CN104661237A - 一种分布式天线进行信号网状传输的装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种分布式天线进行信号网状传输的装置设备的特性：WLAN设备主要是指无线AP和无线网卡两大类，符合目前主流的802.11g标准的WLAN设备使用2.4G频率进行数据传送，无线网卡的灵敏度在-80dbm到-100dbm之间，SOHO级无线AP功率在35毫瓦到100毫瓦之间；在理想的条件下，SOHO级AP通常注明能为用户提供室外两百米、室内一百米距离的使用范围，而在实际使用中，一台AP能够比较稳定提供用户接入的距离约为室外六十米、室内二十米左右，这数字还要视现场条件而定。

Description

一种分布式天线进行信号网状传输的装置

本发明一种分布式天线进行信号网状传输的装置属于模拟计算机领域。

一种分布式天线进行信号网状传输的装置主要围绕分布式天线系统中的一些重要问题展开，如系统结构、容量、互连性、可测性、访问控制、时序安排、动态信道分配和跨层优化等。

一种分布式天线进行信号网状传输的装置重点在于，结合分布式天线系统的最新研究成果，介绍分布式天线系统的概念、实现方案、系统集成、性能分析，给出仿真、实验的结果，指出本领域的发展方向。

一种分布式天线进行信号网状传输的装置既有系统性，又不失重点性，概念清晰，理论分析严谨，逻辑性强，例证丰富，深入浅出地介绍了分布式天线通信系统中的主要问题，而且，书中还提供了大量的参考文献供读者阅读，加深理解。

因此，一种分布式天线进行信号网状传输的装置是一本可供高年级本科生和研究生使用的很好的教科书，同时也可供无线通信领域的研究人员和工程技术人员参考。

本发明一种分布式天线进行信号网状传输的装置设备的特性：

WLAN设备主要是指无线AP和无线网卡两大类，符合目前主流的802.11g标准的WLAN设备使用2.4G频率进行数据传送,无线网卡的灵敏度在-80dbm到-100dbm之间,SOHO级无线AP功率在35毫瓦到100毫瓦之间。     在理想的条件下，SOHO级AP通常注明能为用户提供室外两百米、室内一百米距离的使用范围，而在实际使用中，一台AP能够比较稳定提供用户接入的距离约为室外六十米、室内二十米左右，这数字还要视现场条件而定。 WLAN应用缺点：     WLAN设备的特性使得其在做无线宽带接入时非常受限，只能基本满足家庭应用的要求。

若要在写字楼、酒店等阻隔墙体较多的地方实现无线接入覆盖，为保证信号质量必将密集布放AP接入点，将造成投资大、效果差、管理维护难的局面。      即使是使用企业级的专业AP设备，除去价格昂贵不说，同样受密集墙体影响，无线信号分布依然不均匀，存在诸多的信号盲区，使用效果依然不如人意。

因此，目前写字楼、酒店等场所的无线接入几乎是一片空白，除了部分热点地区，如大堂、咖啡厅等场所外，楼层及客房都是使用有线接入，在线路接入不可达的地方便无法为客人提供宽带业务。 WLAN接入PHS分布式天线方案     工作在1.9G频率的小灵通基站存在同样的问题,在写字楼及酒店等场所的信号受墙体影响存在大面积死角。

为了解决这个问题,一些有条件的场所,布放有PHS室内分布式天线系统,基站信号通过接入室内分布式天线来解决楼内的信号死角问题。      室内分布式天线的作用就是让信号通过馈线传递到天线后，使用天线的角度来控制信号的传播方向，规避由于墙体或其它物体造成的信号盲区，保证信号均匀分布。     小灵通信号与WLAN信号都是射频信号，在不影响小灵通通话质量的前提下，是否可以通过室内分布式天线来传递WLAN信号，改善WLAN信号无法覆盖大面积室内区域的状况呢？

将WLAN设备接入PHS室内分布式天线系统     WLAN设备工作在2.4G频段,而小灵通基站的频段是1.9G,两者之间不存在相互干扰的可能性，要将无线AP接入室内分布式天线系统，只需要在PHS基站后将WLAN设备天线接入馈线内就可以利用天线来传递信号了。     实际上，选择WLAN信号接入室内分布式天线系统的位置是可以很灵活的，在需要无线宽带覆盖的区域，将无线信号通过合路器接入到这个区域的天线支路上就能够将信号传递出去。     如果馈线支路上天线点比较多、馈线路线比较长，则可以在无线信号接入天线馈线前，使用干放器来对WLAN信号进行功率放大，这样就不会影响无线覆盖效果。     可以看到，在一个五层的楼内，通过十个吸顶天线，一个无线AP就可以为所有楼层用户提供无线宽带接入业务。如果使用常规的WLAN接入方式，则还需要在原主AP安装的位置安装中心交换机，布放五类线到天线点，再安装十个无线AP，才能达到同样的效果。

