浅析室内分布系统共建共享链路预算与干扰抑制

沈化岩

【摘要】 本文首先对链路预算和多系统间的干扰进行了详细的解析，结合各网络制式的链路预算对比，并从利用技术手段抑制干扰对多系统共建共享进行了技术分析，为室内分布系统共建共享提供了重要的依据。

【关键词】 共建共享 覆盖链路预算 干扰隔离度 POI

引言

随着共建共享的推进，室内分布系统将面临着不同运营商、不同网络制式共存的局面，对室内分布系统的规划、设计和建设提出了更高的要求。因此在对室内分布系统规划和设计时需要统筹考虑各种网络的技术要求，利用技术手段抑制干扰，运用链路预算进行功率预分配，以使室分资源得到充分、合理的利用，同时有利于今后室内分布系统的进一步升级，避免重复建设、频繁改造。

一、链路预算

1.1链路预算的作用

通过对系统中上、下行信号传播途径中各种影响因素的考察和分析，对系统的覆盖能力进行估计，获得保持一定呼叫质量下，链路所允许的最大传播损耗。 室分系统链路预算的目的：得到上、下行的室内（室外）允许的最大路损。链路预算的作用就是信号从基站发出，计算到每个覆盖点的电平值大小，最终能够得到基站的覆盖面积，确认是否存在上、下行不平衡，主要用于覆盖规划中。

1.2链路预算分析

链路损耗分为两部分，一部分为空间损耗，另一部分为信源到天线端口损耗，简称线路损耗。采用无源设备组网时一般链路计算可以只考虑下行链路预算，在有源设备组网时需要考虑上、下行平衡以及上行噪声系数。

1.2.1无线侧链路预算

无线侧链路预算：根据边缘场强和覆盖半径计算出天线口输入功率的大小。

天线口输入功率=边缘场强+空间损耗+穿墙损耗-天线增益

在室分系统天线口功率设计时，需要结合小区分层结构，综合考虑边缘场强、信噪比、外泄等指标来制定。根据覆盖区域需求的最大电平值通过无线链路预算反推天线口输出功率，必要时可采用定向天线来降低外泄。

室内空间传播模型主要有三种，分别是自由空间传播模型、Keenan-Motley模型、ITU-RP.1238模型，根据理论数据分析三者在室内大部分环境下链路预算差异在1 dB以内。当在实际工作中使用自由空间模型时需结合地区的具体情况进行了修正。

（1）自由空间传播模型

自由空间传播模型是最简单的传播模型，无线电波的传播损耗只与传播距离和电磁波频率有关，如下式所示：

PL（d）=32.45dB+20LogF（MHz）+20LogD（km）

（2）Keenan-Motley模型

PL（dB）=PL（d0）+10×n×Lg（d/d0）+K×F（k）+P×W（p）

自由空间传播损耗公式如下：

PL（d0）=32.45[dB]+20Lg（d0[km]）+20Lgf[MHz]

（3）ITU-R P.1238模型

L=20Log（f）+N Log（d）+Lf（n）-28dB+Xδ

N：距离损耗系数；F：频率，单位MHz；d：移动台与发射机之间的距离，单位为m；

Lf（n）：穿透损耗系数。

1.2.2有线侧链路预算

有线侧链路预算：根据到达天线口的功率，确定根节点需要输入的功率。具体预算如下：

天线口输入功率=有源设备输出功率–∑无源器件损耗–∑接头损耗–∑馈线损耗

计算时需结合相关设备输出功率及馈线器件损耗值。

1.2.3 “链路预算”设计核心思想

图1为有关链路预算的案例示范，规划设计人员在实际的方案设计中，应遵循以下步骤进行：

1）根据模拟测试的结果，确定天线的点位；

2）以目前各网络的边缘场强及C/I为基础，结合无线链路的损耗确定天线口功率，无线链路损耗使用P loss=Ploss1m+20Log（d）+FAF+θ进行计算，方案规划设计时主要计算靠近窗边区域、地下室车辆出入口、1F大厅出入口或者边缘覆盖区域的室内天线口功率，其他区域功率可参照该功率值进行修正；

