无线通信网络覆盖系统智能化设计

无线通信网络覆盖系统智能化设计

刘栗

中通服咨询设计研究院有限公司

摘要:面对当前无线信号受到钢筋混凝土结构影响而导致信号强度减弱的问题，提出了智能建筑无线通信网络覆盖系统设计。利用开放综合布线方式，利用信号不受钢筋混凝土结构的影响，实现高效传输。利用信源主设备，通过双向载波通道收发信号。采用中继子系统和水平子系统实现信号功率在智能大楼内逐层传送。识别出这些信号的来源并进行增强处理，避免出现网络中断问题，为保证智能建筑无线通信网络的稳定运行提供帮助。

关键词:智能化；无线通信；系统设计

一、智能建筑无线通信网络覆盖系统硬件结构设计

智能化楼宇系统的实施应该采取多网一体化的方式，采用集成覆盖体系，实现室内空间资源共享。使用微蜂窝作为移动无线通信网络的室内信号覆盖系统，通过微蜂窝载波收发装置作为主要信源设备[2]。在智能建筑无线通信网络覆盖系统中，需要构建无线通信终端与微蜂窝之间的信道，保证用户能够快速接收双向载波信道的信息。设计的一种智能建筑无线通信网络覆盖系统，它可以向移动用户提供微蜂窝载波输出功率，同时还可以在此时接收到所采集的微蜂窝信号。

1.综合布线

在设备间、建筑群子系统、配线子系统和电信间合理布置线路，有效保障无线通信网络全面覆盖。

①设备间

在设备管理的同时，通过5G网络在设备管理的同时，安装智能建筑交换机、计算机和各种线路。一体化布局网络，同时在智能建筑设备间安装线设备电缆，其中主干线缆应与副干线电缆的容量一致，设备侧应与设备端口、主干线缆容量之和一致[3]。每栋建筑物应至少有一个设备间，并且尽量靠近建筑物电缆竖井位置的设备间距，便于后续操作。

②建筑群子系统

综合体子系统包括主缆和光缆、综合配线设备、设备电缆和跳线，配线设备宜安装在进、出线或设备间，居住设施或建筑设备共用场地的线路设备[3]。基于这个基础，建筑物配线设备的内外接线能力应与建筑物内部接线设施的综合干索容量、外引引线的容量一致，并确定分系统缆线的线路、根数及敷设方式[3]。

③配线子系统

在进行配线时，需要根据实际情况明确信息插座模块的数量以及安装的实际位置，以确保配线能够有足够的发展空间，同时确保每层配线架与信息插座之间的电缆长度保持在90m以下，测定每层接缝位置。水平线系统缆线应采用不屏蔽或屏蔽4对绞线，根据需要使用光缆。

④电信间

电信间主要用于地面设备的整装安装，所配备的基本都是19in的标准柜。内网、外网或专用网均与配线系统有关，19in网箱应单独设置。电信机房的数量应根据所服务的楼层和工作区域而定。

2.信源主设备

智能型建筑物的无线通信网络基本上利用的都是运营商所提供的，是微蜂窝载波下的收发信号，该信号通过信源主设备完成整个建筑物无线通信网络的全覆盖，并在用户与微蜂窝之间建立起一条信号传输通道，以便用户使用。选用被动元件和主动元件作为信源主器件，确保所安装设备的工作性能与其他建筑物内的设备一致。根据智能建筑内部对无线信号强度要求的不同，运营商可以通过覆盖频率调整网络工作状态，实现不同设备能够在同一系统下完成多频道同时工作

①无源器件

无源覆盖设备作为整个室内覆盖系统水平子系统和干线子系统的的重要组成部分，其由功率计、耦合器、电缆接头等组成，依照不同需求进行选择，对于无线信号覆盖系统来说，其主干子系统中的同轴电缆也会用作主馈线，通过特定房间来提供同轴电缆通道，并对走线通道进行预留。大楼的每一层都有暗室，需要上下两层布置。例如，弱电间的线槽需要安装主馈线，同时耦合、电缆接头、功分器等被动元件也需要安装在其中，所以需要提前预留固定线槽，建筑物中各层的分支电缆，通常选择顶棚。