投资与维护量的比较不言而喻。

WLAN+PHS室内分布式天线的特点与优点     充分利用资源，投入少效果好。     只要是在安装有PHS室内分布式天线的楼宇、酒店等建筑物内都可以使用这种增加无线AP及合路器的方式实现任意角度的宽带接入，实现小灵通信号与宽带信号二合一。     这样一台无线AP信号能覆盖的范围，相当于通常5台无线AP的覆盖范围，而且信号分布更均匀无死角。接入方式灵活，建设快难度小。不论采用LAN方式还是ADSL方式，都很容易解决无线AP与互联网的连接问题，PHS室内分布式天线馈线为维护方便大多在楼层竖井处布放各种接口器件，因此要实现WLAN接入只需在竖井内布放主干线，提供无线AP的网络接入就可以使用，不需要对楼层的天顶、墙面进行布线，施工难度小容易实现。网络结构简单，设备维护方便。通常WLAN无线AP为了获得更好的信号角度，通常安装于室内高处甚至吊顶内，造成故障时的排查和维护都极不方便。

采用PHS室内分布式天线进行信号传送后，设备安装于竖井或楼层天顶维护口内，仅通过主干线与外相连，网络结构简单，即使发生故障或需要检查时也很容易观察到无线AP的工作状态。信号质量优良，覆盖范围理想。目前有无线宽带接入的写字楼中，通常为了保证信号质量，多采用小范围内布放多AP点的接入方式，造成空间内无线信号相互干扰，信号质量不升反降，使无线网络不稳定。

通常情况下覆盖1000平方米的空间，需要5~10个无线AP才能做到，而具备PHS室分天线接入无线宽带条件的1000平方米场所，一个无线AP加上功率放大器就能够覆盖完全，不仅是降低了设备成本，也使空间内无线信号“干净”了不少，无线信号干扰减少，质量上升，传输质量也得到保证，网络稳定性有所提高。从实际使用效果来看，使用WLAN+PHS室内分布式天线接入方式来解决办公楼、写字楼、酒店等要求覆盖面积大、信号阻碍强、对移动接入要求高的场所里无线宽带接入问题，具有成本低、效果好、易建设、易维护的优点，而这些优点恰恰弥补了普通无线网络设备使用于这类场所时信号穿透难、建设投资大的缺点。

商业价值与应用前景     因此，在已建设有PHS室内分布式天线的楼宇中推广使WLAN+PHS室内分布式天线的无线接入方案，可以很好的解决办公楼、写字楼、酒店这一类型建筑的“最后一公里”宽带接入问题，起到降低建设成本、提高企业形象、丰富服务内容的作用，实现宽带接入从有线到无线这一个质的转变。  （1）办公楼宇应用：在已建设有PHS室分天线系统的办公楼宇中推广此种无线应用方案，利用网络信号覆盖面积大的优点，为商业公司打造无线局域网或移动式互联网接入，实现网络无线化，以 “自由”为卖点。  （2）宾馆、酒店应用：在已建设有PHS室分天线系统的宾馆、酒店中推广，具有可利用信号死角少、投资少见效快的优点，可以在大堂、酒吧形成热点地区，提供互联网接入，在客房实现电脑无线接入互联网络，减少综合布线成本。

布满酒店内的无线信号，将给入住客人提供更方便的服务，以“形象”为卖点。商场等公共场所应用：抢占宽带接入信号资源，扩大热点范围，配以广告宣传与终端展示，可以提高企业影响力、知名度以及抢先占有无线信号等无形的公共资源，占有无线宽带市场制高点。

