杨营

【摘要】移动通信网络在当前社会中的应用越来越普及，这给现代通信事业发展起到了极大推动作用。但由于移动通信网络在技术层面需要依靠各种室外站点与室内系统来将信号源传递到用户终端上，所以在此过程中，不得不考虑到信号源的损耗问题，以确保通信网络能够按照设计要求完成目标覆盖。在影响移动通信覆盖性能的众多因素中，室内天线的分布位置是不能忽略的，本文就以此为研究对象，首先介绍了现代移动通信网络，然后以GSM网络为例对移动通信室内分布系统及其工作原理进行分析，最后结合实际案例研究了室内分布天线位置对其覆盖性能的影响。

【关键词】移动通信;通信网络;GSM;室内分布

引言：现代通信技术的发展使得移动通讯网络已经在全国范围内广泛覆盖，给现代信息传播带来了极大便利。然而由于社会高速发展造就了复杂的城市环境，且现代建筑建设中不断运用各种新型材料，这都对移动通信传播中的电磁波穿透性造成极大影响，从而使移动通信网络的信号强度减弱，同时通信覆盖范围也相应缩减。对此，就需要在以往单一室外通信站点的基础上增加室内分布系统，以满足室内移动通信的需求，保证通信质量。本文以移动通信GSM网络为研究对象针对其室内分布天线的位置对网络覆盖性能的影响展开分析，希望能对移动通信室内系统设计提供参考。

1. 移动通信网络概述

所谓移动通信网络是一种连接移动用户与固定用户或移动用户与移动用户的一种通信介质。我国移动通信中所使用的通信网络主要为GSM网络，其属于移动通信网络中的一种，本身具有移动性、自由性等特点，给公民的通信带来极大便利。在移动通信的覆盖范围与作业方式上，其大体可分为双向对话式蜂窝共用移动通信、单向或双向对话式专用移动通信、单向接收式无线寻呼以及无线本地用户环路等。目前，移动通信网络GSM已经成为广泛使用的移动通信网络之一，覆盖范围极广。在室外覆盖方面，GSM网络主要依靠室外宏站与补充室来保证其网络的覆盖面与强度。但由于城市中环境复杂，所以室内GSM分布系统的载频容量往往较低，使得通信不畅通，因此需要进行室内天线分布系统设计，科学选择天线分布位置。而这也正是移动通信当前需要不断加强研究的重点内容之一在网络结构上，GSM网络主要由核心网、无线接入网组。其中核心网由MSC移动交换机与SGSN设备组成，无线网络则由BSC基站控制器、BTS基站设备以及手机移动终端共同组成。

2. 移动通信网络室内分布系统及其工作原理

移动通信网络的室内分布系统是室外站点的一种补充，其主要用于解决因现代建筑材料给通信电磁波传播带来的损耗问题。具体而言，移动通信室内分布系统主要由信号源和天馈分布系统构成。其中信号源包含宏蜂窝、微蜂窝、分布式基站以及直放站，天馈分布系统则由馈线、合路器、功分器、干线放大器、耦合器、天桥以及天线构成。

由于针对不同的室内结构和通信覆盖需求，室内分布系统通常会有多种设计类型，而常用的分布系统类型主要有：①同轴电缆分布系统，即利用功分器与耦合器对信号源输出能量进行分配，然后再利用同轴电缆与天线将之在室内进行均匀分布，以此来避免室内出现信号源覆盖不到的区域。该系统类型不仅性能稳定、易于调整、成本低，且具有较强的兼容性。②光纤分布系统，即通过单模光纤来完成信号的传输，由于光纤传输中的人损耗小、容量大、抗干扰能力强，所以同样能够达到信号源在室内均匀分布的目的。该系统通常多用于远距离信号传播。③泄露电缆分布系统，该系统是基于泄露电缆本身具备传输与收发特性从而利用其进行信号传输以达到信号源均匀分布的目的。该系统具有损耗均匀且信号稳定的优点，但因其造价高且施工困难，所以应用范围较窄。

在室内分布系统中，天线的分布位置对信号覆盖范围及通信质量影响较大。一般而言，在选择室内天线分布位置时需要利用上下行无线链路即手机所处区域上下行信号强度来测算其具体覆盖范围。通常情况下下，手机接收信号强度的计算需要由天线发送功率减去传输中的各种损耗，其具体公式为：Prx=Ptx-路径损耗-其它各种损耗。

3. 移动通信室内分布天线位置选择对其覆盖性能的影响

要了解移动通信室内分布天线位置对其覆盖性能的影响还需要结合实际情况进行分析，此处以某具有室内分布系统的小区高楼为案例进行测试。测试中选择的楼层为第5层，采取CQT呼叫拨打的方式来测试其室内分布信号情况。

3.1 楼层室内天线分布设置基本情况

该楼层楼道内的天线出口功率与楼道接收信号强度具体如图1所示。其中六个内室都布置有天线，经测试其各天线出口功率基本都能够达到-20dBm，且楼道内信号最小处也达到-55dBm。由此可见其室内天线分布基本具有足够的覆盖性能，且其信号覆盖设计已经达到电磁环保要求的最大限度，不能再增大，否则将对人的健康造成不良影响。

3.2 室内天线输出功率的开、关门测试

从图1中可以得知房间大门外的天线输出功率为-20dBm，为进一步了解天线对室内通信作用与移动业务影响，可进行开、关门测试。

3.2.1 房间开门测试

通過开门测试可以发现利用扫频测量仪测出的各BCCH载频信号强度与手机接收的实际强度基本一致，这说明该楼层室内的信号较邻区信号要强，但在手机呼叫时，其将会在某些位置出现短时间内信号变弱的现象。

3.2.2 房间关门测试

在针对图1中右上角的房间进行关门测试时，经过对该楼层各个室内手机在不同区域位置的信号强度进行测试，可以发现关门状态下扫频仪测量测出各BCCH载频信号强度与手机接收到的强度相吻合，其测试数也基本都能达到室内设计规范，其中20926小区的信号强度甚至高于-80dBm，这说明手机在室内发生位置移动时其室内信号虽然逐渐变弱，但当呼叫过程切换到邻区后则信号会再次变强。

通过对上述实际案例的分析可以初步总结出室内天线位置的人不同必然会对移动通信覆盖性能产生影响，且室内空间中受建筑材料影响其传输损耗也各不相同，这就需要在设计天线位置时要尽可能对室内空间建议利用，并充分考虑到不同区域障碍物的材料问题，以尽可能对移动通信网络资源进行利用，确保信号强度能够满足人们的日常通信与上网需求。

参考文献：

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