分布系統中存在的三種干擾類型進行分析，計算出各系統間的隔離度需求，結合業界合路器的端口隔離指標，從理論上分析了多系統共用室內分布系統的可行性。多系統共用室內分布系統重點考慮雜散和互調的影響，當系統較少時，可只考慮雜散指標的要求，系統間存在的干擾可以通過外接濾波器、頻點規劃、提高設備的射頻指標、天饋系統分路建設等方式來規避，對于合路系統較少的中小規模場景來說，可以采取普通寬帶合路器構建的收發同纜室內分布系統，對于合路系統較多的復雜場景，建議采用POI構建的收發分纜室內分布系統。

參考文獻

[1] 3GPP TS 51.010-1.

[2] 3GPP2 C.S0011-C4.5.1.

[3] 3GPP TS34.121.

[4] 3GPP TS25.101.

[5] 3GPP TS34.122.

[6] 3GPP TS25.102.

[7] 3GPP 36.141.

[8] 3GPP 36.104.

[9] 耿建平.多系統共用分布系統的干擾分析[J].電信工程技術與標準化，2009.7.

[10] 呂晨光，TD-LTE無線網絡規劃研究[D].北京：北京郵電大學，2012.

[11] 蘇航.TD-LTE網絡規劃設計研究[D].北京：北京郵電大學，2012.

[12] 耿玉波，蔡慶宇，馮印健.LTE與2G/3G系統互操作研究[J].郵電設計技術，2012（1）：1-4.

[文章編號]1619-2737（2017）07-20-655