可以想象的是，当中国电信在公共场所拥有的信号面积越大，给用户的心理暗示就是“使用中国电信业务就是方便”，那么使用其他中国电信业务的人群也会越多。  总而言之，在具备PHS室分天线条件的场所，完全可以通过极少的投资实现PHS+WLAN二合一接入方案，从而使宽带接入手段从有线跨入无线时代，不仅仅是丰富了服务内容，提高了企业形象，更增加了新的增值业务，带来更大的商机与更多的用户群。 WLAN+PHS分布式天线的应用     2007年7月25日,泛北部湾会议在南宁荔园山庄举行,我部门除了要开通一条百兆光路接入，组建有线网络供会议需要使用外，还需要提供无线接入作为备用线路和分流线路使用。     现场查勘发现会议使用的五个会场面积近两千平方米，而且会场墙体厚达60厘米，如果采用传统无线接入方案，需要布放主干布线到预定点，而为保证信号良好，预定无线AP点需要十台设备才能保证会场无信号死角，更别说还要为了保证会场休息区和会场中心信号覆盖必需在会场墙体和会场中央布放影响美观的五类线主干。     为了解决这个难题，部门研究决定利用会场间走道吊顶内已经布好的PHS室内分布式天线来传递无线信号，在与无线班合作解决了无线设备上天线、馈线接口及AP功率不足损耗过大的难题后，实现了如下WLAN+PHS室内分布式天线的无线接入方案：     主会场配电间有光路连接到中心机房，而且PHS天线馈线也在此处分接入一条支路，这条支路的小灵通信号设计刚好是覆盖了五个会场及休息区的范围，选择此处作为接入点，可以很好的解决会场面积大的问题。     但是，由于PHS天线安装于过道顶部，而会场墙体厚度很大，造成无线信号在穿透墙体进入会场后损耗很大，从上要求中可以看到，无线信号在各个会场内的分布情况。     在休息区测试到的无线信号强度为-50dbm左右，当移动经过主会场墙体时，信号强度剧降到了-70dbm，接近会场中心时，信号强度已经降到了-80dbm,对于灵敏度稍低的无线网卡来说，已经无法保证能够稳定的使用了。     如果会场的墙体不是厚达60cm而是一般的墙体，也许WLAN+PHS天线的方案可以只使用一个AP就能够解决两千平方米的会场无线信号覆盖问题。     为了克服会场墙体严重阻碍信号的困难，我们更换思路，提出另外一种解决方案，那就是不仅仅依赖于PHS天线来对信号进行覆盖，而是尝试只将WLAN+PHS天线的无线信号当作“无线网络主干”使用，同时利用WDS（无线分布式系统）技术，这样就可以在会场内组建出一个没有一根网线的无线网络。

定义及应用

无线AP：无线AP（AP，Access Point，无线访问节点、会话点或存取桥接器）是一个包含很广的名称，它不仅包含单纯性无线接入点（无线AP），也同样是无线路由器（含无线网关、无线网桥）等类设备的统称。     SOHO级AP：小范围使用的家用级AP。     无线网卡灵敏度：指的是无线网卡接收无线信号强度的最小值，以dbm为单位，数值越小表示灵敏度越高性能越好。     WDS：WDS(Wireless Distribution System)，无线分布式系统：是建构在HFSS或DSSS底下，可让基地台与基地台间得以沟通，最简单地说：无线分布式系统(WDS)的无线中继模式，就是在WDS上可以让无线AP之间通过无线进行桥接（中继），在这同时并不影响其无线AP覆盖的功能。

成分及组成

如果一个网络只连接几台设备，最简单的方法是将它们都直接相连在一起，这种连接称为点对点连接。

用这种方式形成的网络称为全互连网络，也就是网状网络。

如果要连的设备有n个，所需线路将达到n(n-1)/2个。

显而易见，这种方式只有在涉及地理范围不大，设备数很少的条件下才有使用的可能。

即使属于这种环境，在LAN技术中也不常使用。这里所以给出这种拓扑结构，是因为当需要通过互连设备（如路由器）互连多个LAN时，将有可能遇到这种广域网（WAN）的互连技术。

网状网络（Mesh Network）是一种在网络节点间透过动态路由的方式来进来资料与控制指令的传送。

这种网络可以保持每个节点间的连线完整，当网络拓扑中有某节点失效或无法服务时，这种架构允许使用“跳跃”的方式形成新的路由后将讯息送达传输目的地。

在网状网络中，所有节点都可与拓扑中所有节点进行连线而形成一个“局域网路”。

网状网络与一般网络架构的差异处在于，所有节点可以透过多次跳跃进行数据通信，但它们通常不是移动式装置。

网状网络可以视为是一种点对点的架构。

移动式点对点网络与网状网络在架构上是非常相似的，只是移动式点对点网络还必须随时更新组态以因应各节点移动的情形。

网状网络自我调校机制：即使在拓扑中有节点无法服务或过于忙碌，网络还是可以正常运作。

因而形成一个高度可信赖的网络架构。

这种架构适用于无线网络、有线网络甚至是软件架构。

无线网状网络至今已历经三代的进化，每次反复的演进都提供了更好的可靠度以及分集的功能。

随着无线电的成本快速下降，单一频段的无线网状网络节点产品逐步发展成可支援多频段，利用额外的无线电波提供额外的功能-例如：客户端存取、后置网络（最后一里）或在行动应用中扫描频道以提供快速的信号切换。计算机（computer）俗称电脑，是一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。

对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革，计算机已遍及一般学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。它是人类进入信息时代的重要标志之一。随着物联网的提出发展，计算机与其他技术又一次掀起信息技术的革命，根据中国物联网校企联盟的定义，物联网是当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间环境以及状态信息实时的共享以及智能化的收集、传递、处理。