②有源器件

无线电信号覆盖有源器件需要的设备是非常大且重的，很不方便，目前常用的有源设备包括无线直放站、微蜂窝BTS以及射频远单元RRU等。对这些设备进行安装时，一定要严格安装操作说明以及国家标准要求，设定不同设备运行参数。建筑的室内环境要求不含强磁、强电、尘埃少、无强磁、无腐蚀等。内设设备间、弱井、升降机机房等区域可安装有源设备,为了确保与其他建筑物内设备的协调一致,可以采用离地1.5米的挂壁或龙门架立地安装。技术人员在进行安装时，要结合设备进出线，保证安装的安全性和美观性。

3.干线子系统

干线子系统主要是通过载波信号功率把信号在建筑物的内部进行传送，从而达到信号的平稳传输。为了保障信号的平稳还需要藕合器、功分器等配合。但是当面积较大或者楼层较高的建筑物需要传送信号时，需要设置干线放大器，以此来保证信号传送的覆盖范围以及效果的稳定性。大体上,主干子系统的同轴电缆安装到建筑物内部弱井预留的线槽内,干线放大装置也装在其中配备220V交流电。

4.水平子系统

水平子系统与主系统非常相似，与其他组装置进行配合能够传输信号功率，但是水平子系统一般情况下安装在天花板上面，便于覆盖整个房间。水平子系统和主干子系统、室内覆盖天线通过向建筑各层、各区域辐射无线信号,进而满足用户的需求。水平和主干子系统除了能传送和分发下行载波信号外,还能把由手机用户发出的上行信号传送给微蜂窝接收。

二、智能建筑无线通信网络覆盖系统软件部分设计

信号源的选取应先确定基站的设置，如果设置在外部，应采用不同直放站作为信号源;如果在室内，应采用微型蜂窝或宏基站作信号源。充分考虑目标覆盖区域大小，降低系统设计成本。通过制定的网络覆盖增强协议，增加网络吞吐量，提高网络性能。

1.信号源的选取

当外部基站无线通信能力能够满足智能建筑全面覆盖要求时，可从基站发射的所有信号中选取信号源。当基站发射的信号杂乱且不具有稳定性时，对于地上场所，比如大型商场、车站、飞机场、码头等作为稳定基站选取信号源;对地下场所，比如隧道、地下商场等作为稳定基站选取信号源;对于信号较弱、覆盖盲区，应将直放站作为稳定基站选取信号源。选择信号源时，一方面要充分考虑各基站是否能完全覆盖无线通信网络区域，另一方面要充分考虑安装环境。考虑到上述因素，应选择成本低、安装方便、布线方便的信号源，避免高成本问题。

2.网络覆盖增强协议制定

动态变化的网络节点之间互连是网络结构的重要组成部分，由于缺乏固定的通信设施和中央管理设备，造成无线发射端功率参数变化的因素较多，如无线发射端功率输出、环境影响、互扰频率参数的变化、引起网络拓扑的动态波动等，也不能准确预测无线发射器的波动方式和速度。这就需要制定网络覆盖增强协议。以网络增强结构为基础，实施网络增强的具体流程，在此过程中，需要借助网络增强协议，加强网络协议的设计原则是在满足应用需求的前提下最小化网络开销，获得最大的资源利用效率，增加网络吞吐量，从而提高网络性能。当结构组成及实现网络强化后，需要保证网络的结构稳定，分析网络增强路径的稳定性。

结束语

由于设备材料及安装要求都很高，移动通信运营商对无线信号室内覆盖技术需不断完善。基于此，提出了智能建筑无线通信网络覆盖系统设计。随着有关法规的完善及相关经验的不断积累，无线通信网络覆盖体系将会越来越规范，对建设城市智能建筑和发展通信自动化有很大的促进作用。

参考文献：

[1]郭锦亮,张雯雯,姚嘉.FDD-LTE无线通信室分深度覆盖与优化方法研究[J].计算机产品与流通,2019(08):65.

[2]秦俊.泛在网络环境下以数据为中心的建筑智能系统设计[J].建筑科技,2019,3(03):12-16.

[3]侯亚奎.地铁通信无线系统的覆盖及网络优化研究[J].数字技术与应用,2019,37(02):36-37.DOI:10.19695/j.cnki.cn12-1369.2019.02.21.

[4]李操.智能建筑通讯网络系统的设计及其实际应用[J].电子技术与软件工程,2018(24):8.

[5]樊小龙.智能建筑通讯网络系统的设计与应用[J].中国建材科技,2019,28(01):129-130.