T A D S在室内分布系统中的应用

张闻正

(上海交通大学 信息安全工程学院，中国 上海200240)

0 引言

传统方式下，电信运营商通过在室外增加宏基站，室内新建室内分布系统的方式补点盲区，加强覆盖。但随着城市化建设的推进，高楼迭起，而这些建筑物一般为钢筋混凝土结构，对室外信号的屏蔽严重，而室内分布系统建设又牵涉到大量业主协调，施工难度大，通常只能将天线布放在井道或者走廊上，无法实现用户室内的深度覆盖。为了解决天线入户难的问题，首先想到的就是能否利用用户家中现成的布线将无线信号引入到用户室内，这样施工即简便快速，又能根据用户不同的情况来按需布放天线。从目前已建成的办公楼宇与居民小区来看，有线电视基本上已经实现全覆盖,有线电视线入户已经成为标配。如果我们的无线信号能够通过有线电视线传输进用户室内，再在用户室内放置一个用于信号接收与发送的装置，就能解决天线入户难的问题了。TADS(Triple-Networks Access Distribution System，三网接入分布系统)正是顺应这种需求，通过有线电视网络传输无线信号的一种室内覆盖延伸技术。

1 TADS系统介绍

1.1 技术概述

TADS系统是无线网络建设中的一种室内信号分布系统，是以有线电视线作为传输介质传送移动与WIFI信号，实现高带宽、全双工、低损耗传输、分配的通信设备的总称。其网络组成由功分器、接入单元、用户盒组成。功分器将一路无线信号平均分成两路或者四路，接入单元将CATV信号与功分后的无线信号进行合路，通过有线电视线进行传输，用户盒分为有源和无源两种，其在用户处将CATV信号和无线信号进行分离，实现无线信号覆盖和CATV信号的传输。

图1 TADS网络结构图

1.2 可行性分析

我国目前的广电网络规划频率在5MHz～1GHz之间，大部分地区使用到650MHz频段为止，最高不会超过750MHz。移动通信频率以中国移动为例，其使用的频率范围在890MHz～2025MHz之间，可见有线电视信号和移动通信信号之间不存在频率冲突，利用同轴电缆传输这两种信号是可行的。

由于1GHz以上的高频信号在同轴电缆中传输会有一定损耗，利用测试工具，我们知道在900MHz频段下，无线信号在同轴电缆中传输的损耗为2dB/10m，根据典型的传播损耗公式：

PL(d)=20Log(4πf/c)+E·Log(d)

其中：E 为环境因子；f为频率(单位：Hz)；c 为光速(单位：m/s)；d 为距离(单位：m)。

环境因子考虑了包括了墙隔、楼梯、间隔等典型损耗，结合建筑结构以及室内分布的经验而来，一般室内取值35。

传统的室内分布系统天线布在楼道里，离室内最远距离约为20米，经计算，无线信号在空间传播的损耗为77dB。同样的距离用同轴电缆传输的话损耗为4dB.可见利用同轴电缆入户能够有效降低信号的传播损耗。

按照国家标准GB7041规定，有线电视图像质量主观评价值要在四级以上，即载噪比要在43dB以上，CATV载波的信号强度在-30～-50dBm之间，所以底噪要在-90dBm以下，才能对CATV图像质量无影响。实际使用的GSM设备的带外噪声小于-120dBm，带内噪声小于-60dBm，由于用户盒的带外隔离度达到-30dB以上，所以GSM的带内噪声到达电视端口处要小于-90dBm，可见引入GSM对原CATV的信号质量并无影响。

1.3 应用场景

1）对于导频污染严重的高层住宅，传统室内布线系统只能将天线布到电梯口或楼梯间，对住户室内的深度覆盖不够，导致做完室分系统后，仍存在较多质差投诉，针对此问题，可以从原有或者新建室分系统的信源取信号，通过多个一分十二的接入单元同有线电视信号合路，并分离出N*12路信号通过有线电视线分别传入不同的用户室内，达到解决投诉的目的。

2）快速解决VIP客户，别墅区的零星投诉。对于急需解决的用户零星投诉，只需在楼道间用一分四的接入单元同有线电视信号合路，通过用户室内放置的用户盒分离有线电视信号和手机信号，达到快速覆盖的目的。

1.4 合路方式

1）前级合路：直接在CATV干线放大器后的位置将无线信号合路进去，在到达用户终端时再用用户盒分离有线和无线信号。这种方式施工简便，只需建设较少布线即可完成覆盖。但这种合路方式下，无线信号在同轴电缆中传输的路径较长，而同轴电缆的高频损耗较大，为了使用户端的功率足够，需要加大无线侧的输入功率，对有线电视网络中的分配器和分支器等器件的指标要求高，而且末端功率不好控制，对设计的要求也很高。此种合路方式适用于原本没有分布系统的小区进行快速布线。

2）中级合路：使用功分器将无线信号分成几路在CATV末端干线放大器的各支路后进行合路，在到达用户终端时再用用户盒分离有线和无线信号。此种方式相对前级合路减少了无线高频信号在同轴电缆中的传播距离，功率损耗较低，一般器件的指标都能满足，投资中等，末端功率控制随较前级合路容易，但仍有一定的设计难度。

3）末级合路：在用户终端的分支器输出端前将无线信号合路进去，在入户后再用户盒分离有线和无线信号。此种方式功率控制最容易，对各种器件的指标要求最低，但由于只是利用了进户的那段同轴电缆，其他地方仍旧需要新建布线，投资相当于新建一套室分系统。此种合路方式适用于零星补盲。

1.5 影响系统性能的因素

1）无源器件的性能指标：合路器、分支器以及同轴电缆的隔离度、插入损耗、频率损耗等。

2）有源用户盒的使用：有源用户盒使用越少，系统干扰就越少越稳定。

3）CATV的网络结构：分支所带的用户越少，越容易达到覆盖要求。分支越小，功率损耗就小，就能使用无源终端，系统性能就越好。

2 应用实例

2.1 方案描述

本次工程对某办公楼的15楼安装TADS系统进行深度覆盖，并对其覆盖效果进行评估。

该大楼原有室内分布系统，本次采用末级合路的方式，在弱电间内安装2台1：12的接入单元将CATV信号与移动信号进行合路，再通过入户的有线电视线将合路信号传送至室内，在室内安装20个嵌墙型用户盒实现移动信号和CATV信号的分离。

2.2 测试结果

1）拨打测试：在每间房间分别拨打20次电话，掉话率为零，通话质量清晰，较开通前有较大改善。

2）场强测试：利用场强测试软件对开通前后的场强进行比较，开通前的场强为-75dBm～-85dBm，开通后提高到-60dBm～-75dBm，普遍提高了15dBm左右。

图2 某办公楼15楼开通前的场强分布

图3 某办公楼15楼开通后的场强分布

3）有线电视清晰度：通过观察，有线电视的清晰度较开通前无变化。

4）结论：开通TADS后，15楼的信号强度有了较大提高，降低了掉话率，改善了通话质量，而且对现有的有线电视业务没有造成影响。

3 结束语

TADS系统作为室分覆盖的延伸，通过同轴电缆入户，对传统布线难以涉及的用户室内进行深度覆盖，能够有效提高网络质量，解决用户投诉，并且有着施工简便，投资节省，纯无源易于维护等优势。酒店、商务楼、居民小区都在其适用范围内，有着一定的应用推广前景。

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