3）建议各网络信源设备输出功率至少预留3 dB的余量，可以降低信源设备及前级器件的功耗，并为后续系统优化留有余量。

1.2.4 运用链路预算，评估通过改造现网室内分布系统，共享建设新网络制式室内分布系统案例

图2为改造现网3G室内分布系统，共享建设4G室内分布系统可行性分析

1）简单直接合路时，LTE的覆盖半径小于CDMA，在相同位置LTE与CDMA导频强度差8.9dB。

2）若CDMA边缘接收场强>=-76dBm，则满足LTE边缘RSRP>=-105dBm要求，可以直接合路；

若CDMA边缘接收场强<-76dBm，则需要通过增加天线密度进行室分改造。

若其他网络制式室内分布共建共享时，可运用链路预算，参照此方式进行规划、设计。

二、系统干扰

在进行室内分布系统建设时，常常会遇到多系统共存的情况，因此首先必须弄清楚多技术制式之间的干扰，才能利用相应的技术手段进行抑制，系统间干扰通常主要包括杂散干扰、阻塞干扰以及交调干扰。

2.1杂散干扰

杂散干扰对系统最直接的一个影响就是降低了系统的接收灵敏度，在分析杂散干扰时主要考虑其他系统的带外杂散落在本系统工作带宽内的功率对抬升本系统工作带宽内系统底噪的影响。一般把3dB作为一个标准，如果比本系统工作带宽中的空间热噪声低，则该杂散对本系统的接收没有产生影响；如果杂散功率高于相应带宽内的热噪声功率，则系统的接收灵敏度将会受到一定程度的影响。

2.2阻塞干扰

阻塞干扰与接收方接收机的带外抑制能力有关，涉及载波发射功率、接收机滤波器特性等，接收方接收机将因饱和而无法工作。具体来说，当某几个信号或其频率组合成分落在这几个系统中某基站接收机接收信道带宽之外，却仍能进入该基站接收机，当干扰大于标准中所规定的干扰电平，就会引起接收机灵敏度的下降，恶化接收机的性能，这时就引起了阻塞干扰。对于整个系统的阻塞干扰信号的抑制，只能通过多频合路器的通道隔离度来实现。消除阻塞干扰对多频合路器的通道隔离度的要求并不高，只要隔离度满足杂散干扰的要求，就一定能满足阻塞干扰的要求。POI（Point of Interface），即多系统接入平台，指位于多系统基站信源与室内分布系统天馈之间的特定设备，它相当于性能指标更高的合路器，具有将多系统基站信源进行合路并输出给室内分布系统的天馈设备，同时反方向将来自天馈设备的信号分路输出给各系统信源的作用。2016年开始以下六类场所的室分系统由铁塔公司承建：地铁、机场、交通枢纽、特大型场馆、大型楼宇、党政机关六大类重大公用专用所。目前铁塔集团招标采购的POI有两种型号：9频、12频。如果POI的系统隔离度超过隔离度指标，就可满足各个系统的隔离度的要求。

2.3互调干扰

当多频信号通过某四端网络后，由于四端网络的非线性，必然会产生谐波分量和各频率的组合分量，其中通常称2f1，2f2，f1±f2，······频率分量为二阶互调产物；称f1±2f2，f2±2f1，f1±f2±f3，······等频率分量为三阶互调产物。这些互调产物如果正好落在合路系统的某上行信道内，无法用滤波器滤除（因为与上行信号频率相同）而造成干扰。产生互调干扰最严重的部分是有源器件，包括发射机、接收机、放大器，也包括一些无源器件，如合路器、电桥等，另外包括电缆接头、天线本身、泄露电缆等也存在一定的非线性因素，这些都是产生互调产物的可能来源。

三、总结

综上所述，在考虑到网络实际因素，并通过“链路预算”进行天线口功率的差异化分配后，室分系统的设计才能真正的精细、合理应对网络现状，同时可适当降低不必要的投资成本，确保方案的针对性和高效性。而最终天线隔离度的要求需要考虑杂散干扰和阻塞干扰的综合影响，取其中最严格的隔离要求，如共用室内分布系统，需选用满足隔离要求的合路器（或POI），如不共用室内分布系统，各网络制式的天线需满足安全距离，必要时加装滤波器。

参 考 文 献

[1]李军.移动通信室内分布系统规划、优化与实践.机械工业出版社， 2014.11.01

[2]高泽华，高峰，林海.室内分布系统规划与设计--GSM＼TD-SCDMA＼TD-LTE＼WLAN. 人民邮电出版社，2013.01.01

[3]吴为.无线室内分布系统实战必读.机械工业出版社，2012.01.01