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关于PHS室内分布系统设计与优化的探讨

新疆电信有限公司长途传输局路江华

摘要：文章主要介绍PHS室内分布系统原理、结构、链路与容量计算，电梯的覆盖方法，及为满足系统将来升级对目前设计与施工的要求。分析与总结了部分本地网PHS室内分布系统运行质量及存在的问题，提出相应的优化方法，简述了PHS室内分布系统向3G过渡的重要意义。
关键词：PHS基站室内分布天线电平容量

PHS业务近几年有了快速发展，截止到2006年4月PHS用户数已突破8000万户。PHS用户占固定电话用户的比例逐渐升高，来自PHS业务的收入已成为固网运营商的重要收入来源。
随着网络规模的不断扩大，基站数量的不断增加，PHS网络在城市的室外已基本做到了无缝连接，话音质量也得到不断地完善和提高，但随着城市PHS用户的增加，广大用户对服务质量要求不断提高，在满足于良好室外移动通信服务的同时，也要求在室内（特别是星级酒店、大型商场、购物中心、高级写字楼等）能享受优质的移动通信服务。而上述场所由于其建筑结构复杂，多采用钢筋混凝土架构，全封闭式装修，对信号有很强的屏蔽作用，外部的PHS基站信号受到建筑物的屏蔽和衰减特别严重，室内往往是覆盖盲区，因此，如何解决好室内信号覆盖，满足用户需求，提高网络质量，已变得越来越重要，正成为运营商今后几年网络优化的一个重点。
一．PHS室内覆盖需求区域
（1）在一些高层建筑的底层或地下建筑物，基站信号通常较弱，存在部分盲区。
（2）在一些大型建筑的中高层部分，进入室内的无线信号非常杂乱，既有附近几个基站的信号，也有远处基站的信号通过直射、折射、反射、绕射等方式进人室内，导致室内接收信号忽强忽弱极为不稳定，切换掉话严重。
（3）在一些高话务量建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是用户密度太大，信道十分拥挤，手机上线困难。
为解决以上所述区域的室内信号覆盖问题，最有效的方法是在建筑物内设置室内覆盖分布系统。将基站的信号通过有线方式直接引入到室内的每一个区域，再通过小型天线将信号发送出去，从而达到消除室内覆盖盲区、抑制干扰，为楼内的每一个用户提供稳定、可靠的室内信号，确保正常的通信。
二．PHS室内覆盖系统的组成
室内分布系统主要由三部分组成：信号源设备（微蜂窝、宏峰窝基站或室内直放站）；室内布线及其相关设备（同轴电缆、光缆、泄漏电缆、电端机、光端机等）；干线放大器、功分器、耦合器、室内天线等设备。其中信号分布包含四种基本方式:
1．无源天馈分布方式
通过无源器件(功分器、藕合器等)和天线、馈线，将信号传送和分配到室内所需位置，以得到良好的信号覆盖，设备性能稳定、安全性高、维护简单，缺点是覆盖面积受基站输出功率的限制。根据集团公司相关文件建议，5千平米以下尽量采用无源系统。
2．有源分布方式
有源系统的信号经过各级衰耗后，到达末端时可以被通过有源器件(有源集线器、有源放大器、有源功分器等)放大，通过天馈线进行信号放大和分配，达到理想的强度和覆盖效果，大型同轴电缆室内分布系统通常需要多个干线放大器作信号放大接力。但是它近端和所有远端设备都需要电源，建设、维护复杂。这种方式适合大面积、多楼层的建筑内部实施信号覆盖。
3．光纤分布方式
光纤分布方式主要利用光纤来进行信号分布。通过光电转换，将射频信号转换为光信号传送和分配到所需的室内环境，再转换回射频信号，进行信号分配和覆盖。
光纤线路损耗小，不加干线放大器也可将信号送到多个区域，保证足够的信号强度，性能稳定可靠，但在近端和远端都需要增加光电转换设备，系统造价高，适合质量要求高的大型场所。
4．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特定尺寸的开口，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、电梯等地形。
泄漏电缆室内分布系统安装方便，但系统造价高，对电缆的性能有严格要求，除非特定场合，一般不采用这种方式。

三．链路与容量设计
1．覆盖区场强计算
理论上，在PHS系统中，如果移动台当前的接收信号强度低于32dBuV（-75dBm），则开始进行其他信号的搜索，当强度低于24dBuV（-83dBm），开始产生切换，这种切换在同CSC间的切换时间较短（100ms），但在不同CSC间的切换时间较长（1.2s），因此，要保证不产生切换或切换掉话，则必须保证信号足够强（建议大于32dBuV），而且尽量保证切换在同一CSC内。
由空间自由衰减计算公式Ls（dB）＝32.45+20lgf(MHz)+20lgd(km)可计算得到1900MHz信号在空间的衰减值，见下表：

Ls（dB）＝32.45+20lg1900+20lgd(km)=98.6+2