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机场无线通信系统建设谋求共网方式LTE纳入考量

2012-09-06成都双流国际机场陈清华谢鑫

通信世界 2012年37期
关键词:航站楼天线功率

成都双流国际机场 | 陈清华 谢鑫

江苏省邮电规划设计院有限责任公司 | 毕丹宏

近年来成都双流国际机场的客流量日益增加,新建的候机楼可满足客流容量为3800万人次,其语音和数据业务需求将大幅增加。候机楼内的无线网络覆盖,需要充分考虑现有的语音业务和数据业务数量和种类,又需要有前瞻性,对远期的网络规划做出合理提前布局。

为保证机场的服务质量,网络需要提供良好的通话质量和数据业务体验度。据悉,成都可能成为国内TD-LTE实验网建设的城市。考虑到各个系统的传输能力,在网络的建设和优化时,机场网络需要考虑到TD-SCDMA、WCDMA、CDMA、HSDPA、WLAN等制式。同时,还需提前考虑LTE引入等因素对分布结构的影响,避免后期频繁改动。

航站楼室内无线网共建需求

机场航站楼内的网络是典型的室内分布系统。新航站楼分为地下两层,地上5层(含夹层)。航站楼建筑结构复杂,有电梯井、地下室、电子设备机房等;装修过程大量使用金属,诸多原因导致出现许多无线信号弱点和盲点。这样会导致室内分布系统分区多,分区间干扰控制难度大。因此,需要制定完备的方案,保障无线信号的全面有效覆盖。

国内已经有很多无线通信系统的建设,实现了通信设施设备的共建共享,例如:昆明机场航站楼的室内覆盖系统,上海世博会期间三大运营商的网络建设等。共用资源包括:铁塔、杆路、基站、传输路线等。因此,建设多网共用设备和线路的室内分布系统,是一个实际而很有价值的选择。

图1 多系统共网建设示意图

室内分布系统共网建设的示意图如图1所示。图中的多家运营商拥有自己不同的基站设备,通过POI(Point of Interface)设备将多系统的信号合路,引入统一的天馈分布系统进行传输。其中POI适用于合路系统多于3个的情况,POI能够较好地抑制多系统间的交调。为保持信号足够的功率,各运营商拥有各自的干放设备。不同运营商通过各自的天线进行放大,完成无线信号的覆盖。实际中,不同运营商的设备共建共享可能有不同组合。

由于航站楼的结构复杂,业务量按机场功能区的不同呈点状分布,候机大厅、VIP候机厅等业务热点区域需求量极大。为满足网络的无缝覆盖,需要对整个航站楼内进行区域划分,采取分区覆盖方式。合理划分小区,满足高业务量及点状分布特征的需求,并尽量减少小区间的干扰。

首先,根据不同区域的功能及不同用户的具体要求,测量和分析不同分区的信号功率需求;然后结合不同分区的空间特点,选择合适的天线形式,确定天线的物理位置、数量。实际中考虑采用“多天线小功率”原则,即采用较低功率的天线,进行小区域覆盖。这样在布网后能灵活调整功率,满足不同功率需求。

为迅速组网和灵活覆盖,也可以采用射频拉远技术,即 BBU (基带部分)+ RRU (射频部分)结构。两个设备之间采用光纤传输信号,这种方案信号在传输过程损耗低,不泄露,不易受电磁波干扰。RRU拉远适用于大面积、复杂区域的室内覆盖。

室内共网建设和优化关键

新建航站楼室内分布系统的建设和优化,需要统筹考虑多家运营商,保证各种制式网络的信号质量,将网络间的干扰降低到合理水平。对于共址建设的系统,需要根据系统参数,具体计算分析二者之间的相互干扰。

WLAN和TD-LTE技术的频谱带宽比 GSM和TD-SCDMA宽很多,而且它的频谱利用率提高到很多。从这个角度讲,WLAN和TD-LTE更适合承担高速数据业务,适合于后期航站楼内的业务需求。这里对WLAN和TD-LTE的室内共网建设进行分析。

使用多频合路器(POI)实现多个移动/无线系统共用同一分布系统。当WLAN系统与其他系统合路组网时,优选的组网方式是WLAN在末端馈入网络。例如当GSM、TS-SCDMA、TD-LTE与WLAN共网建设时,合路方案如图2所示。WLAN信号通过多频合路器,将射频信号直接馈入TD-LTE室内信号分布系统,实现射频信号共用天馈传输。

图2 多系统合路组网示意图

国家无线电管理委员会对2.4GHz频段设备的功率限制,使得AP最大输出功率一般为100mw(20dBm)。由于AP发射功率有限,在天馈系统中经过层层分支后,信号到达末端时可能功率不足。为了使单个AP的信号覆盖更大区域,需要使用WLAN功率放大器,将AP信号放大。

不同厂商的合路器指标之间存在一定的差异性。因此,室内覆盖系统进行WLAN和TD-LTE共网覆盖时,可能会出现系统间耦合损耗达不到共存标准的情况。此时,需要在WLAN信号和TD-LTE信号接入室内覆盖系统前增加滤波器,以降低WLAN设备在2.3G~2.4GHz频段上的泄漏,以及降低TD-LTE设备在2.4GHz以上的带外泄漏,从而满足共存要求。

为了使两种无线通信系统合理共存,还需要综合使用频谱隔离、站点隔离、天线隔离、外置滤波器等综合措施,在现场加以解决。

测试表明,TD-LTE(E频段)和WLAN共室内分布系统组网时,需要满足最小耦合损耗(MCL)为86dB;采用末端合路馈入方式时,对合路器隔离度要求为70dB,室内分布天线水平距离至少为1m。实现LTE与WLAN共室内覆盖系统,需要预留约20~30MHz保护带。并且从频率上看,TD-LTE和WLAN系统信号频谱有至少30M的隔离,满足共室覆盖要求。

机场航站楼客流量大,对数据业务需求高,需要建设支持高速率业务的通信网络。航站楼内楼宇资源有限,对不同通信系统的进行共网建设,可以减少空间占用;同时,可节约线路、传输设备的成本开销。

值得注意的是,建设方还需要通过技术分析和合理布网,使网间干扰在合理范围内,从而实现不同系统对资源的共建共享。

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