室内信号覆盖技术及应用研究 第2页
1 引言
1.1 研究背景
信号的室内覆盖是指无线移动通信网络在建筑物室内的网络信号覆盖。
近年来，移动通信不断发展，网络的室外信号覆盖日趋完善，信号覆盖质量得到了很大的提高。但随着成市中移动通信用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，移动通信用户在建筑物室内通话行为越来越多，室内的话务量和覆盖要求也不断上升。室内是移动通信网络为用户提供高质量、高容量的通信业务的重要区域，室内信号质量的好坏直接反映了运营商的服务质量的好坏，不仅关系到运营商的经济效益，同时也会影响运营商的形象和市场竞争力。
主要以建设室内分布系统来解决室内覆盖问题已成为国内外移动通信业界的共识。近10年特别是进入21世界以来，国内在这方面进行了大规模的建设，大大改善了室内的通信质量。然而，由于运营机制等多方面的原因，这种室内分布系统的建设基本上是各运营商按不同通信体制独立进行的，因而往往造成同一楼宇各自投资与重复建设的情况。
1.2 研究意义
目前，我国正处于第二代移动通信，通信体制比较多，包括GSM900、DCS1000、CDMA800和PHS1900等。同时，第三代移动通信体制已经在全国全面铺开，它包括三种不同体质。由于建设上的独立和不同步，不可避免会产生重复建设和多次施工等问题，对运营商和业主都十分不利。而且各系统独立建设，有限的空间资源使得不同系统的天线之间很难做到良好的隔离，容易产生比较严重的二阶、三阶互调干扰，网络的质量得不到保证。
在通信技术飞速发展的今天用户对网络覆盖的质量也越来越高。分布系统作为网络覆盖和网络优化的重要手段在网络建设中扮演着举足轻重的角色；但在改善网络质量，提高系统容量的同时，室内分布系统另一方面也在不同程度地影响着网络质量。如果室内分布系统的设计以及调试不能满足网络要求时，会影响局部网络乃至整个网络的性能。
室外移动网络建设的关键是频率规划及覆盖范围的设计，而对于室内分布系统更主要的是如何选择合适的分布系统及天线安装位置；同时，选择合理的布线方案、器件选择、指标选择与分配等，以求达到覆盖效果的同时，不会对周边网络造成影响。
随着我国电信市场的逐步放开和3G的已经来临，将会有越来越多的运营商提供无线通信服务，大批基站即将兴建，户外设站资源日益匮乏；同时，随着生活节奏的加快家庭和办公室逐渐成为人们的主要生活场所，人们对室内无线网络的质量和容量的提出了更高的要求。因此，随着室内分布系统的完善，今后必定会成为室内覆盖技术的主要部分。
2 移动通信技术
2.1 现代移动通信演进及技术
移动通信网络的服务质量主要取决于移动通信网络信号的覆盖质量。移动通信网络信号覆盖系统的重要设计指标是无线覆盖区内的可接通率，例如要求在无线覆盖区内的95%位置、99%时间，移动台应该能接入网络。另外，不同网络小区无线信号的覆盖边缘场强指标具有严格要求，以便保障用户在各小区之间移动时有良好的通信无间断切换，以保障用户的通信质量。
实现广域覆盖是移动通信网络发展的目标之一，但是单纯地追求广域覆盖还是远远不能满足业务需求。因为不同区域的用户需求和业务价值不同，必须加以区别对待，例如基站密度在人口密集的城镇就远远高于地广人稀的农村。下图为室移动通信技术发展梯图
图1-1移动通信技术发展
据2G移动通信网络的数据统计分析，室内的覆盖面积只占移动通信覆盖区域总面积的20%左右，用于解决室内覆盖的基站数量只占基站总数的25%左右，但在室内却产生了所有覆盖区域的业务量的70%。对于3G移动通信而言，移动通信业务潜在的市场也将主要集中在以下几类重点区域：密集的城区，包括市中心，商业区、公司等热闹的场所；休闲区域，包括机场、商业区、宾馆等；以及宏蜂窝覆盖不到的场所，如隧道、地铁、地下区域等。建筑物室内也是运营商展开市场的主战场之一。3G移动通信网络为终端用户提供了许多新的业务，包括视频电话、游戏、多媒体短信服务（MMS）、E-MAIL、WEB上网等，这些新业务更容易在室内应用，而且要求更高的网络容量和QOS保证。据分析，建筑物室内用户更有可能使用3G移动通信网络丰富多彩的数据业务。因些据专家预测，未来3G移动通信网络业务中将有90%的数据业务发生在建筑物室内。业界普遍认为，建筑物室内区域是在3G发展过程中能够带来高回报的区域。可以说，完善建筑物室内覆盖意味着扩大覆盖区域，提高频率资源利用率，提供更大的网络容量，吸引更多的用户，产生更加大的通信业务和服务消费量，从而带来营业收入的增加。因此可以说，保证网络良好的室内覆盖，是提高服务等级、发展客房关键，是决定3G移动通信网络成败的重要因素之一。
移动通信发展至今,已经从第一代以FDMA为主的模拟信号,向现在全面普及的以GSM、CDMA为主的第二代数字信号以及即将展开的以CDMA、TDMA为主的第三代移动通信标准转变,
图1-2移动通信标准演进
以下是对现在主要的各移动通信标准技术的研究分析：
1．GSM系统
GSM是Global System for Mobile Communication 的缩写。意思是全球移动通信系统。分GSM900、DCS1800和PCS1900三个频段，一般的所谓的双频手机就是在GSM900和DCS1800频段切换的手机。PCS1900(PCS1900 - Personal Communications System operating in the 1,900MHz band.)则是别的一些国家使用的频段(如美国)。 GSM900/1800分别是工作在890~960mhz/1710~1880mhz频段的。GSM900的手机最大功率是8W，而DCS1800的手机的最大功率是1W。
GSM900/DCS1800/PCS1900的区别: GSM900是初始的GSM 系统, MOBILE 的功率从输出1W-8W, GSM900的通道从1 ~124, DCS1800的通道从512~885; DCS1800是低功率的, 最高是1W;
GSM的频段：GSM900 小区半径35km 上行880~915MHZ 下行将925~960MHZ
PHASE2: 890~925MHZ 和935~960MHZ; 通道号1---124.
GSM1800小区半径2km(由于1800mhz手机的低功率) 上行1710~1785MHZ 下行1805~1880MHZ。
PHASE2: SAME; 通道号 :512—885. 为高密度的用户.
GSM1900: 1850~1910MHZ 1930~1990MHZ
上行和下行组成一频率对, 上行就是手机发射、机站接收；下行就是基站到手机。 例如935-960 和890-915 相差45MHZ, 第二个通道上, 上行落后下行三个时系.
GSM系统组成：GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统。 基站子系统（简称基站BS）由基站收发台（BTS）和基站控制器（BSC）组成；网络子系 统由移动交换中心（MSC）和操作文护中心（OMC）以及原地位置寄存器（HLR）、访问 位置寄存器（VLR）、鉴权中心（AUC）和设备标志寄存器（EIR）等组成。（如下图）
图1-3 GSM网络结构图
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