计算机的应用在我国越来越普遍，改革开放以后，我国计算机用户的数量不断攀升，应用水平不断提高，  计算机

特别是互联网、通信、多媒体等领域的应用取得了不错的成绩。1996年至2009 年，计算机用户数量从原来的630万增长至6710 万台，联网计算机台数由原来的2.9万台上升至5940万台。互联网用户已经达到3.16 亿，无线互联网有6.7 亿移动用户，其中手机上网用户达1.17 亿，为全球第一位。

 主要分类超级型

  超级计算机

超级计算机（Supercomputers）通常是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。超级计算机拥有最强的并行计算能力，主要用于科学计算。在气象、军事、能源、航天、探矿等领域承担大规模、高速度的计算任务。在结构上，虽然超级计算机和服务器都可能是多处理器系统，二者并无实质区别，但是现代超级计算机较多采用集群系统，更注重浮点运算的性能，可看着是一种专注于科学计算的高性能服务器，而且价格非常昂贵。

网络型

服务器

专指某些高性能计算机，能通过网络，对外提供服务。相对于普通电脑来说，稳定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通电脑有所不同。服务器是网络的节点，存储、处理网络上80%的数据、信息，在网络中起到举足轻重的作用。它们是为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机，其高性能主要表高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。服务器的构成与普通电脑类似，也有处理器、硬盘、内存、系统总线等，但因为它是针对具体的网络应用特别制定的，因而服务器与微机在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在差异很大。服务器主要有网络服务器（DNS、DHCP）、打印服务器、终端服务器、磁盘服务器、邮件服务器、文件服务器等。

工作站

是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与要求形、要求像处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。工作站最突出的特点是具有很强的要求形交换能力，因此在要求形要求像领域特别是计算机辅助设计领域得到了迅速应用。典型产品有美国Sun公司的Sun系列工作站。

无盘工作站是指无软盘、无硬盘、无光驱连入局域网的计算机。在网络系统中，把工作站端使用的操作系统和应用软件被全部放在服务器上，系统管理员只要完成服务器上的管理和维护，软件的升级和安装也只需要配置一次后，则整个网络中的所有计算机就都可以使用新软件。所以无盘工作站具有节省费用、系统的安全性高、易管理性和易维护性等优点，这对网络管理员来说具有很大的吸引力。

无盘工作站的工作原理是由网卡的启动芯片（Boot ROM）以不同的形式向服务器发出启动请求号，服务器收到后，根据不同的机制，向工作站发送启动数据，工作站下载完启动数据后，系统控制权由Boot ROM转到内存中的某些特定区域，并引导操作系统。

根据不同的启动机制，比较常用无盘工作站可分为RPL 和PXE。RPL 为Remote Initial Program Load 的缩写，此技术常用于Windows95 中。PXE 是RPL 的升级品，它是Preboot Execution Environment的缩写。两者不同之处在于RPL 是静态路由，而PXE 是动态路由，其通信协议采用TCP/IP，实现了与Internet 连接高效而可靠，它常用于Windows98、Windows NT、Windows2000、Windows XP中 。

集线器

集线器（HUB）是一种共享介质的网络设备，它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网，HUB 本身不能识别目的地址。集线器上的所有端口争用一个共享信道的宽带，因此随着网络节点数量的增加，数据传输量的增大，每节点的可用带宽将随之减少。另外，集线器采用广播的形式传输数据，即向所有端口传送数据。如当同一局域网内的A 主机给B 主机传输数据时，数据包在以HUB 为架构的网络上是以广播方式传输的，对网络上所有节点同时发送同一信息，然后再由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。其实接收数据的一般来说只有一个终端节点，而对所有节点都发送，在这种方式下，很容易造成网络堵塞，而且绝大部分数据流量是无效的，这样就造成整个网络数据传输效率相当低。另一方面由于所发送的数据包每个节点都能侦听到，容易给网络带来一些不安全隐患。

交换机

交换机（Switch）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它是集线器的升级换代产品，外观上与集线器非常相似，其作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别：集线器采用的是共享带宽的工作方式，而交换机采用的是独享带宽方式。即交换机上的所有端口均有独享的信道带宽，以保证每个端口上数据的快速有效传输，交换机为用户提供的是独占的、点对点的连接，数据包只被发送到目的端口，而不会向所有端口发送，其它节点很难侦听到所发送的信息，这样在机器很多或数据量很大时，不容易造成网络堵塞，也确保了数据传输安全，同时大大的提高了传输效率，两者的差别就比较明显了。

