張聞?wù)?/p>

(上海交通大學(xué) 信息安全工程學(xué)院，中國 上海200240)

0 引言

傳統(tǒng)方式下，電信運營商通過在室外增加宏基站，室內(nèi)新建室內(nèi)分布系統(tǒng)的方式補點盲區(qū)，加強覆蓋。但隨著城市化建設(shè)的推進(jìn)，高樓迭起，而這些建筑物一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對室外信號的屏蔽嚴(yán)重，而室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)又牽涉到大量業(yè)主協(xié)調(diào)，施工難度大，通常只能將天線布放在井道或者走廊上，無法實現(xiàn)用戶室內(nèi)的深度覆蓋。為了解決天線入戶難的問題，首先想到的就是能否利用用戶家中現(xiàn)成的布線將無線信號引入到用戶室內(nèi)，這樣施工即簡便快速，又能根據(jù)用戶不同的情況來按需布放天線。從目前已建成的辦公樓宇與居民小區(qū)來看，有線電視基本上已經(jīng)實現(xiàn)全覆蓋,有線電視線入戶已經(jīng)成為標(biāo)配。如果我們的無線信號能夠通過有線電視線傳輸進(jìn)用戶室內(nèi)，再在用戶室內(nèi)放置一個用于信號接收與發(fā)送的裝置，就能解決天線入戶難的問題了。TADS(Triple-Networks Access Distribution System，三網(wǎng)接入分布系統(tǒng))正是順應(yīng)這種需求，通過有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸無線信號的一種室內(nèi)覆蓋延伸技術(shù)。

1 TADS系統(tǒng)介紹

1.1 技術(shù)概述

TADS系統(tǒng)是無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的一種室內(nèi)信號分布系統(tǒng)，是以有線電視線作為傳輸介質(zhì)傳送移動與WIFI信號，實現(xiàn)高帶寬、全雙工、低損耗傳輸、分配的通信設(shè)備的總稱。其網(wǎng)絡(luò)組成由功分器、接入單元、用戶盒組成。功分器將一路無線信號平均分成兩路或者四路，接入單元將CATV信號與功分后的無線信號進(jìn)行合路，通過有線電視線進(jìn)行傳輸，用戶盒分為有源和無源兩種，其在用戶處將CATV信號和無線信號進(jìn)行分離，實現(xiàn)無線信號覆蓋和CATV信號的傳輸。

圖1 TADS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

1.2 可行性分析

我國目前的廣電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃頻率在5MHz～1GHz之間，大部分地區(qū)使用到650MHz頻段為止，最高不會超過750MHz。移動通信頻率以中國移動為例，其使用的頻率范圍在890MHz～2025MHz之間，可見有線電視信號和移動通信信號之間不存在頻率沖突，利用同軸電纜傳輸這兩種信號是可行的。

由于1GHz以上的高頻信號在同軸電纜中傳輸會有一定損耗，利用測試工具，我們知道在900MHz頻段下，無線信號在同軸電纜中傳輸?shù)膿p耗為2dB/10m，根據(jù)典型的傳播損耗公式：

PL(d)=20Log(4πf/c)+E·Log(d)

其中：E 為環(huán)境因子；f為頻率(單位：Hz)；c 為光速(單位：m/s)；d 為距離(單位：m)。

環(huán)境因子考慮了包括了墻隔、樓梯、間隔等典型損耗，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)以及室內(nèi)分布的經(jīng)驗而來，一般室內(nèi)取值35。

傳統(tǒng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)天線布在樓道里，離室內(nèi)最遠(yuǎn)距離約為20米，經(jīng)計算，無線信號在空間傳播的損耗為77dB。同樣的距離用同軸電纜傳輸?shù)脑挀p耗為4dB.可見利用同軸電纜入戶能夠有效降低信號的傳播損耗。

按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB7041規(guī)定，有線電視圖像質(zhì)量主觀評價值要在四級以上，即載噪比要在43dB以上，CATV載波的信號強度在-30～-50dBm之間，所以底噪要在-90dBm以下，才能對CATV圖像質(zhì)量無影響。實際使用的GSM設(shè)備的帶外噪聲小于-120dBm，帶內(nèi)噪聲小于-60dBm，由于用戶盒的帶外隔離度達(dá)到-30dB以上，所以GSM的帶內(nèi)噪聲到達(dá)電視端口處要小于-90dBm，可見引入GSM對原CATV的信號質(zhì)量并無影響。

1.3 應(yīng)用場景

1）對于導(dǎo)頻污染嚴(yán)重的高層住宅，傳統(tǒng)室內(nèi)布線系統(tǒng)只能將天線布到電梯口或樓梯間，對住戶室內(nèi)的深度覆蓋不夠，導(dǎo)致做完室分系統(tǒng)后，仍存在較多質(zhì)差投訴，針對此問題，可以從原有或者新建室分系統(tǒng)的信源取信號，通過多個一分十二的接入單元同有線電視信號合路，并分離出N*12路信號通過有線電視線分別傳入不同的用戶室內(nèi)，達(dá)到解決投訴的目的。

2）快速解決VIP客戶，別墅區(qū)的零星投訴。對于急需解決的用戶零星投訴，只需在樓道間用一分四的接入單元同有線電視信號合路，通過用戶室內(nèi)放置的用戶盒分離有線電視信號和手機信號，達(dá)到快速覆蓋的目的。

1.4 合路方式

1）前級合路：直接在CATV干線放大器后的位置將無線信號合路進(jìn)去，在到達(dá)用戶終端時再用用戶盒分離有線和無線信號。這種方式施工簡便，只需建設(shè)較少布線即可完成覆蓋。但這種合路方式下，無線信號在同軸電纜中傳輸?shù)穆窂捷^長，而同軸電纜的高頻損耗較大，為了使用戶端的功率足夠，需要加大無線側(cè)的輸入功率，對有線電視網(wǎng)絡(luò)中的分配器和分支器等器件的指標(biāo)要求高，而且末端功率不好控制，對設(shè)計的要求也很高。此種合路方式適用于原本沒有分布系統(tǒng)的小區(qū)進(jìn)行快速布線。

2）中級合路：使用功分器將無線信號分成幾路在CATV末端干線放大器的各支路后進(jìn)行合路，在到達(dá)用戶終端時再用用戶盒分離有線和無線信號。此種方式相對前級合路減少了無線高頻信號在同軸電纜中的傳播距離，功率損耗較低，一般器件的指標(biāo)都能滿足，投資中等，末端功率控制隨較前級合路容易，但仍有一定的設(shè)計難度。

3）末級合路：在用戶終端的分支器輸出端前將無線信號合路進(jìn)去，在入戶后再用戶盒分離有線和無線信號。此種方式功率控制最容易，對各種器件的指標(biāo)要求最低，但由于只是利用了進(jìn)戶的那段同軸電纜，其他地方仍舊需要新建布線，投資相當(dāng)于新建一套室分系統(tǒng)。此種合路方式適用于零星補盲。

1.5 影響系統(tǒng)性能的因素

1）無源器件的性能指標(biāo)：合路器、分支器以及同軸電纜的隔離度、插入損耗、頻率損耗等。

2）有源用戶盒的使用：有源用戶盒使用越少，系統(tǒng)干擾就越少越穩(wěn)定。

3）CATV的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：分支所帶的用戶越少，越容易達(dá)到覆蓋要求。分支越小，功率損耗就小，就能使用無源終端，系統(tǒng)性能就越好。

2 應(yīng)用實例

2.1 方案描述

本次工程對某辦公樓的15樓安裝TADS系統(tǒng)進(jìn)行深度覆蓋，并對其覆蓋效果進(jìn)行評估。

該大樓原有室內(nèi)分布系統(tǒng)，本次采用末級合路的方式，在弱電間內(nèi)安裝2臺1：12的接入單元將CATV信號與移動信號進(jìn)行合路，再通過入戶的有線電視線將合路信號傳送至室內(nèi)，在室內(nèi)安裝20個嵌墻型用戶盒實現(xiàn)移動信號和CATV信號的分離。

2.2 測試結(jié)果

1）撥打測試：在每間房間分別撥打20次電話，掉話率為零，通話質(zhì)量清晰，較開通前有較大改善。

2）場強測試：利用場強測試軟件對開通前后的場強進(jìn)行比較，開通前的場強為-75dBm～-85dBm，開通后提高到-60dBm～-75dBm，普遍提高了15dBm左右。

圖2 某辦公樓15樓開通前的場強分布

圖3 某辦公樓15樓開通后的場強分布

3）有線電視清晰度：通過觀察，有線電視的清晰度較開通前無變化。

4）結(jié)論：開通TADS后，15樓的信號強度有了較大提高，降低了掉話率，改善了通話質(zhì)量，而且對現(xiàn)有的有線電視業(yè)務(wù)沒有造成影響。

3 結(jié)束語

TADS系統(tǒng)作為室分覆蓋的延伸，通過同軸電纜入戶，對傳統(tǒng)布線難以涉及的用戶室內(nèi)進(jìn)行深度覆蓋，能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，解決用戶投訴，并且有著施工簡便，投資節(jié)省，純無源易于維護(hù)等優(yōu)勢。酒店、商務(wù)樓、居民小區(qū)都在其適用范圍內(nèi)，有著一定的應(yīng)用推廣前景。

［1］陸健賢，等.移動通信分布系統(tǒng)原理與工程設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008，10.

［2］黃俊.等.現(xiàn)代有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010，9.

［3］高澤華，高峰，等.室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計：GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN[M].北京：人民郵電出版社，2013，1.

［4］袁超偉，等.三網(wǎng)融合的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].北京：北京郵電大學(xué)學(xué)報，2010，6.

［5］趙紅柏，朱建飛，劉磊.WOC：一種WLAN覆蓋技術(shù)[J].西安：西安郵電學(xué)院學(xué)報，2012，4.