路由器

路由器（Router）是一种负责寻径的网络设备，它在互联网络中从多条路径中寻找通讯量最少的一条网络路径提供给用户通信。路由器用于连接多个逻辑上分开的网络，为用户提供最佳的通信路径，路由器利用路由表为数据传输选择路径，路由表包含网络地址以及各地址之间距离的清单，路由器利用路由表查找数据包从当前位置到目的地址的正确路径，路由器使用最少时间算法或最优路径算法来调整信息传递的路径。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能向路由转发数据包的不足。

交换机、路由器是一台特殊的网络计算机，它的硬件基础CPU、存储器和接口，软件基础是网络互联操作系统IOS。

交换机、路由器和PC机一样，有中央处理单元CPU，而且不同的交换机、路由器，其CPU一般也不相同，CPU是交换机、路由器的处理中心。

内存是交换机、路由器存储信息和数据的地方，CISCO交换机、路由器有以下几种内存组件：

ROM（Read Only Memory）存储交换机、路由器加电自检（POST：Power-On Self-Test）、启动程序（Bootstrap Program）和部分或全部的IOS。交换机、路由器中的ROM是可擦写的，所以IOS是可以升级的。

RAM（Random Access Memory）与PC机上的随机存储器相似，提供临时信息的存储，同时保存着当前的路由表和配置信息。

NVRAM（Nonvolatile Random Access Memory）存储交换机、路由器的启动配置文件。NVRAM是可擦写的，可将交换机、路由器的配置信息拷贝到NVRAM中。

FLASH闪存，是可擦写的，也可编程，用于存储CISCO IOS的其它版本，用于对交换机、路由器的IOS进行升级。

接口用作将交换机、路由器连接到网络，可以分为局域网接口和广域网接口两种。由于交换机、路由器型号的不同，接口数目和类型也不尽一样。常见的接口主要有以下几种：

高速同步串口，可连接DDN，帧中继（Frame Relay），X.25，PSTN（模拟电话线路）。

同步/异步串口，可用软件将端口设置为同步工作方式。

AUI端口，即粗缆口。一般需要外接转换器（AUI-RJ45），连接10/100Base-T以太网络。

ISDN端口，可以连接ISDN网络（2B+D），可作为局域网接入Internet 之用。

AUX端口，该端口为异步端口，主要用于远程配置，也可用于拔号备份，可与MODEM连接。支持硬件流控制（Hardware Flow Control）。

Console端口，该端口为异步端口，主要连接终端或运行终端仿真程序的计算机，在本地配置交换机、路由器。不支持硬件流控制。

工业控制型

是一种采用总线结构，对生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制的计算机系统总称。简称工控机。它由计算机和过程输入输出（I/O）通过两大部分组成。计算机是由主机、输入输出设备和外部磁盘机、磁带机等组成。在计算机外部又增加一部分过程输入/输出通道，用来完成工业生产过程的检测数据送入计算机进行处理；另一方面将计算机要行使对生产过程控制的命令、信息转换成工业控制对象的控制变量的信号，再送往工业控制对象的控制器去。由控制器行使对生产设备运行控制。工控机的主要类别有：IPC（PC总线工业电脑）、PLC（可编程控制系统）、DCS（分散型控制系统）、FCS（现场总线系统）及CNC（数控系统）五种。

 网状网络节点的设计也逐渐模组化－一个可以支援多张复合频段网卡的盒子－每张网卡可以在不同的频率下运作。

因此，第三代的网状网络技术赋予了一套全新的应用。包括了即时的影像监控、边界安全或语音通信

实现建筑物室内无缝覆盖的分布式天线系统，无源同轴分布式天线系统信号源发出的射频信号经过同轴电缆、耦合器、功分器和室内天线，均匀地分配到覆盖区域的每一个角落。

其优点为系统造价低，由于本身为无源系统，所以可靠性高和系统产生互调干扰产物甚低；缺点是因为信号在传输过程中无增益，所以在能量估算问题上需要精确计算，才能完成预计覆盖区域，因此设计修改麻烦、设计与施工技术含量较高。

有源同轴分布式天线系统 在无源同轴分布式天线系统的基础上增加放大器，即实现了有源同轴分布式天线系统，并且可以同时使用多级放大器。

其优点为设计与施工简单方便，信号强度动态可调，系统具有良好的可扩展性，是一种极为灵活的通用室内覆盖系统；缺点是因为系统涉及到多个有源器件，互调产物多，可靠性低，需要实时监控和维护。

光纤分布式天线系统光纤分布式天线系统利用单模光纤将射频信号传输到建筑物内部各个地方，通常光纤和同轴电缆结合使用，在建筑物纵平面上采用光纤传输，横平面上进入楼层以后采用同轴电缆传输；有时也利用光纤实现信号在不同建筑物间的传输，进入建筑物以后采用同轴电缆传输；如果为智能大厦设计室内无缝覆盖，可以充分利用其预埋的光纤和五类非屏蔽双绞线实现室内覆盖，通过电光转换单元在纵平面上采用光纤传输，再通过光电转换单元在横平面上采用五类非屏蔽双绞线传输信号。

因此光纤分布式天线系统是用于大面积、远距离复杂区域的室内覆盖。

Claims (7)

1.本发明一种分布式天线进行信号网状传输的装置设备的特性：

WLAN设备主要是指无线AP和无线网卡两大类，符合目前主流的802.11g标准的WLAN设备使用2.4G频率进行数据传送,无线网卡的灵敏度在-80dbm到-100dbm之间,SOHO级无线AP功率在35毫瓦到100毫瓦之间；     在理想的条件下，SOHO级AP通常注明能为用户提供室外两百米、室内一百米距离的使用范围，而在实际使用中，一台AP能够比较稳定提供用户接入的距离约为室外六十米、室内二十米左右，这数字还要视现场条件而定。

2.    本发明一种分布式天线进行信号网状传输的装置WLAN设备的特性使得其在做无线宽带接入时非常受限，只能基本满足家庭应用的要求；

若要在写字楼、酒店等阻隔墙体较多的地方实现无线接入覆盖，为保证信号质量必将密集布放AP接入点，将造成投资大、效果差、管理维护难的局面；      即使是使用企业级的专业AP设备，除去价格昂贵不说，同样受密集墙体影响，无线信号分布依然不均匀，存在诸多的信号盲区，使用效果依然不如人意；

因此，目前写字楼、酒店等场所的无线接入几乎是一片空白，除了部分热点地区，如大堂、咖啡厅等场所外，楼层及客房都是使用有线接入，在线路接入不可达的地方便无法为客人提供宽带业务； WLAN接入PHS分布式天线方案     工作在1.9G频率的小灵通基站存在同样的问题,在写字楼及酒店等场所的信号受墙体影响存在大面积死角；

为了解决这个问题,一些有条件的场所,布放有PHS室内分布式天线系统,基站信号通过接入室内分布式天线来解决楼内的信号死角问题；      室内分布式天线的作用就是让信号通过馈线传递到天线后，使用天线的角度来控制信号的传播方向，规避由于墙体或其它物体造成的信号盲区，保证信号均匀分布；     小灵通信号与WLAN信号都是射频信号，在不影响小灵通通话质量的前提下，是否可以通过室内分布式天线来传递WLAN信号，改善WLAN信号无法覆盖大面积室内区域的状况呢？

将WLAN设备接入PHS室内分布式天线系统     WLAN设备工作在2.4G频段,而小灵通基站的频段是1.9G,两者之间不存在相互干扰的可能性，要将无线AP接入室内分布式天线系统，只需要在PHS基站后将WLAN设备天线接入馈线内就可以利用天线来传递信号了；     实际上，选择WLAN信号接入室内分布式天线系统的位置是可以很灵活的，在需要无线宽带覆盖的区域，将无线信号通过合路器接入到这个区域的天线支路上就能够将信号传递出去；     如果馈线支路上天线点比较多、馈线路线比较长，则可以在无线信号接入天线馈线前，使用干放器来对WLAN信号进行功率放大，这样就不会影响无线覆盖效果；     可以看到，在一个五层的楼内，通过十个吸顶天线，一个无线AP就可以为所有楼层用户提供无线宽带接入业务；如果使用常规的WLAN接入方式，则还需要在原主AP安装的位置安装中心交换机，布放五类线到天线点，再安装十个无线AP，才能达到同样的效果；

投资与维护量的比较不言而喻；

本发明一种分布式天线进行信号网状传输的装置WLAN+PHS室内分布式天线的特点与优点     充分利用资源，投入少效果好；     只要是在安装有PHS室内分布式天线的楼宇、酒店等建筑物内都可以使用这种增加无线AP及合路器的方式实现任意角度的宽带接入，实现小灵通信号与宽带信号二合一；     这样一台无线AP信号能覆盖的范围，相当于通常5台无线AP的覆盖范围，而且信号分布更均匀无死角。

3.   本发明一种分布式天线进行信号网状传输的装置接入方式灵活，建设快难度小；     不论采用LAN方式还是ADSL方式，都很容易解决无线AP与互联网的连接问题，PHS室内分布式天线馈线为维护方便大多在楼层竖井处布放各种接口器件，因此要实现WLAN接入只需在竖井内布放主干线，提供无线AP的网络接入就可以使用，不需要对楼层的天顶、墙面进行布线，施工难度小容易实现；     网络结构简单，设备维护方便；     通常WLAN无线AP为了获得更好的信号角度，通常安装于室内高处甚至吊顶内，造成故障时的排查和维护都极不方便；

采用PHS室内分布式天线进行信号传送后，设备安装于竖井或楼层天顶维护口内，仅通过主干线与外相连，网络结构简单，即使发生故障或需要检查时也很容易观察到无线AP的工作状态；     信号质量优良，覆盖范围理想；     目前有无线宽带接入的写字楼中，通常为了保证信号质量，多采用小范围内布放多AP点的接入方式，造成空间内无线信号相互干扰，信号质量不升反降，使无线网络不稳定；

通常情况下覆盖1000平方米的空间，需要5~10个无线AP才能做到，而具备PHS室分天线接入无线宽带条件的1000平方米场所，一个无线AP加上功率放大器就能够覆盖完全，不仅是降低了设备成本，也使空间内无线信号“干净”了不少，无线信号干扰减少，质量上升，传输质量也得到保证，网络稳定性有所提高；     从实际使用效果来看，使用WLAN+PHS室内分布式天线接入方式来解决办公楼、写字楼、酒店等要求覆盖面积大、信号阻碍强、对移动接入要求高的场所里无线宽带接入问题，具有成本低、效果好、易建设、易维护的优点，而这些优点恰恰弥补了普通无线网络设备使用于这类场所时信号穿透难、建设投资大的缺点；

办公楼宇应用：在已建设有PHS室分天线系统的办公楼宇中推广此种无线应用方案，利用网络信号覆盖面积大的优点，为商业公司打造无线局域网或移动式互联网接入，实现网络无线化，以 “自由”为卖点；宾馆、酒店应用：在已建设有PHS室分天线系统的宾馆、酒店中推广，具有可利用信号死角少、投资少见效快的优点，可以在大堂、酒吧形成热点地区，提供互联网接入，在客房实现电脑无线接入互联网络，减少综合布线成本；

布满酒店内的无线信号，将给入住客人提供更方便的服务，以“形象”为卖点；商场等公共场所应用：抢占宽带接入信号资源，扩大热点范围，配以广告宣传与终端展示，可以提高企业影响力、知名度以及抢先占有无线信号等无形的公共资源，占有无线宽带市场制高点；

可以想象的是，当中国电信在公共场所拥有的信号面积越大，给用户的心理暗示就是“使用中国电信业务就是方便”，那么使用其他中国电信业务的人群也会越多；  总而言之，在具备PHS室分天线条件的场所，完全可以通过极少的投资实现PHS+WLAN二合一接入方案，从而使宽带接入手段从有线跨入无线时代，不仅仅是丰富了服务内容，提高了企业形象，更增加了新的增值业务，带来更大的商机与更多的用户群。

4.本发明一种分布式天线进行信号网状传输的装置WLAN+PHS分布式天线的应用      现场查勘发现会议使用的五个会场面积近两千平方米，而且会场墙体厚达60厘米，如果采用传统无线接入方案，需要布放主干布线到预定点，而为保证信号良好，预定无线AP点需要十台设备才能保证会场无信号死角，更别说还要为了保证会场休息区和会场中心信号覆盖必需在会场墙体和会场中央布放影响美观的五类线主干；     为了解决这个难题，部门研究决定利用会场间走道吊顶内已经布好的PHS室内分布式天线来传递无线信号，在与无线班合作解决了无线设备上天线、馈线接口及AP功率不足损耗过大的难题后，实现了如下WLAN+PHS室内分布式天线的无线接入方案：     主会场配电间有光路连接到中心机房，而且PHS天线馈线也在此处分接入一条支路，这条支路的小灵通信号设计刚好是覆盖了五个会场及休息区的范围，选择此处作为接入点，可以很好的解决会场面积大的问题；     但是，由于PHS天线安装于过道顶部，而会场墙体厚度很大，造成无线信号在穿透墙体进入会场后损耗很大，从上图中可以看到，无线信号在各个会场内的分布情况；     在休息区测试到的无线信号强度为-50dbm左右，当移动经过主会场墙体时，信号强度剧降到了-70dbm，接近会场中心时，信号强度已经降到了-80dbm,对于灵敏度稍低的无线网卡来说，已经无法保证能够稳定的使用了；     如果会场的墙体不是厚达60cm而是一般的墙体，也许WLAN+PHS天线的方案可以只使用一个AP就能够解决两千平方米的会场无线信号覆盖问题；    本发明一种分布式天线进行信号网状传输的装置为了克服会场墙体严重阻碍信号的困难，我们更换思路，提出另外一种解决方案，那就是不仅仅依赖于PHS天线来对信号进行覆盖，而是尝试只将WLAN+PHS天线的无线信号当作“无线网络主干”使用，同时利用WDS（无线分布式系统）技术，这样就可以在会场内组建出一个没有一根网线的无线网络；

无线AP：无线AP（AP，Access Point，无线访问节点、会话点或存取桥接器）是一个包含很广的名称，它不仅包含单纯性无线接入点（无线AP），也同样是无线路由器（含无线网关、无线网桥）等类设备的统称；     SOHO级AP：小范围使用的家用级AP；     无线网卡灵敏度：指的是无线网卡接收无线信号强度的最小值，以dbm为单位，数值越小表示灵敏度越高性能越好；     WDS：WDS(Wireless Distribution System)，无线分布式系统：是建构在HFSS或DSSS底下，可让基地台与基地台间得以沟通，最简单地说：无线分布式系统(WDS)的无线中继模式，就是在WDS上可以让无线AP之间通过无线进行桥接（中继），在这同时并不影响其无线AP覆盖的功能。

5.本发明一种分布式天线进行信号网状传输的装置最简单的方法是将它们都直接相连在一起，这种连接称为点对点连接；

用这种方式形成的网络称为全互连网络，也就是网状网络；

如果要连的设备有n个，所需线路将达到n(n-1)/2个；

显而易见，这种方式只有在涉及地理范围不大，设备数很少的条件下才有使用的可能；

即使属于这种环境，在LAN技术中也不常使用；这里所以给出这种拓扑结构，是因为当需要通过互连设备（如路由器）互连多个LAN时，将有可能遇到这种广域网（WAN）的互连技术；

网状网络（Mesh Network）是一种在网络节点间透过动态路由的方式来进来资料与控制指令的传送；

这种网络可以保持每个节点间的连线完整，当网络拓扑中有某节点失效或无法服务时，这种架构允许使用“跳跃”的方式形成新的路由后将讯息送达传输目的地；

在网状网络中，所有节点都可与拓扑中所有节点进行连线而形成一个“局域网路”；

网状网络与一般网络架构的差异处在于，所有节点可以透过多次跳跃进行数据通信，但它们通常不是移动式装置；

网状网络可以视为是一种点对点的架构；

移动式点对点网络与网状网络在架构上是非常相似的，只是移动式点对点网络还必须随时更新组态以因应各节点移动的情形；

网状网络自我调校机制：即使在拓扑中有节点无法服务或过于忙碌，网络还是可以正常运作。

6.本发明一种分布式天线进行信号网状传输的装置因而形成一个高度可信赖的网络架构；

这种架构适用于无线网络、有线网络甚至是软件架构；

无线网状网络至今已历经三代的进化，每次反复的演进都提供了更好的可靠度以及分集的功能；

随着无线电的成本快速下降，单一频段的无线网状网络节点产品逐步发展成可支援多频段，利用额外的无线电波提供额外的功能-例如：客户端存取、后置网络（最后一里）或在行动应用中扫描频道以提供快速的信号切换；

网状网络节点的设计也逐渐模组化－一个可以支援多张复合频段网卡的盒子－每张网卡可以在不同的频率下运作；

因此，第三代的网状网络技术赋予了一套全新的应用；包括了即时的影像监控、边界安全或语音通信。

7.本发明一种分布式天线进行信号网状传输的装置实现建筑物室内无缝覆盖的分布式天线系统，无源同轴分布式天线系统信号源发出的射频信号经过同轴电缆、耦合器、功分器和室内天线，均匀地分配到覆盖区域的每一个角落；

其优点为系统造价低，由于本身为无源系统，所以可靠性高和系统产生互调干扰产物甚低；缺点是因为信号在传输过程中无增益，所以在能量估算问题上需要精确计算，才能完成预计覆盖区域，因此设计修改麻烦、设计与施工技术含量较高；

有源同轴分布式天线系统 在无源同轴分布式天线系统的基础上增加放大器，即实现了有源同轴分布式天线系统，并且可以同时使用多级放大器；

其优点为设计与施工简单方便，信号强度动态可调，系统具有良好的可扩展性，是一种极为灵活的通用室内覆盖系统；缺点是因为系统涉及到多个有源器件，互调产物多，可靠性低，需要实时监控和维护；光纤分布式天线系统光纤分布式天线系统利用单模光纤将射频信号传输到建筑物内部各个地方，通常光纤和同轴电缆结合使用，在建筑物纵平面上采用光纤传输，横平面上进入楼层以后采用同轴电缆传输；有时也利用光纤实现信号在不同建筑物间的传输，进入建筑物以后采用同轴电缆传输；如果为智能大厦设计室内无缝覆盖，可以充分利用其预埋的光纤和五类非屏蔽双绞线实现室内覆盖，通过电光转换单元在纵平面上采用光纤传输，再通过光电转换单元在横平面上采用五类非屏蔽双绞线传输信号；

因此光纤分布式天线系统是用于大面积、远距离复杂区域的室内覆盖。